Питание теплового насоса Пельтье мощностью 30 Вт.

У меня есть элемент Пельтье, рассчитанный на 12 В / 2,5 А (30 Вт), но я хотел бы получить некоторые разъяснения о том, как я должен его запитывать. Я знаком с созданием блоков питания с линейными стабилизаторами LM78xx, и у меня был небольшой опыт работы с LM317, но я никогда не пытался питать что-либо выше 500 мВт. Я также запитаю два небольших 12-вольтовых вентилятора для охлаждения горячей стороны устройства.

Я нашел LM350 , который кажется хорошей ставкой - номинал 3А, напряжение до 33В.

Я буду питать его от британской сетевой розетки (230 В переменного тока), поэтому я, вероятно, настрою его так же, как и регулятор LM78xx - подключите сеть к первичной обмотке трансформатора, вторичную часть подключите к диодному мосту до половины. - выпрямите, используйте электролитический колпачок на 1 мФ, чтобы сгладить его, затем подключите этот источник к регулятору.

Однако у меня есть несколько вопросов по этому поводу.

  1. Какое напряжение я должен стремиться к вторичной обмотке трансформатора? Где-то около 15 В (например, это ) кажется мне правильным, но я не совсем уверен. Насколько я могу судить от Farnell и RS, похоже, не так много трансформаторов с низковольтными вторичными цепями.
  2. Нужно ли использовать радиатор на регуляторе? Если да, то есть ли ресурсы, которые помогут мне выбрать подходящий?
  3. Могу ли / должен ли я запускать два вентилятора от того же регулятора, что и элемент, или мне следует использовать второй регулятор для их питания? Я полагаю, что индуктивная нагрузка параллельно элементу может все усложнить.
  4. Нужно ли мне делать это на печатной плате из-за более высоких токов, или я могу обойтись без полосовой платы?
  5. Есть ли какие-то особые соображения безопасности, которые я должен принять во внимание для этой сборки, кроме обычных, когда играешь с сетевым электричеством?

Спасибо.

Вам вообще нужен регулятор? Почему бы просто не подключить Пельтье прямо к мостовому выпрямителю?
maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3318 Это заметка по применению Максима «Как контролировать и компенсировать термоэлектрический охладитель (TEC)».

Ответы (1)

Используйте двухполупериодное выпрямление, а не полуволновое. HW плохо использует трансформатор, может быть плохой или TEC, не имеет явных преимуществ, кроме стоимости 3-х диодов.

Если вы хотите, чтобы он работал на полной мощности без контроля уровня охлаждения, тогда 12 В подойдет. Регулятор LM350 нуждается в запасе около 3 В. Таким образом, 12 В на выходе регулятора = 15 В постоянного тока в мин.

Двухполупериодный выпрямительный трансформатор даст О Vmax постоянного тока ~= 1,4 х переменного напряжения.
Или VAC_min ~= (Vdc + dropout) / 1.4 Итак, 12V + 3V = 15V
VACmin ~~~~= (12 + 3) / 1.4 =~ 11VAC, если ~= НЕТ пульсаций напряжения, т.е. трансформатор 12VAC даст 12VDC после регулятора если хорошо разгладить.
Чем больше, тем лучше, поэтому, возможно, 14–15 В переменного тока обеспечат запас по запасу регулятора плюс некоторый допуск на пульсации.

Если все, что вам нужно, это запустить его на полную мощность, то вам понадобятся трансформатор, мостовой выпрямитель, сглаживающий конденсатор и добавочный резистор. Резистор сбрасывает избыточное напряжение. Трансформатора на 10 В переменного тока будет достаточно (1 В переменного тока x 1,4 = 14 В со сглаживанием и пульсациями), а 12 В переменного тока определенно будет достаточно. Резистор рассеивает 2,5 Вт на вольт падения. Длина нихромовой проволоки, отрегулированная для подачи правильного напряжения на Пельтье, составляет один вариант или 0,4 Ом на вольт при выборе падения на тесте.

Регулятору НЕОБХОДИМО теплоотвод - сколько зависит от трансформатора. Скажем, при падении регулятора 3 В - минимальное значение, на которое вы должны рассчитывать, рассеивание V x I = 3 В x 2,5 А = 7,5 Вт. Скажем допустим 10 Ватт. Больше, если трансформатор слишком высокого напряжения.

Радиатор можно выбрать, используя градус C (или K) на ватт для коммерческих радиаторов. Для повышения на 10°C при 10 Вт вам понадобится радиатор мощностью 1 C/W, который «действительно очень большой».
Если вы хотите, чтобы радиатор был достаточно холодным, чтобы касаться (почти), скажем, 60 ° C, если температура окружающей среды = 30 ° C, в худшем случае дельта нагрева = 60-30 = 30 ° C, поэтому радиатор = 30 ° C / 10 Вт = 3 ° C / Вт. Даже это велико
. Иными словами, 10°C/Вт является обычным, поэтому 10 Вт = 10 Вт x 10°C/Вт нарастание = 100°C./Добавьте окружающий воздух + Tsink = 100°C нарастание + 30°C = 130°C. Вам не нужны
радиаторы на 130°C.
так что где-то между 3 C/W и 10 C/W, склоняясь к концу 3 C/W.

Вентиляторы и Пельтье вместе в порядке. Нагрузка вентилятора мала по сравнению с нагрузкой Пельтье.
Вентиляторы могут работать от сглаженного постоянного тока до регулятора - возможно, с собственным гасящим резистором, подходящим для VFan и Vdc.

Конструкция зачищенной платы в порядке, но провода должны быть короткими и тяжелыми. Если вдоль куска полосовой доски проходят более высокие токи, вы можете припаять провод к полосе для более длинных сильноточных выводов или использовать проволочную связь от точек, которые нужно соединить.

Внимание к сети: НЕ ИГРАЙТЕ С СЕТЬЮ, если она не нужна. например, здесь все схемы низковольтные, за исключением подачи питания на первичную обмотку трансформатора. Хорошо проведите первичную проводку. Изолировать по мере необходимости. Тогда оставьте его в покое.

На самом деле я имел в виду полное выпрямление через диодный мост, понятия не имею, почему я сказал половину. Прости за это. В любом случае, я думаю, что последую вашему первому совету и запущу Пельтье прямо из сглаживающего колпачка, чтобы избавить меня от многих хлопот, пытаясь отрегулировать его и охладить регулятор. Я запущу туда LM350 для питания вентиляторов, так как я хотел бы иметь возможность контролировать скорость вентилятора, регулируя резистор R2. Есть ли причина использовать нихромовую проволоку вместо фактического резистора?
@Polynomial - Длина нихромовой проволоки с большим сопротивлением, чем вам нужно, позволяет легко регулировать сопротивление, пока вы не получите правильное напряжение на Пельтье. Вы можете получить полурегулируемый резистор полезно высокой мощности без особых усилий. При 2,5 А вы получаете 2,5 Вт на каждый вольт. Используйте слишком мощный трансформатор, и вы легко получите 10+ Вт. Nicrome измеряется в ваттах на длину, поэтому, если он работает нормально при 2,5 А, вам просто нужно больше для большего R, не беспокоясь о рассеянии.
На самом деле я просто смотрел на резистор на 10 Вт, который кажется достаточно простым. Думаете, он справится со своей задачей, не нуждаясь в дополнительном погружении или других вознях? uk.farnell.com/welwyn/wh5-1r5-ji/резистор-10w-5-1r5/dp/9507809
@Polynomial - Резистор на 10 Вт подойдет, если он постоянно рассеивает не более 10 Вт, а предпочтительно менее 5 Вт постоянно для обеспечения максимальной долговечности. Одним из моментов использования нихрома было то, что сопротивление можно регулировать по мере необходимости, но для постоянного резистора необходимо выбрать правильное значение. Если вы можете определить правильное значение, резистор в порядке. | Резистор, который вы предлагаете, зависит от наличия хорошего теплоотвода.
@Polynomial - ... Если вы готовы отвести его от радиатора (а обдув вентилятора очень помогает), это подойдет, НО дешевые резисторы с воздушным охлаждением в керамическом корпусе работают примерно на 50% от номинальной мощности и стоят дешевле. Они также могут иметь неформальное охлаждение вентилятором для еще большей надежности.
Питание теплового насоса Пельтье мощностью 30 Вт.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v