Схема регулятора

Мне нужно разработать регулятор для моей диссертации, но мне очень нужна помощь, пожалуйста!

Тема: - Терморегулятор для маленького холодильника

Некоторые детали: - регулятор должен управлять элементом Пельтье, который будет охлаждать воздух в холодильнике - элемент Пельтье работает с 12 В и 5 А - сначала мне нужна схема, которая измеряет температуру, затем ее результат будет сравниваться с фиксированное значение, и в зависимости от разницы между двумя значениями будет управляться элемент Пельтье

Что я сделал: - на картинке изображена нарисованная от руки схема нарисованная от руки схема, которую я тестировал на тестовой плате  результаты теста написаны красным цветом - я измерил температуру через pn переход (биполярный транзистор, подключенный как диод) -
т.к. изменение напряжения в зависимости от температуры очень мало (приблизительно 2,5 мВ/градус), я усилил его через операционный усилитель, реализованный таким образом, что напряжение смещения получилось для того, чтобы усилить изменение напряжения только в несколько мВ. - затем компаратор, который сравнивает измеренное напряжение с заданным напряжением (через потенциометр)
- на выходе силовой МОП-транзистор, управляющий элементом Пельтье

После реализации этой схемы я понял, что для управления элементом Пельтье мне нужно 5А на выходе компаратора. Более того, группа MOSFET-Пельтье должна питаться 20 В, чтобы элемент Пельтье мог сосать 12 В, а для MOSFET по-прежнему оставалось 8 В. Я смоделировал схему в Spice 4 специя(используя некоторые компоненты, похожие на те, что используются в реальности, и моделируя элемент Пельтье через сопротивление 2,4 Ом), чтобы затем правильно определить размеры компонентов. Но уже после усилителя напряжение не равно измеренному на тестовой плате и далее различия возрастают. Пробовал варьировать сопротивления компаратора так, чтобы на его выходе получалось 5А, но сколько я их ни варьировал, результат остается примерно одинаковым.

Я вот еще чего не понимаю: мне сказали, что я должен управлять Пельтье с помощью ШИМ, но, во-первых, я прочитал на этом форуме, что это не очень хорошая идея, а во-вторых, я не понимаю, зачем мне нужен ШИМ, так как схема, которую я уже понял, управляет элементом Пельтье. Так или иначе, схему с таймером 555 я нарисовал под оригинальную схему.

Пожалуйста, помогите мне изменить мою схему, чтобы она работала! А так же, если можно, помогите понять, как и зачем мне использовать ШИМ.

Большое спасибо!

Я просто изменил все, что вы предложили, а также добавил схему для ШИМ. Как вы думаете, это нормально?полная схема

Если вы используете ШИМ и термистор, изменится ли рабочий цикл для изменения температуры?
Почему бы просто не использовать небольшой микроконтроллер?
Я реализую эту схему для своей диссертации, и мне не разрешено использовать микроконтроллер. Все должно быть сделано с дискретными компонентами.
Разве термистор не является дискретным компонентом? Использование модели Эберса-Молля для связи температуры с напряжением кажется довольно неточным процессом.
Да, ты прав! К сожалению, мой профессор попросил меня использовать его, но после этого он не поможет мне ни одним советом...

Ответы (1)

Я нарисовал вашу схему в LTSpice и вообще не смог заставить ее работать.

Я заменил Q1 и R1 источником напряжения и имитацией развертки постоянного тока. Я добавил, что у вашей первой ступени OP07 нет питания, но модель OP кажется ошибочной. Я заменил его на LTC7652, предоставленный в LTSpice.

Я не понимаю смысла R2 (пожалуйста, просветите меня!), поэтому я удалил это.

Я не совсем знаком с концепцией измерения p-n-перехода, но для этого приложения, я думаю, все, что вам нужно, это точка срабатывания, где начинается Пельтье. Точка срабатывания на U3 (вторая ступень OP), по-видимому, установлена ​​потенциометром почти на 5 В. Чтобы достичь этого напряжения, входное напряжение 0,62 В необходимо усилить примерно в 8 раз. Но первый каскад настроен на усиление 1+825/1 = x826. Заменил R4 на 8к.

введите описание изображения здесь

Я уверен, что вы хотите немного изменить это, но симуляция работает нормально. Кстати, корпус диода MOSFET на вашей нарисованной от руки схеме нарисован в неправильном направлении.

Решение ШИМ будет работать в сочетании с приведенной выше схемой, если вы подключите контакт 4 (сброс) к выходу второго ОР (компаратора). Тем не менее, вы должны отрегулировать напряжения от компаратора, чтобы цепь 555 не загорелась. Проверьте техническое описание используемого вами чипа 555 и соответственно разделите выходные данные OP. Затем 555 может управлять NMOS напрямую со своего выхода.

Я не даю никаких намеков на то, следует ли вам использовать ШИМ или нет для Пельтциера, поскольку я считаю эту информацию неубедительной. У Олина есть точка зрения в другом вопросе Пельтциера на форуме о том, что механическое напряжение может со временем разрушить элемент.

Я просто внес предложенные вами изменения с той лишь разницей, что использовал другую NMOS, так как не смог найти ту, что вы использовали в Spice, и действительно, вроде все работает. Я просто надеюсь, что это будет работать и на тестовой плате :) Еще раз спасибо за вашу помощь!
У кого-нибудь есть какие-либо советы по поводу использования pwm?
Добавлено примечание о PWM.
Вы имеете в виду, что к выводу 3 я должен подключить сопротивление 1 кОм, а затем напрямую NMOS вместо биполярного транзистора в моей нарисованной от руки схеме? Или мне следует использовать другую схему, например, вот эту: Learn.sparkfun.com/tutorials/led-light-bar-hookup/…
Я добавил изображение полной схемы в первоначальный вопрос, так как мне не удалось добавить изображения в этот комментарий.
Да, вы можете подключить выход 555 через резистор к затвору NMOS. Может быть, 1 кОм в порядке, 555, вероятно, может справиться с еще более низким сопротивлением. Сигнал сброса 555 может быть напрямую подключен к выходу второго OP, если микросхема может его обрабатывать (большинство может).
Схема регулятора
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v