Управление модулем Пельтье

[Инн]

Дьявол, Коллеги, я не знал, что Пельтье могут быть, по сути, бракованными!
Большое спасибо!
Насчёт каскада я самого начала понимал, но думал, подниму маленько температуру радиатора, обдув станет эффективнее. Всё из-за того холодильника...
Да, и с этим падением напряжения, забыл сослаться на страницу два прилагаемого справочного листка, там вторая пара графиков.

[mike-y-k]

Инн, у меня всего-то один noname модуль 45х45х6 между теплоотводом и куском меди с трубками вполне выдаёт у теплоносителя (пропиленгликоль) температуру -5°.
За ток и напряжение не скажу ничего - давно собирал и плата залита намертво герметиком. Но тепло от сервера вместо штатного воздушного с ревом самолета отводит отлично, а радиатор из меди и алюминия (2U) совсем не требует вентиляции . Только лёгкое жужжание центробежного насоса.
При отладке и настройке несколько раз ловил ошибки процессора из-за низкой температуры .

[laser532]

Пробежался взглядом по соообщениям. Имею опыт применения Пельтье для малошумящего термоконтроля лазерных групп - диодов накачки и кристаллов. Также делал ловушку для масла диффузионного насоса. Ловушка оказалась неудачной, но возможные характеристики достигнуты. Для ловушки брал питерские с металлизацией пластин и паял легкопалвким припоем на медь. Наилучший перепад по спецификации был 70° при температуре горячей пластины что-то в районе от +20 до +50. Что-то около -40° у меня получилось. Горячую сторону охлаждал водой. Охлаждать гликолями смысла не увидел, терялись преимущества Пельтье. Для лазеров и покупал и доставались в больших количествах от ремонта японских. Есть очень эффективные "неженки" с предельным рабочим током 0,5А (от 1 А мрут насовсем), но максимальная эффективность их достигается при токе 300-350мА. При этом падение напряжения на источнике тока 0,1 - 0,2 В. Ну и самые мощные (это все из миниатюрных, площадью от 1 до 6 кв см) у меня хотели 5А в форсированном режиме. Чаще всего я применяю мостовые драйверы от Maxim с ПИД регулятором на МК. "Максимки" проверены специалистами по голографии и мною в малошумящих лазерах для фотопечати. Разумеется, делали и свои драйверы Пельтье на дискретных ключах и частотами ШИМа пониже, чем у "легких" "максимок". Должен сказать, что элементы отличаются в разы по характеристикам, начиная от геометрии (мне важна плоскопараллельность) заканчивая теплоэлектрическими характеристиками даже при одинаковом числе и размере столбиков. Так что "нонэйм" я применяю только с разбора дорогущих брендов, которые в магазине не купить. Но компоненты лазеров - это вообще отдельная тема, даже если это и "ширпотреб" на первый взгляд.
Что касается падения напряжения на элементе, то надо помнить, что он обратим и имеет термоэдс, очень разное тепловое и электрическое сопротивления. Так что решать задачу наугад, на мой взгляд, можно только "передирая" чужое решение причем целиком с номиналами и артикулами.

[mike-y-k]

laser532, там гликоль был теплоносителем - отводил тепло от процессоров в корпусе этажом ниже . И тогда я с тем модулем очень бережно обходился.
Только CC, большой конденсатор у модуля и плавный подъем тока при включении.
После тестов на пригодность модуля повторил всю логику уже на отдельной для него плате. Потом только работу вместо штатного набора пропеллеров с четырехпроводного разъёма воспроизвёл. Самой заковыристой задачей оказалось правильные обороты показывать для ACPI .

[laser532]

Я это понял и никак не связываю решения. Просто для получения низкой температуры "горячая" сторона должна сильно охлаждаться, а у TEC падает кпд при этом. Каскадные схемы для низких температур имеют низкую производительность. Практического смысла почти не имеют.

[Инн]

Уважаемые Коллеги, прежде всего, спасибо за Ваши сообщения. Хорошая наука. Спасибо.

Но пишу, к сожалению, по другому поводу и с огромной неохотой. Неохота дяйство своё демонстрировать людям. Тем более, что не абы какие это люди.
Но снимать штаны, так уж снимать.
Да, скорее всего, мои ТЭМы, как то кимоно, хероваты: отклонение напряжения велико и в неблагоприятную сторону от паспортного. Как рез-т, их паразитная тепловая мощность сильно завышена, и задача из очень лёгкой сдвигается в сторону напряжённой или невозможной.

Но и я хорош.
Ибо заметил я, что вот эта нелегальная добавка к падению напряжения в момент включения гораздо меньше, чем в установившемся режиме.
И вот тут-то и пора снимать штаны: поскольку, мол, эти мои 14 Вт и 25 град -- это лёгкая задача для двух 60-Ваттных ТЭМов, то обломался я контачить ТЭМы между собой и к радиатору на термопасте или алюминиевой эпоксидке, а на глазок(??!!) постановил, что мне будет достаточно и обычной 5-минутной эпоксидки. (К охлаждаемой пов-ти законтачил на термопасте.)
И это я, который всю жизнь поучал всех студентов, аспирантов и техников, что лаборатория --
это место, где НИКАКОЙ, даже самый простой шаг не делают, не выполнив сначала оценок! Стыдоба.

Ну, а теперь, заметив эти изменения незаконной добавки к напряжению, я уж задним числом сделал оценки. Из них, даже если взять паспортное падение напряжения, видно, что нельзя было применять простую эпоксидку:

ТЕПЛОКОНТАКТ ПЕЛЬТЬЕ С РАДИАТОРОМ через 5-минутную эпокс.
Ток холодного Пельтье, А 2
Напряжение на холодном Пельтье, В паспорт 5; на деле 7,3
Ток горячего Пельтье, А 3
Напряжение на горячем Пельтье, В паспорт 7.5; на деле 8,3
Тепловая мощность охлаждения воды, Вт 14
Подводимая к радиатору тепловая мощность, Вт 46
Площадь теплоконтакта, м2 1.6E-03
Средняя толщина слоя эпоксидки, м 1.0E-04
Уд.теплопроводность 5-минутной эпоксидки, W/m/K 0.2
Перепад на теплоконтакте, град 14.4

Конечно, оно, может, слой эпоксидки там на деле и потоньше. Может, не 0,1 мм, а 0,05 мм.
Но ведь на самом деле, и падение напряжения не паспортное, и паразитное тепло побольше!
И последовательных термоконтактов целых три!
Хотя, конечно, через 1й теплоконтакт идёт 14 Вт, а через второй, по паспорту, -- примерно 26 Вт. Соответственно, там и контактные перепады поменьше.
Но всяко, тут добрую половину перепада легко можно растерять на теплоконтактах!
Ну, уж хоть поставил бы везде термопасту: у неё k ~ 0,7 Вт/м/К.

Спешка, горячка + "на глазок" = фетяска
Не поддавайтесь спешке, Коллеги.
Каюсь.

[mike-y-k]

Инн Уже только признание и выводы достойны минимум подражания.
Тут двояко:

• "Всем свойственно ошибаться - мрачно бормотал ёжик, слезая с кактуса"
• "Его пример - другим наука"(c)

Использование смолы без оценки ее теплового сопротивления классическая ошибка, сам наступал. Тут Вы не одиноки…

[ampy]

Век живи-век учись, сказал поручик перекладывая серебрянный портсигар...
А я когда с советскими возился - такой специальной портянкой для теплоконтакта изолировал, ну для транзисторов, но большую нашел. Т.к. у советских контакты элементов выступают. Результат впечатления не произвел. И разброс параметров элементов большой. И ток пришлось вгонять ампер 10, падение меньше вольта было. Потом импортные купил, правда самые дешевые, а там и разброс и всё равно намного ниже 0С не смог опуститься...

[laser532]

А я и раньше и сейчас, если считать не хочется (а мне никогда не хочется )) ), пользуюсь таким правилом: применяю самое лучшее из доступных решений. Если пойдет в серию, можно "ухудшить" (оптимизировать по критерию), а если не заработает, значит лучше я уже и не сделаю.

[цифровик]

Друзья, как интересна тема про элементы Пельтье. Хочу спросить у вас у знатоков.
Сам не стал интернетить по поводу этой базы. Сам даже ни когда их в руках не держал. Дайте ссылку где можно почитать о них во всех подробностях. И где они применяются. Я имею ввиду промышленные схемы.