집 아파트 인테리어 고성능 Peltier 컨트롤러 및 관련 제품. 펠티에 온도 조절기 펠티에 소자용 온도 컨트롤러

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고성능 Peltier 컨트롤러 및 관련 제품. 펠티에 온도 조절기 펠티에 소자용 온도 컨트롤러

컨트롤러는 유사한 장치에서 사용할 수 있도록 설계되었지만 사용할 수 있습니다. 이 출판물은 완전한 설계 다이어그램과 상주 소프트웨어를 제공합니다.

냉장고 컨트롤러에는 다음과 같은 이유로 인해 매우 많은 특정 요구 사항이 있습니다.

기능적 목적 – 냉장고실의 공기 안정화;
다음에 따른 정확성 및 온도 안정성에 대한 특별 요구 사항;
냉각 장치로 사용 – .

펠티에 소자 제어. 컨트롤러 요구 사항.

제어 시스템은 온도를 다음과 같이 유지해야 합니다. 높은 명중률, 그리고 가장 중요한 것은 - 갑작스러운 변동이 없다는 것입니다. 냉장고의 릴레이 온도 조절 장치가 완전히 용납되지 않는 또 다른 이유입니다.
냉장실의 공기 온도가 안정됩니다. 냉각 모듈의 전력 변화에 대한 공기 온도 변화의 반응은 수십 분 정도로 매우 느립니다. 규제 기관의 수학적 지원은 이러한 특수성을 고려해야 합니다.
장치는 24시간 내내 작동합니다. 그러므로 필요하다 고효율, 저전력 소비. 사용자가 최대 전력을 설정할 수 있는 것이 바람직합니다.
시스템에는 컨트롤러 외부에 있는 여러 구성 요소(온도 센서, 팬, 펠티에 모듈)가 포함되어 있습니다. 모든 시스템 구성 요소에 대한 자율 진단을 수행해야 하며 치명적인 오류, 과열, 팬 고장 등에 대한 보호 기능을 제공해야 합니다.
컨트롤러에는 간단하고 이해하기 쉬운 인터페이스가 있어야 합니다.

위의 내용을 고려하여 냉장고용 컨트롤러가 개발되었습니다.

펠티에 모듈을 기반으로 하는 냉장고의 컨트롤러 매개변수입니다.

구조적 계획시스템.

여기서는 설명할 것이 별로 없습니다.

개략도 Peltier 소자를 기반으로 한 냉장고용 컨트롤러입니다.

계획은 복잡하지 않습니다. 주요 구성 요소는 Microchip의 PIC18F2520 마이크로 컨트롤러입니다. 연결됨:

세 자리, 7세그먼트 LED 표시기전류 제한 저항 R20-R27을 통한 VD9;
디커플링 다이오드 VD6-VD8을 통한 세 개의 버튼;
두 개의 온도 센서 D1, D2;
팬 제어 키 VT1;
측정 회로:
- 필터 R12, C6을 통한 전류;
- 필터 분배기 R8, R5, C4를 통한 공급 전압;
- 분배기 필터 R9, R6, C5를 통해 두 번째 부하 단자의 전압;
PWM 키 드라이버 VT2, VT3, R7, R10, R11;
펄스 안정기 VT5, VD2, L1의 전원 부분...

스위칭 안정기는 다음에 따라 조립됩니다. 전통적인 방식스텝다운 안정 장치. 하중(펠티에 요소)만 지면에서 들어 올려집니다. 이를 통해 접지에 연결된 마이크로컨트롤러 신호에서 안정기 스위치를 제어할 수 있어 회로가 크게 단순화됩니다.

VT5 안정 장치 키는 마이크로 컨트롤러 PWM 변조기의 드라이버를 통해 제어됩니다. PWM 주파수 100kHz. 키가 열리면 전류는 전원, 부하, 인덕터 L1, 키 VT5 회로를 통해 부하로 흐릅니다. 폐쇄 모드에서 부하는 인덕터 L1, 재생 다이오드 VD2 회로를 통해 인덕터에 저장된 에너지로부터 전력을 공급받습니다. PWM의 듀티 사이클에 따라 부하로 전달되는 에너지가 변경됩니다.

전원에서 소비되는 전류 값은 저항 R16, R17을 통해 측정됩니다.
전력은 전류와 공급 전압의 곱으로 계산됩니다.
부하 전압은 공급 전압과 부하의 두 번째 단자 전압 간의 차이로 계산됩니다.

이러한 모든 매개변수를 사용하여 컨트롤러는 PWM 듀티 사이클을 결정합니다.

인덕터 L1은 인덕턴스가 300-400μH이고 포화 전류가 5A여야 합니다. W자형 코어 Ш36x18x10 2500NMC로 만들었습니다. 65 바퀴 감았는데 간격은 1mm입니다.

PWM 주파수는 100kHz라는 점을 기억해야 합니다. 따라서 적절한 등급의 페라이트가 있어야 합니다. N87보다 나은 2500NMS도 가능하지만 2000NM도 가능할 것 같아요. 피부 효과를 방지하기 위해 2-3 겹으로 접힌 얇은 와이어로 권선을 감는 것이 좋습니다.

이 회로는 최대 3A의 전류용으로 설계되었습니다. 그러나 출력 전력을 높이기 위해 다른 구성 요소를 사용하는 것을 방해하는 것은 없습니다. 최대 출력 전력은 R16, R17, VT5, VD2, L1, C10, L2, L3 요소의 매개변수에 의해 영향을 받습니다.

회로의 배선 요구 사항은 스위칭 레귤레이터의 경우 일반적입니다. 전력 고주파 요소 간의 연결은 R16, R17, VT5, VD2, L1, C7, C9와 같이 최소화되어야 합니다.

출력 무선 간섭 필터는 L2, L3, C11 요소에 조립됩니다. 아마도 그것 없이도 할 수 있습니다.

연선을 사용하여 온도 센서를 연결하는 것이 좋습니다.

어떤 회로 구성 요소도 뜨거워지지 않으며 방열판이 필요하지 않습니다.

컨트롤러 레귤레이터에 대한 수학적 지원.

규제 기관의 수학은 매우 복잡합니다. 다음은 단순화된 다이어그램입니다.

주요 규제 기관은 3개뿐입니다.

실제로 낮은 수준전압 조정기. 이것은 PID 제어기(비례 적분 차동)입니다. 그 임무는 부하 양단의 전압이 안정적이도록 PWM을 제어하는 것입니다. 이전 레귤레이터(전력 레귤레이터)로부터 지정된 전압을 받습니다. 또한 주로 차동 구성요소로 인한 잔물결을 완화합니다.
더 높은 전력 레귤레이터. 온도 조절기의 설정값에 따라 부하의 전력을 안정화시킵니다. 이것은 일체형 레귤레이터입니다. 그는 전류와 전압의 곱으로 실제 전력을 계산합니다.
최상위 레벨에는 온도 조절기가 있습니다. 그 임무는 안정적인 온도를 유지하는 것입니다. 이것은 느린 적분 레귤레이터입니다. 적분 계수는 10°C의 온도 불일치 오류로 12분 동안 전력이 10W만큼 변경되도록 설정됩니다. 냉장고의 공기 냉각 과정의 관성으로 인해 느린 반응이 필요합니다.

규제 기관의 수학에 대해서는 더 자세히 설명하지 않겠습니다. 아마도 언젠가는 접근 가능한 형식으로 자동 규제 이론에 관한 기사를 쓸 것입니다.

주거용 소프트웨어.

프로그램은 모든 변수를 주기적으로 재설정하여 어셈블러로 작성되었습니다. 원칙적으로 동결할 수 없습니다.

소프트웨어는 다음 기능을 수행합니다.

표시:
- 냉장고실의 현재 온도;
- 온도 설정;
- 펠티에 소자의 현재 전력:
- 지정된 최대 전력;
- 외부 라디에이터 온도;
- 전원 켜기;
- 팬을 켜다;
- 치명적인 시스템 오류;
챔버의 공기 온도 안정화;
외부 라디에이터 팬 제어(30°C에서 켜짐, 27°C에서 꺼짐);
시스템 상태를 모니터링합니다.

컨트롤러로 작업합니다.

전원을 켜면 표시등에 다음 메시지가 나타납니다. 웹사이트그리고 장치는 정상적으로 작동합니다.

표시기는 냉장고의 온도를 표시합니다.

설정된 온도를 보려면 '선택' 버튼을 누르세요. "선택" 버튼을 누른 상태에서 "+" 및 "-" 버튼을 사용하여 설정 온도를 설정할 수 있습니다.

"선택" 버튼 없이 "+" 버튼을 누르면 컨트롤러는 펠티에 모듈의 현재 전력을 W로 표시합니다. 표시기의 전력 값은 문자 "P" 표시와 번갈아 표시됩니다. "선택" 버튼을 사용하면 지정된 최대 전력을 볼 수 있으며 "+" 및 "-" 버튼을 사용하여 설정합니다.

다음 번에 "+" 버튼("선택" 버튼 제외)을 누르면 컨트롤러가 외부 라디에이터 온도 표시 모드로 전환됩니다. 표시기의 온도 값은 "tr" 표시와 번갈아 표시됩니다.

컨트롤러는 다음 오류를 모니터링하고 이에 응답합니다.

온도 센서 오류입니다. 표시기에 "---" 기호로 표시됩니다.
EEPROM 쓰기 오류. 지정된 매개변수(온도, 전력)는 마이크로컨트롤러의 비휘발성 메모리에 저장됩니다. 이 데이터의 체크섬이 일치하지 않으면 오류가 발생합니다. 실제로는 처음 전원을 켰을 때나 녹음 중 전원을 끌 때 나타날 수도 있습니다. 매개변수를 재설정하여 수정되었습니다.
과열 오류(팬 고장). 외부 라디에이터가 최대 50°C까지 가열된 경우 나타납니다. 이는 팬에 결함이 있는 경우에만 발생할 수 있습니다.
오류가 발생하면 컨트롤러는 펠티에 모듈에서 전압을 제거하고 LED를 깜박임으로써 오류를 표시합니다.

온도 컨트롤러는 관성이라는 점을 다시 한 번 강조하겠습니다. 온도 불일치 오류가 10°C인 경우 전력은 12분 안에 10W씩 변경됩니다. 저것들. 전원을 켤 때 저전력은 정상입니다. 우리는 기다려야 한다.

냉장고 컨트롤러에 대한 자료 다운로드:

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에 관한 일련의 기사입니다.

저는 몇 년 전 수족관용 냉각 장치를 개발하던 중 펠티에 소자(이하 EP)를 처음 접했습니다. 오늘날 전자 장치는 훨씬 더 저렴해졌으며(비용은 500루블부터) 적용 범위가 크게 확대되었습니다.

예를 들어, 사무실은 물론 일부 개인 가정에서도 볼 수 있는 무료 냉각기(냉수기, 물 디스펜서, 디스펜서)는 주변 공기를 통과시켜 수냉식을 제공하는 수냉식 열 교환기입니다. 축류 팬을 사용하는 열교환기 플레이트는 전기 모터 없이는 상상할 수 없습니다.

4x4 cm 정사각형 모양의 ES(그림 5.12)는 냉각 라디에이터와 물 탱크 본체 사이에 특수 열 페이스트와 조임 나사를 사용하여 탱크의 "차가운" 표면에 고정됩니다.

그림 5.12 모습펠티에 소자 브랜드 TES-1-1208

비슷한 크기의 다른 전자 장치(예: CP1.4-127-045L)도 널리 퍼져 있습니다. 전기 드라이브의 주요 매개변수는 최대 출력입니다.

열 교환기와 라디에이터 사이의 안정적인 기계적 접촉이 중요하므로 EP의 양면에 열 윤활제가 도포됩니다. 특별한 열 페이스트가 없으면 일반 약국에서 저렴하게 구입한 약리제(예: 라사리 페이스트 또는 살리실산-아연 페이스트)를 성공적으로 사용할 수 있습니다.

EP의 "뜨거운" 쪽의 최대 온도는 +80°C에 도달하므로(고온 Supercool 쿨러의 경우 최대 온도는 +150°C임) EP를 올바르게 냉각하는 것이 중요합니다.

전기 요소의 "뜨거운" 표면은 라디에이터를 향하고, 반대쪽에는 냉각 팬이 설치되어 있습니다(공기 흐름은 라디에이터에서 바깥쪽으로 향합니다). 극성에 따라 팬과 전기 모터는 12-14V 전압의 전원에 연결됩니다 (강압 변압기, 다이오드 정류기 및 평활 산화물 커패시터로 구성). ED는 일정하며 팬은 물 탱크에 연결된 비교기와 온도 센서를 기반으로 하는 전자 장치에 의해 제어됩니다. 탱크의 수온이 +5°C 이상으로 올라가면 팬이 자동으로 켜지고 냉각이 시작됩니다. YH-110 데스크탑 쿨러의 데이터시트에 따르면 물은 +5 °C로 냉각됩니다. 전원 공급 장치의 리플은 5%를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 발전기의 효율이 저하됩니다.

EP의 작동은 프랑스 시계 제작자 Jean Peltier가 발견한 효과를 기반으로 합니다. 1834년 펠티에는 서로 다른 도체로 구성된 회로에 직류 전류가 흐를 때 전류의 방향에 따라 도체의 접점(접합부)에서 열이 흡수되거나 방출된다는 실험을 통해 발견했습니다. 열량은 도체 접점을 통과하는 전류에 비례합니다(그림 5.13).

직류가 EC를 통과하면 측면 사이에 온도 차이(dT = Th – Tc)가 발생합니다. 한 판(차가운)은 냉각되고 다른 판(뜨거운)은 가열됩니다.

ED에 온도차를 적용하면 모듈은 다음을 제공합니다. 전기. 이는 표에 설명된 실험을 통해 확인됩니다. 1 및 이에 대한 참고 사항. 이 효과를 바탕으로 미래에는 휴대용 전력원을 만드는 것이 가능하다.

펠티에 효과는 반도체 접촉부에서 가장 강하게 나타납니다. 다른 유형전도도(p- 또는 p-). 펠티에 효과에 대한 설명은 pn 접합의 접촉 전위에서 속도가 느려지거나 가속되는 전도 전자와 반도체 어레이 원자의 열 진동의 상호 작용에 있습니다. 결과적으로 전자의 이동 방향과 그에 따른 전류에 따라 접합(p-n-또는 n-p-접합)에 바로 인접한 반도체 부분의 가열(Th) 또는 냉각(Tc)이 발생합니다.

펠티에 효과는 열전 모듈(TEM) 작동의 기초가 됩니다. TEM의 단일 요소는 하나의 p형 도체(분기)와 하나의 n형 도체로 구성된 열전대입니다. 이러한 열전대 여러 개를 직렬로 연결하면 p-p 접점에서 흡수된 열(Qc)이 접점에서 방출됩니다. p-p 유형(Qh). 열전 모듈은 직렬로 연결된 열전대 세트입니다. 열전대는 두 개의 세라믹 판 사이에 배치됩니다. 가지는 산화알루미늄으로 만들어진 열전도 세라믹에 부착된 구리 전도성 패드(팁)에 납땜됩니다. 이 물질은 저항력이 있습니다. 고온섭씨 수백도. ED 하우징은 텔루르화 비스무트로 만들어지며, 여기에 특수 첨가제(셀레늄, 안티몬)를 첨가하여 필요한 유형 및 전도성 매개변수를 얻습니다.

다양한 EC의 열전대 수는 여러 장치에서 수백 와트까지 다양하므로 10분의 1 와트에서 수백 와트까지의 냉각 전력을 갖춘 TEC를 생성할 수 있습니다.

ED 측면 사이의 최대 온도 차이(dTmax, °C)는 80 °C 이상에 이를 수 있습니다. Qmax(W) – 전류 I = Imax 및 온도 차이 dT = Th – Тс = 0에서의 냉각 용량. 단, 모듈의 차가운 면에 공급되는 모든 열은 손실 없이 즉시 뜨거운 면으로 펌핑되고 온도는 뜨거운 쪽의 Th는 27°C(300K)로 유지됩니다.

쌀. 5.13. 전류에 영향을 미치는 온도가 전류로 변환되는 그림

ES 결론에 적용하는 것이 좋습니다 일정한 압력. 모듈에 표시된 전압에 비해 약간 높은 적용 전압을 사용하면 컴퓨터 프로세서를 냉각할 때 중요한 성능 계수를 줄이지 않고도 높은 냉각 성능을 얻을 수 있습니다. 전력 소비는 비례하여 증가합니다.

수냉식 외에도 EP는 칩 패키지 및 인쇄 회로 기판 냉각과 같은 공랭식 냉각기로 적극적으로 사용됩니다. 컴퓨터의 프로세서 냉각은 전자 장치 사용의 한 예일 뿐입니다.

액체(물) 냉각을 고려하면 이러한 장치에도 감전이 발생합니다(그림 5.14 참조).

최대 전력이 70W(12V) 및 172W(24V)인 표준 단일 스테이지 모듈입니다. 모듈의 명칭(표시)은 다음과 같이 해독됩니다. 첫 번째 숫자는 모듈의 열전대 수입니다. 두 번째 – 가지 측면의 너비(mm) 세 번째 - 분기 높이(mm)입니다. 예를 들어 TV-127-1.4-1.5입니다.

EP 모듈은 밀봉되어 물 속에서도 사용할 수 있으며(끓는 물에서의 실험에 대한 설명은 표 1 참조), EP의 세라믹 표면이 연마됩니다. 검정색(-) 및 빨간색(+) 전선은 라멜라(단자)에 납땜됩니다. 검정색 선(그림 1)이 왼쪽에 있고 빨간색 선이 오른쪽에 있도록 리드가 자체를 향하도록 전자 장치를 배치하면 "차가운" 쪽이 위쪽에 있고 "뜨거운" 쪽이 있게 됩니다. 바닥에. 표시는 일반적으로 뜨거운 면에 적용됩니다.

쌀. 5.14. 액체 냉각기

레이저 부품, 광섬유, 반도체, 실험실의 냉각/가열 측정 장비, 의료 장비, 전자 섀시, 유연하고 하드 드라이브, 음식과 음료. ED 및 이를 기반으로 하는 모듈은 열 사이클링 모드에서 사용할 수 있습니다. 즉, 적용된 전압의 극성을 변경하기 위해 스위치를 사용하여 냉각 및 가열 모드를 교대로 사용할 수 있습니다. 이 펄스 제어 프로세스는 자동화되어 전자 장치에 "위탁"될 수 있습니다. 냉각 정도는 ED를 통과하는 전류량에 비례하므로 냉각 대상의 온도를 고정밀도로 조절할 수 있습니다.

정상(실온) 온도에서 EP 양면의 표면 온도는 +8...+10 °C입니다(실온보다 훨씬 낮으며, 이 실험에서는 +19 °C를 사용합니다).

다양한 모드에서 ED의 저항 변화를 고려해 보겠습니다(M830 테스터는 저항 측정 모드에서 ED 단자(라멜라)에 연결됩니다). 연구 결과는 표에 요약되어 있습니다. 5.1.

ES의 적용 범위

일정한 온도보다 높은 온도에 노출되었을 때 실온, EP의 한쪽(표시 포함)에서 저항은 다음과 같이 감소합니다. 반대쪽– 비례적으로 증가합니다. 가장 간단한 예시는 표의 실험 2와 3에 설명된 손바닥 가장자리로 전자 장치 표면을 터치하는 것입니다. 5.1.

USB 모드의 주파수 7296.0kHz, 7165.5kHz, 18157.5kHz, 14342.5kHz 및 CW의 10117.5kHz는 단파 운영자가 주로 도보 탐험에 사용합니다.

문학: Kashkarov A.P. 아늑함과 편안함을 위한 전자 장치.

펠티에 컨트롤러는 전류 흐름 방향에 따라 열적으로 안정된 물체를 냉각하거나 가열하도록 설계된 반도체 장치입니다. 펠티에 컨트롤러를 사용하면 전류의 방향과 크기를 제어하여 물체의 온도를 정밀하게 조절할 수 있습니다.

우리는 다양한 Peltier 컨트롤러를 생산합니다.

TECA1-xV-xV-D 시리즈의 주요 특징: 고효율 및 전류 안정성, 컴팩트한 크기. 최대 전류 2.5A입니다. 이 시리즈는 레이저 시스템의 온도 제어에 자주 사용됩니다.

TEC5V4A-D는 최대 출력 전류가 2.5A 대신 4A로 더 높다는 점을 제외하면 위에서 설명한 TECA1-xV-xV-D와 거의 동일합니다.

TEC5V6A-D 컨트롤러는 이전 2개의 컨트롤러와 동일한 핀아웃을 갖습니다.

ATEC24V10A-D 컨트롤러는 개발 중입니다. 이 시리즈는 높은 입력 전압, 높은 출력 전류, 높은 에너지 효율 및 작은 크기를 허용합니다.

ATFC105D는 Peltier 컨트롤러입니다. 디지털 제어. 키패드와 디지털 디스플레이가 함께 제공되며 현장 프로그래밍이 가능하고 높은 입력 전압과 높은 출력 전류를 수용합니다.

이러한 열전 냉각기 컨트롤러의 대부분은 당사의 열전 모듈, 서미스터 및 열 전도성 재료와 잘 호환됩니다.

효율성: 90%

최대 출력 전류: 2.5A

최대 출력 전압: 0V ~ Vps -Iout * 0.1에서 외부적으로 조정 가능

공급 전압: 3.1V ~ 3.5V 또는 4.75 ~ 5.25(주문 시 3.3V 또는 5V 지정)

온도를 설정하세요. 제어 전압: 0~3.0V그리고

패키지: 딥 패키지

지금 구매재고 있음: 15

(개발중)

이는 사전 설정된 온도 창 내에서 대상 물체의 온도를 조절하기 위해 TEC(열전 모듈)를 제어하도록 설계된 소형 고효율 전자 모듈입니다. 이 컨트롤러를 사용하는 주요 이점은 배터리 구동 시스템의 에너지를 절약한다는 것입니다. 대부분의 작동 시간은 목표 범위 내에 있습니다. 설치된 창, TEC 컨트롤러가 켜지지 않는 경우가 있습니다. 때로는 목표 온도가 사전 설정 범위를 벗어나고 TEC 컨트롤러가 켜져 목표 온도를 다시 한계 내로 가져옵니다.

제작기간 : 4주

(개발중)

높은 출력 전압: 24V

높은 출력 전류: 10A

고효율: >96%

고온 안정성:<0.01C

프로그래밍 가능한 전류 제한

완전 차폐

컴팩트한 크기: 38.8 x 34.5 x 7.5(mm)

DIP 및 SMT 패키지 사용 가능

100% 무연(Pb) 및 RoHS 규격 준수

제작기간 : 4주

이 온도 조절 장치는 주변 온도에 관계없이 작업 영역의 설정 온도를 자동으로 유지하도록 설계되었습니다. 저것들. 작업공간의 설정온도와 주변온도에 따라 난방과 냉방이 자동으로 이루어집니다.

온도 센서는 아날로그 전자 온도계 IL135(3핀, TO-92 하우징)의 집적 회로(IC)입니다. 하나의 핸들이 있는 온도 조절 장치는 그림 1의 그래프에 따라 음의 온도 값에서 양의 온도 값까지 IL135의 전체 작동 온도 범위를 보장합니다. 1 .

온도 조절기의 전기 회로도는 그림 1에 나와 있습니다. 2. 설정 온도의 전체 범위는 데이터시트의 측정 브리지에 따라 가변 저항기 R7(유일한 온도 조절기 제어 장치)로 제어됩니다.

작업 영역의 가열과 냉각을 모두 제공하는 열전소자는 펠티에 소자입니다. 이는 적용된 전압의 극성에 따라 판의 한쪽이 가열되고 다른 쪽은 냉각되는 반도체 판입니다. 펠티에 소자의 플레이트는 두께가 수 밀리미터이므로 냉각 모드에서 가열 측이 냉각 측에 영향을 주지 않으므로 냉각기(팬이 있는 라디에이터)를 가열 측에 배치하고 켜야 합니다. 냉각기 M1을 켜는 것은 트랜지스터 VT14에 의해 제공됩니다. 필요한 경우 냉각 모드에서와 마찬가지로 트랜지스터 VT14가 냉각 팬을 켜고 가열 모드에서는 VT14와 마찬가지로 트랜지스터를 VT13에 병렬로 연결하여 추가 히터를 켤 수 있습니다. 가능한 히터 연결 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 5 – 8. 추가 히터는 작업 영역 외부(외부)에 위치하며 작업 영역 난방 모드에서 냉각기 라디에이터에 난방을 제공합니다.

작업 영역의 벽은 Peltier 요소로 배치됩니다. 작업 영역 벽 주변에 펠티에 요소가 많을수록 온도 조절 장치의 전체 온도 범위를 포괄하여 작업 영역의 설정 온도가 더 효율적으로(빠르게) 설정됩니다. 필요한 경우 집과 같은 전체 작업 영역을 Peltier 요소로 외부에 배치할 수 있으며 이는 쿨러 상자처럼 보입니다. 회로(트랜지스터 VT8 - VT16의 출력 반전 증폭기)를 사용하면 정의된 최대 100V의 총 전압과 최대 30A의 전류로 Peltier 요소의 직렬 병렬 체인을 연결할 수 있습니다. 다이어그램에 표시된 트랜지스터의 매개 변수. 동일한 트랜지스터가 사용되므로 팬을 켤 때도 동일한 조건이 적용됩니다. 제어 회로, 펠티에 소자 및 팬은 하나의 공통 전원 또는 서로 다른 전원(E1~E3)에서 각각 전원을 공급받을 수 있습니다.

보다 적당한 매개변수를 가진 반전 증폭기는 그림 1의 회로에 따라 바이폴라 트랜지스터를 사용하여 조립할 수 있습니다. 삼.

온도 조절기는 다음과 같이 작동합니다. 측정 브리지는 IL135 IC 온도 센서(DA1)가 포함된 대각선 중 하나에 저항 R2 – R10에 조립되고 다른 하나에는 설정 전위차계 R7이 조립됩니다. 전기 회로의 경우 IL135는 그림 1의 그래프에 따라 안정화 전류 1mA에서 안정화 전압이 온도에 따라 달라지는 제너 다이오드입니다. 1.10mV/°K. 측정 브리지의 불일치 전압은 비교기 DA2, DA3.1의 입력에 공급됩니다. 비교기 DA2.1, DA2.2는 Peltier 요소 EK1의 필요한 극성을 보장하는 트랜지스터 VT8 - VT16을 사용하여 반전 증폭기의 작동을 제어합니다. 작동 모드가 가열에서 냉각으로 또는 그 반대로 변경되면 펠티에 소자에 공급되는 전압의 극성이 변경됩니다.

DA3.1 비교기에는 온도 센서 파손 경보가 포함되어 있습니다. 온도 센서와의 접촉이 중단되거나 센서가 연결되지 않으면 반전 입력 DA3.1의 전위가 비반전 입력의 전위보다 높아집니다. 비교기 DA3.1이 트리거되고 다음으로 전환됩니다.<0>, VT6이 열리고 LED VD3이 켜지고 온도 센서가 중단되었음을 알립니다. 온도 조절기의 작동 모드를 나타내는 다른 LED가 꺼지고 Peltier 열전대가 꺼집니다. 가열은 자연스럽게 꺼집니다. 가열 비교기 DA2.2는 다음으로 전환됩니다.<0>비교기 DA3.1과 유사; 다이오드 VD2를 통해 냉각이 꺼집니다. VD8 "Normal" LED가 꺼지는 이유는 다음과 같습니다. 로 전환<0>비교기 DA3.1은 VD8에 전원이 공급되는 트랜지스터 VT3을 닫습니다.

온도 조절기의 작동을 자세히 살펴 보겠습니다. 작업 영역에 설정된 온도가 가변 저항 R7에 의해 설정된 필수 온도보다 높다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 비교기 DA2.1(핀 3)의 비반전 입력(온도 센서의 전압)의 전위는 반전 입력 DA2.1(핀 2)에 공급되는 기준 전압보다 높은 것으로 나타납니다. ). DA2.1(오픈 콜렉터)의 출력에서 +E1은 R15를 통해 설정됩니다. 이 전압은 트랜지스터 VT4, VT12, VT14, VT16을 엽니다. 개방형 트랜지스터 VT12는 R39를 통해 VT11을 엽니다. 전원 공급 장치 +E2의 직류가 펠티에 요소 EK1을 통해 오른쪽(다이어그램에 따라) 핀 EK1로 흐르기 시작합니다.

개방형 트랜지스터 VT16~R26은 VT8을 엽니다. 개방형 VT8 및 R30을 통해 VT10의 게이트 커패시턴스가 빠르게 재충전되어 이 트랜지스터를 빠르고 안정적으로 닫으므로 전원 공급 장치 +E2에서 단락을 일으킬 수 있는 VT10, VT12를 통한 통과 전류를 방지합니다. 다이오드 VD9, VD10은 관통 전류에 대한 추가 보호 기능을 제공합니다. 제너 다이오드 VD11, VD12는 전원 공급 장치 +E2의 전압이 20V를 초과하는 경우 트랜지스터 VT10 및 VT11을 게이트 항복으로부터 보호합니다.

Open VT4는 VD4 냉각 모드 표시 LED가 켜져 있는지 확인합니다. 응답 임계값 DA2.1에 대한 히스테리시스 켜기: R22는 개방형 VT1을 통해 R9와 병렬로 연결됩니다. 이는 측정 브리지의 해당 암의 저항을 약간 감소시켜 반전 입력 DA2.1의 전위를 낮춥니다(참조) 입력). 결과적으로 냉각 프로세스를 끄려면(펠티에 요소 끄기) 온도 센서는 냉각 프로세스를 켜는 온도 수준보다 약간 더 냉각되어야 합니다. EK1을 끄려면 온도 센서 DA1의 전위가 있어야 합니다. 냉각 과정이 시작된 지점보다 약간 아래로 떨어집니다. 냉각 과정에서 비반전 입력 DA2.1의 온도 센서 DA1의 전압이 반전 입력보다 낮아지면 기준 전압보다 낮아지면 DA2.1은 다음으로 전환됩니다.<0>, 냉각 과정이 중지되고 펠티에 열전대 EK1이 꺼지고 녹색 "정상" LED가 켜져 설정 온도에 도달했음을 나타냅니다. 비교기 DA2.1의 히스테리시스 회로는 반대 방식으로 작동합니다. 저항 R22에 의한 저항 R9 션트가 중지됩니다. 냉각 모드를 다시 시작하려면 센서 DA1의 온도가 냉각 프로세스가 진행되는 온도보다 약간 높아야 합니다. 중지되었습니다.

저항 R4, R5는 R7에 의해 설정된 열 안정화 온도 근처의 작업 영역 온도 변화에 대해 온도 조절 장치의 둔감 영역을 형성합니다. R4, R5 덕분에 가열을 켜기 위한 임계값을 설정하는 가열 비교기 DA2.2(핀 5)의 기준 입력 전위는 냉각 모드를 끄게 만든 전위보다 낮습니다. 비교기 DA2.1의 기준 입력. 온도 조절기 작동의 고려된 에피소드와 관련하여 온도 센서는 데드 존 내에서 관성 냉각을 중지해야 합니다. 온도 센서의 전압은 가열을 켜기 위한 가열 비교기 DA2.2의 응답 임계값 아래로 떨어지지 않아야 합니다. 환경 조건의 영향으로 작업 영역이 자연스럽게 가열되므로 온도 센서 DA1의 전위가 스위칭 임계값 DA2.1에 도달하자마자 냉각 모드가 다시 시작됩니다. 설정 온도를 유지하는 과정에는 녹색 LED VD8 "정상"과 빨간색 LED VD4 "냉각"이 천천히 깜박입니다.

변경된 환경 조건으로 인해 냉각 모드를 끈 후에도 작업 영역이 자연적으로 계속 냉각되면 온도 센서 DA2.1의 전압 감소가 가열 비교기 DA2.2의 스위칭 임계값에 도달합니다. 공급되는 전압의 극성이 변경되어 펠티에 요소를 켜면 작업 영역의 강제 가열 모드가 켜집니다. 브리지 반전 증폭기의 트랜지스터 VT10, VT13이 열리고 +E2가 플러스에 연결됩니다. 회로의 왼쪽이 아닌 펠티에 소자의 측면 - 녹색 LED VD8 "정상"이 빨간색 LED VD5 "가열"과 함께 깜박이기 시작합니다. R13과 R9의 상호 작용은 가열 비교기 DA2.2에 히스테리시스를 제공합니다.

중요한 요소는 C2, C3입니다. 비교기 입력의 전압이 비교기 응답 전압(서로 거의 동일)에 가깝고 원활하게 변경될 때 여기 지점까지 비교기의 자발적인 스위칭을 방지합니다. C2, C3은 히스테리시스보다 비교기의 작동 안정화에 훨씬 더 큰 기여를 합니다.

트랜지스터 VT7의 캐스케이드는 2입력 요소를 형성합니다.<или>난방 또는 냉방이 실행 중일 때 VD8 "일반" LED를 끄려면

온도 조절기 설정은 트리밍 저항 R4를 사용하여 데드존(ZN)의 폭을 설정하는 것으로 구성됩니다. 작업 영역의 온도를 측정하는 표준 온도계를 사용하여 온도 값에서 R7 스케일(할당)을 교정합니다. 이 경우 다음 사항을 명심해야 합니다. 영역이 넓을수록 온도 유지 정확도가 낮아집니다. 영역의 너비는 가열 및 냉각의 열 과정 관성에 의해 결정됩니다. 관성은 펠티에 요소의 총 전력(수)에 대한 최적의 선택에 따라 달라집니다. 최적의 열전소자 전력 선택은 녹색 LED와 빨간색 LED(VD4 "냉각" 또는 VD5 "가열") 중 하나가 느리게 깜박이는 것에 해당합니다. ZN을 확장할 때 녹색 LED VD8 "Normal"이 오랫동안 켜져 있는 것으로 확인되면 열전소자의 전력이 과도한 것입니다. 너무 좁은 구역은 3개의 LED가 모두 동시에 켜지는 것으로 표시됩니다. 물론 동시에 태울 수는 없습니다. 이것이 고주파로 전환되는 것으로 인식되므로 밝기는 백열등의 1/3이됩니다. 이 경우 브리지 반전 증폭기에서는 단락 전류를 방지하기 위해 트랜지스터를 안정적으로 잠그는 것이 중요합니다. 2개의 LED가 동시에 켜지면(녹색과 빨간색 LED 중 하나, 가열 또는 냉각) 이는 열전소자의 전력이 부족하고 전력이 한계에 도달했으며 저항기에 의한 온도 설정이 추가로 증가했음을 나타냅니다. R7이 완료되지 않을 수 있습니다. 지정된 더 극한의 온도에 도달하지 못할 수 있고, 녹색 LED가 켜지지 않고, 1개의 LED만 항상 켜져 가열 또는 냉각되며, 이에 따라 온도 조절기의 해당 연속 작동 모드를 알립니다. 주변 온도와 관련하여 어떤 작업이 설정되는지.

트리머 저항 R11은 선택 사항입니다. R7이 처음으로 교정되는 경우 온도 조절기 작동은 그림 2의 그래프를 완전히 준수할 필요가 없습니다. 1, 온도 센서 DA1에 의해 생성된 전압은 필요한 온도 범위 내에 속하며 R11을 설치할 필요가 없습니다. 이 경우 DA1을 교체할 때 R7을 다시 교정하거나 R11을 설치하고 이전에 교정된 R7 스케일에 맞춰야 합니다.

온도 조절기 보드의 기능을 확인하려면 R11이 필요합니다. 온도 센서 DA1 대신 제어되는 제너 다이오드 TL431이 연결되고 R11을 회전시켜 제너 다이오드 TL431에 넓은 범위에 걸쳐 서로 다른 전압이 설정되어 온도 센서의 작동을 시뮬레이션합니다.

원하는 경우 작업 영역의 온도를 표시하는 다이얼 표시기용 VT2의 이미터 팔로워를 통해 자전기 측정 헤드를 DA1 온도 센서에 연결할 수 있습니다. 저자는 측정 헤드를 연결하지 않았으며 해당 요소의 값은 다이어그램에 표시되지 않습니다.

건설 및 세부 사항. 그림 2의 경우 저전력 VT1 - VT7은 최소 20mA의 전류 Ik 및 최소 25V의 전압 Uk에 대해 적절한 구조로 구성될 수 있습니다. 다이어그램에는 인쇄 회로 기판이 설치되어 있기 때문에 KT502, KT503만 표시됩니다. 케이스 및 핀아웃(KBE) 아래에 있으며 이 핀아웃에서 가장 일반적입니다. 공통 핀아웃 트랜지스터(KBE)도 KT3102, KT3107입니다. 문자 G의 KT209 및 문자 인덱스가 있는 알파벳으로 모두 온도 조절 장치에 사용할 수 있습니다. DA1은 K1019EM1, LM x35로 대체될 수 있습니다. 여기서 x는 장치 클래스를 나타내는 1에서 3까지의 숫자입니다. 초크 L1, L2는 직경이 0.8mm 이상인 에나멜 구리 변압기 와이어로 만들어지며 직경 5mm 및 20mm, 길이 20mm의 프레임 없는 단일 행 코일로 차례로 감겨 있습니다. 파워 다이오드. 고전압 +E2를 사용하는 경우 VD9, VD10은 가장 일반적인 저전력 고전압 다이오드 KD105 중 하나인 이 전압에 사용해야 합니다. 10mA의 작동 전류를 위한 AL307 LED 및 유사한 표시 LED입니다.

온도 조절 장치의 제어 부분을 위한 인쇄 회로 기판의 도면이 그림 1에 나와 있습니다. 4. 회로의 전원 부분은 작성자가 별도로 제작했으며 트랜지스터 VT10 – VT14는 라디에이터에 설치됩니다. 이러한 트랜지스터는 펠티에 열전대에 필요한 전류 및 전압을 기준으로 선택됩니다. 저전압 VT8, VT9를 사용하는 경우 누설 전류가 높기 때문에 R32, R33을 47k 이하로 줄여야 할 수도 있습니다. 저항 값은 Ikbo * R ≤ 0.5V 공식으로 계산됩니다. R26:R32, R27:R33 비율이 3:1보다 큰 것은 바람직하지 않습니다.

온도조절기 제어부의 인쇄회로기판은 단면으로 되어 있어 수작업 제작에 최적화되어 있습니다. 조립 도면을 포함한 보드의 모든 보기는 구리 납땜 장착 측에서 제공되므로 수동 생산 중에 보드 탐색이 향상되어 오류 가능성이 줄어듭니다. 보드는 다음과 같이 만들 수 있습니다. 보드의 그림, 즉 드릴 구멍의 위치는 1:1 비율로 모든 종이에 인쇄됩니다. 보드의 원본 그림이 컴퓨터 파일이 아니라 잡지나 책 페이지의 1:1 비율 이미지인 경우 드릴 구멍의 위치는 트레이싱 페이퍼의 라이트 또는 임의의 다른 위치로 전송됩니다. 창문에 빛을 비추면 다른 종이. 체크무늬가 있는 노트를 사용하는 것이 더 정확하고 그림을 수정할 수 있는 방법입니다. 그런 다음 보드의 윤곽선과 점(미래 구멍의 위치)이 그려진 종이 한 장을 스캔으로 자릅니다. 보드 블랭크는 결과 패턴으로 포장되고 접착제 한 방울로 고정되고 종이를 통해 직접 뚫습니다. 드릴과 기계의 품질에 따라 특히 정확한 구멍을 먼저 송곳으로 펀칭해야 할 수도 있습니다. 드릴링된 보드 블랭크의 구리 면은 고운 칼로 청소됩니다. 그런 다음 니트로 바니시 또는 니트로 페인트를 사용하여 트랙과 접촉 패드를 그립니다. 도구는 붓이나 드로잉 펜입니다. 충분히 작은 브러시를 구입할 수 없으면 브러시에서 과도한 머리카락이 제거됩니다. 바니시가 투명성을 잃고 페인트로 변하도록 하기 위해 볼펜 리필에서 페이스트 한 방울을 짜냅니다. 물론 모든 방수 페인트 및 바니시 재료를 사용할 수 있습니다. 보드가 그다지 공격적이지 않은 에칭액으로 에칭될 경우 일부 유형의 영구 마커를 사용하여 트랙을 그릴 수도 있습니다. 가장 단순한 니트로 바니시는 농축 질산의 에칭을 쉽게 견딜 수 있습니다. 가장 강력하고 빠른 에칭제를 사용하면 보드가 단 몇 분 안에 에칭됩니다. 그렇다면 니트로 재료를 사용하는 것이 더 좋습니다. 가장 빨리 건조됩니다. 칠해진 보드는 헤어드라이어의 뜨거운 공기 흐름으로 말 그대로 우리 눈앞에서 건조됩니다. 에칭 보드를 위한 비공격적인 솔루션은 다음과 같습니다: 염화제2철 용액; 포화도까지 1:2 비율의 황산구리(CuSO4) 용액 또는 물 1리터당 황산구리 2테이블스푼과 소금 4테이블스푼. 에칭 후 페인트 코팅은 기계적으로 또는 용제를 사용하여 제거됩니다. 보드를 세척하고, 다시 청소하고, 주석 도금을 합니다. 샌딩 대신 보드를 탈지할 수 있습니다. 코팅 표면을 준비하는 작업은 기계적뿐만 아니라 화학적으로도 수행할 수 있습니다.

동일한 기술을 사용하여 예비 용지 개발(바람직하게는 그래프 용지) 형태로 공작물 재료에 직접 지루한 표시를 하지 않도록 복잡한 전면 패널을 생산하는 것이 편리합니다. 종이 스캔은 레이저 프린터의 광택 용지에 인쇄된 인쇄 회로 기판의 그림일 수 있습니다(지방 함량은 가능한 최대로 설정됨). 다음으로, 이러한 현상(인쇄된 트랙에 대한 구리)으로 감싼 보드 블랭크는 토너가 구리와 소결될 때까지 뜨거운 다리미로 상단을 매끄럽게 만듭니다. 5분이면 충분합니다. 평활화. 약간의 노력 없이는 보드에서 종이를 찢을 수 없는 것으로 준비 상태를 확인합니다. 그런 다음 종이를 씻어냅니다. 물에 담가서 벗겨지고 토너는 구리로 소결 된 상태로 유지됩니다. 보드는 에칭 준비가되어 에칭 용액에 담가집니다. 용액 욕조 바닥을 향해 아래쪽을 향하고 있는 보드의 측면은 더 빨리 에칭되지만 바닥과 접촉해서는 안 됩니다.

온도 조절 장치 회로를 온도 조절 장치로 단순화하는 방법, 즉 그림 1에 표시된 것처럼 주변 온도에 비해 작업 영역의 더 높은 온도를 자동으로 유지하기 위해 가열용으로만 작동하는 장치입니다. 5. 이 온도 조절 장치는 작동 모드에 대한 저전압 LED 표시가 있다는 점에서 기존 회로와 다릅니다. 최적의 히터 전력 선택을 판단할 수 있습니다. 온도 센서 연결의 무결성을 모니터링하는 기능이 있습니다.

MOSFET 트랜지스터 FDP18N50(VT13)은 상대적으로 부족합니다. 발열체에 필요한 전류를 위해 IGBT 트랜지스터로 대체할 수 있습니다. 회로에 따라 조립된 사이리스터 등가물도 포함됩니다. 일반적인 고전압 MOSFET 트랜지스터는 최대 4A의 전류용으로 설계되었으며 그림 1의 회로에 따라 증폭기를 조립하여 임의로 강력한 사이리스터를 켜는 데 사용할 수 있습니다. 6. 회로의 최대 부하 전류 그림. 6은 하나의 사이리스터 최대 전류의 두 배와 같습니다. 다이어그램에 표시된 M, 최대 부하 전류(가열 요소)는 그림 1의 다이어그램에서 FDP18N50 트랜지스터를 사용하는 것과 같습니다. 5. 다른 부하 연결 옵션은 그림 1에 나와 있습니다. 7 – 8. 그림의 다이어그램에서 R42, C6. 8 스위치 부하에 상당한 유도성 구성 요소가 포함된 경우 전압 서지로부터 사이리스터를 보호합니다.

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