Controlador de temperatura de resistencia de calor Peltier, problema esquemático

He tenido un problema con el siguiente esquema:

Controlador de temperatura

Lo que necesito hacer:

Dos controladores de temperatura para crear un gradiente de temperatura. El lado caliente está un poco por encima de la temperatura ambiente y se realiza con un alambre de cobre (alrededor de 5 a 10 ohmios). El lado frío está realizado con un elemento peltier. Cada temperatura se mide con un NTC. Un script de python traza la temperatura en tiempo real (prácticamente).

Con mi fuente de alimentación de laboratorio, probé cada control de temperatura por separado. Para el Peltier, funcionó mejor con un voltaje de alrededor de 3,2 V (la corriente subiría a alrededor de 1 A a veces). La biblioteca Arduino PID hace un poco de cálculo y una señal PWM controla el MOSFET Q1. Hasta ahora, todo bien. (Sé que PWM no es la mejor opción para un Peltier, pero funciona y como no necesito enfriarme mucho, está bien...). La resistencia de calor necesita algo así como 6 o 7 V para tener suficiente potencia. Lo mismo aquí: PID, PWM a MOSFET.

Mi problema:

Necesito operar todo desde una fuente de alimentación de 12V (2.2A máx.). Como tengo un par de LM317, pensé que solo los usaría para generar los 3.3V y los 7V del suministro de 12V. Pero de alguna manera este circuito no funciona correctamente y me pregunto si me perdí algo fundamental aquí.

Parece que el PID de la resistencia térmica ya no funciona cuando Peltier y la resistencia térmica están conectados. Sigue calentándose más y más. Además, el peltier no alcanza la temperatura deseada, aunque lo intenta. ¿Porqué es eso? Además, los LM317 se están calentando mucho. ¿Hay una manera más agradable de hacerlo?

Mi pregunta:

¿Se supone que este circuito funciona? ¿Hay una mejor idea de cómo puedo lograr mi objetivo?

Editar:

Hm, en lugar del LM317 encontré otro suministro de CC (2.4A/5V - cargador USB de Apple). Dado que Peltier tiene una clasificación máxima de 7V, eso también debería funcionar. Todavía no he recibido la inductancia, así que todavía trato de que las cosas funcionen como antes (PWM). Aquí está el nuevo circuito:

Ahora, el Peltier se enfría muy rápidamente, aunque el MOSFET debería estar bloqueando la corriente en algún momento. ¿Qué está pasando? Además, la resistencia de calor se está calentando súper rápido. Simplemente no entiendo lo que está pasando. Es como si los MOSFET ya no funcionaran...esquema nuevo

Respuestas (1)

Si su calentador es solo resistencias y las va a PWM de todos modos, entonces conéctelas directamente al suministro de 12 V. El regulador lineal solo desperdiciará mucha energía y generará calor con el que tendrá que lidiar. Arregle las resistencias del calentador para que el calentador se caliente un poco más de lo que necesita con 12 V aplicados. Luego usa PWM para acelerar eso.

Para Peltier, no desea utilizar PWM puro. Eso no solo es mucho menos eficiente, sino que también puede dañar el Peltier. En ese caso, desea utilizar una fuente de alimentación conmutada. Eso puede ser tan simple como el PWM que muestra, pero con filtrado LC para mantener la corriente a través del Peltier razonablemente constante para cualquier ciclo de trabajo PWM fijo. La regla general es mantener la ondulación actual de Peltier al 10% o menos del promedio. La retroalimentación de temperatura cierra el ciclo, por lo que no tiene que regular explícitamente el voltaje o la corriente a través del Peltier. El lazo de control ajusta el ciclo de trabajo de PWM de acuerdo con la retroalimentación de temperatura.

Hay más información sobre la conducción de Peltiers desde una señal PWM digital aquí .

para el calentador: simplemente quite la parte superior izquierda LM317 del circuito? para el peltier: parece que también puedo deshacerme del segundo LM317. ¿Tienes alguna idea de cómo calcular los valores de L y C?
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