资料介绍
描述
借助 Analog Devices ADN8834 控制器和 Vishay 热敏电阻 NTCLE203 /NTCLE213 10 Kohms 提供的输入,对激光模块冷却 Peltier 元件进行 LTspice 仿真
总应用仿真电路转载于图1
我们将详细介绍这些电路组件的不同模型。
1)PELTIER的内部结构
本项目的模型复制自以下参考
热电元件的 SPICE 模型,包括热效应
2000 年 2 月会议记录 - IEEE 仪器与测量威廉希尔官方网站 会议 2:1019 - 1023 vol.2
DOI: 10.1109/IMTC.2000.848895 来源IEEE Xplore
会议:仪器仪表和测量威廉希尔官方网站 会议,2000。IMTC 2000。第 17 届 IEEE 论文集卷:2
为 Peltier 提供的网表已在 LTspice 中重新创建,如图 2 所示。您将在此interwetten与威廉的赔率体系 中找到影响 TE 元件热行为的所有参数(存在于与此项目一起下载的存档中)。这将允许用户通过与冷热温度测量值进行比较来校准 Peltier 参数(热质量、散热器容量)。
2)热敏电阻NTCLE213/203
热敏电阻的精确特性在文件中定义。
vishay_pspice_models_voltage_driven.lib
取决于应用的参数是响应时间,它取决于使用的介质(空气),以及空气是否被搅拌的事实(NTCL213:搅拌空气中的 5 秒/静止空气中的 9 秒)
3)激光源:
这实际上是直接与 Peltier 的热质量相通的热源。您将需要评估产生了多少瓦特并将源 V5 中的电流调整为等于该功率(等效 W 和 I)
4) 使用 ADN8834 进行总仿真
幸运的是,ADI LTspice XVII 直接提供了一个 spice 模型,并且应用电路从数据表中转载。 优点是我们将能够测试任何元素的任何参数的影响,所有这些都是为了开发应用程序的直觉。
在图 4 中,我们执行了一个模拟,其中初始温度低于或高于设定温度。我们看到,在任何情况下,达到的温度总是向设定温度收敛。
在图 5/6 中,我们扫描了反馈电阻值 (Rfeedback),以便可视化对热稳定性的影响。该电阻值越高,温度摆动越低。
在图 7 和图 8 中,我们可视化了设定温度值 Tset(25°C 或 27°C)的影响。
您可以通过馈入参考热敏电阻的虚拟电压来修复此值:ADN8834 将完美地保持目标 Tset 的热质量
在图 9 中,每次停留时环境温度变化的影响:我们看到开关频率与环境温度成反比。
在图 10 中,我们看到当热敏电阻响应时间降低到非常低的值(温度摆动略有降低)时,热回路会发生什么情况
在图 11/12 中:激光器的热功率对电路行为的影响,以及之前的环境温度变化。
使用功率激光:1000s以上,当激光的热量打开,并且环境太高时,Peltier总是打开但无法冷却目标的热质量。
无激光功率
该项目的结论:这种模拟是准备实验的理想(且成本低廉)的方法,并将提供大量结果,以便稍后与实际结果进行比较。
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