Electrónica: Ninguna fuente de alimentación externa es necesaria, porque un step-up regulador de conmutación ( MAX1676 ) aumenta la salida de TEG a cerca de 5V

25 de diciembre de 2010

Ninguna fuente de alimentación externa es necesaria, porque un step-up regulador de conmutación ( MAX1676 ) aumenta la salida de TEG a cerca de 5V

maximNOTA DE SOLICITUD 4535

De superficie caliente luz de advertencia no requiere alimentación externa

Resumen: El uso de un generador termoeléctrico (TEG) para detectar la temperatura de una superficie y un regulador de paso de hasta el cambio a impulsar la salida de TEG a un nivel útil, este circuito de advertencia parpadea un LED de alto brillo cuando la temperatura de la superficie excede un umbral.
Una versión similar de este artículo apareció en el 4 de febrero de 2008 en Diseño de Máquinas revista.
Debido a una superficie caliente-luz de advertencia afecta a la seguridad del personal, que debe operar en forma confiable cuando la superficie está caliente. El calor, sin embargo, complica la luz de energía de la fuente , porque la temperatura del cableado de alimentación de altura es difícil de instalar y no muy flexible, y baterías de alta temperatura (difícil de conseguir) requieren un mantenimiento frecuente. Un mejor enfoque es una potencia de alerta del dispositivo de auto que se alimenta del medio ambiente se calienta.
Semiconductor uniones pueden convertir la electricidad en calor, y viceversa. Al pasar corriente a través de un refrigerador termoeléctrico(TEC), por ejemplo, se calienta un lado de la unión y se enfría el otro: un fenómeno conocido como el efecto Peltier. Por el contrario, aprovechando el efecto Seebeck, un generador termoeléctrico (TEG) crea una tensión en la unión (y una corriente eléctrica si el circuito está cerrado) cuando un lado se ve obligado caliente y el otro permanece frío.
TEC y TEGs son esencialmente los mismos. Ser reversible desde el punto de vista termoeléctrica, TEGs puede realizar como TEC y viceversa. Ambos consisten en un gran número de uniones pn, conectadas eléctricamente en serie y térmicamente en paralelo , formando una fina del semiconductor de la oblea que se pega entre finas láminas de cerámica para mejorar el calor de transferencia .TEGs están hechos con materiales de alta temperatura (hasta 200 ° C), y están optimizados para la generación de electricidad. Por otro lado, la temperatura máxima a la que TEC puede estar expuesto es de unos 100 ° C.
La tensión de salida de un TEG depende de la diferencia de temperatura aplicada a los lados de cerámica, y el número de cruces internos en serie. Este voltaje es pequeña cuando la diferencia de temperatura es pequeño. La mayoría de los circuitos requieren mayores voltajes de funcionamiento de un TEG puede producir, pero un step-up regulador de conmutación de baja tensión de arranque puede aumentar la salida de TEG a un nivel útil.
El circuito de la Figura 1 emplea los principios mencionados anteriormente. Con el TEG unido a la superficie de seguimiento, el LED parpadea cada vez que la temperatura de la superficie excede un umbral: Cuando la superficie de control está lo suficientemente caliente para producir una temperatura diferencial de alrededor de 20 ° C, el super-brillante LED comienza a parpadear dos veces por segundo, y no deja de parpadear hasta que cese el diferencial a 10 ° C. Ninguna fuente de alimentación externa es necesaria, porque un step-up regulador de conmutación ( MAX1676 ) aumenta la salida de TEG a cerca de 5V.
Figure 1. When the monitored surface is hot, this step-up regulator (MAX1676) boosts the TEG's low output voltage to a level suitable for flashing the LED.
Figura 1. Cuando la superficie de control está caliente, este regulador step-up (MAX1676) aumenta la tensión de salida bajo el TEG a un nivel adecuado para destellar el LED.
El oscilador intermitente está formado por el 2N3906 transistor y una precisión de comparación interna a la MAX1676 (accesible a través de instrumento legalmente vinculante y LBO). El LBI / LBO terminales están conectados en un circuito de retroalimentación positiva que genera la histéresis en la entrada (donde el 10μF condensador se conecta al común).
Dos resistores conectados en la salida invertida LBO (disponible en el colector 2N3906), uno de comunes y el otro a la 10μF condensador, añadir un bucle de retroalimentación negativa con carga asimétrica y rutas de acceso de descarga, según sea necesario para el 2 Hz, 50 ms-ON parpadea pulsos. El transistor PNP también unidades de 30 mA a través de la super-brillante LED. El voltaje de funcionamiento bajo (alrededor de 5 V) que limita la elección del color del LED de color rojo, verde, amarillo o naranja. El circuito no puede conducir LED blanco o azul.
Usted mecánicamente debe montar el TEG para maximizar la diferencia de temperatura entre las superficies: un disipador de calor transfiere el calor de un lado, manteniéndolo fresco, y el otro lado un seguimiento de la superficie de control al que está unida térmicamente ( Figura 2 ). TEG de salida de tensión es proporcional a la diferencia de temperatura a través de ella, así que el circuito empieza a parpadear cuando se ve una diferencia de temperatura suficiente en el TEG. Figura 3 muestra la forma de onda de colector 2N3906 presente mientras el LED parpadea.
Figure 2. When the monitored surface in Figure 1 heats up, a heat sink minimizes temperature rise on the other side of the TEG. One side of the TEG must be in intimate thermal contact with the heat sink and the other with the hot surface. Thermal-contact compound and flat surfaces on both sides of the TEG ensure intimate thermal contacts.
Figura 2. Cuando la superficie de control en la Figura 1 se calienta, un disipador de calor minimiza el aumento de la temperatura en el otro lado del TEG. Un lado de la TEG debe estar en íntimo contacto térmico con el disipador de calor y el otro con la superficie caliente.Compuesto térmico de contacto y las superficies planas a ambos lados de la TEG garantizar íntimos contactos térmicos.
Figure 3. This waveform appears at the 2N3906 collector in Figure 1.
Figura 3. Esta forma de onda aparece en el colector 2N3906 en la Figura 1.
La temperatura máxima de operación, por lo general alrededor de 200 ° C, se establece por la calificación máxima absoluta de TEG (ver ficha técnica). Si el circuito está construido sobre o muy cerca del TEG, a continuación, todos los componentes del circuito debe tener un grado adecuado de la temperatura de funcionamiento. Si el circuito está montado en una cierta distancia del TEG, los cables de conexión deben tener una capacidad de operación de alta temperatura. Una hoja de datos completa y otra información sobre el convertidor MAX1676 se puede encontrar en www.maxim-ic.com .