Modelado de un estabilizador de temperatura con LTM4663
Otros tipos de controladores TEM de Analog Devices están disponibles en el mismo tipo de paquete µModule.
Un ejemplo es el LTM4663, que es un regulador TEC de módulo µModule ultradelgado de 1,5 A que establece, estabiliza y monitoriza la temperatura del refrigerador. Este dispositivo implementa el esquema de estabilización de corriente patentado por Analog Devices.
La estabilización de la corriente se consigue mediante dos etapas de regulación: gruesa, con la ayuda de un circuito de control PWM y fina, con la ayuda de una etapa de potencia lineal.
Este tipo de regulación permite una elevada eficiencia y un tamaño de circuito pequeño.
La temperatura del módulo se monitoriza a través de la entrada TSET y se compara con el valor del termistor. Un esquema de amplificador de dos etapas ayuda a linealizar la retroalimentación del mismo termistor. Alternativamente, existe la posibilidad de configurar la temperatura con un DAC externo.
Los controladores de temperatura con LTM4663 se utilizan activamente para la estabilización de temperatura en sistemas de comunicación óptica, así como en dispositivos médicos y científicos.
Al combinar los modelos TEM y LTM4663 en LTspice, es posible calcular escenarios de control de temperatura que alimentan el voltaje del modelo TEM a la entrada analógica TSET, como se muestra en la figura 9.
Con las características dinámicas conocidas del módulo termoeléctrico, también es posible estimar el tiempo de asentamiento en el lado del TEM con temperatura ajustable.
Conclusiones
Este artículo presenta las capacidades de LTspice para modelar sistemas con módulos termoeléctricos. Los métodos de cálculo propuestos permiten evaluar la dinámica de dichos sistemas de una manera simple y conveniente, así como obtener conclusiones importantes sobre el funcionamiento conjunto de los controladores y TEM que operan tanto en modo de generación como en modo de enfriamiento (estabilización de temperatura).
Arrow Electronics proporciona una solución de sistema completa basada en la selección de TEG de CUI Devices y una variedad de controladores TEG de Analog Devices.
Anotaciones y literatura
1. P. Shostakovsky, Soluciones modernas de refrigeración termoeléctrica para electrodomésticos, médicos, industriales y domésticos (parte 1, parte 2), Componentes y tecnologías, 2010.
2. V. Kubov, modelo LTspice del elemento termoeléctrico Peltier-Seebeck, IEEE 36ª Conferencia internacional sobre electrónica y nanotecnología de 2016.
3. S. Lineykin, S. Ben-Yaakov, «Circuito equivalente de refrigeradores termoeléctricos compatible con PSPICE», Conferencia de especialistas en electrónica de potencia IEEE, PESC’05, Recife, Brasil, 2005, págs. 608-612
4. Hoja de datos de elementos Peltier de la serie CP35, dispositivos CUI Devices, https://www.cuidevices.com/product/resource/cp35.pdf
5. Hoja de datos de elementos Peltier de la serie CP40, dispositivos CUI Devices, https://www.cuidevices.com/product/resource/cp40.pdf
6. Documentación para el elemento Peltier TB-127-1,4-1,5 de Ecogen Technology https://ecogenthermoelectric.com/tb-127-1-4-1-5.html
7. Documentación y modelo SPICE del controlador LTC3108 en el sitio web de Analog Devices https://www.analog.com/en/products/ltc3108.html
8. Documentación y modelo SPICE del controlador LTM4663 en el sitio web de Analog Devices https://www.analog.com/en/products/ltm4663.html
