Il circuito di pilotaggio delle celle Peltier

Figure: Schema del circuito di pilotaggio delle Peltier

Figure: Schema del circuito di alimentazione

Lo stadio in fig.3.4 è il circuito di pilotaggio di corrente della cascata dei moduli termoelettrici ed è controllato, via software, dalla tensione d'uscita del convertitore D/A.

Il microcontrollore è interfacciato al circuito attraverso il convertitore D/A ZN559E a 8 bit con dinamica d'uscita 0$\div$2.55V, disponibile sulla scheda sperimentale; data la natura unipolare del convertitore D/A è stato necessario sottrarre una tensione di offset pari a 1.25V, in modo da avere in definitiva un intervallo della tensione d'ingresso compreso tra -1.25 e +1.25V.

Questa funzione è stata realizzata attraverso un semplice stadio (U1), sul cui morsetto non invertente troviamo la tensione $V_{dac}$, che quindi fornisce un segnale che ha una dinamica compresa tra -5 e +5V.

Nello stadio successivo osserviamo la presenza di tre diodi nel circuito di reazione. La limitazione introdotta dalla coppia di diodi zener, insieme al trimmer (TR1) sull'uscita, ha lo scopo di limitare la massima corrente erogabile dallo stadio pilota a $\pm2A$; mentre il ramo composto da un diodo ed una resistenza ha il compito di variare il guadagno a seconda del segno della tensione. Infatti in condizioni di raffreddamento, cioè per tensioni negative, il sistema avrà un guadagno doppio rispetto a quello in riscaldamento, permettendo di compensare la non linearità intrinseca dei moduli termoelettrici.

Lo stadio finale pilota la corrente della cascata, svolge la funzione di convertitore tensione/corrente ed è realizzato con un amplificatore di potenza di classe B retroazionato. L'operazionale (U3) realizza anche la predistorsione per compensare il cross-over dei due transistori di potenza Q3 e Q4. La resistenza $R_{f}$, sul ramo di reazione, è ad alta dissipazione (10W) e permette di determinare il fattore di conversione tensione/corrente.

La scelta di alimentare i moduli in corrente piuttosto che in tensione, è giustificata dal fatto che tale pilotaggio aiuta la stabilizzazione del sistema ad anello chiuso riducendo il ritardo di fase causato dall'induttanza propria del sistema. I transistor Q3 e Q4 sono stati montati su dissipatori e sono stati alimentati rispettivamente con tensioni di +16V e -16V,fornite dal circuito di alimentazione di fig.3.5