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für ein bestimmtes Modul (wenn es in einerHeiz- oder Kühlanwendung eingesetztwird). Das Teilen von V MAXdurch I MAXergibteine Annäherung für den elektrischenWiderstand des Bauteils.Wenn ein großer Wärmefluss verfügbarist und eine ausreichende Wärmeabführungan einer Seite des TEG gewährleistetist, ist es ein guter Daumenwert, wenn manein thermoelektrisches Modul für die Aufgabeder Leistungsgenerierung auswählt,dass man das Modul mit dem höchsten Ergebnisvon (V MAX• I MAX) für eine bestimmteGröße wählt. Dies ergibt allgemein diehöchste TEG-Ausgangsspannung und dengeringsten Quellwiderstand. Ein Widerspruchfür diesen Daumenwert ist die Tatsache,dass der Kühlkörper entsprechendder Größe des TEG ausgelegt sein muss.Größere TEGs erfordern deshalb größereKühlflächen, um ihre optimale Leistung zuerzielen. Man beachte, dass der elektrischeWiderstand, wenn gegeben, als ein AC-Widerstand spezifiziert ist, weil er nicht aufkonventionelle Weise über einen Gleichstromgemessen werden kann, da ein DC-Strom eine Seebeck-Spannung generiert,was in fehlerhaften Widerstandsmesswertenresultiert. Für Applikationen die nureinen begrenzten Wärmefluss zur Verfügunghaben und/oder kleinere Kühlkörperverwenden müssen, ist es am besten, einenTEG zu wählen, dessen thermischer Widerstanddem des größten Kühlkörpers,der verwendet werden kann, entspricht.Bild 7 zeigt die Ausgangsspannung undmaximale Ausgangsleistung für einen30-mm²-TEG bei einem Temperaturwechsel∆T von 1 °C auf 20 °C. Die Ausgangsleistungvariiert in diesem Bereich vonhunderten von Mikrowatt bis zu einigenzehn Milliwatt. Man beachte, dass die Leistungskurvenvon einer idealen Lastanpassungohne Wandlungsverluste ausgehen.Schließlich ist die verfügbare Ausgangsleistung,nachdem sie vom LTC3109 auf einehöhere Spannung gewandelt wurde, aufGrund von Wandlungsverlusten geringer.www.elektronik-industrie.deThermische BetrachtungenWenn man einen TEG zwischen zweiOberflächen mit unterschiedlichen Temperaturenplatziert, dann ist der Leerlauf-Temperaturunterschied bevor der TEGhinzugefügt wird, höher als der Temperaturunterschiedüber den TEG, wenn er anseinem Platz sitzt. Dies wegen der Tatsache,dass der TEG selbst einen ziemlichgeringen thermischen Widerstand zwischenseinen Platten aufweist (typisch 1°C/W bis 10 °C/W). Wenn ein TEG an einemgroßes Maschinenteil mit 35 °C Oberflächentemperaturin einer Umgebungstemperaturvon 25 °C angebracht wird,muss ein Kühlkörper auf der kühlen (Umgebungstemperatur)Seite des TEG eingesetztwerden, sonst würde der gesamteTEG auf nahezu 35 °C aufgeheizt, was jedenTemperaturunterschied beseitigt. Manmuss sich in Erinnerung rufen, dass es derWärmefluss durch den TEG ist, der dieelektrische Ausgangsleistung generiert. Indiesem Beispiel diktieren der thermischeWiderstand des Kühlkörpers und des TEG,welcher Anteil des gesamten ∆T am TEGexistiert. Ein einfaches thermisches Modelldes Systems zeigt Bild 8. Angenommen derthermische Widerstand der Wärmequelle(R S) ist vernachlässigbar, der thermischeWiderstand des TEG (R TEG) beträgt 6 °C/Wund der thermische Widerstand des Kühlkörpersebenfalls 6 °C/W, dann beträgt derresultierende Temperaturunterschied ∆Tam TEG nur 5 °C. Die geringe Ausgangsspannungvon einem TEG bei nur einigenwenigen Grad Temperaturunterschiedhebt die Bedeutung der Fähigkeit desLTC3109 besonders hervor, mit extremkleinen Eingangsspannungen arbeiten zukönnen.Man beachte, dass große TEGs wegender größeren Oberfläche üblicherweise einengeringeren thermischen Widerstandbesitzen als kleinere. Deshalb wird in Anwendungen,bei denen ein relativ kleinerKühlkörper auf einer Seite des TEG verwendetwird, ein größerer TEG einen geringerenTemperaturunterschied über sichhaben als ein kleinerer und kann deshalbnicht unbedingt eine höhere Ausgangsleistungerzeugen. Auf alle Fälle maximiert derEinsatz eines Kühlkörpers mit dem geringstenmöglichen thermischen Widerstanddie elektrische Ausgangsleistung, dader Temperaturabfall über dem TEG maximiertwird. In Applikationen, in denengrößere Temperaturunterschiede (zumBeispiel höhere Eingangsspannungen) verfügbarsind, kann ein kleineres Wicklungsverhältnisdes Trafos, wie 1:50 oder 1:20,verwendet werden, um höhere Ausgangsströmezu generieren. Als allgemeine Regelgilt, wenn die minimale Eingangsspannungmindestens 50 mV unter der Last liegt,dann wird ein Wicklungsverhältnis von1:50 empfohlen. Wenn die minimale Eingangsspannungmindestens 150 mV beträgt,dann ist ein Wicklungsverhältnis von1:20 empfehlenswert. (jj) nDie Autoren: Tony Armstrong und Dave Salernosind Mitarbeitger im Bereich Power Products derLinear Technology Corporation in USA.Hält und hält und hält.AQJ◗ 230V AC / 25A◗ Ansteuerung 4 - 28V DC◗ Integrierter Varistorschutz◗ SteckanschlüsseAQA◗ 230V AC / 40A◗ Ansteuerung 4 - 32VDC◗ Integrierter Varistorschutz◗ Schutzabdeckung◗ SchraubanschlüsseSolid State Relais von Panasonicbegeistern durch hohe Lebensdauer undextreme Zuverlässigkeit.www.panasonic-electric-works.dePanasonic Electric WorksEurope AGTel.: +49 (0) 8024 648-0 • Fax: -111info.peweu@eu.panasonic.com