PC-Lüfter über PWM ansteuern führte zu Rauchentwicklung

[oberallgeier]

Hallo alle.

Mein Projekt einen PC-Lüfter (https://www.ebay.de/itm/Sunon-L%C3%BCfter-80x80x25mm-EE80251S1-A99-12V-69-64m3-h/271649506695?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2060353.m2749.l2649) mit Temperaturregelung betreiben (nicht für bzw. im PC).

Ein gekaufter Regler (klick (https://www.roboternetz.de/community/threads/73088-China-Temperaturregler-Bitte-um-Rat-Erkl%C3%A4rung-zu-Einstellungen-bzw-Funktion)) war für Lüfterbauarten mit drei/vier Adern - meine Lüfter haben nur zwei. Daher machte ich mir einen Testaufbau mit nano-Clone und TB6612FNG-Breackout-board (https://www.ebay.de/itm/Dual-Motor-Driver-1A-TB6612FNG-Mikrocontroller-Better-than-L298N-AIP/142645432072?hash=item2136548f08:g:QaUAAOSwI8laLkB o) um später ein kleines Board mit Controller und Motortreiber zusammenzubauen. Zusammenstecken, NTC (50k 3950) an ADC, Programm schreiben - PWM 4kHz, den nano flashen, Fan an Motortreiber (polungsgerecht) anschließen, Versorgung 10V vom Labornetzteil (KORAD KA3006D) an Vin/clone und VM/Motortreiber, 5V vom clone an Vcc des Motortreibers und los gehts.

Das Knistern und das Rauchwölkchen aus dem Lüfter kam kurz und schnell. Der Lüfter dreht nicht mehr, er zieht auch keinen Strom mehr.

Fragen:
- Diese PC-Lüfter sind doch BLCDs?
- Alle?
- Mein Fan ist ein Sunon - dieser (https://www.ebay.de/itm/Sunon-L%C3%BCfter-80x80x25mm-EE80251S1-A99-12V-69-64m3-h/271649506695?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2060353.m2749.l2649) - sollte doch PWM abkönnen ? ! ? Am Label steht DC 12V.
- 4 kHz sind doch kein no go für Lüftermotoren - oder ?

Ein (irgendein) kleiner DC-Motor für 12 V (MMI-6S2LK) läuft problemlos - einschließlich Drehzahlanstieg/-abfall durch Handwärme am Sensor-NTC.

Ich bin ratlos. Soll/kann/muss ich noch nen Lüfter riskieren ?

Danke im Voraus für Hilfe, Rat und Trost.

[Ceos]

Diese PC-Lüfter sind doch BLCDs?
Intern ja, Anschluss nein!


Alle?

Alle verhalten sich identisch! Dafür gibts Normierungen die sich durchgesetzt haben.


Mein Fan ist ein Sunon - dieser (https://www.ebay.de/itm/Sunon-L%C3%BCfter-80x80x25mm-EE80251S1-A99-12V-69-64m3-h/271649506695?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2060353.m2749.l2649) - sollte doch PWM abkönnen ? ! ? Am Label steht DC 12V.

PWM im Sinne von 1bit-DAC ja ... aber die meisten drehen sich unter 30% garnicht und viele könne unter 50% nicht mal anlaufen! Lieber gleich gezielt PWM Lüfter bestellen wenn du sowas willst.


4 kHz sind doch kein no go für Lüftermotoren - oder ?

Jein! Wie erwähnt ein PWM um die Eingangsspannung zu drosseln ist hier sowieso der falsche Ansatz!


Hier erstmal zur Belegung https://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1503111.htm

Das PWM Signal ist 5Volt und der Tacho ist ein Open-Drain in 90% der Fälle (Sicherheitsbeschaltung am Input Pin gegen Überspannung wird empfohlen)

PS: wenn cih nicht grob irre sind 10kHz für das PWM der Standard

PPS: Zum Hintergrund ... die meisten normalen PC Lüfter sind Hall-Kommutierte Außenläufer, ein Hall-Sensor der durch den umlaufenden Magneten auf dem Rotor den Strom durch die fest verbauten Spulen steuert und somit den Lüfter ungefähr in einer bestimmten Drehzahl hält die dem Equilibrium aus Stellkraft, Last und Verzögerung in der Elektronik entspricht

Das Hall Signal wird meist als Tacho ausgegeben, bei PWM gesteuerten Lüftern steckt ein klein wenig Intelligenz mehr im Lüfter damit man ein Referenzsignal geben kann und die Geschwindigkeit dem entsprechend nachgeführt wird.

[021aet04]

Wenn du einen 2/3 poligen Lüfter, mit PWM ansteuern willst, kannst du ein kleinen Schaltnetzteil aufbauen. Mit dem PWM Signal steuerst du den Mosfet für das Schaltnetzteil, das die 0-12V (Analog) erzeugt.

MfG Hannes

[PICture]

Hallo!

Nach meiner praktischen Erfahrung sind PC Lüfter Schrittmotoren, die sich nicht mit üblicher PWM steuern lassen. Bei mir hat PWM nur mit ein paar Hz Frequenz gut funktioniert, ;)

[Manf]

Nur mal als aktuelle Erfahrung zu einem zweipoligen Kleinlüfter (BLDC) der mit PWM angesteuert werden soll.

Ich habe für einen Aufbau extra die PWM Frequenz so hoch gesezt (10kHz), dass ich mit einer kleinen Spule eine einstellbare Gleichspannung erzeugen konnte mit der der Lüfter dann wie gewünscht lief.

Nachdem ich dann die relativ hohe PWM Frequenz vor Ort nich so leicht erzeugen konnte habe ich in Bastelunterlagen gefunden, dass solche Lüfter "üblicherweise" mit 50Hz PWM angesteuert werden. Damit hat es dann gut funktionert.

Vielleicht ist es ein elektrisches Ein- und Aus-Schalten das bei 50Hz noch vertragen wird und bei 4kHz nicht mehr.

[Ceos]

Vielleicht ist es ein elektrisches Ein- und Aus-Schalten das bei 50Hz noch vertragen wird und bei 4kHz nicht mehr.

Ich glaube das lag eher an der Verpolung durch den Motor-Treiber ... oder ist mir da etwas entgangen?

[PICture]

Vielleicht ist es ein elektrisches Ein- und Aus-Schalten das bei 50Hz noch vertragen wird und bei 4kHz nicht mehr.

Für mich ist das sicher ! =D>

[oberallgeier]

Nur mal als aktuelle Erfahrung zu einem zweipoligen Kleinlüfter (BLDC) der mit PWM angesteuert werden soll .. PWM Frequenz so hoch gesezt (10kHz), dass ich mit einer kleinen Spule eine einstellbare Gleichspannung erzeugen konnte .. gefunden, dass solche Lüfter "üblicherweise" mit 50Hz PWM angesteuert werden ..Danke Manf, das waren DIE Hinweise.

Das mit (m)einer kleinen Spule ca. Ø8 mm, 330 µH, war kein Erfolg, ne Frequenzerhöhung auf ca. 30 kHz auch nicht. ABER mit etwa 30 Hz klappte es dann - allerdings sind die Betriebsgrenzen - ausgedrückt als duty cycle der PWM - lausig dünn, allenfalls so zwischen 100 % ED und rund 70 % ED liefs . Und noch dazu recht unrund. Bemerkenswert die "Macke" bei der Betriebsspannung; siehe Diagramm. Kanal 1 - Zuleitung vom Motortreiber TB6612FNG zum Lüfter, Kanal 2 - Leitung vom Controllerboard zum Motortreiber.

......https://dl.dropbox.com/s/ogdiqchy6xncmyj/PWM-MoTest_12Juni2019-18h00-20%25.jpg?dl=0 (https://dl.dropbox.com/s/gruztunlr7haxjo/PWM%2BMotor-Test_12Juni2019-18h00_LMo01_SCOPE-kleiner.jpg?dl=0)
......(c) oberallgeier. Größeres Bild im Vorschaubild verlinkt.

Fazit: wegen des beachtlichen Aufwandes und der geringen Erfolgs- bzw. Verbesserungswahrscheinlichkeit wird das Projekt (Temperatursteuerung für den Lüfter eines Netzteils - der aktuelle ist schon recht leise) erstmal eingestellt. Immerhin -wieder mal einiges dazugelernt.

Danke an alle für Hinweise, Ratschläge und Hilfen

Nachtrag:

.. kannst du ein kleinen Schaltnetzteil aufbauen. Mit dem PWM Signal steuerst du den Mosfet für das Schaltnetzteil ..Hättest Du dazu bitte vielleicht etwas mehr - nen Schaltplan und so - oder ne geeignete Elektronikerseite? Das war ja mal was . . . ein kleines Schaltnetzteil . . . Mosfet . . hmmm

[021aet04]

Tut mir leid das ich mich erst jetzt melde.

In der Elektor Ausgabe März/April 2019 gab es einen Artikel "Lüftersteuerung" in 2 Varianten Analog mit LM358 und Digital mit Arduino Pro Mini. Die Lüfteransteuerung ist aber in beiden Varianten gleich. https://www.elektormagazine.de/magazine/170201-03

Ich habe den "Leistungsteil" so gezeichnet wie er in den beiden Plänen ist. Wie hoch die PWM bei der digitalen Variante ist weiß ich nicht, aber in der Analogen Variante ist ein Diagram mit einer Tabelle. Bei einem DC (Duty Cycle) von 0,8 beträgt die Frequenz 83Hz und bei DC von 0,2 ist die Frequenz 222Hz. Die einzige Abweichung zwischen Digital und Analog ist der Wert von C1. In der Digitalen Version ist der Wert 47u und in der Analogen 2,2u und beide mit einer Spannnung von 16V.

Die Induktivität muss experimentell ermittelt werden um einen optimalen Lauf zu erreichen. Getestet habe ich die Schaltung noch nicht. Statt des Transitors kann man aber auch einen Fet nehmen.

Ich habe mir einmal eine Schaltung überlegt und diese hat ganz gleich ausgesehen, habe sie aber nie umgesetzt (Zeitmangel).

MfG Hannes

[oberallgeier]

Hallo Hannes, danke für Deine neuerliche Hilfe.
Tut mir leid das ich mich erst jetzt melde ...

In der Zwischenzeit ist mir auch ENDlich etwas eingefallen, was ich schon viel früher hätte tun sollen (so hat sich die Folge von blindem Eifer wieder mal unangenehm bestätigt). Nämlich den vorhandenen Lüfter einfach vermessen . . . Denn der läuft ja (ich hatte den zwar umgedreht: Förderrichtung INS Gehäuse rein - Vorschlag von AFUG auf 15:20 (https://www.youtube.com/watch?v=562U6G0XTDE)) und läuft und läuft . . .

Siehe da: der Spannungsverlauf ist zwar grausig, wie weit das Einstreuungen des Trafos sind weiß ich nicht. Immerhin kann man herausmessen, dass die originale PWM eine Frequenz knapp über 50 Hz hat - 52,1 Hz auf weniger als 1% genau. Dabei ist offensichtlich der PWM-Puls (duty cycle) im Leerlauf bei 9,8V und 0A rund 10%, bei 9,8V und 1,5A rund 40%. Nach dem oben verlinkten Testbericht ist die Lüfterregelung belastungsabhängig, der Lüfter läuft aber ständig.
Scope-Screendump bei 9,8 V und 1,5 A (https://dl.dropbox.com/s/fub8u12djczduxw/PWM-Luefter-Test_16Juni2019-16h14_KORAD-9p8V-1p5A_SCOPE.jpg?dl=0)
Scope-Screendump bei 9,8 V und .0 ..A (https://dl.dropbox.com/s/ma83lv8jijxsdr4/PWM-Luefter-Test_16Juni2019-16h22_OHNE-LAST_9p8V-0A_SCOPE.jpg?dl=0)

Fazit:
-) Deine Schaltung Hannes werde ich bei Gelegenheit aufbauen - da bin ich so und so neugierig.
-) Über die Modifikation beim KORAD denke ich dann doch wieder nach, die 50Hz sollte ich bzw. der Controller ja schon schaffen. Da tuts sicher mein tiny85/Digispark . . . Mal sehen.

[oberallgeier]

Grüß Dich Hannes

nun leider noch ´n paar Fragen, ich hoffe ich störe nicht zu sehr damit.


.. Statt des Transitors kann man aber auch einen Fet nehmen ..Da die Ventilatörchen nur um die 0,1 bis 0,2 A ziehen könnte statt des BD135 doch auch ein BCW 66N gehen - da liegen bei mir grad ein paar NPN rum (und ihre PNP-Brüder). Könnte/dürfte ich, WENNs irgendwannirgendwo ein bisschen mehr Strom sein sollte, nen IRF840 nehmen (ist ebenfalls vorhanden!) - oder ist dann anders zu schalten ??

Danke im Voraus

[021aet04]

Es ist egal ob du einen NPN-Transistor oder N-Fet nimmst, die Funktion ist die gleiche. Der Transistor/Fet muss die Induktivität gegen Masse ziehen.

Funktionsweise:
Bei geschalteten Transistor lädst du die Spule über die Last auf, wenn der Transistor sperrt, wird die gespeicherte Energie über die Diode in den Kondensator geladen.

MfG Hannes

[Ceos]

Darf ich hier nochmal unbezahlte WErbung posten und einen etwas leichteren Weg vorschlagen!?

https://www.mindfactory.de/search_result.php?select_search=31270&search_query=PWM

da sind dutzende günstige Lüfter die sich alle regulär über einen 4-Pin Stecker per 5V PWM steuern lassen ohne dass man irgendwas speziellens drum herum bauen müsste!

[021aet04]

Hast du die Schaltung schon getestet?

MfG Hannes

[oberallgeier]

.. nochmal unbezahlte WErbung posten .. dutzende günstige Lüfter die sich alle regulär über einen 4-Pin Stecker per 5V PWM steuern lassen ohne dass man irgendwas speziellens drum herum bauen müsste!Nochmal? Hmmm, da hatte ich etwas übersehen?!

Nicht übersehen hatte ich, dass das Gerät für das ich die Lösung suche, nur zwei Drähte mit PWM-getakteter Lüfterversorgung bereitstellt - siehe oben. Und noch irgendwo in der Schaltung um die 13V DC.


Hast du die Schaltung schon getestet? ..Ja Hannes, letzte Woche; ein kurzer, schneller Test am Steckbrett, ohne Erfolg.

Zwei getestete Spulen - beide um die 300 µH, dazu eine ?? aus einem Relais, ansonsten mit nem BCW 66N statt des BD135 - hatten zu keinem Ergebnis geführt. Möglicherweise war das zuuu schnell geschossen; im Moment, diese Tage, habe ich kaum Zeit dafür. Allerdings ist mir beim Verschrotten eines alten Desktops, aus dessem Netzteil, ein 80mm-Fan in die Hände gefallen, zweidrähtig, der mit ner PWMSteuerung brav zu betreiben war: tiny13@9,6 MHz, PWM 37,5 kHz, Funktion des Lüfters zwischen 10% und 100% duty cycle mit glattem und sehr ruhigen Lauf. Nichtsdestotrotz werde ich Deine Schaltung in den nächsten Tagen sauber(er) aufbauen und testen. Die interessiert mich nun wirklich.

[Ceos]

Nochmal? Hmmm, da hatte ich etwas übersehen?!

Nicht übersehen hatte ich, dass das Gerät für das ich die Lösung suche, nur zwei Drähte mit PWM-getakteter Lüfterversorgung bereitstellt - siehe oben. Und noch irgendwo in der Schaltung um die 13V DC.

Nachdem ich nach zweimaligem Amazon Linken der WErbung bezichtigt wurde füge ich immer so etwas hinzu wie "unbezahlt", damit mir hier keiner blöd kommt ^^

Mir ist klar dass du sie schon gekauft hast, ich wollte nur Preislich attraktive, bereits technisch einfach zu verwendende Alternativen posten.
Kurzum, vorschlagen die Kirche im Dorf zu lassen, auch wenn Basteln spaß macht, kann manchmal eine simplere Lösung befriedigender sein.

Wie geasagt, nur Vorschlag :)


nur zwei Drähte mit PWM-getakteter Lüfterversorgung bereitstellt

Das Detail muss mir entgangen sein, mir war nicht klar dass das Gerät selbst regelt, ich hatte das so verstanden dass du selbst die Regelung realisieren wolltest.

[oberallgeier]

Nachdem ich nach zweimaligem Amazon Linken der WErbung bezichtigt wurde füge ich immer so etwas hinzu .. Das Detail muss mir entgangen sein ..Alles ok, ist schon recht. Informationen über Liefermöglichkeiten sehe ich im Forum selten als Werbung. Und übersehen - wird immer was, passiert also nicht nur mir *gg*.

Schönen Abend (hier ist´s grad s..heiss).

[021aet04]

Ich habe die Schaltung gerade aufgebaut und getestet.

Meine Schaltung (aufgebaut mit Teilen die Griffbereit waren):
Mosfet: IRL3803
Spule: 33u/2A aus meiner letzten Pollinbestellung (https://www.pollin.de/p/induktivitaet-wuerth-elektronik-744772330-33-h-2-a-250459)
Kondensator: 10u
Diode: DSS16-01A (Schottky Diode http://ixapps.ixys.com/DataSheet/L137.pdf)
Lüfter: 60mm 12V/0,45A
Ansteuerung: Arduino Uno (Programmiert mit AVR Studio 7), PWM Erzeugung: Timer 1 => 10bit (Sollwert direkt vom Analogeingang) @ 15,6kHz PWM Frequenz

Läuft sehr gut, noch relativ viele Störungen, aber es ist noch nichts optimiert bzw entstört.

Edit: Habe gerade noch andere PSC verwendet, optimal hat es nur mit PSC=1 funktioniert. Mit PSC=8 oder höher hat es mit dieser Konfiguration nicht mehr funktioniert.

Edit 2: Das Oszi Bild ist die Spannung am Lüfter.

[oberallgeier]

Huiii, das klingt gut! Glückwunsch! Da kribbelts gleich in den Fingern. Aber ich habe freitags (m)eine Viererrunde, da bin ich (noch) gefordert. Ausserdem wirds nächste Woche auch vielleicht nicht mehr sooo heiss.

[021aet04]

Habe gerade diesen https://www.pollin.de/p/dc-radialluefter-avc-ba10033b12hp077-12-v-320607 ebenfalls getestet, auch ohne Probleme.

MfG Hannes

[oberallgeier]

Die temperaturabhängige Kühlung meines eingangs erwähnten Labornetzteils KORAD KA3006D wurde etwas anders als geplant realisiert und läuft derzeit in einer ersten Betriebsversion im Labornetzteil.

Anregungen dazu kamen durch dieses Video (http://www.youtube.com/watch?v=562U6G0XTDE) (ab 15min ff) und nem kurzen (sehr angenehmen) Kontakt mit dem Verfasser afug.

Aktuelles Schaltbild (https://dl.dropbox.com/s/20k4vpv7g19vc9c/x97-sch.jpg?dl=0) , zugehörige Platine (https://dl.dropbox.com/s/kshdnxr6fyri9k5/Platine_x97-ok.jpg?dl=0) sehen so aus, ein kurzes Testergebnis (https://dl.dropbox.com/s/c7witwrpoy21zdv/LMo85_Tmp-Tst-14022020.jpg?dl=0) (Auszug aus Ablaufnotizen) ist hier (https://dl.dropbox.com/s/c7witwrpoy21zdv/LMo85_Tmp-Tst-14022020.jpg?dl=0).
Anm.: HB .. mein traditioneller heartbeat mit 0,5 Hz, Temperaturangaben ca. Werte gemäß Bauteil- und Aufbautoleranz.

Programm der Platine: nach Einschalten der Spannungsversorgung für das Labornetzteil steuert der µController den Lüftermotor mal kurz hoch und runter - das dauert etwa zwei Sekunden. Dann ein kurzes Beep als Anzeige, dass die Lüftersteuerung ein ist. Danach läuft das "normale" Temperaturregelprogramm. Temperatursensor ist ein NTC der am Kühlblech/-körper aufliegt.

//.....Temp < 31°........PWM = 0 %
//.....32° C .. 36° C.....PWM = 10 % ( 9,8.)
//.....36° C .. 68° C.....PWM = 20 %........40 %
//.....Temp > 68° C.....PWM = 100 % + Pieps

Beim derzeitigen Ablauf ist mir aufgefallen (könne man nach der Methode des genauen Nachdenkens auch erwarten) dass die Abluft des Netzteil recht warm ist (Lüfter bläst Aussenluft ins Netzteil rein) - geschätzt bei ca. 10 W (9,8V - ca. 1A) durch Hand hinhalten auf 30°..40°. Bei den geringen Strömungsgeschwindigkeiten im unteren Stromentnahmelevel des Netzteils ist das nicht verwunderlich - weniger Luft bei gleicher Verlustleistung !

Ausstehende Tests: Temperatur-Lüfterdrehzahl messen, maximale Temperatur bei maximaler Netzteilleistung, Welligkeit des Netzteilausgangs infolge der PWM-Regelung (mit Vergleich ohne PWM).

Nun stellt sich mir die Frage, ob die realisierte Lüftung lebendsdauerschädigend oder -nützlich ist. Natürlich auch, ob die geplante volle Luftleistung bei Temperaturen (des Kühlkörpers) über 68°C ausreichen werden um nachhaltige Schäden an der Schaltung zu vermeiden. Ist es nicht so, dass (auch) Elektronik oberhalb der Raumtemperatur ihren optimalen Wirkungsgrad hat. Andererseits vermute ich (weil ich keine Ahnung habe) dass die mittlere Lebenserwartung der Bauteile bei höheren Temperaturen - wann? - geringer ist als bei niedrigeren.

Frage: Welcher optimale Temperaturbereich ist für elektronische Bauteile der oben vorgestellten Art anzustreben?

Danke im Voraus für die Antwort.

[Moppi]

Ich werde wenig auf Dein spezielles Problem eingehen, aber ich habe auch schon mehrfach solche Lüfter in Geräte eingebaut, ob PC oder selbstgebautes Netzteil. Dabei habe ich immer dasselbe Vorgehen. Ich schaue, dass die Luftzirkulation gewährleistet ist. Beim Standgerät sollte die Luft nach oben raus können. Zwischen Wärmeerzeuger und Abluftgitter sollte ein möglichst freier Raum sein ("Schornstein") unten sollte Frischluft hinein können. Dabei ist schon mal die Hälfte im Kasten. Dann kann noch ein Lüfter eingebaut werden, der am Boden sitzt oder oben unter dem Dach (Deckel), so dass der den natürlich Luftstrom unterstützt. Dafür reicht es dann auch aus, wenn der Lüfter ungeregelt läuft und einfach etwas vor sich hinpieselt (das geht oft lautlos vonstatten und der Lüfter hält dann praktisch auch ewig). Mit einem NTC oder ähnlich und ner kleinen Schaltung bestimmt man den Einschaltpunkt für den Lüfter, der wird dann über ein Relais zugeschaltet, ich habe auch mal eine elektronische Schaltung dafür verbaut, ohne Relais (hatte ich mal von Conrad). Den Lüfter versehe ich meist mit einem Widerstand in der Zuleitung, der R ist dann so groß, dass der Lüfter sich gut dreht, aber nicht auf volle Pulle läuft. Anlaufen lassen habe ich den letzten Lüfter über eine Zwei-Wege-Schaltung, indem ich den Widerstand mit einem großen Elko überbrücke, der für eine ganz kurze Zeit den Lüfter mit voller Spannung (12V) anschiebt, danach läuft der im Sparmodus - über den Widerstand - weiter, wenn der Elko geladen ist. Eine drehzahlabhängige Regelung habe ich nie benötigt. Die Temperatur im Gehäuse darf schon so ca. 40°C sein. Je nach dem, wie viel Wärme anfällt, muss der Lüfter einen gewissen Luftstrom erzeugen, damit die Wärme abtransportiert wird. 20°C im Gehäuse sind nicht notwendig, das kann die Elektronik schon ab, ich denke jede Elektronik verträgt mindestens 60°C (an den Bauteilen gemessen), solange die Temperatur an den Bauteilen nicht höher steigt, ist es eigentlich auch egal, wie warm es im Gehäuse ist.

Vielleicht ist die ein oder andere Anregung dabei.

MfG

[oberallgeier]

.. Vielleicht ist die ein oder andere Anregung dabei ..Danke Moppi.

Ich habe halt bei meinen Temperaturgrenzvorgaben auf verschiedene Angaben zu ICs im www geschaut; Beispiel Wikipedia: ".. bis 70 °C Kommerzieller Temperaturbereich .." und ".. bis 85 °C Industrieller Temperaturbereich ..". Deshalb auch die volle Lüfterleistung ab etwa 68 °C - >> erfasste Kühlblechtemperatur! Da bleiben natürlich interne Wärmewiderstände im IC sowie Leitungs- und Übergangswiderstände am Aufbau eher unberücksichtigt. Ich meine aber so, mit meinen aktuellen Grenzen, wirds schon gut gehen. Im Übrigen sind solche Überlegungen sowieso eher ein bisschen viel sophisticated.

[Moppi]

Unglücklich ist, wenn Wärmeabtransport nicht nach oben stattfindet, sondern nach hinten raus. Dann kommt die natürlich Wärmezirkulation nicht in Gang. Um die Wärme dann horizontal abzuführen, bleibt nur das Absaugen mit Lüfter und einer höheren Drehzahl übrig. Die hohen Drehzahlen nerven aber. Ich hab's immer ausprobiert, ob es auch mit niedrigerer Lüfterdrehzahl funktioniert. Kühlblechtemperatur 68°C halte ich schon für etwas hoch. Aber ist eben meine persönliche Meinung. An die Grenztemperaturbereiche der Bauteile würde ich nicht so weit herangehen wollen. Wäre ich zu ängstlich ;) Gut ist, wenn die Kühlkörper im Luftstrom sitzen, dann kann es auch einen Unterschied machen, wenn noch ein Zuluftlüfter verwendet wird (zusätzlich zur Abluft).

Mir fällt gerade ein, ich habe einen Verstärker, der unterversorgt ist mit einem 3cm-Lüfter. Den habe ich mal ausgetauscht und gesehen, dass die Platine schon recht verfärbt war. Ich habe jetzt zusätzlich einen 6cm-Lüfter so aufgestellt, dass der Wärme von außen unter dem Gerät wegbläst. Da sind unten Luftlöcher und oben, aber da sitzt die Platine dazwischen, so dass auch kein vernünftiger Warmluftstrom zustande kommt, abgesaugt werden soll das dann mit so einem Pillelüfter nach hinten raus, reicht aber nicht aus. Zwar geht das Gerät nicht kaputt, aber zu warm wird es allemal da drin, so wie das konzipiert ist, deshalb ja die angekokelte Platine.

MfG

- - - Aktualisiert - - -

Was mich technisch wegen PWM interessiert: hängst Du am Lüfter noch einen Elko parallel dran?

[oberallgeier]

Unglücklich ist, wenn Wärmeabtransport nicht nach oben stattfindet, sondern nach hinten raus ..Na ja, es kommt halt auf die Situation im zu kühlenden Innenraum an. Bei meinem Labornetzteil sitzt das Kühlblech direkt am Ventilator, daher wird es jetzt mit Frischluft von außen angeblasen. Den Ventilator hatte ich dazu entsprechend "andersrum" eingebaut. Andernfalls hätte man es ja mit vorgewärmter Luft gekühlt - die aus dem Gehäuseinneren angesaugt wird . . . Find ich einfach besser.


.. Was mich technisch wegen PWM interessiert: hängst Du am Lüfter noch einen Elko parallel dran?Nein! Ähhh - ist das aus dem Schaltplan (as build!) und der Platinenansicht nicht erkennbar? Muss ich da mal nachsehen?

Übrigens läuft die PWM etwas schnell . . .
TCCR0A |= (1<<WGM01)|(1<<WGM00); // Fast PWM, Mode3 TOP=0xFF=dez255 79
// das ergibt aus 9,6 MHz mit Prescaler clk/1 37,5 kHz, siehe u.
TCCR0B |= (1<<CS00); // clk/1 <=> No prescaling 74
// => bei 9,6 MHz mit Prescaler clk/1 37,5 kHz
// Gemessen mit DISCO2: 35,7 .. 36,1 kHz

[Moppi]

Nein! Ähhh - ist das aus dem Schaltplan (as build!) und der Platinenansicht nicht erkennbar? Muss ich da mal nachsehen?

Ich war zu faul, nochmal nachzuschauen :cheesy:

Das mit PWM und einem Kondensator: diese Frage habe ich mir oft gestellt. Ob das besser wäre. Habe es noch nie gemacht und PWM für Gleichstrommotoren eigentlich nie verwendet.
Ich habe mal einen PC-Lüfter mit PWM angesteuert, der machte damit ziemliche Geräusche, habe dann von PWM auf Vorwiderstand umgestellt, um die Geschwindigkeit zu drosseln, damit lief das Teil ruhiger.


MfG

[oberallgeier]

Ich war zu faul, nochmal nachzuschauen ..Ja ja, ich weiß, dass vieles das ich dokumentiere eher unnötig ist . . .


.. Ich habe mal einen PC-Lüfter mit PWM angesteuert, der machte damit ziemliche Geräusche ..Welche PWM-Frequenz hattest Du da? Meine Erfahrung deckt sich (wen wunderts) mit der bekannten Tatsache, dass Lüfter-PWMs so um die 20 kHz bis 30 kHz machen. Daher auch meine Anmerkung oben, dass die PWM "schnell" sei. Wobei man möglichst ein unteres Taktverhältnis von 40% nicht unterschreiten sollte . . . die Lüfter fangen ohne PWM eher so bei 5V an zu drehen. Dass ich mit deutlich weniger fahre merke ich im niedrigen Leistungsbereich des Korad. Das ist nominell für maximal 30V/5A spezifiziert. Bei 7,5V/1A dreht der Lüfter mit 10%..20% dc und die Abluft ist schon gut handwarm (wundert schon wieder nicht).

Moppi, welche PWM-Frequenz hattest Du da bei Deiner "Soundmachine"?

[Moppi]

Welche Frequenz ich hatte, weiß ich nicht mehr. Ist ne Weile her, habe ich mit einem Arduino Uno versucht, über einen Transistor, wegen der 12V. Ich hatte glaub ich auch noch einen andern Lüfter ausprobiert, der fing auch an zu "brummen". Das Geräusch kann ich gar nicht so recht beschreiben, man hörte es aber deutlich. Vielleicht war die PWM zu niedrig, weiß nicht. Gehe mal von ca. 50% des Wertes aus, den man bei analogWrite(), beim Arduino, ansetzen kann. Deswegen die Frage mit dem Elko, das hatte ich damals nicht ausprobiert. Mit PWM mache ich normalerweise nichts, deswegen halten sich da meine Kenntnisse in engen Grenzen.

MfG

[oberallgeier]

Welche Frequenz ich hatte, weiß ich nicht mehr .. Vielleicht war die PWM zu niedrig, weiß nicht ..Schade, aber da Du ja normalerweise nichts damit machst ist das sowieso nicht wichtig.


.. Vielleicht war die PWM zu niedrig .. Gehe mal von ca. 50% des Wertes aus, den man bei analogWrite() .. ansetzen kann ..Hmmm. Bei analogWrite() ist mW mit dem Klammerwert der PWM-Puls zu parameterisieren. Mit analogWrite(127) wäre das wohl ein duty cycle von 50 % - glaub ich. Aber das hat nu nix mit der PWM-Frequenz zu tun, nur mit dc. Ich bin ja ein arduino.nobody, nutze nur gern und nicht selten die praktischen Platinchen insbes. nano-Clone. Trotz nobody hab ich irgendwie im Hinterkopf, dass die PWM-Frequenz der arduinospezifische Programmierung pinabhängig sind bei knapp 500 Hz und 1kHz. Damit wäre mir klar, warum Deine Motoren brummten; da dürften manche 2Draht-Lüfter schon mal übern Jordan gehen. Aber - wie geschrieben - arduino-Programmierung ist für mich eher wie Mandarin oder Yue Hai.

[Manf]

Nur zu der speziellen Frage mit PWM und Elko: Die PWM als geschaltete Spannung mit abwechselnd 0V und Ub verträgt sich nicht mit einem Elko der die Spannung glättet.
Einen Motor mit seiner Induktivität kann man damit ganz gut ansteuern. Dabei ändert sich der Strom nur mit der Zeitkonstanten der Induktivität geteilt durch den Widerstand der Wicklung (tau=L/R).
Bei Motoren mit eisenlosem Anker ist L recht klein und man muss die PWM Frequenz im Bereich ab ca. 10kHz wählen. Übliche DC Motoren kommen mit Frequenzen um 1kHz gut zurecht. 50Hz geht bei nicht zu kleinen Motoren die eine entsprechend größere Zeitkonstante haben.
Gerade vor kurzem hatten wir den Fall dass ein Motorpoti mit PWM angesteuert wurde und im Programm das hochsetzen der PWM Frequenz auf 1kHz vergessen wurde, sie stand in der Voreinstellung auf 50Hz und der Motor wurde unangenehm heiß.

[oberallgeier]

.. PWM und Elko .. geschaltete Spannung .. verträgt sich nicht mit einem Elko .. Motorpoti .. Voreinstellung auf 50Hz .. Motor wurde unangenehm heiß.Danke Manf für die ausführliche Darstellung.

Da der Lüftermotor ja nur in eine Richtung läuft habe ich anfangs, am Steckbrett, mal nen Elko eingesteckt. Größe in meinem Unverständnis eben "groß" - so an die 470 µF, das Größte, das ich hier rumliegen hatte (die Daumenregel Strombedarf und Elkokapazität hab ich nicht mehr parat). Das Ergebnis war eher befremdlich, irgendwie wurde wohl auch der Motortreiber A4950 gestört. Blöder Teilschritt meiner experimentellen (unfachmännischen) Schaltungsentwicklung.

Und als ich mit so etwa 50 .. 100 Hz den alten, originalen Lüfter betrieb, gab der seinen Geist auf. Er läuft wirklich nicht mehr. Deshalb bin ich etwas zögerlich die Frequenz wieder runter zu nehmen. Bei den kümmerlichen 100 mA die der Motor zieht sehe ich auch wenig Problem mit evtl. Wärmeentwicklung. Und - blödester Fehler - ich hatte die PWM-Frequenz der originalen Lüfterregelung nie gemessen.

Anm.: störend ist/war für mich an der originalen Ausführung, dass der Lüfter immer läuft, mindestens etwa halbe Drehzahl, und mit steigender Ausgangsleistung (oder blos Spannung?) schnell voll dreht. Sprich: die akustische Betriebsrückmeldung stört. Kollege/in afug (s.o.) hatte bei diesem Netzteilmodell ne temperaturgestützte Motorregelung empfohlen (analog); siehe ab (https://www.youtube.com/watch?v=562U6G0XTDE) ca. 15:45. Daher hatte ich, auch als Zeitvertreib, die ganze Geschichte angefangen. Zögerlich, weil ich in Geräte mit Netzspannung äusserst ungern eingreife. Das KORAD läuft im Moment grad auf 7,5V/52mA mit nem nano-Clone und LCD als Drehzahlmesser und der Lüfter läuft mal und mal nicht mit kleinster Drehzahl und fast unhörbar. Mit dem Drehzahlmesser will ich bei Gelegenheit an diesem Netzteil Temperatur und Drehzahl bei verschiedenen Lasten messen - und dabei den Rippel angucken . . . Zeitvertreib (es regnet grad im Allgäu).

[Moppi]

Also wenn ein Elko am PWM-Ausgang, müsste der Stromfluß vielleicht über eine Diode - vom PWM-Ausgang zum Lüfter - geführt und damit entkoppelt werden. Am Lüfter parallel die Freilaufdiode und der Elko ebenfalls. Gibt ja nur eine Drehrichtung und damit Polung.

MfG