PWM-Steuerung für PC-Lüfter mit LC-Tiefpass

[Leidi]

Nach der Schaltung oder einer anderen?

Das war eine andere Schaltung. (wenn ich mich nicht irre)
Okay, also werde ich mich nach diesem Bsp richten

Wenn man etwas bewußt bedenkenlos macht dann wird es ab und zu mal funktionieren und mal nicht

Falsch ausgedrückt. Vielleicht passt ruhigen Gewissens besser

Manf, am 9.5 hast du

Bei 6V an der Spule beträgt die Stromänderung in 5µs nur 20mA

geschrieben.
Kannst du mir bitte sagen, wie du auf diese Werte gekommen bist? Welche Formeln sind für diese Berechnung relevant?
Kann ich die anderen Werte aus dem Schaltungsbsp übernehmen?

[Manf]

Das geht nach der Definition der Induktivität in Vs/A. 15mH = 15mVs/A
L= U*t / i
i = U*t / L
20mA = 6V * 50µs / (15mVs/A)

Die 50µs sind die halbe Periodendauer, (in der Beschreibung oben war ein Tippfehler 5µs). Die Frequenz mit 10kHz stimmt und das Ergebnis 20mA auch.

Die Spule ist vom Induktivitätswert her ausreichend groß. Wichtig ist, dass sie nicht in die Sättigung geht, also für den Betriebsstrom des Lüfters geeinget ist. Den Kondensator kann man leicht auch größer wählen.

[Leidi]

Jau, besten Dank!

[DeepCore]

@Leidi:

Ja, die Schaltung klappt bei mir so. Auch mit den Papst-Lüftern ist kein Fiepen hörbar. Hab ich nachvollziehen können, wenn ich den Lüfter direkt, d.h. ohne LC-Tiefpass, mit dem MOSFET steuerte, dann hat es bei bestimmten Duty-Cycles gefiept (so ca. bei 80%).

Jetzt bin ich noch dran einen andere Ansteueren zu planen. Werde mich dann damit melden.

Grüsse
DeepCore

[Leidi]

So, da bin ich noch einmal!
Habe anbei eine kurze Skizze angehängt, die meinen Vorschlag der Lüfteransteuerung über PWM zeigt.
Das Ganze über Optokoppler zur galvanlischen Trennung, MosFet und Tiefpaß-Filter.
Das PWM-Signal wird vom HCS12-µC von Freescale erzeugt.
Habt Ihr irgendwelche Einwände bzgl der Schaltung?
Gruß
Leidi

P.S. Ich hoffe, das es so klappt [-o<

@DeepCore
Wunderbar. Ich freue mich schon!

[Manf]

Der Stromtransfer des 4N35 liegt bei 100%. (im besten Arbeitspunkt)
0,5mA rein, 0,5mA raus damit soll die Gatekapazität des BUZ11 in hoffentlich deutlich unter 10% der Periodendauer umgeladen werden?
Bei 0,25µAs Gateladung wären das 500µs. Faktor 50-100 mehr wäre besser.

Jetzt im Monent komme ich nicht dazu, aber das erschent mir zu wenig.
Ich glaube der Optokoppler ist zu schwach angesetuert, wenn er überhaupt in der Lage ist, den FET ausreichend schnell zu schalten.
Manfred

[Leidi]

Toll!
Ich habe mir die Datenblätter der Bauteile nicht wirklich angeschaut. Jetzt rächt es sich...

Der Stromtransfer des 4N35 liegt bei 100%. (im besten Arbeitspunkt)
0,5mA rein, 0,5mA raus damit soll die Gatekapazität des BUZ11 in hoffentlich deutlich unter 10% der Periodendauer umgeladen werden?

Hmm, nun habe das Datenblatt 4N35 vor mir liegen. Und schon das erste Problem: Woran siehst du denn, dass der Stromtransfer bei 100% liegt?
Meinst du es gibt Probleme bei der "feinen, stufenlosen" Ansteuerung des Lüfters?

Bei 0,25µAs Gateladung wären das 500µs. Faktor 50-100 mehr wäre besser.

Hä??? Wenn du mir diesen Satz erklären könntest... wäre tierisch dankbar!
Puh, irgendwie weiß ich noch nicht, worauf ich bei der Bauteilauswahl in diesem Fall achten muß! Vielleicht kann mir auch einfach jemand sagen, welche Bauteile besser geeignet sind?!?!
Gruß
Leidi

[Manf]

4N35 Seite 4
Current Transfer Ratio,Collector to Emitter # (IF= 10 mA, VCE= 10 V) # CTR # Device 4N35 # 100 %

BUZ 11 Seite 2
Reverse Recovery Charge # QRR # 0.25 # µC

Zuerst müßte man klären, ob ein 30A Lüfter gesteurt werden soll.
Jede Einschränkung in der Stromabgabe mancht das Design leichter. Höherer Kanlwiderstand erlaubt->weniger Gateladung kürzere Schaltzeit.
Manfred

[Leidi]

Moin Moin!

@Manf
Besten Dank für deine Mühen.
Langsam aber sicher komme ich dahinter.
Man kann also anhand der Gatekapazität (QRR) die Schaltzeit im Bezug auf den Strom berechnen. D.h. je höher der Strom, desto niedriger die Schaltzeit [t=QRR/I], oder?

0,5mA rein, 0,5mA raus

Wieso nimmst du einen Strom von 0,5mA an? Der Strom zum Schalten des MosFet kommt doch aus der 12V-Spannungsquelle und müßte doch bei einem BUZ11 laut Datenblatt Idss zwischen 20 und 250µA liegen? (damit wäre die Schaltzeit noch höher)

Zuerst müßte man klären, ob ein 30A Lüfter gesteurt werden soll.

Es handelt sich (aller Wahrscheinlichkeit nach) um einen 24W Lüfter (bei 12 Volt, also 2A). Damit ist wohl der Mosfet arg überdimensioniert (aber abgesehen von evtl preislichen Nachteilen entstehen doch durch die Überdimensionierung keine weiteren Nachteile, oder?). Vielleicht würde der Mosfet, den DeepCore benutzt hat, [F12N10L, Vds=100V Id=12A Rds=0,2Ohm] besser passen. Allerdings ist bei diesem Fet der Rds um den Faktor 5 größer --> also sind die Schaltverluste höher. Muß man das in Kauf nehmen, wenn man höhere Schaltgeschwindigkeiten haben möchte?
Vielleicht hat jemand einen Vorschlag für einen passenderen MosFet, der mit dem Optokoppler gut "harmoniert"!?!?

Gruß
Leidi

[Manf]

Zunächst wird der Optokoppler mit 5V über 10kOhm angesteurt das sind dann (5V-2V)/10kOhm also nur 0,3mA. Im Datenblatt ist der CTR aber nur bei 10mA mit 100% angegeben. Bei 0,3mA wird er kleiner sein.

Bei der GateLadung zur Kanaldurchschaltung sollte man auf kleinere Werte kommen. Die Kapazität hängt vom Transistortyp und von einigen Betriebsparametern ab. Wesentlich wird sie aber durch den Typ bestimmt.

Hier habe ich auch noch einen gefunden mit 28mOhm und 22,5nC.
http://www.semiconductors.philips.co.../IRLZ34N_1.pdf
Manfred