MOSFET, der die Lüftergeschwindigkeit steuert

Ich habe Zweifel an einer elektronischen Schaltung. Unten ist das Schaltbild der Lüftersteuerung in meiner 3D-Druckersteuerung ( Printrboard Rev D ). Diese Schaltung kann die Geschwindigkeit eines Lüfters steuern.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich weiß, dass MOSFET als Schalter verwendet werden kann. Wenn ausreichend Vgs angelegt wird, schaltet sich der MOSFET ein und damit die Last (Lüfter).

Dies ist mein Verständnis dieser Schaltung. Bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege oder etwas übersehen habe.

5V PWM ist ein digitales Signal und durch Einstellen des Arbeitszyklus kann ich den Durchschnittswert steuern.

Für 100 % Einschaltdauer Durchschnittliche Spannung = 5 V Für 50 % Einschaltdauer Durchschnittliche Spannung = 2,5 V Für 0 % Einschaltdauer Durchschnittliche Spannung = 0 V

Wenn ich also eine 5-V-PWM mit 50% Tastverhältnis an das Gate des MOSFET anlege, wird der MOSET abhängig vom Ton- und Toff-Wert ein- und ausgeschaltet (Ton = Toff, da das Tastverhältnis 50% beträgt). Da dieses Ein- und Ausschalten so schnell geschieht, zeigt es, wenn ich die Ausgangsspannung mit einem Muti-Meter überprüfe, 6 V (50 % von 12 V) an, und in einem CRO oder DSO kann ich die 12-V-PWM sehen. Daher arbeitet der Lüfter mit 6 V und läuft mit halber Drehzahl (bei einer Nenndrehzahl von 500 U/min läuft er mit 250 U/min).

Ich habe es auch versucht mit einem Bild zu erklären

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einÄndert diese Schaltung so die Drehzahl des Lüfters?

Ich bin kein Elektroniker, also erwarte ich einfache Antworten

Danke

Ja, hört sich so an, als ob du es verstehst. Sie können die gleiche Technik verwenden, um eine LED und viele andere elektromechanische Schaltungen zu dimmen.
Sie sagten: " Unten ist der Schaltplan der Lüftersteuerung ....". Ich sehe es in deinem Beitrag nicht. Und welcher Motortyp wird für den Lüfter verwendet? Handelt es sich um einen Gleichstrom-Permanentmagnet- oder einen Schrittmotor? Die meisten Lüfter sind heutzutage eigentlich Schrittmotoren mit eingebauten Treibern. Jeder Motortyp reagiert anders auf eine PWM-gespeiste Versorgungsspannung.
@FiddyOhm Oh, sorry, ich dachte, ich hätte es hochgeladen. Lüftermotor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor 12V
Endlich jemand, der schön zeichnet

Antworten (2)

Die Analyse ist richtig. Die Hauptperiode des Tastverhältnisses ist höher als die Reaktionszeit der Motormechanik, sodass der Motor nur auf die mittlere Spannung reagiert, die durch das PWM-Ausgangssignal angelegt wird.

Vo(Durchschnitt) = VVersorgung * Einschaltdauer

Im Grunde funktioniert es wie ein Tiefpassfilter.

Was Sie sich merken müssen, ist, dass Sie eine bestimmte PWM-Frequenz benötigen. Normalerweise so etwas wie 5kHz bis 20kHz. Und das bedeutet einen ernsthaften Gate-Strom, sodass Sie dies nicht mit einem Mikrocontroller-Ausgang tun können. Verwenden Sie einen Gate-Treiber.

Achten Sie auch darauf, einen Lüfter ohne eingebauten Controller zu verwenden.

Wie berechnet man den Strom basierend auf der PWM-Frequenz?
Du kannst nicht. Ich = (Vin - Vbemf) / R
Aber in Ihrem Kommentar sagten Sie, was Sie sich merken müssen, ist, dass Sie eine bestimmte PWM-Frequenz benötigen. Normalerweise so etwas wie 5kHz bis 20kHz. Und das bedeutet einen ernsthaften Gate-Strom. Was bedeutet das? und wie wird der Gate-Strom von der PWM-Frequenz beeinflusst?
Torstrom! Also ungefähr I = 2P / V = ​​2 * (f C V * V / 2) / V = ​​fCV, wobei f die Frequenz, C die Gate-Kapazität und V die Gate-Treiberspannung ist.
@Athul Das Gate eines MOSFET hat eine Kapazität, die dazu führt, dass es sich wie ein Kondensator auflädt. Bis das Gate "voll aufgeladen" ist, befindet sich der MOSFET in einem teilweise eingeschalteten Zustand, und sein Innenwiderstand ist viel höher als sein idealer RDSon. Je höher der Strom, mit dem Sie das Gate des MOSFET schalten, desto schneller "lädt" sich das Gate auf und desto schneller schaltet der MOSFET vollständig ein. Wenn Sie nicht genug Strom liefern, um das Gate bei einer bestimmten Frequenz schnell genug aufzuladen, bleibt der MOSFET die ganze Zeit in einem teilweise ein- oder ausgeschalteten Zustand und tut im Wesentlichen nichts anderes, als Energie als Wärme zu verbrauchen.
Die Wahl einer PWM-Frequenz im Bereich 20Hz - 20kHz kann zu einem hörbaren Schaltgeräusch führen. Es wird empfohlen, die Frequenz im Bereich von 20 kHz bis 50 kHz einzustellen. Ich würde mir keine allzu großen Sorgen um die Gate-Kapazität machen und den FET, der in seiner linearen Domäne bleibt, es sei denn, Sie schalten im MHz-Bereich. Im Gegenteil, wenn Sie Bedenken hinsichtlich der elektromagnetischen Kompatibilität (z. B. abgestrahltes Rauschen) haben, können Sie einen kleinen (~ 1 nF) Kondensator zwischen dem FET-Gate und GND hinzufügen, um die Anstiegszeiten zu verlangsamen und auf diese Weise die hochfrequenten Komponenten des Schaltrauschens zu kontrollieren .
MOSFET, der die Lüftergeschwindigkeit steuert
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