Wie kann man Spannungsspitzen unterdrücken, die durch USB-Lüfter auf einer ATX-5-V-Schiene verursacht werden?

Ich kaufte einen billigen, großen USB-Lüfter und steckte ihn an die 5-V-Schiene meines angepassten ATX-Tischnetzteils. Sofort begann der ATMega328P, der auf der angepassten ATX-Versorgung vorhanden ist, unberechenbar zu reagieren . Der '328 dient zum Messen von Spannungen und Strömen und zum Ansteuern von 7-Segment-Anzeigen und wird von derselben 5-V-Schiene gespeist. _{(Bild und Schaltplan sind am Ende des Beitrags).}

Ich überprüfte die 5-V-Schiene mit dem Oszilloskop (Abbildung unten) und zu meiner Überraschung verursachte der Lüfter einen Anstieg der Schienenspannung auf 6,3 V bei 160 Hz. Das ist weit über die schlechte 328er absolute maximale Versorgungsspannung von 5,5 V hinaus.

Ich weiß, was mir Probleme bereitet, aber ich weiß nicht, warum oder wie ich es beheben kann. Aber ich dachte, ich sollte etwas daraus lernen. Meine Fragen sind dann:

1. Was ist wahrscheinlich die Ursache für diese Spitzen?

Ich vermute, dass das Problem von der Induktivität der Motorspulen herrührt. Wenn die Kommutatoren den Kontakt zu den Bürsten verlieren, wird der Strom durch die Spulen plötzlich unterbrochen, und zwar gemäß den Induktivitätsformeln$V = L \dfrac{di}{dt}$, gibt es eine Erhöhung der Spannung, um dem entgegenzuwirken. Ich wage zu vermuten, dass die von mir gemessene Frequenz (160 Hz) doppelt so hoch ist wie die Lüfterdrehzahl (ich vermute 4.800 U / min).

Bin ich in der richtigen Richtung? Das einzige, was nicht zusammenpasst, ist, dass ich denke, dass die Spitze negativ sein sollte (dasselbe Signal wie$di$), nicht positiv.

2. Kann ich allein aufgrund meiner Oszilloskop-Messwerte davon ausgehen, dass das Lüfterdesign fehlerhaft ist? Wenn ja, welche Schaltung fehlt wahrscheinlich am Lüfter, die sonst verhindern würde, dass diese Spannungsspitzen auftreten?

Ich vermute, dass die Spannungsspitze etwas ist, das alle DC-Bürstenmotoren konstruktionsbedingt erzeugen, aber zusätzliche Schaltungen (möglicherweise Filter) eingesetzt werden, um ihre Auswirkungen zu unterdrücken. Aber ich weiß nicht, was diese Filter wären.

3. Wie kann ich das Design meines angepassten ATX-Tischnetzteils verbessern, um es vor solchen Überspannungen zu schützen?

Ist dies ein Fall, in dem eine Flyback-Diode verwendet werden sollte?

Der Lüfter hat 1,5 W (2,5 W Startleistung). Ich habe zwei andere kleinere USB-Lüfter (1 W), die keine solchen Spitzen erzeugen.

Schaltpläne des ATX-Netzteiladapters:

Mein Adapter, der im Hintergrund an das ATX-Netzteil angeschlossen ist (es sind eigentlich zwei separate Einheiten), und die Lüfter.