Wie eliminiere ich PWM-Rauschen beim Antreiben eines Lüfters?

Ich treibe einen bürstenlosen 12-V-DC-Lüfter mit 0,11 A und PWM mit einem MSP430Gxxxx --> TC427CPA-FET-Treiber --> BS170 N-FET. Der Lüfter befindet sich auf der niedrigen Seite des FET.

Selbst bei einer Einschaltdauer von 90 % und einer Frequenz von 10 kHz ist ein hörbares Brummen des Lüfters zu hören. Niedrigere Einschaltdauer = mehr Lärm.

Ich habe versucht, das Rauschen zu eliminieren, indem ich parallel zum Lüfter eine 4,7-uF-Kappe hinzugefügt habe, und es ist etwas weniger laut, aber immer noch sehr gut hörbar.

Wie bekomme ich das Geräusch weg?

Antworten (4)

Tatsächlich arbeite ich im Moment an genau demselben Problem.

1) Freq > 25Khz - zuallererst

2) GROSSE Kappe am Ausgang, 1-4,7 uF Keramik + etwa 100-1000 uF Elektrolyt würden den Zweck erfüllen.

3) Fügen Sie etwas Induktivität vor der Kappe + Diode in Rückwärtsrichtung hinzu, um negative Spitzen zu schneiden.

@BarsMonster, seien Sie vorsichtig mit Elektrolyten an einem "Motor". Dies kann leicht zu Spannungsumkehr führen und ein Feuerwerk aus Ihrer Kappe machen.
Induktive Lasten sollten immer mit einer gesperrten >schnellen< Diode parallel geschaltet werden.
Ich habe das gerade bei meinem Schema gemacht - PWM mit PC-Lüfter. 555 geht in den 220-uH-Induktor, dann in die 10'000-uF-Kappe. Auf der Kappe sehe ich eine schöne Linie ohne Spitzen von mehr als 20-50 mV und absolut kein hörbares Rauschen. Also keine Gefahr für Elektrolyt bei üblichen FAN's. Aber Sie brauchen tatsächlich eine Diode, um einen PWM-Controller zu schützen, auf dieser Seite gibt es negative Spitzen bis zu -12.
Wo würde die Keramik hin? Und zu welchem ​​Zweck?
Keramik - parallel zur elektrolytischen Kappe, kurz vor FAN. Dies dient nur dazu, hochfrequentes EM-Rauschen zu filtern und die Wärmeableitung der elektrolytischen Kappe zu verringern (aber bei einer so geringen Leistung ist dies ohnehin vernachlässigbar), daher ist es optional.
Ich arbeite auch daran, einen Lüfter mit PWM-Signalen anzutreiben, und habe das gleiche Problem. Der Lüfter läuft, wenn ich den BS170 N-FET ohne Kappen und ohne Induktor verwende, aber mit Rauschen. Kann mich BarsMonster oder sonst jemand mit einem Schaltplan unterstützen?
@Biko, dies sollte ein Kommentar zur Antwort von BarsMonsters sein, keine Antwort.
@BarsMonster Ist es möglich, einen schnellen Schaltplan zu liefern?

Das Antreiben eines Lüfters durch Umschalten der Versorgung ist zunächst riskant. BLDC-Lüfter haben Elektronik in sich und Sie schalten diese mit hoher Geschwindigkeit ein und aus. Nicht, wie sie entworfen wurden. Sie riskieren, die Elektronik im Laufe der Zeit so zu zerstören.

Das Hinzufügen der Kappe hilft, weil Sie böse Stromspitzen in den Lüfter entfernen. Das Hinzufügen des Induktors ist eine gute Idee, und wenn Sie sich ansehen, was die Leute vorschlagen, werden Sie feststellen, dass die Geschwindigkeitsregelung eines BLDC-Lüfters am besten mit einem Konstantstrom-Abwärtsregler erfolgt.

Auf diese Weise pulsieren Sie den FET, der Energie in den Induktor (Energiespeicher) einspeist, und platzieren eine Rücklaufdiode, um die Leistung zu zirkulieren, wenn der FET ausgeschaltet ist. Dies sorgt für einen gleichmäßigen Stromfluss im Lüfter, minimale Geräusche und riskiert nicht, den Lüfter langfristig zu töten.

Der einfache Weg besteht darin, es entweder mit einer Ultraschallfrequenz (> 20 kHz) oder mit einer niedrigeren Frequenz (< 100-200 Hz) anzutreiben. Das tiefe Ende dort ist nicht wirklich Infraschall, aber ein "Brummen" ist normalerweise weitaus weniger zu beanstanden, wenn es überhaupt über das Geräusch des Lüfters selbst gehört werden kann.

Warum Sie sehen, dass ein niedrigeres Tastverhältnis mehr Rauschen erzeugt, erhöhen Sie im Wesentlichen den Inhalt der 10-kHz-Frequenz, die Sie an den Motor senden, bis Sie 50% erreichen, dann fällt er wieder ab.

Ich sehe immer wieder Leute, die versuchen, einen bürstenlosen Lüfter mit einem PWM-Signal an den +/- Leitungen des Lüfters zu steuern. Dies entspricht eindeutig nicht der Absicht des Herstellers. Im Inneren des Lüfters befindet sich ein bürstenloser Controller. Die PWM-Steuerung der hte =/- Spannung bringt nur den Controller durcheinander. Oft stellt der Hersteller des Lüfters eine 4-Draht-Version her, damit Sie ein PWM-Signal eingeben können. Diese kosten etwas mehr, beseitigen aber das Problem. Bürstenlose DC-Lüfter haben Eingangsspannungsspezifikationen wie 5-13,8 Volt DC, nicht irgendein zusammengesetztes Signal.

Das ist völlig falsch. Die meisten Computerlüfter funktionieren gut mit einem PWM-Laufwerk. Der einzige Grund, warum sie 4-Draht-Lüfter produzieren, ist, dass Sie eine ordnungsgemäße Tachometerausgabe erhalten (andernfalls erhalten Sie die PWM-Wellenform, die der Tachometerausgabe überlagert wird).
FYI, im Grunde hat jedes Computer-Motherboard, das ich je gesehen habe, eine PWM-Steuerung für die Lüfter verwendet. Es ist nicht gerade ungewöhnlich.
Herkömmliche bürstenlose 2- und 3-Draht-Lüfter sind so ausgelegt, dass sie die Geschwindigkeit entweder durch Ändern des Spannungspegels (linearer Modus, haben normalerweise eine minimale Startspannung von der Hälfte der Nennspannung) oder mit PWM variieren; Allerdings hat PWM Macken. Erstens wird der Tachometerausgang bei 3-Draht-Lüftern ungültig; intelligente PWM-Treiber führen jedoch eine "Impulsdehnung" durch, um eine gültige Drehzahlausgabe wiederherzustellen. Zweitens muss die PWM-Frequenz niedrig sein (normalerweise < 25 kHz), da sie sonst die interne bürstenlose Steuerschaltung des Lüfters stören kann. Drittens ist die minimale Lüftergeschwindigkeit normalerweise nicht so langsam wie technisch möglich, aber normalerweise langsam genug, um sie leise zu machen.