Lüfterdrehzahl mittels NTC regeln

[Sebastian H. (trabibasti)]

Hallo liebe Experten! :-)

Ich habe folgendes Problem:

Es geht um einen Scheinwerfer, dessen Leuchtmittel eine 50W LED ist.
Diese LED wird gekühlt über einen Alu-Kühlkörper, der wiederum von einem
Lüfter 12V 0,2A angeblasen wird (zweiadrig, also ohne PWM- oder
Tacho-Anschluß).
Dieser Lüfter hat einen verhältnismäßig hohen Luftdurchsatz,
dementsprechend laut ist das Ganze.
Klar, LEDs in der Leistungsklasse müssen zwangsläufig gekühlt werden,
das steht außer Frage.
Nur ist der Lüfter direkt an 12V angeschlossen und dreht daher die ganze
Zeit mit 100% Drehzahl.
Jetzt war meine Idee, einen NTC-Widerstand hinter dem Alu-Kühlkörper zu
befestigen und dann mittels Transistor den Lüfter bezüglich seiner
Drehzahl zu regeln.

Ich habe zum besseren Verständnis auch ein Foto gemacht.

Nun habe ich eine recht einfache Schaltung hergenommen, nur leider will
es nicht so ganz funktionieren.

Ich habe ein paar Messungen gemacht, die maximal zulässige Temperatur am
Kühlkörper beträgt 35°C. Bei dieser Temperatur müsste der Lüfter also
mit 100% (12V) drehen.
Bei Erreichen der Raumtemperatur soll er nur noch langsam drehen (3,5V).

Ich habe verschiedene NTC-Widerstände da, 100Ω, 1kΩ, 10kΩ und 100kΩ
(siehe dazu auch http://www.pollin.de/shop/downloads/D220804D.PDF)
Mit diesen habe ich die Widerstände bei jeweils 25°C und 35°C gemessen.

Nun habe ich mehrere Fragen:

1. eignet sich diese simple Schaltung für das Problem?
2. welcher NTC wäre dafür am besten geeignet?
3. wie müssen R1 und R2 dimensioniert / abgeglichen werden, damit der
Transistor bei 25°C noch 3,5V durchlässt, bei 35°C aber die vollen 12V?
4. der gewählte Transitor wird im Testbestrieb sehr warm bei 3,3V (über
Poti erstmal probiert), eigentlich sollte der die 0,2A doch gut
schaffen?

Probleme, die ich bisher sehe: über dem Transistor fallen ja mind. 0,7V
ab (je nach Modell), es kommen also am Lüfter max. 11,3V an. Leider wird
der Luftstrom dadurch aber schon reduziert. Wäre da evtl. ein Mosfet
besser geeignet? Auch bezüglich der Leistung?
Zweites Problem ist meines Erachtens der relativ geringe Unterschied der
Widerstandswerte zwischen 25°C und 35°C. Der Abgleich der
Widerstandsbrücke könnte sich daher etwas schwierig gestalten.

Ich hatte auch schon die Idee, das Problem mit einem Mikrocontroller zu
lösen. Den NTC per ADC auslesen, intern dann pulsweitenmoduliert an
einen Verstärkungstransistor auszugeben.
Allerdings habe ich noch viel zu wenig Ahnung von den Mikrocontrollern
als das ich mir so ein Projekt zutrauen würde.
Weiterhin soll die Drehzahlregelung von Lüftern per PWM wohl zu
unangenehmen Brummen bzw. Pfeiffen führen.
Also auch nicht so das Wahre, das muss doch wesentlich einfacher
gehen...

Ganz schön viel Text für ein wahrscheinlich gar nicht so schweres
Problem. Dennoch fehlt es mir da etwas an erfahrung und auch Ahnung.

Daher wäre es schön, wenn mir jemand etwas helfen könnte.

Schonmal 1000 Dank!!!

[MaWin (Gast)]

> 1. eignet sich diese simple Schaltung für das Problem?

Im Prinzip ja.

> 3. wie müssen R1 und R2 dimensioniert / abgeglichen werden, damit der
> Transistor bei 25°C noch 3,5V durchlässt, bei 35°C aber die vollen 12V?

Dafür aber nicht.

Es gibt viele Schaltungen je nach gewünschter Steilheit, siehe:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25

ab: "die primitivsten Netzteile"

[Sebastian H. (trabibasti)]

Das ist schon mal eine gute Seite, vielen Dank!

Ich habe auch Versuche mit einem LM317 (variabler Spannungsregler) 
durchgeführt. Vom Prinzip her ist das möglich, nur fällt über diesem 
auch eine zu hohe Spannung ab.

Also muss doch eine solche Schaltung wie in dem Link her.

Aber zumindest bin ich schon mal einen Schritt weiter, danke!