Hallo zusammen, ich versuche gerade einen 4-Pin-Lüfter zu regeln. Laut Spec, wird als Control-Signal ein Open-Drain-Ausgang erwartet, der im Lüfter auf 3V oder 5V hochgezogen wird. Das PWM-Signal kommt von einem UC und ist in Ordnung. Allerdings lässt die Flankensteilheit der steigenden Flanke am Ausgangssignal stark zu wünschen übrig. Ich habe die Schaltung in LTSpice simuliert, mit einem Pull-Up von 10k und 100k, was auch ziemlich exakt dem Ergebnis entspricht, das ich mit zwei verschiedenen Lüftern am Oszi messe. Wie kann ich die Flankensteilheit verbessern? Auf den Pull-Up im Lüfter habe ich leider keinen Einfluss. Und was ist der Grund für das Problem? Die Ausgangskapazität des MOSFETs? Falls ja, welche Modelle würden sich eignen um das Problem zu mindern? Danke schon einmal für eure Hilfe!
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Pirro schrieb: > Allerdings lässt die Flankensteilheit der steigenden Flanke am > Ausgangssignal stark zu wünschen übrig. Was ist daran genau das Problem? Lässt sich der Lüfter nicht wie gewünscht steuern oder sieht das nur aufm Oszi nicht schön aus? Bedenke daß so eine Lüftersteuerung keine Präzisionstechnik ist. Ob der Lüfter nun 50 Umdrehungen mehr oder weniger pro Minute bei gleichem PWM-Input hat, entscheiden alleine schon so Parameter wie Bauteilschwankungen zwischen verschiedenen Lüftern, Luftwiderstand und Temperatur. Bei was für Tastverhältnissen hast Du in der Praxis am Lüfter (nicht in der Simulation) Probleme?
Hallo Gerd, PWM-Frquenz liegt bei 25 KHz, Duty-Cycle ist einstellbar - im LTSpice Beispiel sind es 25%. Manche Lüfter lassen sich regeln, diese erzeugen ein Ausgangssignal, wie in meinem obigen Beispiel mit 10k-Pull-Up. Allerdings habe ich hier auch Intel-Boxed-Lüfter, die ein Ausgangssignal nahezu exakt wie im zweiten LTSpice-Beispiel erzeugen (100k-Pull-Up). Letztere lassen sich dann überhaupt nicht steuern und reagieren nicht auf das Control-Signal. Ganz davon abgesehen würden mich wie gesagt einfach die technischen Hintergründe für die Problematik unabhängig von der Praxistauglichkeit der Anwendung interessieren.
Pirro schrieb: > PWM-Frquenz liegt bei 25 KHz, Duty-Cycle ist einstellbar - im LTSpice > Beispiel sind es 25%. Probier mal etwas mehr, z.B. 50%. Manche Lüfter haben ein unteres Limit von 30% oder so. Nach Spec müssten sie dann aber eigentlich mindestens mit 30% (oder ihrem Limit halt) laufen auch wenn Du weniger PWM vorgibst. > Allerdings habe ich hier auch Intel-Boxed-Lüfter, die ein Ausgangssignal > nahezu exakt wie im zweiten LTSpice-Beispiel erzeugen (100k-Pull-Up). > Letztere lassen sich dann überhaupt nicht steuern und reagieren nicht > auf das Control-Signal. Lassen die sich dann an nem PC-Mainboard steuern? Vielleicht sind die ja auch nur kaputt. Gibst Du denen saubere 12V? Um auf die 5V oder 3.3V zu kommen, muss da ja nen Spannungsregler drin sein. Glaube nicht daß die da was tolles LDO-mässiges drin haben, daher sollten es schon 12V sein. Hast Du nen Pullup R (z.B. 10K) am Tachoausgang auf 12V? Vielleicht funktionieren die Lüfter nur sauber wenn der dran ist. Manche brauchen am Anfang zum Anlaufen auch fast 100% und lassen sich erst dann runterregeln. Vielleicht geht der PWM-Input auch erst richtig wenn sie sich drehen. > Ganz davon abgesehen würden mich wie gesagt einfach die technischen > Hintergründe für die Problematik unabhängig von der Praxistauglichkeit > der Anwendung interessieren. Du hast ne Kapazität im FET und parasitär auf den Leitungen. Mit 100k lädt sich das nur sehr sehr langsam auf und dann kommt halt das raus was Du zeigst. 100k erscheint mir für die Anwendung eigentlich nicht wirklich geeignet.
Zu deinen Fragen: Ja, Pull-Up auf dem Tacho-Signal ist vorhanden, 12Volt sind ebenfalls sauber. Ich habe gerade eben noch ein wenig getestet. Mein Mainboard liefert bei allen getesteten Lüftern etwas steilere Flanken als mein Testaufbau. Und interessanterweise liegen die Ausgangsspannung am Control-Signal ebenfalls etwas höher. Den beschriebenen Intel-Boxed-Lüfter kann das Mainboard zwar regeln, aber wirklich sauber ist das PWM-Signal auch dort nicht mehr. Vermutlich ist auf dem Mainboard einfach ein Mosfet mit niedrigeren Kapazitäten verbaut? Das die Ausgangsspannung etwas höher ist, dürfte vermutlich an einem niedrigeren RDSon liegen, oder? Aktuell nutze ich den 2N7002, kennt jemand aus dem Stehgreif eine bessere alternative mit niedrigem RDSon und geringen Kapazitäten?
Achja, bevor ich es vergesse: Vielen, vielen Dank Gerd, für deine tolle Unterstützung!
Pirro schrieb: > Ich habe gerade eben noch ein wenig getestet. Mein Mainboard liefert bei > allen getesteten Lüftern etwas steilere Flanken als mein Testaufbau. Und > interessanterweise liegen die Ausgangsspannung am Control-Signal > ebenfalls etwas höher. Den beschriebenen Intel-Boxed-Lüfter kann das > Mainboard zwar regeln, aber wirklich sauber ist das PWM-Signal auch dort > nicht mehr. Ok, der Lüfter ist also wohl nicht defekt. Wie das PWM-Signal auf dem Oszi aussieht interessiert niemanden solange die Steuerung funktioniert. Bedenke auch daß Du durch den Oszi-Tastkopf die Kapazität nicht unwesentlich erhöhst und damit Dein Messsignal evtl. verfälschst. > Aktuell nutze ich den 2N7002, kennt jemand aus dem Stehgreif eine > bessere alternative mit niedrigem RDSon und geringen Kapazitäten? Der 2N7002 bzw. BSS138 wäre jetzt auch meine erste Wahl für die Anwendung gewesen. Ich weiß nicht ob es die Kombination niedrigerer RDSon und geringere Kapazität gibt. Wenn ich niedrigeren RDSon wollte, würde ich als nächstes den IRLML2502 probieren, dessen Kapazitäten sind aber deutlich höher. Vielleicht interessiert sich der Hersteller des Mainboards auch nicht für die Spezifikation mit Open Drain und hat statt dessen ne Push-Pull-Stufe verbaut. Das würde die steilere Flanke und die höhere Spannung erklären. Häng nen R (z.B. 10K) zwischen Mainboard und Lüfter. Dann mit beiden Kanälen des Oszis links und rechts vom R messen. Dort wo die Spannung schneller ansteigt sollte der Strom herkommen.
Ne andere Variante wäre noch daß auf dem Mainboard noch nen zusätzlicher Pullup sitzt. Evtl. sogar zuschaltbar so daß der nur angeht wenn ein Pullup vom Lüfter erkannt wird.
Hallo Pirro, ich hatte das gleiche Problem wie Du, habe jedoch eine tolle Lösung gefunden und vielleicht interessiert es ja auch andere, die hier noch vorbeikommen, obgleich der Thread schon etwas älter ist. Bei meiner Variante kommt aus einem µC ein PWM-Signal mit 3V3-Pegel, ebenfalls bei ca. 25kHz. Dieses läuft durch einen 4k4-Vorwiderstand in einem BC487C. Sicherlich nicht die beste Wahl, aber ich hab genommen, was grad da war. Ergebnis war das gleiche, wie bei Dir, unschöne Flanken und als Resultat ein eingeschränkter Bereich. Insbesondere zwischen dutyCylce 0 und 1 (von 115 Stufen) gab es dementsprechend einen sehr großen Unterschied. Entfernt man nun den Lüfter aus der Schaltung, so fällt damit auch der interne Vorwiderstand des Lüfter weg und der Collector ist offen. Nach wie vor sieht auch das Signal an der Basis des Transistors hässlich aus. Da dieses Problem, wie aus diesem Thread erkennbar war, auch mit anderen Transistoren aufzutreten scheint, habe ich dann etwas anderes Versucht. Zunächst habe ich den Lüfter mit 12V versorgt und einfach mal die Spannung am Steuerpin gemessen. Nun muss man bedenken, dass bei derartigen Schaltungen ein Multimeter ja bereits einen spürbaren Einfluss haben kann. Praktischerweise ist so ein Einfluss ja aber direkt anhand der Drehzahl des Lüfters erkennbar, in meinem Fall änderte sich nichts. Gemessen habe ich 1V6. Anschließend habe ich dann einen im Verhältnis zum internen Lüfterpullup niederohmigen Spannungsteiler verwendet und den Lüfter quasi direkt angeschlossen. Nachteil: Man muss bei jedem Lüfter prüfen, wie er konstruiert ist und es funktioniert nur mit Lüftern, deren benötigte Eingangsspannung auch von einem µC getrieben werden kann. Also einfach so: µC-PWM(3V3-Pegel)->2k2->Lüfteranschluss->2k2->GND Da ich immer denselben Lüfter verwenden werden, für mich die perfekte Lösung. Ausgezeichnetes Regelverhalten des Lüfters usw. Bei dem µC-Pin handelt es sich um einen HighDrive-Pin, d.h., dass dieser mehr Leistung treiben kann, als sonst für "normale" µC-Pins üblich. Wieviel ein 4k4 bei 3V3 zieht, kann sich jeder selber ausrechnen, soviel ist es natürlich nicht. Vielleicht helfen diese Infos ja noch irgend jemandem. Bitte nur immer dran denken: Zuerst die Spannung am Steuerpin des Lüfters messen, bevor dieser verwendet wird!!!
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