Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM + Tiefpass + Operationsverstaerker


von patrick (Gast)


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Hallo,

ich ueberlege schon seit 2 Tagen, wie ich mein Problem am besten loese, 
finde aber keinen Rat mehr. Ich habe vor, 12V PC-Luefter ueber das PWM 
Signal eines ATMEGA168 zu regeln.

Zuerst dachte ich, ich benutze direkt hinter dem PWM Signal einen 
Tiefpass und speise damit einen Operationsverstaerker, der mir das 
Signal um das 2.5-fache verstaerkt. Dazu hatte ich mir den L272M (DIP-8) 
ausgesucht, der bis 700mA ausgelegt ist. Pro opamp 2 mal und dann die 
ganze Geschichte 2 mal damit ich 4 Luefter individuell steuern kann.

Die Operationsverstaerker wuerden von einem 12VAC Trafo gleichgerichtet 
mit Glaettungskondensator von 3300uF betrieben werden -> ~16VDC. Die 
Luefter erzeugen etwa je eine 100mA - Last, was beim Herunterregeln auf 
5V dann zu einem Verlust von ueber 2W pro Operationsverstaerker fuehren 
wuerde. Im Datenblatt stehen 100°C/W Rth und max 150°C. Ich habe noch 
ein paar alte Ram-Kuehler mit selbstklebender Folie - wuerden die hier 
reichen?

Das hat mich gestern den ganzen Tag beschaeftigt. Danach habe ich 
ueberlegt, dass man den Operationsverstaerker ja auch mit dem PWM Signal 
speisen kann und danach dann durch den Tiefpass schicken kann. Da an dem 
Tiefpass dann direkt die Last liegen wuerde, koennte ich allerdings nur 
kleine Widerstaende benutzen und braeuchte somit Kondensatoren mit 
mehreren Tausend uF. Bei dieser Variante wuerde der 
Operationsverstaerker ja immer von 16V auf 12.5V regeln, was ja nur eine 
Differenz von 3.5V ausmacht. Bei 400mA waere das pro opamp dann nur 
knapp 700mW und wuerde wohl ohne Kuehler auskommen. Nachteil an der 
Geschichte ist natuerlich der Platzverbrauch und die Kosten von den 
grossen Kondensatoren des Tiefpasses.

Gibt es idealere Moeglichkeiten? Irgendwelche wichtigen Hinweise, was 
bei den beiden Varianten oben Mist ist bzw. zu beachten gilt?

von Wieso kompliziert? (Gast)


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Ich glaube Du hast PWM nicht verstanden. Du brauchst nicht die Spannung 
am Lüfter ändern, sonder einfach die Einschaltdauer ändern.

Wieso nicht die PWM direkt auf den Lüfter geben?
Bei PC Lüftern würd ich High-Side schaltent verwenden, falls Du das 
Tachosignal verwenden möchtest.

Mikrocontroller ==> NPN Transistor ==> P-Kanal FET ==> Lüfter

Natürlich noch die Vorwiderstände für den Transistor vorsehen.

von patrick (Gast)


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Ich habe gelesen, dass die Luefter PWM Signale nicht so gern moegen, 
daher wollte ich das Signal vorher umwandeln in ein Analoges. 
Geraeuschkulisse spielt eine wichtige Rolle.

von W.M. (Gast)


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patrick schrieb:
> Ich habe gelesen, dass die Luefter PWM Signale nicht so gern moegen

Bei Modellbahnen ist es genau umgekehrt. Dort laufen die Motoren in den 
Lokomotiven besonders bei niedrieger Drehzahl mit gepulster 
Gleichspannung erheblich besser.

von Purzel H. (hacky)


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Mit dem kleinen Unterschied, dass lueftermotore bereits BLDC sind. Nee. 
Den Luefter mit PWM ansteuern, und dabei den PWM in eine Gleichspannung 
wandeln. Per LC und Halbbruecke

: Bearbeitet durch User
von jz (Gast)


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Die Ansteuerung vom Mainboard ist auch PWM ohne Glättung.

von patrick (Gast)


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Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb:
> Den Luefter mit PWM ansteuern, und dabei den PWM in eine Gleichspannung
> wandeln. Per LC und Halbbruecke

Gibt es hierbei einen Vorteil zum RC Tiefpass? Es muss doch ebenso ein 
opamp eingesetzt werden, der dann wieder die obigen Probleme aufweisen 
wird. Oder verstehe ich das falsch?

von Helmut L. (helmi1)


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patrick schrieb:
> Gibt es hierbei einen Vorteil zum RC Tiefpass? Es muss doch ebenso ein
> opamp eingesetzt werden, der dann wieder die obigen Probleme aufweisen
> wird. Oder verstehe ich das falsch?

Ja, du brauchst kein OP dahinter. Da kann man direkt den Luefter 
anschliessen. Bei einem RC Tiefpass hast du ja immer einen 
Spannungsabfall am Widerstand beim LC nicht. Deine Spule speichert die 
Energie zwischen.
Es wird zuerst die Spule geladen im zweiten Schritt dann diese Energie 
in den Kondensator umgeladen. Im Idealfall hat man da keinerlei 
Verluste.

von patrick (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Ja, du brauchst kein OP dahinter. Da kann man direkt den Luefter
> anschliessen.

Wer liefert denn die 100mA pro Luefter? Der µC macht das ueber seinen 
PWM Ausgang nicht. Moeglicherweise stehe ich auf dem Schlauch, hast du 
eine Schaltung fuer mich?

von Purzel H. (hacky)


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Man benoetigt eine Halbbruecke fuer 12V oder so.

von Helmut L. (helmi1)


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patrick schrieb:
> Wer liefert denn die 100mA pro Luefter?

Das macht ein Schalttransistor am Ausgang deines uC. Auch der hat dann 
im Idealfall keinerlei Verluste.

Uebliche Standardkonfiguartion eines Stepdownwandlers eben:


UB---------- Schalter ----+-----Spule -------+-------+ Lufter +--- GND
                 |        |                  |
         vom uC--|        -                  |
                          ^ Diode          Kondensator
                          -                  |
                          |                  |
                          GND               GND

von Tom Z. (tom_z)


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jz schrieb:
> Die Ansteuerung vom Mainboard ist auch PWM ohne Glättung.

Genau Richtig.

Wieso so aufwändig. Das Mainboard schafft es doch genauso ohne den 
ganzen firlefanz

von Aktauul (Gast)


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Versuch macht kluch ;)

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