PWM: 12V Lüfter an 24V

[Michael N. (garril)]

Guten Tag,

ich habe einen 3D-Drucker mit 24V (PWM), muss nun aber 12V Lüfter 
verbauen (die Auswahl an 24V-Lüftern ist einfach bescheiden...).

Im Speziellen geht es um folgenden Radial-Blower: Sunon 
MF50151VX-B00U-A99
https://www.mouser.de/ProductDetail/Sunon/MF50151VX-B00U-A99?qs=EU6FO9ffTwfWIV5p3irB3g==

Der hängt dann an Connector J9 (der macht PWM) von einem MKS Gen L-Board 
(siehe Anhang oder 4. Seite in PDF: 
https://github.com/makerbase-mks/MKS-GEN_L/raw/master/hardware/MKS%20Gen_L%20V1.0_008/MKS%20Gen_L%20V1.0_008%20SCH.pdf 
)

Meine Frage:
Passt es, wenn ich mir irgendwo auf dem Board (oder direkt am Netzteil) 
24V klaue, mit einem Buck Converter (so eine fertige LM2596-Schaltung 
kommt eh in den Drucker für die nicht-PWM-Lüfter) auf 12V bringe und 
hiermit schonmal die +12V für den Lüfter erzeuge. Damit der Lüfter durch 
PWM gesteuert ist, würde ich also die negative Leitung des Lüfters dann 
ganz normal auf den PWM-Pin klemmen.
Das Prinzip ist hier zu sehen (statt des Laser-Moduls dann eben mit 
Lüfter): 
https://drucktipps3d.de/wp-content/uploads/asgarosforum/43662/2019-08-06_15h33_32.png
In den ON-Phasen des PWM-Signals sehe ich kein Problem. Was ist aber, 
wenn ich den PWM-Pin in den OFF-Phasen des Signals mit den 12V des Buck 
Converters (durch den Lüfter) befeuere? Grille ich mir da im Extremfall 
LED D1 oder richte am Mosfet Q1 Schaden an?

Zwei Alternativen (meines Erachtens nicht so schön) würden mir noch 
einfallen. Vielleicht könnt ihr die auch kurz "bewerten":
1. PWM-Signal softwareseitig auf 50% limitieren und den Lüfter mit 24V 
befeuern? Zerstört ihn das auf lange Sicht? Habe Angst später mal 
versehentlich ohne das 50% Limit Software zu flashen - dann wird er 
ruckzuck sterben.
2. Über einen Transistor per 24V die 12V schalten.

Zusatzfrage: Habe ein Bild vom Oszilloskop angehängt. Das ist bei 50% 
PWM. Warum habe ich in den Phasen zwischen den Pulsen solche 
hochfrequenten Schwankungen?

Vielen Dank bereits allen Helfern :)

[MaWin (Gast)]

Michael N. schrieb:
> Der hängt dann an Connector J9 (der macht PWM) von einem MKS Gen L-Board
> (siehe Anhang oder 4. Seite in PDF:

An dem Anschluss liegen laut Schaltplan 12V an, da musst du gar nichts 
umbauen.

Step-Down Regler wären denkbar um 24V auf 12V zu reduzieren, aber nicht 
jeder mag es, wenn die Last, bei dir also dr Lüfter, schnell an und aus 
geschaltet ird, und das macht PWM ja. Manche geben dabei Geräusche von 
sich, manche haben eine sehr instabile Ausgangsspannung.

Im Prinzip stimmt das Bild aus drucktipps3d, wenn denn das was nicht auf 
dem Bild ist, ausserhalb, nämlich die 24V Stromversorgung und seine 
Verbindung zum Board aus dem PWM kommt und dem Wandler, passend ist.

Wären die Stromversorgungen zum Board und die zum Wandler nämlich 2 
getrennte Netzteile derenAusgänge galvanisch nicht verbunden wären, dann 
passt das Bild nicht.

[Michael N. (garril)]

MaWin schrieb:
> An dem Anschluss liegen laut Schaltplan 12V an

Das Ding heißt zwar +12V1, das sind aber eben je nach Versorgung 
12V-24V. In meinem Fall letzteres.

MaWin schrieb:
> Manche geben dabei Geräusche von
> sich, manche haben eine sehr instabile Ausgangsspannung.

Okay, das werde ich einfach mal testen und messen. Am Ausgang des LM2596 
hängt jedenfalls auch ein großer Elko.

MaWin schrieb:
> Im Prinzip stimmt das Bild aus drucktipps3d

Na das klingt doch gut :) Und da alles aus einem Netzteil kommt wird das 
wohl so funktionieren.

[Peter D. (peda)]

Lüfter sind oft elektronisch kommutiert, die Elektronik mag keine 
Überspannung.
Der Lüfter braucht 2W, da würde ich einen TSR 1-24120 nehmen.

[Michael N. (garril)]

Vielen Dank für eure Antworten. Mittlerweile habe ich umgebaut, bin aber 
mit dem Ergebnis nicht ganz zufrieden bzw denke, dass etwas falsch 
läuft:

Stecke ich einen Lüfter (Qualitätslüfter von Sunon) an, so läuft er erst 
bei einem PWM-Signal von über 70% an. Das scheint mir etwas spät. 
Außerdem ist der Unterschied zwischen 95% und 100% vom Gefühl her (Luft 
und Geräusch) riesig.
So wie es Original war (24V-Lüfter an 24V) liefen die Lüfter wesentlich 
früher an und man konnte ordentlich die Geschwindigkeit einstellen.

Ich habe mal den Schaltplan (Schema.png) sowie 4 Schnappschüsse mit dem 
Oszilloskop angehängt. Außer, dass es natürlich jetzt 12V-PWM-On-Phasen 
sind, sieht man, dass die Off-Phasen des PWM-Signals unterschiedlich 
aussehen. Als ob bei 12V in den Off-Phasen negative 12V anliegen... 
Würde erklären warum der Lüfter erst so spät anläuft.

Was meint ihr? Woher kommt das? Wie löse ich es?

Hinweis: Bei allen Messungen vor kein einziger Lüfter am System 
angeschlossen. Eine Rückinduktion des Lüfters kann es daher nicht sein.