Терморегулятор оборотов кулера. Как добавить порог?

[Vslz]

Все вышеприведенные схемы имеют одни и те же недостатки . На вентилятор BLDC со схемой управления, подается прямоугольные импульсы питания. Это неправильно, потому, что:

1. Вызывает акустический шум (если частота ШИ регулирования в звуковом диапазоне)

2. Часто делает неработоспособным датчик оборотов вентилятора. Датчик оборотов - NPN ключ с открытым коллектором. Вместо нормального счета оборотов, будут считаться и импульсы ШИМ.

3. Регулирование по минусу - датчик оборотов будет неработоспособен 

4. Линейность регулирования оборотов под большим вопросом. 

6. Запуск на малых оборотах - неустойчивый. Отсюда возникают разные "рудименты" - схемки, подающие полное напряжение при старте вентилятора. Они нафиг не нужны с управлением вентилятором постоянным напряжением.

7. Схемы, в которых параллельно выходному ключу стоит конденсатор - вообще корректными трудно назвать из-за бросков тока перезарядки конденсатора через ключ, с этим я полностью согласен.

Если вентилятор - не для ПК, тогда можно воспользоваться такой схемой:

Я её запитал от 5 и 12В. 5В - управление, 12В - сила. При температуре до 30град, вентилятор питается от 5В канала. Выше - начинает работать ШИР, напряжение (постоянное!) на вентиляторе растет пропорционально температуре. При 36 град выходит на максимум. Порог начала ШИР регулируется подстроечником.

Плату тоже разработал.

Если схема собирается для ПК, то и сложная схема управления здесь не нужна - она... уже собрана на материнской плате. Настройки - через БИОС. А сигнал управления ключом ШИМ можно взять с процессорного вентилятора CPUFAN. Частота около 22кГц. Я изготовил 2 такие схемы - отлично работают. Подробнее - в статье.

Собственно, идея такая:

Где:

M/B в контуре - эмулированная схема управления на материнской плате ПК.

2-pin case fan - подлежащий регулированию вентилятор. Их может быть больше одного.

4-pin cpu fan - штатный кулер процессора.

adapter - рассматриваемая схема управления периферийными 2х (3х)-ногими вентиляторами.

Если вентиляторы потребляют более 1,2А, то адаптер надо запитать от отдельного молекса...

Изменено 22 июля, 2018 пользователем Vslz

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Юный пионер]

20 минут назад, Vlad90 сказал:

Если знаете  не тупую

Нравится, например, вот эта, уважаемого и достойного автора, хотя такие простые схемки пару раз делал сам и выкладывал на разных ветках этого форума.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Vlad90]

1. вызывает акустический шум (если частота ШИ регулирования в звуковом диапазоне)

Частота в схеме 18-20 кгц

2. Часто делает неработоспособным датчик оборотов вентилятора. 

Схема охлаждения не должна быть сложнее схемы, для охлаждения которой оно применяется. Поэтому  без датчиков.

3. Линейность регулирования оборотов под большим вопросом.

Это не синхрофазатрон и не коллайдер, зачем обычному охлаждению суперлинейность? Его дело поддерживать температуру, стабильность которой в пределах 5-10 градусов не имеет никакого значения.

4. Запуск на малых оборотах - неустойчивый. Отсюда возникают уродливые рудименты - схемки, подающие полное напряжение при старте вентилятора. Они нафиг не нужны с нормальным ШИ-управлением.

На кулер подается начальное напряжение примерно 7 вольт, при этом любой даже древний кулер легко запускается. Охлаждать что-то кулером при минимальных оборотах (4-5-6 вольт) вообще не вижу смысла, эффективность такого охлаждения стремится к нулю.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Falconist]

32 минуты назад, Vlad90 сказал:

ШИМ, импульсы и прочие ужасы

А как же Вы беретесь за схемы, работы которых не понимаете? На IC1B собран мультивибратор (который, правда, не рабочий ввиду отсутствия одного резистора). Вот Вам и "импульсы и прочие ужасы".

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Vlad90]

3 минуты назад, Юный пионер сказал:

Нравится, например, вот эта, 

А где там  установка начального (стартового) напряжения?

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Vslz]

7 минут назад, Vlad90 сказал:

Частота в схеме 18-20 кгц

у вентилятора двигатель не коллекторный, а BLDC, он плохо переваривает ( и вообще не обязан переваривать) напрямую подаваемые импульсы ШИМ. Хотите просто - простота хуже воровства.

7 минут назад, Vlad90 сказал:

эффективность такого охлаждения стремится к нулю

не надо говорить лишнего. От ваших простых схемок гемора вам же будет больше. 

Изменено 22 июля, 2018 пользователем Vslz

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Vlad90]

12 минуты назад, Falconist сказал:

А как же Вы беретесь за схемы, работы которых не понимаете? НаНа IC1B собран мультивибратор (который, правда, не рабочий ввиду отсутствия одного резистора). Вот Вам и "импульсы и прочие ужасы".

Я как раз на этапе попытки понимания работы схемы, потому и вопросы. Когда пойму, тогда и вопросов не будет. На IC1B собран не мультивибратор, а пороговый элемент, который обеспечивает подачу стартового напряжения (6-7 вольт) при определенной температуре. Многие схемы, которые видел, начинают подавать на кулер напряжение начиная от 0 вольт. Как появился разбаланс, так и начинает увеличиваться напряжение (или вообще кулер включается на полную в старт-стопных системах). И вот пока напряжение от ноля до 5-6 вольт подается на кулер - он стоит, так как не в состоянии стронуться. IC1B как раз и обеспечивает отсутствие напряжения до нижнего порога температуры (30-35 град), а потом сразу на кулер идет примерно 7 вольт, вполне достаточные для уверенного запуска кулера. Ну а дальше напряжение растет пропорционально температуре. Я так понимаю.

Изменено 22 июля, 2018 пользователем Vlad90

[Юный пионер]

5 минут назад, Vlad90 сказал:

А где там  установка начального (стартового) напряжения?

Там всё описано подробно, читайте статью. Схема подходит для разных моторчиков и комповых кулеров. Для мощных, потребляющих более 100 мА, нужно просто умощнить выход транзистором.

[Falconist]

46 минут назад, Юный пионер сказал:

Нравится... вот эта

И на Солнце бывают пятна... Максимальный ток выхода компаратора LM311 (554CA3) составляет всего 50 мА. Поэтому по первому варианту

он тупо сгорит, потому, как ток потребления распространенных кулеров начинается от 0,11...0,12 А. Хотя сам принцип действительно очень неплох. Поэтому

29 минут назад, Юный пионер сказал:

Для мощных, потребляющих более 100 мА, нужно просто умощнить выход транзистором.

обязательно! Только не 100, а всего лишь 50 мА. 

...switching voltages up to 50 V at 50 mA. И это - в КЛЮЧЕВОМ режиме!!!

4-й вывод - это выход эмиттера выходного транзистора. Пускается на базу дополнительного транзистора, 7-й вывод объединяется с его коллектором и получается... получается... получается... Да, получается составной транзистор Дарлингтона.

Но и третий вариант тоже весьма неплох.

[Vslz]

В 19.07.2018 в 17:39, Vlad90 сказал:

Ну и совсем чудесно было бы что бы в первоначальный момент начала вращения (6-7 вольт) на кулер подавалось кратковременно (1-2 сек) полное напряжение (для гарантированного запуска)

я не пойму, откуда с вашим опытом вы выдвигаете такие требования к схеме? От нуля - и что с того? Кулер накроется медным тазом? В вашей первой схеме линейное регулирование, транзистор будет рассеивать Ватта 1,5. Схеме управления вентилятором охлаждения потребуется...охлаждение с радиатором. Вот это забавно. Смысл изделия стремится к нулю 

Кто-то говорил:

Цитата

Схема охлаждения не должна быть сложнее схемы, для охлаждения которой оно применяется

 

[Vlad90]

2 минуты назад, Юный пионер сказал:

Там всё описано подробно, читайте статью. Схема подходит для разных моторчиков и комповых кулеров. Для мощных, потребляющих более 100 мА, нужно просто умощнить выход транзистором.

Я ее видел много раз и видел много отзывов, что 311 жутко греется даже на обычных 80мм кулерах и обычно добавляли еще транзистор. Читал..читал, но так и не увидел, чем там можно задать запуск кулера от некоторого порога, например 7 вольт, что бы до определенной температуры на кулер не подавалось напряжение от которого он не в состоянии вращаться.

[Falconist]

9 минут назад, Vlad90 сказал:

311 жутко греется

Потому, что применяется по-дурацки. Читайте мой предыдущий пост (я его дополнил), как сделать, чтобы не грелся.

Дополню. У составного транзистора повышено напряжение насыщения. Если это критично, 7-й вывод подключается к питанию через токоограничительный резистор, задающий базовый ток дополнительному транзистору, на базу которого идет 4-й вывод.

Начальный бросок напряжения можно обеспечить, зашунтировав R4 или же термодатчик (транзистор) конденсатором.

ВСЁ!

[Vlad90]

1 минуту назад, Vslz сказал:

 От нуля - и что с того? Кулер накроется медным тазом? В вашей первой схеме линейное регулирование, транзистор будет рассеивать Ватта 1,5.

А при подаче на стоящий на месте кулер напряжения 4-5 вольт  (при котором он гарантировано не сможет крутиться) куда эта энергия будет уходить? не в тепло? 

Вот потому мне кажется, что не нужно на кулер подавать малое напряжение. Будет все равно на месте стоять, дергаться, рассеивать тепло... А в нужный момент сразу 6-7 вольт и кулер гарантировано заработает. 

[colorad]

Мои 1 коп  в тему . 

Если делать "правильную схему" , то на дискрете она получится  слишком большой , тогда надо  МК (плюс получается возможность изменять прошивку ).

Потому лично я пошел по пути простоты схемы и гибкости регулировок , отказавшись от старта от 6 В . (Добавив один компаратор  можно и это реализовать )

Терморегулятор собран на одном ОУ U8 и подключается к нестабилизированному питанию F5 (13-16В) в линейном источнике питания .  

Настройка нулевого напряжения на кулере порядка 40гр. , 6В на кулере получается примерно при 50 гр. При 65гр. срабатывает компаратор отключение выхода . 

Для гибкости схема имеет 4-ре подстроечника .

Работает так : до 50гр. - тишина ,  потом вентилятор быстро набирает обороты (заметно шумит)

Согласен с VSLZ  в простой схеме можно обойтись без стартового напряжения . . 

 

[Vlad90]

9 минут назад, Falconist сказал:

Начальный бросок напряжения можно обеспечить, зашунтировав R4 или же термодатчик (транзистор) конденсатором.

"Начальный бросок" при подаче питания (иногда встречается в подобных схемах) не имеет никакого смысла. Вернее имеет смысл только в тех схемах, где кулер вращается с самого начала, даже если весь во льду. Но обычно при включении никакого охлаждения не требуется, нагрев излишний появится когда-то потом (может быть) и только тогда (при условии, что будут попытки запустить кулер на нерасчетных для него минимальных оборотах) может понадобиться некий толчок. 

[Falconist]

"Начальный бросок" нужен, чтобы стронуть кулер с места именно при подаче питания. После чего, пока охлаждаемый им узел остается холодным, он крутится на самых минимальных оборотах, которые увеличиваются при нагреве.

По крайней мере это касается этой ПРОСТОЙ схемы, о которой я выше вел речь. Но зачем делать просто, если можно сделать сложно?

[Юный пионер]

Вот моя схема, сделал несколько лет назад для ЛБП на TL431 на этом форуме и с тех пор успешно трудится.

При включении моторчик ненадолго разгоняется до максимума, чтобы " выдуть пыль " и затем, если превышен установленный температурный порог,  набирает обороты пропорционально температуре. Если транзистор поставить на радиатор, то кулер можно ставить и мощнее.

Имеется также индикатор температуры на двухцветном светодиоде, который плавно меняет цвет от зелёного до красного по мере нагрева.

 

[Vlad90]

Ребята! Может вернуться немного назад от конкретики и выяснить,

1. имеет ли смысл подавать на кулер напряжение от 0 вольт (график 1), от которых он гарантировано не запустится, будет дергаться и рассеивать тепло. Или (как мне кажется) напряжение 0-5 вольт на кулер идти не должно и старт должен быть напряжением (6-7 вольт), которое гарантировано запустит кулер (график 2). Думаю при постепенном повышении напряжении на кулере от нуля, он и запускаться каждый раз будет при разной температуре. Момент страгивания даже от температуры будет зависеть.

2. Имеет ли смысл управление одним-двумя-тремя 80-120 мм кулерами с помощью ШИМ или от него минусов больше чем плюсов.

А вот решив эти два вопроса сразу станет понятно какая схема лучше. Я (почему-то) решил, что не нужно подавать на кулер напряжения при которых он не может вращаться. Ну и поначитался какое плохое и неэкономичное аналоговое регулирование и какой супервеликолепный режим шим. В результате из нескольких десятков разных схем под данные условия подошли только несколько .

15 минут назад, Falconist сказал:

"Начальный бросок" нужен, чтобы стронуть кулер с места именно при подаче питания. После чего, пока охлаждаемый им узел остается холодным, он крутится на самых минимальных оборотах, которые увеличиваются при нагреве.

Об этом я и говорю. Радиатор холодный, холодный сейчас, холодный через час.. три.. А кулер зачем-то крутится... Тогда уж вообще отказаться от всякого управления и включать его напрямую в свои 11-12 вольт.  А если управлять, то хотя бы не крутить кулер пока идет снег и все холодное.

Вообще не вижу смысла ставить себе капканы в виде попыток запустить кулер при минимальных оборотах, эффективность охлаждения при которых минимальна. Минимальное (начальное) напряжение 7-8 вольт - оптимальный вариант: гарантировано стартует, без всяких плясок с бубном, тихо и некоторое охлаждение присутствует.  

Изменено 22 июля, 2018 пользователем Vlad90

[Юный пионер]

1. - не имеет смысла, но дёрнуть его при включении очень желательно

2. - имеет смысл для мощных, которые много потребляют, чтобы не охлаждать еще и схему управления кулером

Пара кулеров на 120 мм потребляют 140 мА от 12 В и 75 мА от 6 В ( проверил, у меня сейчас над столом крутятся ), при этом регулирующий транзистор в линейном режиме будет рассеивать максимум 450 мВт. Поэтому нет особого смысла  связываться с ШИМ регулятором, достаточно этот транзистор поместить в зону охлаждения.  Вот, если бы ЛБП управлялся МК, то добавить микроконтроллеру управление кулером было бы логично. Так сделано, например,  в ЛБП PSL-3604

Изменено 22 июля, 2018 пользователем Юный пионер

[Vlad90]

18 минут назад, Юный пионер сказал:

При включении моторчик ненадолго разгоняется до максимума, чтобы " выдуть пыль " и затем, если превышен установленный температурный порог,  набирает обороты пропорционально температуре. .

При включении температурный порог превышен быть не может, еще ничего не работает и не греется. Как ведет себя кулер если после включения и "выдуть пыль" окажется, что все холодное и висят сосульки? Остановится или будет бессмысленно охлаждать и без того холодный объект?

[colorad]

Гарантировать соответствие  температуры и оборотов может только система с контролем оборотов . Все остальное суррогат больший или меньший . 

Проектировать отдельно регулятор температуры от самого ИП не уверен , что правильно . Если ИП имеет МК управление,  то встроить туда любое управление кулером не проблема . 

А в простых схемах на дискрете придется согласится с некоторой ограниченностью .

Для меня более важно сделать отключение при превышении температуры, чем старт от 6В . А если вентилятор начнет тормозить или совсем заклинит ?  Простая схема этого определить не сможет .

[Юный пионер]

6 минут назад, Vlad90 сказал:

При включении температурный порог превышен быть не может, еще ничего не работает и не греется. Как ведет себя кулер если после включения и "выдуть пыль" окажется, что все холодное и висят сосульки? Остановится или будет бессмысленно охлаждать и без того холодный объект?

Схема работает таким образом, что при включении, примерно 20 -30 секунд заряжается конденсатор интегратора при этом на моторчик подаются все 12 В.

Далее, если порог не превышен, то мотор останавливается, так как на нём нет напряжения, которое появляется при превышении температурного порога пропорционально температуре перегрева..

[Vlad90]

19 минут назад, Юный пионер сказал:

1. - не имеет смысла, но дёрнуть его при включении очень желательно

2. - имеет смысл для мощных, которые много потребляют, чтобы не охлаждать еще и схему управления кулером

Пара кулеров на 120 мм потребляют 140 мА от 12 В и 75 мА от 6 В ( проверил, у меня сейчас над столом крутятся ), при этом регулирующий транзистор в линейном режиме будет рассеивать максимум 900 мВт. Поэтому нет особого смысла  связываться с ШИМ регулятором, достаточно этот транзистор поместить в зону охлаждения.  Вот, если бы ЛБП управлялся МК, то добавить микроконтроллеру управление кулером было бы логично. Так сделано, например,  в ЛБП PSL-3604

При включении есть смысл дергать только такой кулер, который крутится все время без остановок (быстрее или медленнее, но без остановок). Это делается элементарно емкостью паралельно терморезистору. "Умный" кулер не будет даже пытаться стартовать если холодно и включится только когда-то потом, когда температура повысится до некоторого порога. Реализовать рывок потом - это уже чуть сложнее. Повторюсь, считаю, что если уже температура поднялась до нижнего порога, то и запускать кулер уже нет смысла на самых минимальных оборотах. Пускай тогда стартует при гарантированых 7 вольтах, тогда и рывок не нужен.

Аесли от шим больше вреда чем пользы, тогда получается, что идеально подходит вторая схемка (возможно с некоторыми изменениями). Либо убрать третий ОУ (что бы обойтись одним корпусом), либо взять 324 и четвертый ОУ использовать например для сигнализации о превышении верхнего уровня.

16 минут назад, colorad сказал:

Для меня более важно сделать отключение при превышении температуры, чем старт от 6В . А если вентилятор начнет тормозить или совсем заклинит ?  Простая схема этого определить не сможет .

Ну значит нужно брать счетверенный ОУ и четвертый использовать для аварийной ситуации (попищать, поморгать). Хотя например в "Простом и доступном БП" уже встроена система отключения при перегреве. Но наверное аварийный режим должен быть реализован очень просто и очень надежно, например простым термостатом:

Изменено 22 июля, 2018 пользователем Vlad90

[IMXO]

ну если так хочется сделать старт двигателя с 40-60%, что мешает в схему в начале этой страницы добавить два диода и два резистора и отрезать ими нижнюю часть пилы на нужном уровне?

[Юный пионер]

14 минуты назад, Vlad90 сказал:

При включении есть смысл дергать только такой кулер, который крутится все время без остановок

Поставил задачу, чтобы кулер " газанул " при включении, выдул пыль и разогнал масло, особенно после длительного простоя. Как движок автомобиля. Я это получил в простой схеме и работой полностью доволен.

Приятно слышать как он газует при включении тумблера " сеть ", горят светодиоды, показывают степень нагрева,  слышно и видно, что всё в порядке и не надо заглядывать взад , крутится он там или забился пылью?

Изменено 22 июля, 2018 пользователем Юный пионер