PWM sturing van fans: Nu weet ik het niet meer

[Verwijderd]

Okweey. Ik ben al geruime tijd aan het designen van mijn Extreme Baybus. Zie ook [topic=410594/1/50] .

Nu blijf ik maar zitten met het probleem van de PWM aansturing van de fans. De simpelste optie is een n-kanaal mosFET of NPN transistor in de ground-lijn van de FAN. Echter dan wordt het toerenmeten moeilijk, omdat de ground van de fan regelmatig "zweeft" tijdens het PWMmen. Alternatief is dus een PNP transistor sturing in de 12V. Nu is de grond van de fan nog steeds de grond van het circuit. Maar toeren meten blijft moeilijk, omdat de toerensensor dankzij de PWM aansturing steeds maar kort aan staat.

Toen ging mij een licht op, en wel om tijdens een toerenmeting de fan kortstondig op een PWM van 100% te laten werken. Daarmee kan ik terug naar de sturing in de grond lijn van de fan.

Nu ziet een derde optie het licht: Het aansturen van een n-kanaals FET in de +12V lijn, die PWM afgevlakt aangestuurd word. Voordeel is dat de fan een "Echte" DC spanning krijgt, nadeel is dat het vermogen als warmte weggegooid word in de FET. Vorodeel is natuurlijk wel dat een rpm meting probleemloos verloopt (zolang de DC spanning op de fan niet AL te laag wordt)

Wie geeft de doorslag wat het handigst/nuttigst is???

[Verwijderd]

is het wel noodzakenlijk om een continu je rpm te weten,
naaqr mijn mening is om de seconde of 2 sec genoeg voor een goede meting!

[Verwijderd]

Op dinsdag 05 maart 2002 14:40 schreef jorentref het volgende:
is het wel noodzakenlijk om een continu je rpm te weten,
naaqr mijn mening is om de seconde of 2 sec genoeg voor een goede meting!

Ja is ook voldoende. De fan reageert toch niet veel sneller qua toerental. Maar het probleem is HOE meet ik toerental op een fan die via PWM wordt aangestuurd. De optie die ik beschreef met het "aanhouden" van het PWM signaal tijdens een meting lijkt de meest handige, maar dat betekent wel dat tijdens een meting de fan bij 2000 toeren voor 0.03 sec volle spanning krijgt in plaats van de PWM geschakelde spanning. Dat is misschien niet merkbaar aan het toerental, maar handig is anders...

Voordeel is wel dat ik zo vele fans kan toerenmeten met een enkele input. Gewoon alle toereninputs aan elkaar knopen, en degene die ik meten wil krijgt de volle 12V, de overige fans krijgen voor die 0.03 seconde 0V.... Ik denk dat deze optie het gaat worden, tenzij iemand met een mooier idee komt!

[styno]

En wat nu als je direct achter de PWM sturing de spanning gaat afvlakken met een dikke condensator? Dan staat er wel een bijna constante gelijkstroom op de fan (Als de frequentie van de PWM schakeling maar hoog genoeg is).

[Verwijderd]

Op dinsdag 05 maart 2002 18:02 schreef Styno het volgende:
En wat nu als je direct achter de PWM sturing de spanning gaat afvlakken met een dikke condensator? Dan staat er wel een bijna constante gelijkstroom op de fan (Als de frequentie van de PWM schakeling maar hoog genoeg is).

Dat is dus optie 3.... De afvlakking zit dan wel VOOR de eindtrap, zodat de eindtrap alle warmte "verstookt". Dan krijgt de fan wel een gelijkspanning idd, maar verstokt de eindtrap dus alle warmte. Ik heb dit afvlakken gesimuleerd, werkte wel met een PNP darlington in de +12V, maar niet echt super. Ik had een zeer hoge frequentie nodig en een vrij dikke C. Met een n-channel mosFET in de +12V lijn ging het al VEEL beter, al moest ik wel een truckje uithalen om de gate boven de +12V te voeden.

Afvlakken NA de eindtrap lukt niet. PWM stuurt namelijk altijd "hard"de volledige +12V (maar dan soms wel soms niet). Een klasse-D versterker dus en die laat zich niet vlakken. Als je hem vlakt (met een HEEL dikke elco), dan krijgt de FAN altijd de vrijwel volledige +12V, en is er dus niets meer om te regelen.

[Verwijderd]

Op dinsdag 05 maart 2002 14:01 schreef --EasY-- het volgende:

Nu blijf ik maar zitten met het probleem van de PWM aansturing van de fans. De simpelste optie is een n-kanaal mosFET of NPN transistor in de ground-lijn van de FAN. Echter dan wordt het toerenmeten moeilijk, omdat de ground van de fan regelmatig "zweeft" tijdens het PWMmen.

Ik zie hier het probleem niet, pullup-weerstand zorgt toch voor een gedefinieerd signaalniveau. Ook als de fan uit staat.

Alternatief is dus een PNP transistor sturing in de 12V. Nu is de grond van de fan nog steeds de grond van het circuit. Maar toeren meten blijft moeilijk, omdat de toerensensor dankzij de PWM aansturing steeds maar kort aan staat.

Dat heb je met PWM altijd kun je niks aan doen. Of je moet de fans gaan 'modden'.

Toen ging mij een licht op, en wel om tijdens een toerenmeting de fan kortstondig op een PWM van 100% te laten werken. Daarmee kan ik terug naar de sturing in de grond lijn van de fan.

Yep mits je MOSFET's met een lage Rds_on gebruikt maar dit heb je zelf ook al aangegeven.

Nu ziet een derde optie het licht: Het aansturen van een n-kanaals FET in de +12V lijn, die PWM afgevlakt aangestuurd word. Voordeel is dat de fan een "Echte" DC spanning krijgt, nadeel is dat het vermogen als warmte weggegooid word in de FET. Vorodeel is natuurlijk wel dat een rpm meting probleemloos verloopt (zolang de DC spanning op de fan niet AL te laag wordt)

Hier zou ik persoonlijk niet aan beginnen, je zit ook met feedback circuits enzo. De spanning is immers ook afhankelijk van de onttrokken stroom.

Wie geeft de doorslag wat het handigst/nuttigst is???

Kweenie

/me zou voor optie 1 (met MOSFET) of 2 gaan

[Verwijderd]

Op dinsdag 05 maart 2002 23:49 schreef Maxim het volgende:

[..]

Ik zie hier het probleem niet, pullup-weerstand zorgt toch voor een gedefinieerd signaalniveau. Ook als de fan uit staat.

[...]

Dat heb je met PWM altijd kun je niks aan doen. Of je moet de fans gaan 'modden'.

Het niet gedefinieerd zijn van het signaal daar ben ik ook niet bang voor. Het is het pulsen missen wat het probleem is. Je moet dan percentueel gaan "gokken" hoeveel toerenpulsen je te weinig hebt gezien, een soort kansrekening. Ik vind dat geen nette manier van werken, maar is wel erg eenvoudig te maken...

[..]

Yep mits je MOSFET's met een lage Rds_on gebruikt maar dit heb je zelf ook al aangegeven.
[..]

JA ik heb er nu IRF540's ingedesigned. Maar daar kun je natuurlijk ook andere types inzetten.

Hier zou ik persoonlijk niet aan beginnen, je zit ook met feedback circuits enzo. De spanning is immers ook afhankelijk van de onttrokken stroom.

En dat is nu juist het leuke: een FET is spanningsgestuurd. Het PWM signaal daar maak ik via een R/C netwerk een DC spanning van, die ik rechtstreeks de gate van de FET inschop. De FET regelt daarna de SPANNING over de fan. Zonder terugkoppeling! Ik heb de inwendige weerstand van de FAN in simulatie laten varieren van 100 tot 10 ohm (en dat is een HEEL stevige FAN ). Output bij 50% dutycycle BLIJFT rotsvast 6,5 volt, vrijwel zonder rimpel!

Het enige rottigheidje is (naast het verstoken van 1-3 watt in de mosFET) is, dat als ik de FET helemaal dicht wil krijgen (dus dat de fan ook daadwerkelijk op 12V kan draaien) ik de gatespanning boven de +12V moet kunnen rekken. Maar ook hier heb ik aan gedacht:

Omdat de R_in,gate van een FET superhoogohmig is, heb ik genoeg aan b.v. 20V bij 100nA (nano ja). Dit maak ik door de PWM schakeling een ongedempte spoel te laten schakelen, die op zijn beurt een condensatortje "pompt"... Werkt als een trein! Maar misschien toch iets TE gewaagd voor een dergelijk project.

/me zou voor optie 1 (met MOSFET) of 2 gaan

Ja in het design zit nu een n-channel mosFET in de ground van de FANs, en alle toerensensoren zitten koud aan elkaar (OC outputs!) zodat ik toeren kan meten door 1 fan op 100% te schakelen en de overige fans op 0% (gedurende de tijd tussen 2 toerenpulsen)

Dat wordt um wel dan denk ik....

[Verwijderd]

Tips:

* Neem een P-channel mosfet in de +12V. Dan heb je geen gate-spanningen nodig van boven de 12V. Neem bijvoorbeeld de IRF9530 (kost een euro of 3)

* Aan de 'uitgang' van de schakeling (het gepulseerde signaal) toevoegen:
1. een spoel in serie met de fan,
2. dikke condensator parallel over de fan (dus niet ook over de spoel)
3. een 'sperrende' diode naar massa vanuit de fet

Dit maakt een mooie schakelende voeding met een DC-spanning als uitgang. Geen vermogensdissipatie over de FET, en een prachtige DC-spanning op je fan. Klaar=Kees

[Verwijderd]

Op woensdag 06 maart 2002 08:49 schreef victorvanacht het volgende:
Tips:

* Neem een P-channel mosfet in de +12V. Dan heb je geen gate-spanningen nodig van boven de 12V. Neem bijvoorbeeld de IRF9530 (kost een euro of 3)

Ja ik heb ernaar gekeken. Ik zie alleen geen echt voordeel meer in een "high-side" sturing. Tenzij ik inderdaad de FAN van een echte DC spanning ga voorzien.

* Aan de 'uitgang' van de schakeling (het gepulseerde signaal) toevoegen:
1. een spoel in serie met de fan,
2. dikke condensator parallel over de fan (dus niet ook over de spoel)
3. een 'sperrende' diode naar massa vanuit de fet

Ja, dan ga je dus een echte DC aanbieden op je fan. Wel een elegante oplossing electrisch gezien, maar moet je dan niet erg gaan "spelen" met C en L waardes die per fan verschillen? Want dat is dus nix voor de algemene tweaker... Het moet zijn bouwen en werken, geen gevogel met 10 spoelen, want meten wat lekker werkt kan men al niet (geen spullen), en wie heeft er een bakje spoelen thuis liggen?? Ook niet.

Of denk je dat het redelijk standaard kan? Ik zit nu te simmen met 10mH en 470uF.... Lijkt goed te lopen... Bij een F_PWM = 1KHz

Wat stel jij voor aan waardes (genomen de zoal bekende fans)?

Dit maakt een mooie schakelende voeding met een DC-spanning als uitgang. Geen vermogensdissipatie over de FET, en een prachtige DC-spanning op je fan. Klaar=Kees

Ja ziet er leuk uit. In mijn simulatieschema loopt er idd een maximale stroom van zo'n 250mA door de FET maar gemiddeld genomen is dat veel lager.

Wel onhandig dat ik nu elke toereninput apart meten moet, dat gaat een mux kosten in hardware ben ik bang. Plus bijbehorende I/O pootjes

Ik ga nog ff door met simmen, ik zie nog niet het gehele voordeel tegen een "harde" PWM sturing met een n-channel FET aan de low-side (ground kant). Want hierbij kan ik de toereninputs hard aan elkaar knopen en toch 1 voor 1 meten. Nadeel is wel dat de fan wellicht gaat piepen op F_PWM....

[Verwijderd]

moved HA >> OCM