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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu Lüfterregelung mit Stromspiegel


Autor: Bender (Gast)
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Hallo zusammen!

Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen, der etwas ähnliches bereits 
gebaut hat:

Ich möchte gerne 8 gleiche Lüfter durch einen PID-Regler steuern lassen. 
Der Reglerausgang soll mit 0...20mA steuern, also bei 0mA (= T unterhalb 
gewünschter Temperatur) sollten die Lüfter still stehen, und bei 20mA (= 
T weit oberhalb Solltemperatur) auf Vollgas laufen.

Als erstes fiel mir dazu ein kaskadierter Stromspiegel ein, habe dazu im 
Tietze/Schenk nachgelesen und probeweise mal in SPICE simuliert (siehe 
Anhang, mangels Lüfter-ESB hab ich als ersten Versuch den Pfad direkt an 
12V angeschlossen, an den Kollektoranschlüssen sollen die Lüfter 
hängen).

In SPICE hab ich auch einen Transistor (BC337-40) gefunden, den ich 
parat habe. Die Simulation hat das gewünschte Ergebnis geliefert, 
nämlich ca. 100mA als Kollektorstrom jedes Transistors.

Nun das Problem:
Beim Testaufbau mit realen Bauteilen und Lüftern schalten die Lüfter bei 
0mA Einspeisung nicht ab...

Selbst wenn ich die Stromeinspeisung komplett abklemme, fließt 
offensichtlich Strom über die Transistoren ab, und zwar nicht gerade 
wenig. (Lüfter ziehen bei 20mA Einspeisung ca. 60mA, bei 0mA ca. 50mA(!) 
)

Jetzt bin ich am überdenken...

1) Kann die Simulation derart falsch liegen?

2) Folgt daraus, dass der Transistor gänzlich ungeeignet ist?

3) Welches grundlegend andere Konzept könnte ich verfolgen?


Während ich Datenblätter und Bücher durchforste, hoffe ich auf die ein 
oder andere Anregung! Besten Dank dafür schonmal!

MfG,
Bender

Autor: C. H. (_ch_)
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Hallo Bender,

habe ich das richtig verstanden; du möchtest alle 8 Lüfter parallel mit 
einem Steuersignal betreiben?

Eine stromgesteuerte Spannungsquelle sollte auch funktionieren.

Gruß
Christian

Autor: Bender (Gast)
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Hallo Christian!

Genau, das ganze soll als Stromquellenbank laufen, der Eingangsstrom 
wird für jeden Ausgang über das Widerstandsverhältnis eingestellt.

Gruß,
Bender

Autor: Ganymed (Gast)
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Vermutlich schwingen die Transistoren,
die die Lüfter antreiben. Schalt mal
einen Kondensator (ca. 10nF) zwischen
Kollektor und Basis. Kurze Leitungswege!!

Ein zweites Problem ist die Verlustleistung
an den Transis. Bei halbem Eingangsstrom
fließen durch den Lüfter (CE-Transi) 100mA
Bie Uce von 6V macht das 600mW. Das ist
die Grenze vom BC337. Der wird dann richtig
schön heiß.

Autor: Bender (Gast)
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Hallo Ganymed!

Die Idee mit den Kondensatoren werd ich heute mal ausprobieren, ist 
natürlich möglich, daran hab ich leider gar nicht gedacht...

Die Leistung ist nicht ganz so dramatisch, oben hab ich zwar aus dem 
Gedächtnis ca. 100mA als Lüfterstrom angegeben, tatsächlich sind meine 
Exemplare aber für maximal 70mA ausgelegt.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Wozu Stromspiegel? Muß das soooo extrem linear sein?
Die Drehzahl und der Luftdurchsatz deiner Lüfter wird auch nicht super 
linear miteinander korrelieren...

Ich hätte das etwas anders angefangen:
1. Wandeln des Stromes 0-20mA in eine Spannung von 0-12V
   --> Widerstand 620 Ohm
2. Transistoren als Stromverstärker für die Lüfter
                                             o 12V
  I >--.                                     | 
0-20mA |                                 .---o-- ....
       |      0-12V                      |
       o--------------------o------------+------ ....
       |                    |            |
       |                    |    ___   |/
       -                    '---|___|--|
      | | 620 Ohm                10k   |>
      | |                                |
       -                            (Lüfter 1)         restliche Lüfter
       |                                 |
   ----o---------------------------------o------ ....
                     GND

Die paar Nichtlinearitäten dieses Aufbaus (Start z.B. erst bei 1mA...) 
sollten in der Praxis nichts ausmachen...

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