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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie 12V Lüfter an 50V am besten betreiben?


Autor: Der Bastler (Gast)
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Hi,

ich möchte gerne einen 12V Lüfter an 50V betreiben.
Ich schalte dabei einen Transistor über einen OPV.

Der Lüfter zieht 100mA.
Habt ihr mir einen Tipp, wie ich die 50V am besten auf 12V bringe, ohne 
dass ich fett Leistung verbraten muss?
Ist da der LM2576 die einzige Möglichkeit, oder habt ihr noch einen 
Vorschlag.

Der Lüfter wird ein einem Modellfahrzeug betrieben, deswegen soll die 
Dimension der Schaltung relativ klein ausfallen, genauso die 
Verlusleistung, da ja batteriebetrieben.

Danke für eure Tipps.

Autor: Daniel B. (inox5) Benutzerseite
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Also einen Schaltregler wie den LM2576 nehmen, ist jedenfalls der 
richtige Weg.

Autor: ODER (Gast)
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3 kleinere Lüfter in Reihe...

Autor: A. K. (prx)
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Bei 50V aber in der HV Version und bei 100mA auch als LM2574HV.

Diese Familie gibt es auch in schneller, als LM259x, Spule und Elko 
kleiner, Wirkungsgrad ähnlich.

Je schneller desto kleiner desto kritischer Aufbau und die 
EMV-Problematik.

Ansonsten gibt es wohl tausende verschiedener Schaltregler. Einfach mal 
bei den Herstellern reinschauen und suchen. Bei 50V dünnt sich das 
schnell aus.

Autor: besserwisser (Gast)
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38V Z-Diode in Reihe ;)

Autor: Der Bastler (Gast)
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Danke, ihr habt mich in meinem Plan bestärkt. Werde es dann wohl mit dem 
2574er versuchen.

3 Lüfter kommen aus Platzgründen nicht in Frage.

@besserwisser
Mit der Z-Diode habe ich leider immernoch das Verlustleistungsproblem.

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Hallo,

man könnte auch einfach die Versorgung takten im Verhältnis ca. 4:1 ohne 
Regelung - ob das befriedigend funktioniert hängt vom Lüfter ab. Bei 
PC-Motherboards wird das oft verwendet, kann man aber nur ausprobieren.

Gruss Reinhard

Autor: A. K. (prx)
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Reinhard Kern schrieb:

> man könnte auch einfach die Versorgung takten im Verhältnis ca. 4:1 ohne
> Regelung - ob das befriedigend funktioniert hängt vom Lüfter ab. Bei
> PC-Motherboards wird das oft verwendet, kann man aber nur ausprobieren.

Oha!

Erstens werden heutige Lüfter elektronisch kommutiert, die Zeit von 
Schleifkohlen ist vorbei. Und ob diese Elektronik wirklich 50V abkann...

Zweitens sind 50V bei gleicher ohmscher Last die gut 16fache Leistung, 
nicht die 4fache. Das mag bei induktiver Last anders sein, aber linear 
wird es dadurch wohl auch nicht.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

da es um einen Lüfter geht, kann ein ungeregelter Schalt"regler" 
(huch???) durchaus gehen. Astabiler Multivibrator mit einstellbarem 
Tastverhältnis, Spannungsfester Transistor als Schalter dran. Prallel 
zum Lüfter einen Elko.

Wenn die Last relativ konstant ist, bleibt die Spannung am Elko auch 
konstant genug. Evtl. kleinen Reihenwiderstand zur Strombegrenzung oder 
passenden Transistor nehmen.

Ich steuere so den CCFL-Inverter eines Displays, PWM in 6 Stufen (zwar 
vom AVR), Transistor und 100µ Elko.

Den Multivibrator selbst diskret aufbauen und direkt mit dem 50V 
betrieben.
Sind dann nur wenige Teile.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: A. K. (prx)
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Spule hast du aber schon dran, oder? Fehlt in der Beschreibung nämlich.

Falls nicht: Wohin verschwinden bei deinem Vorschlag die 
(50V-12V)*0,1A=3,8W, die genau wie beim Linearregler oder bei einer 
Z-Diode dabei draufgehen?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

gibt es auch nicht. Der Transistor öffnet nur solange, bis der Elko 
wieder auf Sollspannung ist. Hat man früher als Schaltregler gebaut. Auf 
Rückführung zur Regelung habe ich verzichtet, die Sache ist bei 
konstanter Last ausreichend stabil. Es gibt natürlich Ripple auf der 
Ausgangsspannung, die stört aber vermutlich auch den Lüfter nicht.
Erwärmug des Transistors ist 0, den Einschaltimpuls bei leerem Elko muß 
der Transistor natürlich aushalten, im Betrieb stellt sich zum Nachladen 
eben ein mittlerer Strom je nach Tastverhältnis ein.
Den Rest erledigt der Elko als Speicher.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: A. K. (prx)
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Michael U. schrieb:

> gibt es auch nicht. Der Transistor öffnet nur solange, bis der Elko
> wieder auf Sollspannung ist.

In dieser Phase liegen vor dem Transistor 50V, dahinter um die 12V 
herum. Und es fliesst Strom.

Wenn irgendwo Spannung anliegt und Strom durchfliesst, dann wird Energie 
gespeichert und/oder verheizt. Ohne Spule wird sie nicht gespeichert, 
also ausschliesslich verheizt. Wobei da auch der ESR des Kondensators 
seinen Teil abkriegt.

Sorry, aber die Physik lässt sich nicht bescheissen. Ohne Spule und ohne 
Ladungspumpe gehen im zeitlichen Mittel 50V*0,1A rein und 12V*0,1A raus, 
der Rest heizt irgendwas. Ob kontinuierlich oder gepulst ändert daran 
nichts.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

A. K. schrieb:
> Michael U. schrieb:
>
>> gibt es auch nicht. Der Transistor öffnet nur solange, bis der Elko
>> wieder auf Sollspannung ist.
>
> In dieser Phase liegen vor dem Transistor 50V, dahinter um die 12V
> herum. Und es fliesst Strom, im hier betrachteten Fall 400mA bei 25% ED.
Es liegen dahinter als Beispiel 11,8V am Elko.

> Wenn irgendwo Spannung anliegt und Strom durchfliesst, dann wird Energie
> gespeichert und/oder verheizt. Ohne Spule wird sie nicht gespeichert,
Ein Elko ist kein Speicher?
Der wird jetzt von 11,8 auf 12,2V aufgeladen, dann macht der Transistor 
wieder zu.
Das dauert die Zeit x, weil die Last ja weiterhin 100mA haben möchte und 
Stromversorgung und ESR den Ladestrom begrenzen.

> also ausschliesslich verheizt. Wobei da auch der ESR des Kondensators
> seinen Teil abkriegt.
Der sicher, aber das hat ein Elko so ansich, auch wenn er 
Ladekondensator hinter einem Gleichrichter spielt.
>
> Sorry, aber die Physik lässt sich nicht bescheissen.
Das stimmt, die wird auch nicht beschissen...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: A. K. (prx)
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Michael U. schrieb:

> Ein Elko ist kein Speicher?

Der speichert auch, aber nicht den Teil der Energie um den es hier geht. 
Das geht nur, wenn im oberen Teil, also zwischen den 50V und den 12V 
ebenfalls Kondensatoren sind. Die dann in der Abschaltphase umgeschaltet 
werden und in den Ausgang entladen. So entsteht dann eine Ladungspumpe, 
wobei man die meistens andersrum findet, also aufwärts und/oder 
negierend (MAX232).

> Das stimmt, die wird auch nicht beschissen...

Diese Idee kommt im Forum alle paar Monate neu auf, wird aber dadurch 
auch nicht richtiger.

Aber ich will dir deine Überzeugung nicht mit Gewalt nehmen, bleib ruhig 
dabei. Ich will nur verhindern, dass andere das so übernehmen.

Autor: Michael_ (Gast)
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Es gibt auch 24V und 48V Lüfter!

Autor: AdHoc (Gast)
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Oder eine Leistungs Z-Diode 12V mit Leistungswiderstand für die 
restlichen 38 Volt
dessen Wärme durch den Lüfter abgeführt wird.
Das Prinzip eines Fön`s.

Autor: A. K. (prx)
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Das hatten wir schon. Es geht um Batteriebetrieb im Modellbau und der TE 
will nicht mehr heizen als unbedingt nötig.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ohne Spule und ohne
>Ladungspumpe gehen im zeitlichen Mittel 50V*0,1A rein und 12V*0,1A raus,
>der Rest heizt irgendwas. Ob kontinuierlich oder gepulst ändert daran
>nichts.

Das ist absolut korrekt.

Autor: AdHoc (Gast)
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50V im Modellbau ???

Autor: Der Bastler (Gast)
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Hm, 50x50mm max. 60x60mm mit 48V habe ich noch keine gefunden.
Aber das scheint mir eine gute Alternative zu sein, wenn ich welche 
gefunden hab.

Bei 24 Volt habe ich wieder die gleiche Problematik, sind dann halt 
"nur" 2,6W Verlustleistung.

Autor: Michael_ (Gast)
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Etwas regt mich auf, und nicht nur hier. Wenn nämlich die Autoren vorher 
nicht selbst recherchieren!
Es ist ja bequem, die Anderen können ja suchen!
Also bei CONRAD gibt es einen mit 24V 60x60 und 60mA Stromaufnahme. Da 
müßten an einem Vorwiderstand lediglich 1,5W verbraten werden. Das ist 
doch brauchbar.
Bei Profi-Versendern gibt es sicher 48V-Versionen.

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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A. K. schrieb:
> Diese Idee kommt im Forum alle paar Monate neu auf, wird aber dadurch
> auch nicht richtiger.

Du verstehst es schlichtweg nicht. Wenn du mit einem Schalter egal 
welcher Art einen Verbraucher für 10 ms ein- und für 40 ms ausschaltest, 
verbraucht er 1/5 der Leistung, die er im Dauerbetrieb aufnehmen würde - 
eine Heizung wird eben weniger heiss und ein Motor dreht im 
abgeschalteten Zustand im Leerlauf weiter. Zusätzliche Speicher sind 
vollkommen überflüssig.

Vielleicht hilft es dir ja geistig weiter, wenn du dir vorstellst, du 
schaltest dein Licht im Wohnzimmer ganz schnell aus und ein... 
möglicherweise siehst du ja sogar ein, dass es dann im Durchschnitt halb 
so hell ist.

Auch die meisten elektronisch kommutierten DC-Motoren kommen damit 
zurecht, sonst würden die Lüfter auf vielen PC-Motherboards der 
einfacheren Art nicht laufen. Es ist natürlich möglich, dass die 
Elektronik dabei aussteigt - PK (Pech kett) würde der Schwabe sagen. Für 
Lüfter ist das aber meines Wissens auch von Intel so spezifiziert, und 
die sind ja auch nicht ganz blöd.

LEDs werden übrigens auch häufig so versorgt. Multiplexte Displays auch.

Gruss Reinhard

Autor: A. K. (prx)
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Reinhard Kern schrieb:

> Du verstehst es schlichtweg nicht. Wenn du mit einem Schalter egal
> welcher Art einen Verbraucher für 10 ms ein- und für 40 ms ausschaltest,
> verbraucht er 1/5 der Leistung, die er im Dauerbetrieb aufnehmen würde -

Das betrifft die oben schon angeführte Variante, den 12V-Lüfter mit 50V 
zu betreiben, aber nur einen Teil der Zeit einzuschalten. Und nicht 
Michaels Variante mit einem Kondensator parallel zum Lüfter. Ohne 
Kondensator funktioniert das, mit Kondensator nicht.

Wenn die Elektronik im Lüfter die 50V aushält und man die richtige 
Einschaltdauer wählt, dann passt das.

Aber denk dran, dass bei 4facher Spannung näherungsweise der 4fache 
Strom fliesst, was auf die 16fache Leistung rausläuft. Bei 50V 25% ED 
muss der arme Lüfter dann die 4fache Leistung gegenüber 12V 100% ED 
verkraften.

> Auch die meisten elektronisch kommutierten DC-Motoren kommen damit
> zurecht, sonst würden die Lüfter auf vielen PC-Motherboards der
> einfacheren Art nicht laufen.

Ich habe noch nicht viele PCs gesehen, deren Lüfter mit 50V betrieben 
werden. Nicht jede Elektronik ist für 50V Spitzenspannung ausgelegt.

Autor: Michael_ (Gast)
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In meinem Fundus habe ich einen 36V 60x60x20 gefunden. Ich glaube, er 
war aus einem OKI-Laser 4 (OKI-Fax). Also so ein Teil schlachten!?

Autor: Der Bastler (Gast)
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@Michael

Danke für Deine Antwort bzw. Tipps.
Auch wenn es Dich aufregt und ich es vielleicht nicht gesagt habe, aber 
ich habe eben noch einige dieser 12V Lüfter, die ich gerne einsetzen 
würde. Dabei ist es egal, ob 12V oder 24V. Bei 24V sind es übrigens 2,6 
Watt, die verheizt werden müssten, es sei denn, man taktet das ganze, 
dann kann ich aber auch die 12V einsetzen.

Natürlich habe ich vorher recherchiert, ob es 48V Lüfter gibt. Leider 
habe ich keine in dieser Größe gefunden bzw. sind diese, die es 
anscheinend gibt, nirgendwo lieferbar. Vielleicht hast Du ja einen Link, 
Du scheinst ja welche gefunden zu haben.
Ich brauche mehrere dieser Lüfter, da hilft mir Ausschlachten leider 
auch nicht wirklich weiter.

Autor: Gast123 (Gast)
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>Ohne Kondensator funktioniert das, mit Kondensator nicht.

Wieso nicht? Das ist einfach das Prinzip eines RC-Tiefpasses anstatt 
eines LC-Tiefpasses bei einem normalen Stop-Down.

Das ganze ist natürlich nicht optimal was Wirkungsgrad und Lebensdauer 
des Elkos angeht, funktionieren tut es aber. Besser ist es natürlich 
gleich das R durch ein L zu ersetzen.

Autor: A. K. (prx)
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Gast123 schrieb:

> Wieso nicht? Das ist einfach das Prinzip eines RC-Tiefpasses anstatt
> eines LC-Tiefpasses bei einem normalen Stop-Down.

Ein RC-Tiefpass funktioniert nicht ohne R, der bei einem geschalteten 
Elko formal fehlt, real durch dir Innenwiderstände von Spannungsquelle, 
Transistor und Elko gebildet wird, oder "zur Strombegrenzung" (s.o.) 
sogar explizit drin ist. Und in diesem R geht ebenso viel Leistung drauf 
wie in einem Linearregler, einer Z-Diode oder dem sonst mit Abstand 
einfachsten Weg: einem Leistungswiderstand. Und hier ging es 
ausdrücklich darum, einen besseren Wirkungsgrad als linear zu erzielen

Autor: oszi40 (Gast)
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Wenn kleine Größe wichtiger als Preis, dann wäre ein fertiger 
DC/DC-Wandler eine schöne Lösung ?
z.B. http://www.recom-international.de/DC-DC-produkte.html

Autor: MSI-Board-Schlächter (Gast)
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> formal fehlt, real durch die...

Habe von einem Mutterbrett "Würfel" ausgelötet:
LxBxH: 10,5 x 10,5 x 7,8 mm^3 Außenmaße
mit dem Aufdruck: R25

Was steckt drin? (nur von der Unterseite zu sehen, weil dort nicht 
vergossen):
1,5 Windungen Cu-Lackdraht mit Durchmesser 1.3mm um einem Ferritamboß 
herum,
zu messen sind: 0,2müHenry (keine kleinere Auflösung im Meßgerät 
vorhanden).
Was sagt uns das?
Es wird nicht auf Leitungsimpedanzen gehofft (Null Bauteile), sondern 
sie werden auch eingebaut.

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