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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM glätten über OP


Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Hallo,
ich experimentiere in den letzten Tagen ein wenig mit PWM über den
ATMEGA 16 rum. Letztendlich landet meine PWM-Frequenz bei knapp 1 kHz
(8 MHz, Prescaler 32, Fast PWM).

Nun ist ist so, dass ich damit verschiedene Lüfter betreiben möchte.
Diese machen aber mitunter nervige Geräusche, die abhängig von der
PWM-Frequenz sind. Ich möchte daher die Spannung glätten. Erschwert
wird das noch dadurch, dass ich wie schon gesagt verschiedene Lüfter
einsetzen möchte.

Ein Tiefpass bringt zwar irgendwie eine Lösung. Allerdings kann man
diesen nicht am belasteten Ausgang anbringen, da dieser sonst
wirkungslos wird bzw. das Ausgangssignal verfälscht.

Deshalb hatte ich die Idee die Frequenz zu glätten und diese unbelastet
an einem OP weiterzureichen. Dieser steuert dann hochohmig durch und
steuert einen FET. Das Problem war hier die richtige RC-Kombination zu
finden. Auch wenn ich diese vorher ausgerechnet hatte blieb noch
Restwelligkeit übrig bzw. die Ausgangsspannung reduzierte sich (mit dem
Oszilloskop bzw. Voltmeter gemessen). Je größer der Widerstand R1, je
besser das Ausgangssignal. Ich habe jetzt einfach mal 39k zu 100nF
genommen. Das ist eben alles durch messen, anstatt rechnen
herausgekommen.

Wie schon gesagt wird das geglättete Signal auf den
Operationsverstärker gegeben (hier TL084, da ich noch 3 später
benötige). Für die einzelne Ansteuerung reicht auch der TL081. Am
Ausgang des OPs hängt dann ein BUZ11. Der Spannungsteiler R2 / R3
bildet die Rückkopplung für die Spannungsdifferenz. Bei voller
Durchsteuerung (FET 12V) liegen am negativen und postiven Eingang des
OPs also 5V an.

So viel zur Theorie. Die Frage ist jetzt, ob das auch praktisch so
funktionieren kann? Hat jemand Rat?

Autor: buz11 (Gast)
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Der buz11 ist zufällig mein Lieblingstransistor  ...

Aber , nimm besser einen "normalen" npn bipolar Transistor .
Weil , durch die Ugs vom MOSFET ca. 2,5V
bei Vollausschlag verlorengehen .
Beim npn nur 0,7V Ube .

( Der TL084 klaut ja auch noch ca.1V , weil kein RTR - OP )

Autor: buz11 (Gast)
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...  oder krempelst die schaltung um , auf p-ch MOSFET .
Dann kommt man an die ca. +11V max. ran .

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Okay ich hätte den BD139 da. Allerdings kann der Basistrom bis 150mA und
höher gehen. Das machen die OPs sicher nicht mit. Dann bräuchte ich noch
eine Stufe oder einen Darlington-Transistor. Finde im Datenblatt nicht
so recht, was die OPs an Strom können.

Puuh so ganz der Typ der Materie bin ich auch nicht. Im Prinzip
verstehe ich wenig von dem, was Du gesagt hast. Das an dem FET 2,5V
abfallen wusste ich nicht. Wieso ist das mit einem P-Channel-FET
anders? Wo ist denn prinzipiell der Unterschied?

Und warum "klaut" der TL084 noch 1V? Ist da nicht noch genug Luft
durch die Betriebsspannung 12V? Ich steuere das Ganze ja mit 5V.

Aber wie würdest Du das ganze genau machen?

Autor: Chris (Gast)
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"Allerdings kann der Basistrom bis 150mA und höher gehen."

Hallo,

ein so hoher Basisstrom bekommt dem Transistor bestimmt nicht gut und
macht auch keinen Sinn.

Zum Glätten eignen sich seit jeher Spulen sehr gut. Mit nur einer
einzigen Spule wäre Dein Gleichstrom geglättet und FET, OPV und
Schaltungsprobleme entfallen völlig.

Gruß

Autor: Marko B. (Gast)
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Für Lüfter benutzt man im allgemeinen eine PWM-Frequenz von 30 bis 50
Hz. Damit der Lüfter nicht rattert oder vibriert, schaltet man eine
Zenerdiode parallel zum Schalter. 8,2V ist ein guter Wert. Die PWM zu
"glätten" ist vollkommen überflüssig.

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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@Chris:
Wie soll ich mit einer Spule das Ausgangssignal glätten? Der Lüfter
selbst wirkt doch auch wie eine Spule oder etwa nicht?  Mit Spulen
hatte ich bisher wenig am Hut. Ich weiß nur, dass sie genau das
Gegenteil vom Kondensator machen. Also müsste die Glättung doch eher
mittels LC-Kombination gemacht werden. Und letztendlich ist dann wieder
etscheidend welche Last am Lüfter anliegt.

@Marko:
Eine Z-Diode kommt mir auch komisch vor. Ich meine die Frequenz ist
sicher machbar. Aber was soll ich mit einer 8.2V Z-Diode anfangen, wenn
man ich 0 - 12V steuern möchte? Ist mir wirklich echt unklar.

Autor: edi.edi (Gast)
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wenn dich die restwelligkeit stoert, dann benuetze doch anstatt RC ein
Aktivfilter ein .....im '084 hat's vielleicht noch platz dafuer

Ed

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

die Idee mit der Z-Diode könnte von mir stammen. Hab ich bei meinem
Lüfter-Drehzahlmesser so geamcht um dem Lüfter immer etwa 4V zu lassen.
Damit blieb das Drehzahlsignal auswertbar und ein Rattern war auch nicht
zu vernehemen.

Wenn unbedingt linear sein soll würde ich weder einen N-Kanal-FET noch
einen Transistor verwenden. Eher sowas wie im Anhang.
Wobei die Bauteilwerte nur Richtwerte sind. Die PWM-Frequenz würde ich
dann so hoch wie möglich wählen damit der Eingangsfilter nicht so
riesig wird.

Matthias

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Also sowas, was schon buz11 geschrieben hat. Im Prinzip ist der Aufbau
der Gleiche geblieben. Allerdings verwendest Du einen P-Kanal-Fet und
die Dimensionierung der Bauelemnte sehen etwas anders aus.

Da bleiben jetzt noch 3 Fragen offen:

1. Welchen P-Kanal-FET könnte ich verwenden, den ich bei Reichelt und
Segor bekomme.

2. Wie dimensioniere ich die Bauelemente? Gerade den Spannungsteiler.
Ich meine ich kann die Spannung teilen, ob ich nun mit 1k oder mit 39k
anfange. Was macht den mehr Sinn. Prinzipiell fließt ja bei einem
größeren Widerstand weniger Strom.

3. Real betrachtet möchte ich die Restwelligkeit wegrechnen. Wie geht
das? Ich kann zwear die Grenzfrequenz ausrechnen, aber das nützt mir
recht wenig. In einem Artikel hatte ich mal was von vierfacher
Grenzfrequenz gelesen, dann passt das. Aber auch so klappt das nicht.
Und nur rumprobieren reicht mir nicht. Und ideal wären als Kondensator
100nF, da ich die sowieso immer hier habe. ;)

Danke erstmal für die vielen Lösungsansätze!

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

bevor ich viel rechne simuliere ich sowas durch. Schau dir mal LTSpice
(http://ltspice.linear.com/software/swcadiii.exe) an. Die Datei im
Anhang enthält obige Schaltung. Dann kannst du mal etwas mit
PWM-Frequenz, Bauteilwerten usw. rumspielen ohne lange Lötorgien
aufführen zu müssen.

Matthias

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Hallo Matthias. Ich rechne immer und experimentiere. Großer Nachteil,
dass man dazu erstmal die Teile braucht. Deshalb erachte ich es als
wichtig, dass ich die sowohl bei Segor (lokal), als auch Reichelt
(meist günstig und für jeden in DE erreichbar) bekomme. Aber es geht
auch ohne löten. So ein Steckboard steht hier immer ziemlich voll
bestückt rum ... ;)

Mit dem SwCAD komme ich nicht so klar. Vom Prinzip toll, wenn man
simulieren kann. Aber letztendlich sind da nur Teile von LT drin. Und
Ersatztypen zum simulieren zu benutzen macht nur halben Sinn. Als
Optokoppler will ich nun den LM358N nehmen, der ja evtl. dem L1358
entsprechen KÖNNTE. Den P-Kanal-FET, der auch irgendwo erhältlich ist,
finde ich auch nicht.

Und letztenendes habe ich von dem Programm keine Ahnung, sodass ich
z.B. garnicht weiß, wie ich da was simulieren kann. Vor allem wie ich
die Frequenz der Eingangsspannung festlege.

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

wenn man sich etwas damit beschäftig ist es relativ einfach zu
bediehnen. Aber ohne Fleiß kein Preis.

Und ob der P-Kanal-FET jetzt 30mOhm oder 50mOhm Ron hat ist nicht so
entscheidend. Auch kann man durchaus mal mit einem idealen Bauteil
simulieren.

Matthias

Autor: Winfried (Gast)
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Was die Berechnung der Welligkeit angeht, so kannst du den Worst-Case
Fall nehmen, der wohl bei 50% Tastverhältnis liegen wird, was die
Welligkeit angeht. Der Kondensator hat ungefähr die Hälfe der
angelegten Spannung und wird dann über den Widerstand mit dem Strom
Uin-Uc/R geladen. Wenn wir mal davon ausgehen, dass die Schwankung Uc
gering ist, dann kann man sagen, dass dieser Strom recht konstant ist.
Der Zusammenhang Strom und Spannungszuwachs beim Kondensator kannst du
in jedem Tabellenbuch nachlesen. Die Zeit, wie lange geladen wird,
weißt du auch. Damit weißt du dann auch den Spannungszuwachs am
Kondensator und damit die Restwelligkeit.

Sind alles Näherungsrechnungen, mit denen man aber schnell zum Ziel
kommt.

Ich würd übrigens auch mit einem billigen Wald-und-Wiesen
pnp-Transistor arbeiten, z.B BD434. Oder ein NPN, wenn du nicht ganz
bis 12 V hoch musst. Bei NPN gehts direkt wie gewohnt, bei pnp müsste
man wahrscheinlich umgekehrt rückkoppeln, weil der Transistor ja
invertiert.

Winfried

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

mit Lüftern habe ich die Erfahrung gemacht das diese selbst Störungen
produzieren also auch ohne PWM es half nur eine Spule in den Plus und
Minuszweig einzubauen und danach war die Spannung auf der Leitung
wieder perfekt. Zusätzlich könnte man noch nen Kondensator nehmen wobei
die Spulen schon Ruhe brachten.

Um PWM zu glätten reicht schon ein großer Kondensator. Der nicht mit
einer Impulslänge schon voll geladen wird.

Autor: buz11 (Gast)
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"Allerdings kann der Basistrom bis 150mA und
höher gehen. Das machen die OPs sicher nicht mit."

1. TL084  ist dauerkurzschlussfest
2. der Basisstrom ist nicht so hoch ,
nur ein Bruchteil vom Kollektorstrom .
Der Transistor ist doch ein "Verstärker" .


"Das an dem FET 2,5V abfallen wusste ich nicht."

Bei Deiner Schaltung wäre es so . Sozusagen "Emiterfolger" .
Weil Ube = ca. 2,5 V .


"Wieso ist das mit einem P-Channel-FET anders? Wo ist denn
prinzipiell der Unterschied?"

Den würdest Du nicht als "Emiterfolger" betreiben .


"Und warum "klaut" der TL084 noch 1V?"

Der TL084 ist kein idealer OP . Sein Ausgansspannungshub geht
nicht von gnd bis Vcc .
( Kein "rail to rail" OP )
Müsst mal das Datenblatt genauer durchlesen .

Autor: wolli (Gast)
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Warum nicht ein digitales Poti oder gleich einen DAC verwenden? So ein
8-Bit Billigteil ist sicher noch unterzubringen.

Autor: Winfried (Gast)
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@wolli: DAC/digitales Poti - > Finde ich nun wirklich mit Kanonen auf
Lüfter geschossen ;-)

Ich würd eher noch versuchen, den OPV einzusparen und vielleicht nur
1..2 Transistoren zu verwenden. Wer hat Lust, sich mal was spannendes
auszudenken, dieses Thema wird hier ja immer mal wieder nachgefragt.

Bei Lüftern braucht man ja im Grunde nur den Spannungshub 6...12 Volt,
vielleicht vereinfach das das Design.

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Ich bin gerade noch am basteln ... das Ganze mit BD139. Da fehlen am
Ende 2V. 0.7V fallen über dem Transistor ab. Aber der Rest?

So und jetzt eine GANZ dumme Frage. Ich wälze gerade mal das Datenblatt
vom IRF9540 und ich finde nichts über die Pinbelegung (TO220). Ist doch
nicht normal oder?

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf9540n.pdf

Seite 8 rechts neben den zwei Zeichnungen.


Matthias

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Danke habe es endlich gefunden. :)
Und nun die Ergebnisse. Ich habe es mit einem IRF530 und einem IRF9540
(der 9530 war nicht verfügbar) probiert. Also je ein N-Channel und
P-Channel-FET. Achja und einem BD139-Transistor.

Mit dem 530 ging es bis 6.6V gut. Dann war Schluß. Mehr war nicht
rauszuholen.

Der 9540 war ein völliger Fehlschlag. Ich hatte zwar meine 11.5V am
Ausgang ( = Versorgungsspannung), aber die Drhzahl ließ sich nicht
wirklich regeln. Er startete sehr spät, also mit hoher Gate-Spannung,
und dann mit fast voller Drehzahl.

Der BD139 war schon sehr gut. 9.5V hatte ich am Ausgang. Allerdings
fällt zu viel Spannung ab. Die 0.7V am Transitor waren mir klar. Aber
das am OP auch nochmal 1.3V abfallen ist blöd. Letztendlich hatte ich
damit gerechnet, dass der OP im normalen Breich niemals die
Betriebsspannung liefern muss. Schliesslich braucht der Transistor ja
keine 12V, um voll durchzusteuern. Oder wo liegt jetzt mein Fehler?

Autor: Winfried (Gast)
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Die meisten OPV's können nicht bis UB hoch, die 1V weniger sind schon
recht gut, andere können nur 2-3 Volt weniger als UB.

BD139 ist also klar, dass der nicht höher kommt. N-Kanal ist das
gleiche Problem, nur noch mehr Spannungsabfall zwischen Gate und
Source. P-Kanal geht so in der Art gar nicht.

Was spricht eigentlich gegen einen Leistungs-OPV? Z.B. L272. Der kommt
bis etwa 1V unter UB, wenn du es anders herum machst, also gegen Masse
regelst, dann könntest du wohl fast bis 0V runterkommen und damit 12 V
am Lüfter haben (Lüfter also an 12V und die Masse des Lüfters die
variable Spannung). Die meisten OPV's können nach unten hin besser als
nach oben.

Das wäre natürlich auch noch eine Option für die jetztige Schaltung:
Also einen PNP mit Kollektor gegen Masse.

Denk auch dran, dass ein Tl084 eingangsseitig mindestens 3 V über der
negativen Spannung sein muss. Schau mal im Datenblatt nach, in etwa
stimmen die 3 V. Wenn du bis 0V runter willst, dann dürfte glaube ich
ein LM358 gehen. Da gibts aber auch noch viele andere.

Winfried

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

also die Schaltung die ich oben als PNG gepostet habe hab ich schon
erfolgreich aufgebaut. Irgendwo mußt du beim Aufbau einen Fehler
gemacht haben. Ich vermute mal du hast Source und Drain vertauscht.
Dann tritt nämlich genau das Problem auf das der FET immer voll
durchsteuert.

Matthias

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Es ist noch etwas Raum für Experimente. Den LM358 verwende ich ja.

Ein Versuch das direkt mit einem Leistungs-OP zu probieren, wäre
natürlich möglich. Der L272 ist allerdings etwas schwach. Der L2720 und
L2724 wäre möglich. Allerdings sind diese schwer zu bekommen. Der L2724
wäre allerdings bei Segor sogar bestellbar. Vorausgesetzt die bestellen
1 Stück für mich. :)

Mit dem PNP probiere ich auch noch mal. Ich hatte mir schon den BD136
rausgekramt. Nur noch nicht so probiert.

Das wird noch ein ganz schönes rumgebastel. Ich hoffe allerdings eine
endgültige Lösung zu finden. Denn ich bin sicher nicht der einzige, der
sowas braucht - im Prinzip aus einem PWM-Signal eine höhere
Gleichspannung zu erzeugen.

Autor: Daniel Müller (Gast)
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@Ronny:

Ich will Dir ja nicht zu nahe treten, aber was Du da machst ist totaler
Schwachsinn. Wie hier schon jemand geschrieben hat, benutzt man bei
Lüftern eine PWM-Frequenz von unter 50 Hz. Dann machen die auch keine
Geräusche. Das mit der Zener-Diode ist mir auch neu, könnte aber
durchaus funktionieren.

Aber gut, nehmen wir mal an, Du willst die tatsächlich eine
Gleichspannung. Wie man das macht, siehst Du, wenn Du in Dein
PC-Netzteil glotzt. Das Dingens heißt Tiefpassfilter. Wenn man da
Leistung durchjagen will, dann macht man das logischerweise nicht mit
einem Widerstand, sondern mit einer Spule. Das heisst dann LC-Filter.
Das hättest Du mit fünf Minuten Googeln rausfinden können. Dann hättest
Du Dir dieses ganze Gewurschtel sparen können.

Was mich hier jetzt erstaunt ist, dass noch niemand diesen
offensichtlichen Vorschlag gemacht hat. Wenn ich hier von linear
angesteuerten MOSFETs, OpAmps, Spannungsfolgern und weiß der Kuckuck
was lese kann ich doch nur den Kopf schütteln.

Autor: Chris (Gast)
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"@Chris:
Wie soll ich mit einer Spule das Ausgangssignal glätten? Der Lüfter
selbst wirkt doch auch wie eine Spule oder etwa nicht?  Mit Spulen
hatte ich bisher wenig am Hut. Ich weiß nur, dass sie genau das
Gegenteil vom Kondensator machen. Also müsste die Glättung doch eher
mittels LC-Kombination gemacht werden.

Hallo,

in Schaltnetzteilen wird der Transistor entweder voll leitend oder voll
gesperrt gesteuert. Zu ihm in Reihe liegt dann eine Drosselspule (mit
Kern, für den Laststrom dimensioniert, gibt's fertig zu kaufen) und
dran hängt dann der Verbraucher. Parallel zum Verbraucher liegt der
Kondensator. Fertig ist die Filterung wie Du bereits vermutet hast.
Inzwischen scheinen jedoch die Würfel für die Variante mit
Operationsvertärkern als Tiefpaß und Transistor als stufenlos
veränderbarer Widerstand gefallen zu sein.

Gruß

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

ich habe diesen Vorschlag oben gemacht, hat mich auch gewundert was da
ales vorgeschlagen wurde um die Spannung glatt zu bekommen. Die Lösung
ist ein LC-Filter wobei man eine Spule (L) auch in die Masseleitung
setzten sollte weil der Motor auf beiden Leitungen Störungen
verursacht.

+ ------\/\/\/\/--------------
                          |         |
                          =      @
                          |         |
- ------\/\/\/\/--------------

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

ist jetzt nicht so gut geworden, meinte einfach 2 Spulen in Reihe in
jede Leitung dann einen Kondensator parallel zum Motor.

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Ich lasse mich da gern belehren. Deshalb bin ich immer für neue
Möglichkeiten offen. Der Punkt ist ja auch, dass man durch das ganze
Gebastel und gerechne auch noch was lernt bzw. auch mal irgendwann
gelerntes wieder auffrischt.

Die Zeichnung ist gut zu erkennen. Wie sähe denn da die Dimensionierung
aus? Bzw. wie lässt sich so ein LC-Tiefpaß berechnen?

Autor: Winfried (Gast)
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Mich hat die Sache hier weiterbeschäftigt und ich habe mal eine
Schaltung entworfen, die aus 0..5V Eingangs-PWM eine Lüfterspannung von
7..12 V macht, in etwa zumindest.

Als sie mir gefiel, hab ich sie auch mal testweise aufgebaut, um zu
verifizieren. Und es funktionierte auf Anhieb. Hab aber nur einen
kleinen CPU-Lüfter probiert. Ist aber nur eine Dimensionierungsfrage.

Wer Lust hat, kann da weiter dran optimieren oder den Ausgangshub auch
verändern, das ist relativ einfach möglich. Wenn was gutes zustande
kommt, kann das gerne ins Wiki.

Schaltung ist im Anhang.

Winfried

Autor: Winfried (Gast)
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> Wie hier schon jemand geschrieben hat, benutzt man bei
> Lüftern eine PWM-Frequenz von unter 50 Hz.

Das wäre natürlich auch nochmal eine gute Idee, das mal auszuprobieren.
Allerdings könnte das bei manchen Lüftern Probleme geben. Die sicherste
Variante ist halt Gleichspannung am Lüfter.

Vielleicht lehrt aber die Erfahrung auch, dass es mit <50Hz nahezu
immer funktioniert.

Dafür bräuchte man dann also nur z.B. eine npn gegen Masse und einen
Basiswiderstand. Wer hat Lust, dass mal auszuprobieren?

Zenerdiode: sollte man mit reinpacken, damit die Induktionsspannung bei
ausgeschalteten Transistor nicht ins Leere läuft. Dann wird nämlich
diese Energie nicht genutzt und Spannungsspitzen sind meist keine gute
Sache. Möglich (und besser?) wäre auch eine normale Diode parallel zum
Lüfter, Kathode an Plus. Ja, ich denke, das ist gut so.

> Das heisst dann LC-Filter. Das hättest Du mit fünf Minuten
> Googeln rausfinden können.

Ich find das ziemlich arrogant. Wenn jemand noch nichtmal weiß, wonach
er googeln soll, dann klappt das nicht.

> Dann hättest Du Dir dieses ganze Gewurschtel sparen können.

Genau dieses Gewurschtel führt doch dazu, dass man lernt. Das muss
nicht immer optimal für das sein, was man gerade braucht. Viel
wichtiger ist doch, sich mit den Bauteilen zu beschäftigen, aufzubauen,
zu testen, Erfahrungen sammeln. Nur die Erfahrungen machen einen guten
Elektroniker aus. Erfahrungen, die natürlich mit Wissen gepaart sind.


> Was mich hier jetzt erstaunt ist, dass noch niemand diesen
> offensichtlichen Vorschlag gemacht hat.

Da hast du recht, hoffe das baut jetzt jemand mal auf, mit dieser <50Hz
Idee. Ich wette aber, viel mehr hätten sich draufgestürzt, wenn der Tipp
etwas konkreter gewesen wäre, also Schaltplan z.B.

Winfried

Autor: Buchmann (Gast)
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Hallo!

Also ich muss sagen, ich verstehe das Problem hier nicht so richtig.
Ich hab als Abschlussarbeit eine Lüftersteuerung mit nem mega16 und nem
lm75 realisisert.
Wie Winfried bereits erwähnt hat, habe auch ich ne normale Diode
parallel zum Lüfter gehängt.
Nur hab ich keinen Tiefpass in meiner Schaltung warum auch?
durch den TP wandelst du das PWM Signal nur in eine Gleichspannung
um... Es ist doch viel besser, mit dem PWM Signal über eine geignete
Schaltung direkt den Lüfter zu steuern. Dadurch entfallen die Verluste
am Schalter, also am FET oder Transistor.
Im Moment stelle ich gerade ein Ladegerät fertig, is auch mit 3 Lüftern
ausgestattet, die PWM Frequenz liegt aber bei 20kHz, und nicht unter
50Hz.

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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@Winfried:
Schön, dass jemand noch nach Lösungen sucht. Manche Kommentare helfen
ja wirklich nicht weiter. Aber sich selbst hinsetzen und basteln oder
mal wirklich konkrete Vorschläge zu bringen machen die wenigsten.

Deine Schaltung ist ganz schön komplex, von der Menge der Bauelemente
gesehen. Und komplett anhalten kann man den Lüfter leider auch nicht.
Mein Ziel ist es von 0V bis nahezu 12V zu regeln. Mit 11V wäre ich
zufrieden. Und im Endeffekt soll der Lüfter auch noch mit 4V ruhig und
ohne klackern laufen.

Ich werde auch noch einmal mit PWM und Transistor experimentieren.
Dabei muss ich aber wieder die Darlingten-Stufe aufbauen, sonst zieht
der nacher zu viel Strom aus dem ATMEGA. Vielleicht begrenze ich den
auch direkt am BD139 - mal schauen. Die Darlingten-Stufe hatte ich ja
schon aufgebaut, aber bisher nicht mit 20Hz getestet. Aber das lässt
sich schnell machen.

Die Lösung mit der LC-Kombination interessiert mich aber dennoch. Ich
weiß nur leider nicht, welche Grenzfreqenz ich da berechnen soll. Es
macht ja wenig Sinn mein PWM-Signal wegzufiltern. ...

Achja und die Diode kommt so oder so rein zum Schluß. fürs testen geht
es auch erstmal so. Da kommt eine ganz normale Diode rein.

@Buchmann:
Der LM75 ist ein Temperatursensor! Übrigens sind Vorschläge, wie das
genau zu realisieren wäre gern willkommen!

@Matthias:
Beinahe überlesen ... ;) Bei mir sind die Widerstände "etwas" größer.
Ich schau mir das nochmal an. Wenn bei solchen Experimenten Fehler
passieren, wäre das ärgerlich, wenn man alles wegwirft.

Autor: Winfried (Gast)
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> die PWM Frequenz liegt aber bei 20kHz, und nicht unter
> 50Hz.

Über 20 KHz sollte auch gehen, nur manchmal gibt das die Applikation
nicht her (langsamer AVR, nur Software-PWM). Und im Bereich 200Hz-15KHz
ist ungünstig wegen Geräuschen. Unter 50 Hz soll es wohl wieder ganz gut
klappen.

Winfried

Autor: Buchmann (Gast)
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@ronny ich weiß was der lm75 is :) ich warum glaubst du verwende ich ein
PWM Signal zum STEUERN des Lüfters? :)
Was fuer Vorschläge meinst du?

Autor: Thomas Oly (Gast)
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Hallo,

generell kann man sagen je höher die H Zahl der Spule desto tiefere
Frequenzen werden durchgelassen.

Und ein Kondensator gleicht die Täler deiner PWM aus umso länger diese
sind desto größer muss der Kondensator sein, sonst gleicht er evtl. nur
die hälfte aus.

Zur Berechnung kann ich dir nichts sagen die Formeln sind für mich
immer nur Hyrogliphen, das das noch keiner richtig erklährt hat also
die richtigen Bezeichnungen einsetztwen statt f q usw.

Also ich habe bei einem kleinen 40x40x25 Lüfter 2 Spulen a 100µH
verwendet und die Spannung war danach arschglatt also keine Wellen
Zacken oder sonstiges. Ohne Spulen gabs sehr viele Störungen die sogar
überlagert waren und ca. 20% der 13,8V des Netzteils hoch waren.

Autor: Henning (Gast)
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wenn die spannung am lüfter zu gering wird, so das er sich nicht mehr
dreht hilft das regeln auch nichts mehr. dass problem hat man bei 50Hz
nicht

Autor: Buchmann (Gast)
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? wieso nicht bitte? die spannung kann entweder 0 oder 1 sein.. bei pwm.
es gibt nur ne untere schwelle fuer die pulsweite, ab der sich der
lüfter nicht mehr dreht.. die sollte man dan eben kennen und ab der
ganz abschalten.

Autor: Winfried (Gast)
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> es gibt nur ne untere schwelle fuer die pulsweite, ab der sich der
> lüfter nicht mehr dreht.. die sollte man dan eben kennen und ab der
> ganz abschalten.

Die Sache ist die, dass ein Motor eine Induktivität hat. Diese baut
langsam einen Strom auf, wenn man eine Spannung anlegt. Je höher die
Frequenz, um so geringer ist demnach der Strom, der durch die Spule
fließt. Damit ist es nicht nur eine Sache von Tastverhältnis.

Winfried

Autor: Henning (Gast)
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die meisten lüftermotoren (all das was auch bei den pc´s als lüfter
eingesetzt wird) hat doch ehh einen controller für den Brushless motor
incl.
für die ist es warscheinlich auch besser nicht mit unterspannung
betrieben zu werden.

Autor: Winfried (Gast)
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Unterspannung entsteht aber nicht, wenn man z.B. mit 50 Hz pulst, weil
durch der Motor auch als Generator wirkt und sich selber Spannung gibt,
sobald er auch nur halbwegs dreht.

Hier auch mal ein Datenblatt eines Fan-Controllers, wie er in einem
Lüfter steckt:
http://www.semicon.toshiba.co.jp/td/en/Linear_ICs/...

Winfried

Autor: Chris (Gast)
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"Das heisst dann LC-Filter.....
...Was mich hier jetzt erstaunt ist, dass noch niemand diesen
offensichtlichen Vorschlag gemacht hat."

Hallo,

Die Verwendung einer Spule zur Filterung habe ich doch schon am 22.8.
vorgeschlagen.

Gruß

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Aber noch niemand hat Beispiele zur Berechnung des LC-Filters für so
einen Lüftersteuerung gegeben. Vor allem ist es auch wichtig zu wissen,
inwieferen die Stromaufnahme des Lüfters eine Rolle spielt.

Nichtsdestotrotz habe ich noch ein wenig ausprobiert und gemessen. Die
Lösung ohne OP, also direktes ansteuern über einen N-FET, habe ich
getestet. Und einige Frequenzen durchprobiert. Die Spannung am Ausgang
war dabei bis zum Maximimum, ohne Verluste einstellbar. Allerdings gab
es wie gesagt die typischen PWM-Probleme. Bei sehr niedrigen Frequenzen
(20 Hz) ratterte der Motor bzw. lief sehr unruhig vor allem bei
niedriger Drehzahl. Bei höheren Frequenzen konnte man die Frequenz gut
hören. Vor allem in niedrigeren Drehzahlen. Bei 30kHz war auch ein
Pfeifgeräusch zu hören. Allerdings diesmal eher bei unterschiedlicher
Spannung, also nicht zwangsmässig bei nierdiger Frequenz.

Dann die Lösung mit dem LM393 und einem BD139. Hier sah die
Ausgangsspannung von der Höhe her schon sehr gut aus. Gerade mal 1V
Spannungsabfall. Allerdings scheint der Ausgang zu schwingen, was mir
dann auch das Oszilloskop zeigte. Da die Schaltung von den
Widerstandwerten noch nicht optimal dimensioniert war, hoffe ich auch
dieses Problem noch in den Griff zu bekommen. Außerdem will ich das
ganze mal irgendwie mit einem FET in Betrieb nehmen, da fällt dann noch
weniger ab, sodass vielleicht 0.5V oder weniger Spannungsabfall drin
sind .. mehr folgt in den nächsten Tagen.

Autor: Winfried (Gast)
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@Ronny: Wenn du gerade am Basteln bist, probier doch meine Schaltung
auch nochmal aus, nur mit 3 Transistoren, wie oben mit angehängt. Am
Transistor fallen vielleicht 0.2V ab, bei einem Standardlüfter 80mm.

Wenn du noch einen Transistor dort einsparen willst, kannst du auch
anstatt des rechten Transistors des Stromspiegels eine Diode benutzen,
halt so, als hättest du den Kollektor dieses Transistors nicht
angeschlossen. (Genau das ist mir passiert und ich wunderte mich, warum
die Schaltung trotzdem funktionierte. Sind manchmal so Zufallsprodukte,
die beim Basteln entstehen. Später ist das dann auch erklärbar.)

Vorteil der Schaltung: Keine IC's, nur Widerstände und Transistoren,
dazu noch relativ Billige.

Zu deinen Versuchen: Heißt das, es gibt tatsächlich keine Frequenz so
zwischen 20-100 Hz, die tadellos funktionieren würde? Entweder rattern
oder aber Tonmodulationen? Das wär ja mal eine Erkenntnis, was dann
gegen diesen Ansatz spricht.

Und auch über 20KHz trotzdem Geräusche? Das könnten Modulationen sein,
wenn dein 20KHz Signal leicht schwankt, wo du also ein
Frequenzmodulation drauf bekommst. Wenn man sowas machen will, braucht
man wahrscheinlich einen ganz präzises PWM.

Der LM393 mit BD139 ist ungünstig, weil der einen Open-Collector
Ausgang hat, du also mit einem Widerstand den Strom in den BD139
treiben musst und damit mehr Verluste hast. Besser wäre z.B. ein LM358.
Auch ist der LM393 ja als Comperator designt und nicht als
gegengekoppelter Verstärker, von daher vielleicht das Schwingen
(fehlende Frequenzkompensation).

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Das ganze PWM ist wirklich hörbar. Mal mehr mal weniger. Bei niedriger
Frequenz läuft der Lüfter bei nicht so hoher Drehzahl auch ziemlich
unruhig.

Der LM358 hat aber den Nachteil, dass erstmal 1.4V abfallen am OP
selbst. Das passiert mit dem LM393 nicht. Und es fallen nur die 0.6V am
Transistor ab. Mit FET - geht es dann vielleicht besser.

Deien Schaltung wollte ich gerade mal aufbauen. Habe allerdings nur
andere Transistoren da (BCY78, BD139). Und weiß nicht so recht, wie ich
die berechnen soll, da ich die Widerstände auch nicht alle da habe und
mich ohnehin die Regelung bis 0V - 12V interessieren würde. An deinem
BD437 fällt laut Datenblatt nicht wirklich viel Spannung ab. Wenn ich
dann bis 11.3 oder 11.4 V regeln kann ist das ja schon recht ordenlich
mit meinem BD139.

Achja und nochwas ... die ganze Sache mit dem FET bekomme ich nicht hin
(siehe Anhang). Der lässt sich einfach nicht regeln. Sonst könnte man ja
die "Endstufe" immer mit einem FET regeln. Gibt es eigentlich auch
FETs im TO-126 - Gehäuse? Ist platzsparender.

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Und hier nochmal die Lösung mit dem LM393. Geht recht gut, bis auf die
Schwingungen. Und mit FET ersetzt sieht es bestimmt noch besser aus.
Aber siehe Problem oben.

Autor: Winfried (Gast)
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Deine Schaltung kann so eigentlich nicht funktionieren, weil du eine
Mitkopplung anstatt Gegenkopplung gebaut hast. Wenn du am Ende einen
BD139 drin  hast, dann ist es doch so, dass eine höhere Spannung an
OPV- dazu führt, dass der Ausgang nach 0V geht und damit den Transistor
sperrt, dass führt dazu, dass die Spannung, die du zurückkoppelst, den
negativen Eingang noch weiter hochzieht.

Durch die Invertierung, die durch den Transistor zustande kommt, musst
du genau anders herum zurückkoppeln, also auf OPV+ und OPV- ist dann
dein Eingang vom Tiefpass kommend.

Die Art deiner Gegenkopplung ist auch exotisch. Normal müsste R2 an
Masse liegen, nicht an +12V.

Mosfets: Ich verstehe manchmal nicht, warum alle immer nach Mosfets
schreien. Ist das irgendwie eine Mode? Technisch jedenfalls gibt es
viel seltener einen Grund, Mosfets einzusetzen.

Allerdings: Du kannst das in deiner Schaltung ruhig tun, es sollte
technisch funktionieren.

Die Schaltung, die ich gepostet habe, kann man übrigens abwandelt, um
auch von 0..12 V zu regeln. Aber wofür? Die meisten Lüfter sollten
nicht unter 7V laufen, weil sie dafür nicht spezifiziert sind und evtl.
versagen (viele Lüfter sind von 8..12V spezifiziert). Unter 5 V geht
auch praktisch bei vielen Lüftern nichts mehr.

OPV: dem solltest du einen Stützkondensator spendieren. Da freut der
sich drüber :-) Und 358 verwenden, 393 hat nur Open-Collector. Wenn du
den verwendest, dann musst du zumindest einen Widerstand vom Ausgang
gegen Plus schalten. Verstehe auch nicht, was du meinst mit "Der LM358
hat aber den Nachteil, dass erstmal 1.4V abfallen am OP
selbst." Wo fallen dan 1.4 V ab? Der Ausgang sollte bis 0V runter
kommen, wenn mich nicht alles täuscht.

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Oh .. das op5 war gerade das falsche Bild. Außerdem gab es sowieso ein
Update. Hier kommt das richtige.

Das Schwingen ist mittels C2 behoben worden! Die maximale Höhe der
Ausgangsspannung hängt nun von R4 ab. Allerdings kann man den ja nun
nicht beliebig klein machen. Momentan sind bei der Konstellation 1V
unter Betriebsspannung drin. Allerdings muss ich nochmal die
Widerstandswerte korrigieren, da der Verstärkungsfaktor noch
geringfügig zu groß ist.

Autor: Winfried (Gast)
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Generell gilt: Kondensatoren direkt am Ausgang eines OPV's macht man
nicht! Denn das führt eigentlich genau zu Schwingungen.

Wenn du den BD139 als Spannungsfolger schaltest, ist das ungünstig,
weil du dann maximal bis 0.7V unterhalb von 12 V kommst, real aber noch
nichtmal das. Basis ist ja vom Potential immer etwa 0.7V höher als
Emitter. Bei Fet ist das noch mehr, da sind es 5-10V.

Versuch doch mal folgendes: BD139 Emitter auf Masse, Kollektor an den
Lüfter, der auf der anderen Seite gegen +liegt. Ausgangswiderstand
gegen Plus vom OPV mit 1K ist ok. Rückkopplung genauso, nur OPV+ und
OPV- vertauschen, wie schon oben beschrieben. C2 raus. Wenn LM358, kann
auch der 1K Widerstand raus.

Tiefpass am Eingang kannst du ruhig auch tiefer wählen, also
Kondensator oder Widerstand größer. z.B. 100K/10uF.

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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MOSFETS:
Warum? Weil der Spannungsabfall Uds nicht so groß ist wie bei einem
Transistor Uce.

REGELUNG KLEINER 0V-12V:
Warum? Weil die Lüfter auch mit 5V noch laufen sollen und bei 0V
abschalten sollen. So kann ich also mit dem PWM-Signal auch sagen:
Lüfter gehe aus .... Wie berechnet sich deine Schaltung? So richtig
blicke ich da nicht durch. Gerade wenn ich wirklich von 0V-12V regeln
möchte. Ausprobieren möchte ich die schon, aber nicht ohne
Berechnungsgrundlagen. ;)

KONDENSATOR C2 AM LM393:
Vorher waren Schwingungen, jetzt sind sie weg. Was soll ich dazu mehr
sagen? Die Schingungen kamen vom OP und setzten sich natürlich über dem
Transistor fort. Gerade bei niedrigen Drehzahlen. Achja Schutzdiode war
verbaut.

LM358 VS. LM393:
Am LM358 fallen am Ausgang wirklich 1,4V ab. Das heißt: Bei 12V
Betriebsspannung kommen am Ausgang nicht mehr als 10.6V raus. Ist aber
auf Grund der Ausgangsstufe normal (siehe Datenblatt). Der LM393 hat
dieses Problem, dank des Open-Collector nicht. War mal ein Tipp
anderswo. Sonst müsste ich den LM358 mit mehr als 12V steuern.

Und sonst werde ich das nochmal wie beschrieben umbauen. Hatte ich
ohnehin schonmal gemacht. Aber erinnere mích nicht mehr an die
Ergebnisse. Also nochmal eben.

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

Du bemängelst immer noch Geräusche aus dem Lüfter. Laut fan_0p4.png ist
der Tiefpaß erster Ordung vermutlich nicht geeignet, um alle
Wechselanteile aus der Gleichspannung zu entfernen. Dagegen hilt
entweder, einen Tiefpaß höherer Ordung zu verwenden oder die
Grenzfrequenz weiter abzusenken, wie schon Jemand vorgeschlagen hat.

Der Kondensator C2 in fan_op6.png darf nicht am Ausgang des OPV sein.
Vielleicht bringt er momentan einen Vorteil, dort ist ein Kondensator
prinzipiell verboten. Du könntest ihn statt dessen parallel zu R2
schalten. Das wirkt zusätzlich als Tiefpaß, insgesamt ergibt sich damit
ein Tiefpaß zweiter Ordnung.

In fan_op6.png ist ein LM393 eingezeichnet. Das ist KEIN OPV! Das ist
ein Komparator mit open-colector-Ausgang, der in aller Regel zum
Schalten verwendet wird. Vielleicht stammt das wilde Schwingen daher.
Spannung an + größer als Spannung an - ergibt gesperrten
Ausgangstransistor, umgekehrt leitet er und zieht über den
angeschlossenen Pull-UP-Widerstand das Potential auf GND. Trotzdem
könnte die Schaltung so funktionieren, weil gerade so ein
Open-collector-Ausgang beteiligt ist. Über R4, den Pull-up-Widerstand
bildest Du mittels C2 einen zusätzlichen Tiefpaß, der nochmal zur
Stabilität beiträgt.

kurz zusammengefaßt: Die gezeichnete Schaltung funktioniert nur
deshalb, weil an Stelle eines OPV ein Komparator LM393 mit
Open-Kollektor-Ausgang verwendet wird. Mit einem richtigen OPV könnte
C2 die größten Probleme bringen. Deshalb C2 für alle Fälle am besten
parallel zu R2 schalten.

Gruß

Autor: Winfried (Gast)
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> MOSFETS:
> Warum? Weil der Spannungsabfall Uds nicht so groß ist wie bei einem
> Transistor Uce.

Bei entsprechender Dimensionierung kommst du oft unter 0.1-0.2V, was in
vielen Anwendungsfällen ausreicht. So auch hier. Wahrscheinlich wirst du
noch weit unter 0.1V kommen.

> REGELUNG KLEINER 0V-12V:

Ok, hab ich verstanden. Fürs reine Abschalten könntest du über einen
weiteren Portpin die Basis von T3 auf 0 V legen. Müsstest einen
Open-Collector Ausgang verwenden.

Wenn du wirklich im kompletten Bereich regeln willst: Die Schaltung ist
ja im Grunde wie ein OPV, du kannst also die Rückführung (Basis T2) auch
über einen Spannungsteiler schicken und erhälst damit einen anderen
Ausgangshub.


> KONDENSATOR C2 AM LM393:
> Vorher waren Schwingungen, jetzt sind sie weg. Was soll ich dazu
> mehr sagen?

Das wäre ein fataler Anfängerfehler, zu glauben, dass eine Schaltung,
die jetzt gerade funktioniert, auch immer funktionieren wird. In Sachen
Elektronik darf man nicht so vorgehen. Die Frage ist oft vielmehr, wie
stabil funktioniert eine Schaltung. Und wenn du da etwas einbaust, was
offensichtlich zu Instabilität neigt, dann muss man sich schon Gedanken
darum machen.

All das lernt man, wenn man mal ein Produkt entwickelt. Stell dir vor,
dein Prototyp funktioniert, du lässt 1000 Platinen fertigen und 900
davon tun es nicht. Die restlichen 100 lieferst du aus und die Kunden
rufen dich alle an, weil gerade so schön die Sonne scheint und durch
die erhöhte Temperatur deine Schaltung massenhaft ausfällt.

Also: Stabile Schaltungsentwürfe sind wichtig! Und testen sollte man
auch unter Extrem-Bedingungen (Worst-Case). Auch weitere Worst-Case
Bedinungen muss man im Auge behalten, wenn man mehrere gleiche
Schaltungen aufbauen will (Bauteilstreuungen).

> Am LM358 fallen am Ausgang wirklich 1,4V ab. Das heißt: Bei 12V
> Betriebsspannung kommen am Ausgang nicht mehr als 10.6V raus.

Wie gesagt, dieser Schaltungsentwurf mit Emitterfolger ist eh Mist, du
hast da immer hohe Spannungsabfälle am Transistor. Prinzipbedingt. Du
musst eine Kollektorschaltung verwenden, also bei NPN den Emitter an
Masse. Bei PNP an Plus.

Für all diese Grundlagen empfehle ich dir den Klassiker: Tietze/Schenk;
Halbleiter-Schaltungstechnik

> Wie berechnet sich deine Schaltung? So richtig
> blicke ich da nicht durch. Gerade wenn ich wirklich von 0V-12V
> regeln möchte.

0-12 V hatte ja schon beschrieben: Spannungsteiler in die Rückführung,
z.B. auch so, wie du das in deiner Schaltung schon gemacht hast von den
Werten.

R1 sollte so groß sein, dass der Basisstrom für T3 hoch genug ist und
der gut in die Sättigung geht. R2 sorgt dafür, dass T3 auch sicher
sperren kann, falls das in der Regelung mal nötig sein sollte. Der
Strom, der über diesen abfließt bei 0.7V sollte viel geringer sein, als
der Strom, der in die Basis fließt. R1/C3 sollte klar sein - Tiefpass.

Funktionsweise: T1 und T2 bilden einen Stromspiegel. Ist die Spannung
von Basis T1 und T2 gleich hoch, fließt ein gleicher Strom durch beide
Transistoren. Weicht T2 z.B. nur minimal nach oben ab, verringert sich
der Strom durch ihn stark, das führt dazu, dass der Strom durch T1
ansteigt, was T3 mehr durchsteuert, der dann seinerseits die Basis von
T2 mit einer niedrigeren Spannung versorgt. Damit gleicht es sich also
wieder aus bzw. das Gebilde ist ein Regelkreis bzw. eine Gegenkopplung.
Übrigens: Fast alle OPV's sind intern in etwa so aufgebaut, da kann man
auch nochmal nachlesen. Was noch wichtig ist: Der Strom durch die
Transistoren ist stark abhängig von der Basisspannung. Bei 5V fallen
z.B. nur noch etwa 6.3 V an R1 ab, bei 0V sind es fast 11.3. Man sollte
das bei der Dimensionierung beachten. Und man sollte nicht weit über 5 V
gehen, was aber auch hier nicht vorkommt.

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Hatte schnell nochmal getestet. Wenn der C2 gegen 121V gelegt wird,
verbessert sich zwar der Ausgang etwas, aber die Beste Lösung ist
immernoch C2 gegen Masse. Damit sind dann die Störungen weg.

Dann habe ich es mal mit einem PNP (Emitter gegen 12V) probiert. Die
Ausgangsspannung sieht sehr gut azs von der Höhe her. Achja .. und die
Eingänge des Komparators musste ich noch tauschen. Aber LEIDER geht das
ganze nur, wenn ich C1 entferne. Egal wo ich C1 hinlege der Lüfter geht
einfach aus. Damit ist dann natürlich das nervige Geräusch wieder da.

Autor: Winfried (Gast)
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Ob C2 gegen + oder Masse ist wurscht, ist beides kein erlaubter Betrieb,
weil instabil und Schwinggefahr. Wie Chris schon schrieb, über R2 ist
sinnvoll.

Ansonsten sollte es eigentlich auch mit C1 eingebaut laufen. Miss doch
mal ein wenig am OPV, um zu verstehen, was da passiert.

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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C2 gegen + ist ja das gleiche wie C2 über den Widerstand. Die
Schwingungen sind ja vorher extrem und verschwinden mit C2 gegen
Masse.

Messen ist schwierig, weil auch dann der Lüfter ausgeht. Irgendwas ist
da sehr merkwürdig.

Und so bald C2 drin ist läuft garnichts mehr. Würde mal wissen warum?

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Ich meinte mit C1 drin läuft die Schaltung nicht! Seitdem ich den PNP
drin habe.

Autor: Winfried (Gast)
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Dann ist grundsätzlich irgendwo der Wurm drin. Musst du halt Fehlersuche
betreiben, also mal genau durchmessen und beobachten, was da eigentlich
passiert.

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Ich habe jetzt nochmal genau gemessen und geschaut. Es haben so einige
Sachen mit reingespielt. Das sind so Sachen gewesen, die ihr mir
sowieso schon vorher gesagt habt. Aber ich wollte ja nicht hören. ;)

Deshalb gibt es jetzt eine neue Zeichnung. Und das interessante ist,
dass diese funktioniert. Regelbar von nahezu 0V - 12V und das ohne
PWM-Lärm.

Und nun zum einzelnen. Den Kondensator in der Mitte habe ich
weggelassen. Der neue C2, ein Elko, musste rein, damit die Spannung
stabilisiert wird. Sonst hätte ich am Ausgang wieder ein Rechteck und
die Spannung war viel zu hoch. Den Pullup konnte ich weglassen, da der
Transistor ja für den nötigen Pullup sorgt. Und das der Strom nicht zu
hoch wird, wird der begrenzt durch R4. Und da kommt noch die letzte
Frage.

Wie dimensioniere ich R4? Der Transistor kann 8 W leisten ud maximal
1.5 A. So überschlagen mit 6 W, sollte ein Kollektorstrom von 0.5 A bei
12 V fließen. Allerdings müsste ich dann auch mit 500 mA treiben. Nur
das macht ja mein Komparator nicht mit. Der kann ja maximal 16 mA
treiben. Muss ich jetzt noch ein Darlington-Transistor einbauen. Oder
gibt es noch einen anderen Trick?

Autor: Winfried (Gast)
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> Und nun zum einzelnen. Den Kondensator in der Mitte habe ich
> weggelassen. Der neue C2, ein Elko, musste rein, damit die Spannung
> stabilisiert wird. Sonst hätte ich am Ausgang wieder ein Rechteck

Auch ohne C2 hast du keinen Rechteck, weil du ja eine Tiefpass am
OPV-Eingang hast. Wo sollte dann Rechteck herkommen. Schau dir mit dem
Oszi die Eingangsspannung am OPV an und du wirst sehen, dass bei 4 KHz
dort eine Spannung anliegt, die nur noch um wenige mV einen Rippel
aufweist.

> und die Spannung war viel zu hoch.

Kann ich nicht nachvollziehen, kannst du es?

> Den Pullup konnte ich weglassen, da der
> Transistor ja für den nötigen Pullup sorgt.

Versteh ich nicht. In den Transistor fließt ein Strom in Abhängigkeit
von der Ausgangsspannung des OPV's. R4 bräuchtest du nicht unbedingt,
könnte aber Sinn machen, wenn der OPV nicht kurzschlußfest ist. Einen
Widerstand von der Basis gegen Plus solltest du vorsehen. Erstens,
damit der Transistor schneller sperren kann und zweitens, damit
Restströme aus dem OPV den Tranistor nicht schon teilweise
durchsteuern. Als Größenordnung schlage ich dafür 1k-50K vor. Bei 1K
fließen etwa 700uA gegen Plus, wenn der Transistor irgendwo im
leitenden Bereich ist. Das ist akzeptabel.

Wenn du R4 vorsehen willst, dann wähle ihn so, dass der maximale
Basisstrom, den du haben möchtest, z.B. 20mA bei 10V entstehen können,
also 470 Ohm. Wählst du ihn größer, verringert sich der Basisstrom. Du
solltest mindestens 2-4fach übersteuern können, um auf der sicheren
Seite zu sein. Ein BD136 wird wohl einen garantierten Werte von hfe=40
haben, bei 4 fach Übersteuerung könntest du mit 20mA so um die 200mA
durch CE fließen lassen. Das passt in etwa für einen schnellen 80mm
Lüfter.

> Wie dimensioniere ich R4? Der Transistor kann 8 W leisten

mit dickem Kühlblech...

> So überschlagen mit 6 W, sollte ein Kollektorstrom von 0.5 A bei
> 12 V fließen. Allerdings müsste ich dann auch mit 500 mA treiben.

Nein, ein Transistor hat eine Stromverstärkung, hfe. z.B. 1mA fließt in
die Basis und 40mA können zwischen C-E fließen bei hfe 40.

Wenn du 500mA brauchst, könnte es knapp werden, könnte aber mit 16mA
Basisstrom auch funktionieren. Müsstest halt gute Transistoren
auswählen. Oder einen OPV, der mehr treiben kann. Da wären wir wieder
beim LM358 mit 50 mA.

> Muss ich jetzt noch ein Darlington-Transistor einbauen. Oder
> gibt es noch einen anderen Trick?

Darlington ist Mist, weil dann der Ausgangsspannungshub sich wieder
verkürzt. Du kannst von etwa 1V UceSat ausgehen.

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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> Auch ohne C2 hast du keinen Rechteck, weil du ja eine Tiefpass am
> OPV-Eingang hast. Wo sollte dann Rechteck herkommen. Schau dir mit
> dem Oszi die Eingangsspannung am OPV an und du wirst sehen, dassbei
> 4 KHz dort eine Spannung anliegt, die nur noch um wenige mV einen
> Rippel aufweist.

Das ist korrekt. Deshalb ist der Tiefpaß ja auch da drin. Selbst am
Ausgang des OP ist das Signal völlig in Ordnung. Am Ausgang des
Transistors ist jedoch schon wieder ein komplettes Rechteck, wenn ich
den Lüfter ab habe. Wenn der dran ist, dann ist da irgendwas anderes
aber auch keine Gleichspannung. Sobald der Elko drin ist, sieht alles
gut aus. Und wie gesagt geht die Ausgangsspannung runter. Ohne Elko
habe ich z.B. 9V und mit Elko 6V. Warum auch immer das so ist. Die
Vermutung lag nahe, dass der Spannungsteiler vielleicht zu hoch
dimensioniert ist und das alles in der Luft hängt. Aber dem war nicht
so.

Und zum hFE. Das kenne ich so nicht wirklich. Schön, wenn man sich ganz
langsam durchs Datenblatt würgt. Aber das zu verstehen ist auch nicht so
einfach. Im Fairchild-Datenblatt steht folgendes:

http://www.fairchildsemi.com/ds/BD/BD136.pdf

Vce = -2V; Ic = -5mA -> hFE = 25
Vce = -2V; Ic = -150mA -> hFE = 40
Vce = -2V; Ic = -500mA -> hFE = 25

Bei Philips das:

http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/data...

Vce = -2V; Ic = -5mA -> hFE = 40
Vce = -2V; Ic = -150mA -> hFE = 63
Vce = -2V; Ic = -500mA -> hFE = 25

Sind bei beiden die Minium-Werte. Nur die Unterschiede wundern mich
doch ein wenig.

Nur wie verändern sich die Werte, wenn ich mit 12V, anstatt der 2V
arbeite? Sollte doch im Prinzip alles über den Sättigungsbereich egal
sein. Und meine 0.5A, sollte ich mit einem hFE von 25 fast schaffen.
Theoeretisch sind es dann 0.4A. Aber das sind ja auch nur die
Minimum-Werte. Da könnte ja auch noch etwas mehr rauskommen. Und ich
denke auch das 4.8 Watt reichen.

> Wenn du 500mA brauchst, könnte es knapp werden, könnte aber mit 16mA
> Basisstrom auch funktionieren. Müsstest halt gute Transistoren
> auswählen. Oder einen OPV, der mehr treiben kann. Da wären wir
> wieder beim LM358 mit 50 mA.

Der LM358 ist ein normaler OP mit zwei Ausgangstransistoren. Der
Voltage-Drop ist wieder zu hoch. Das ist ja der Grund, warum ich den
Komparator genommen habe.

P.S.: Deine Schaltung will ich dennoch mal nachbauen und genauer unter
die Lupe nehmen.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Ich lese schon eine ganze Weile mit, recht lustig. Nun muss ich doch
noch mal was dazu sagen.Weisst du eigentlich das du fast einen
Schaltregler gebaut hast? Wenn du dem Ding jetzt noch zwischen D1 und
C2 eine schöne Drossel spendierst ist er schon fertig. D1 sollte dann
aber eine Schottkydiode werden und den BD139 würde ich durch einen Fet
(IRF4905)ersetzen. Aus R4 wird einfach ein Pullup(1K)und fertig ist ein
kleiner aber feiner Leistungsausgang.
Ich selbst baue meine Schaltregler alle so ähnlich und wenn sie gut
dimensioniert sind, laufen die bei teilweise 93% Wirkungsgrad.
Übrigens aus den Ringkernen stinknormaler Netzfilter werden wunderbare
Drosseln, brauchen nur etwas mehr Draht.
Versuch's mal, wirst staunen wie gut das geht.

MFG Uwe

Autor: Winfried (Gast)
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@Uwe: Mir fehlt da der Oszillator. Wie soll das Teil schwingen? So recht
kann ich's mir noch nicht vorstellen. Vielleicht hast du ja mal einen
Schaltplan.

@Ronny:
> Am Ausgang des Transistors ist jedoch schon wieder ein komplettes
> Rechteck, wenn ich den Lüfter ab habe.

Das sollte nicht sein. Verstehst du warum das so ist? Schau mal, ob das
weg ist, wenn der empfohlene Widerstand an der Basis ist.

Hfe: Unterschiede sind normal, von Hersteller zu Hersteller. Die realen
Werte sind oft besser als die Minimal spezifizierten. Vce 2V meint, dass
der nicht ganz durchgesteuert ist. Will man also ganz in die Sättigung,
muss man noch etwas mehr Strom in die Basis schicken. Deshalb meinte
ich auch die 2-4 fache Übersteuerung.

Am besten spielst du mal etwas mit einem Tranistor und nimmst mal ein
paar Kennlinien auf, also bei welcher Last und welchem Basisstrom du
welchen Uce hast.

> Der LM358 ist ein normaler OP mit zwei Ausgangstransistoren. Der
> Voltage-Drop ist wieder zu hoch. Das ist ja der Grund, warum ich den
> Komparator genommen habe.

Das ist in der Schaltung irrelevant, insofern du den zweiten Widerstand
von Basis zu Plus ziehst.


Winfried

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Das macht der LM393 alles von selbst, glaube es nur.

MFG Uwe

Autor: Uwe (Gast)
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Mist , habe was übersehen! R2 bitte an C2 anklemmen.

MFG Uwe

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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@Uwe:
Aber schön, dass Du dich dann doch mal zu Wort meldest. War bisher auch
schon eine ganze Menge geknobel und gebastel. Aber zum Glück stand ich
nicht allein da. Da gab es ja noch eine ganze Menge anderer Leute, die
mir dabei zur Seite standen, ganz besonders Winfried. Und ein
Schaltregler ... hmm .. hatte ich nie darüber nachgedacht. Ich hatte
einen Eingang und einen Ausgang, dass war klar. Und dazwischen ist/war
die Lösung zu suchen. ;)

Aber nun zum eigentlichen:
Ich habe das jetzt nochmal mit FET und R4 Pullup (war sowieso
angedacht) probiert. Und es läuft. Bei wenig Last siehte so aus, wie
beim Transistor. Also identische Ausgangsspannung. Allerdings lässt
sich da an Last um einiges mehr rausholen. Leider schade, dass ich
keinen FET in TO126-Gehäuse bekomme. Die Gehäuse-Form ist echt super
kompakt und reicht für mich aus. Ich will Platz sparen.
Bei der Drossel-Sache habe ich kein Wort verstanden. Ich muss gestehen
mich damit überhaupt nicht auszukennen. Bisher kam ich IMMER ohne
Spulen und Drosseln aus. Aber vielleicht sollte sich das ändern, wenn
ich mal ein paar Infos irgendwo herbekomme. Hier denke ich die nicht zu
brauchen, da ja nur "relativ leistungsschwache" Lüfter betrieben
werden sollen.
Auch C2 mit R2 habe ich nicht verstanden, die sind doch verbunden.
Anders könnte ich die ja kaum verbinden.
Und wie war das mit der Schottky-Diode? Die ist dafür da die Störungen
vom Lüfter zu eleminieren. Warum sollte ich die durch eine
Schottky-Diode ersetzen. Bitte um Erklärung und welcher Typ? DANKE!

@Winfried:
> Das sollte nicht sein. Verstehst du warum das so ist? Schau mal, ob
> das weg ist, wenn der empfohlene Widerstand an der Basis ist.

Das ist nur da, wenn der Elko am Ausgang nicht vorhanden ist. Warum das
so ist, kann ich nicht so wirklich erklären.

> Am besten spielst du mal etwas mit einem Tranistor und nimmst mal
> ein paar Kennlinien auf, also bei welcher Last und welchem
> Basisstrom du welchen Uce hast.

Das sollte ich wirklich mal wieder machen. Dabei lerne ich wieder was
über Transistoren. Die Ausbildung ist doch schon ein paar Jahre her. Da
war auch noch was mit Arbeitspunkteinstellung usw. Aber das will ich
jetzt garnicht rauskramen.

Sonst macht der FET natürlich Sinn, da ich mir keine Gedanken über den
Strom am OP machen muss.

ToDo:
Jetzt erstmal wieder mit dem normalen LM358 testen. Da die
Pinkompatibel sind ist das relativ easy. Ich muss ja nur den
Basiswiderstand wegnehmen. Und wenn ich den sparen kann macht das
natürlich Sinn.

Und ich hatte doch gesagt es gibt eine zufiredenestellende Lösung.
Früher oder später. ;) Und diese sieht inzwischen schon sehr gut aus.

Autor: Winfried (Gast)
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R4 musst du drin lassen, auch beim LM358, damit der FET auch sicher
gesperrt werden kann. Der obere Transistor im LM358 kann ja nur bis 2
Volt unter der Versorgungsspannung nach oben ziehen, danach ist Schluß
(alles so ungefähr). Der Widerstand sorgt dafür, dass es auch dann noch
weiter gehen kann hoch auf 12 V am Gate.

Es könnte übrigens sein, dass durch den induktiven Charakter des
Lüfters die Schaltung ohne C2 anfängt zu schwingen. Du könntest da auch
experimentieren, C2 mal rauszunehmen und erstmal eine Ohmsche Last
dranzuhängen, also einen Widerstand oder Glühlampe.

Winfried

Autor: wolli (Gast)
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Das Schwingverhalten ohne C2 ist einfach zu erklären. Da der OPV ohne
Rückkopplung betrieben wird, wird eine viel zu hohe Regelerverstärkung
wirksam. Der kleine Spannungshub durch die PWM reicht also schon aus,
den Regler in die Begrenzung zu fahren. Die Regelstrecke reagiert
darauf indem sie auch in die Begrenzung geht. Vermutlich sind die
parasitären Kapazitäten so groß, dass der Regler aber nicht schnell
genug auf die Veränderung der Ausgangsspannung reagieren kann.

Also den OPV mit einer vernüftigen Verstärkung betreiben indem man eine
Rückkopplung einbaut.

Autor: Winfried (Gast)
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@wolli: Wieso, der ist doch stark gegengekoppelt. Über R2/R3. Achtung,
der Transistor invertiert, deshalb die Vertauschung von OPV+ und OPV-.


Winfried

Autor: wolli (Gast)
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Das ist keine Gegenkopplung sondern die Rückführung der Regelgröße.
Was macht denn der OPV, wenn eine Abweichung zwischen den
invertierendem und nichtinvertierendem Eingang besteht? Er gibt diese
um sein open-loop-gain. Nehmen wir diese mal mit 1000 an (kann auch
größer sein -> Datenblatt), dann wäre eine Abweichung von 0.05V am
Eingang 50V am Ausgang. In der Realität ist natürlich die
Betriebsspannung die Grenze.

Durch eine richtige Gegenkopplung wird die Verstärkung auf einen klar
definierten Wert gesenkt.

Autor: wolli (Gast)
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Ich wollte schreiben: ...um sein open-loop-gain verstärkt an den Ausgang
weiter.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Ich versuche es also mal zu erklären. Ich benutze dazu mal
"fan_op8.png". Was der LM393 macht weisst du? Egal, wichtig ist nur
er hat eine sehr hohe Verstärkung von:(Datenblatt)
"Voltage Gain AVOL 50 200 &#8211;V/mV". Wenn sich also zwischen den
Eingängen eine Differenz von nur 0,1mV befindet,entstehen am Ausgang
ein Pegel von 5V (min). Um 12V Spannungshub zu erreichen brauchst du am
Eingang nur ~0,2mV. Hoffe das ist soweit klar. Jetzt legen wir deinen
"-" Eingang mal auf 5V. Den "+"Eingang klemmen wir mal  einfach an
D1(zu faul zum rechnen)und sagen momentan sind da 0V.
Der LM393 geht auf 0V und steuert deinen Fet auf.An C2 steigt die
Spannung an bis sie den Sollwert ("-")von 5V überschreitet. Bei
5,0003V ist dein LM393 sicher auf 12V Ua und der Fet ist zu. Durch Cgs
dauert das aber alles ein bischen und Ua steigt noch etwas an.
Irgendwann ist C2 dann unter 5V und die Sache beginnt von vorne.
Du lädst also C2 gepulst auf.Das ist auch die Erklärung für:
> Am Ausgang des Transistors ist jedoch schon wieder ein komplettes
> Rechteck
Das Probl. dabei ist allerdings, der Fet wird recht stark belastet und
natürlich warm(Verluste). Wenn du nun aber in die Leitung zwischen D1
und C2 eine Drossel einbaust vermeidest du die Überlastung und
speicherst noch Energie die später im Sperrzustand des Fet über D1 in
Richtung C2 abgegben wird.
(Step-Up Converter)
Nun schnell noch zu deinen Fragen:
<Auch C2 mit R2 habe ich nicht verstanden, die sind doch verbunden.
Wenn die Drossel drinn ist eben nicht mehr, also musst du deinen
Spannungsteiler an C2 anklemmen.
<Und wie war das mit der Schottky-Diode? Die ist dafür da die
<Störungen vom Lüfter zu eleminieren.
ämmm welche Störungen? Ihr müsst mal so einen Lüfter öffnen, dann seht
ihr das über Ub noch ein C von einigen uF ist, nix induktiv.
Bei dir soll sie jedenfalls Spitzen wegfangen, beim Schaltregler muss
sie sehr schnell sein um keine Umschaltverluste zu haben da sie zum
Leistungskreis gehört. Und Schottky ist schnell,vor allem hat sie nur
0,3V Flussspannung(Verluste).Ähnliches gillt übrigens für den Fet.
Ausschlaggebend für die Wärme an dem Teil ist Rdson in Verbindung mit
dem Strom der da durch muss.
IRF9540:P = 0,117R*0,5A*0,5A= 0,02925W
IRF4905:P = 0,02R*0,5A*0,5A = 0,005W
Bei 500mA Ok, bei 2A  (0,47W/0,08W) wird es kritisch.

Ich hoffe du hast wenigstens bischen was verstanden von meinem
gesülze.

Viel Erfolg Uwe

Autor: wolli (Gast)
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Ich habe noch einmal länger darüber nachgedacht. Die gezeigte Schaltung
ist ein P-Regler mit extrem hoher Schleifenverstärkung. Durch die hohe
Verstärkung wird zwar die Regelabweichung klein, der Regler aber
instabil. Durch die Kapazität C2 verlangsamt man die Strecke extrem,
wodurch der Regler offensichtlich wieder stabil wird. Will man C2
weglassen, muss man die Verstärkung des Regler verringern und eine
Regelabweichung in Kauf nehmen. Soll keine Regelabweichung auftreten
muss man zu einem PI-Regler übergehen.

Autor: wolli (Gast)
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@Uwe

Es ist mir schon völlig klar was hier passiert. Es ist nur vollkommen
sinnlos eine Kapazität gepulst aufzuladen, da dabei genau die gleichen
Verluste entstehen wie bei kontinuierlichem Betrieb (Linearregler).

Autor: Uwe (Gast)
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@Wolli
Deswegen habe ich ja geschrieben er soll die Drossel einbauen und er
hat einen feinen Schaltregler.

MFG Uwe

Autor: wolli (Gast)
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Ok, dann muss aber der Spannungsteiler hinter die Drossel, parallel zu
C2. Ist es nicht ein Step-Down-Regler? ;)

Autor: wolli (Gast)
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Entschuldigung, das mit dem Spannungteiler hast Du ja geschrieben.

Autor: Winfried (Gast)
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Wenn man alle parasitären kapazitiven Elemente rauslässt, dann ist das
eine wunderbare Gegenkopplung. Genauso, als würde man direkt am Ausgang
des OPV's gegenkoppeln geht das auch verlängert über einen Transistor.
Das einzige Problem was entstehen kann ist, dass man durch kapazitive
Komponenten wie z.B. die Gatekapazität eine Phasenumkehr bekommt und es
dann zur Mitkopplung wird.

Zuvor war allerdings ein PNP drin, der recht schnell ist und damit
sollte es eine wunderbare Gegenkopplung sein (C2 mal rausgenommen, das
hatte ich  ja schon ein paar mal geschrieben, weil der sich gegen die
Gegenkopplung stellt. Das ist genauso, als würde man einen OPV am
Ausgang kapazitiv belasten. Dann schwingen die auch gerne.).

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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@Uwe:
Da ich weiß, wie so ein OP funktioniert, habe ich das verstanden. Sind
im Prinzip keine neuen Sachen. Das die Spannung über Rds abfällt war
auch klar. Allerdings werden die auch immer teurer mit kleinerem
Rds_on. Dazu müsste ich mal schauen, was es da noch günstigeres gibt.
Aber was jetzt endgültig klar ist: Die Position der Drossel in Bezug
auf den Spannungsteiler. Ich ging nämlich nicht von der Drossel im
Kreis aus.

Aber was nimmt man denn da für Drosseln. Die sollten ja auch nicht zu
groß sein. Und vor allem direkt käuflich zu erwerben, ohne selbst zu
wickeln.

Achja .. gib mir mal bitte noch einen Typ für eine Schottky-Diode vor.
Davon gibt es sicherlich Millionen verschiedene.

Was mich aber im Endeffekt wirklich stört ist, dass die Schaltung immer
größer wird. Und ich doch eigentlich nur die Drehzahl eines Lüfters
einstellen wollte.

Autor: wolli (Gast)
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Reicht es nicht, einen einfachen Tiefpass mit einer Eckfrequenz von ca.
1/10 bis 1/20 der PWM-Frequenz direkt an den PWM-Ausgang zu hängen und
dahinter einen MOSFET mit einer einfachen Bipolaren Treiberstufe zu
verwenden?

Wenn man unbedingt eine Regelung will kann man ja einen AD-Eingang am
AVR nutzen und die Regelung in Software umsetzten. Auf die Effizienz
der Schaltung kommt es bei einem einigen Lüfter doch nicht so an.

Autor: Winfried (Gast)
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> Und ich doch eigentlich nur die Drehzahl eines Lüfters
> einstellen wollte.

Ich denke, wenn du das hier wirklich erschöpfend erledigt hast, dann
bist du um einiges an Erfahrung reicher. Viele Durchhaltevermögen
hattest du ja schon...

Schottky Diode: 1N5818. Du kannst aber auch erst mal einen Wald und
Wiesendiode einsetzen, Wirkungsgrad ist ja hier nicht gefragt.

Spulen: Such dir einen Ringkern bei Reichelt aus. Wie man das aber
alles berechnet, ist wieder ein großes Kapitel für sich. Wenn du
einfach nur basteln und ausprobieren willst, such dir ein Sortiment
zwischen 20uH und 1mH zusammen. Oder wickel halt selber, z.B. mit
0.4-0.8mm Draht.

Auf ins nächste Abenteuer...

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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@wolli:
Es geht nicht nur um einem Lüfter. Wenn es nur um einen ginge hättest
Du sicher recht und man könnte den ADC vom ATmega nutzen. Auch wenn ich
auf diese Idee nie gekommen wäre... ;)

@Winfried:
Danke! :)
Ich schau mal nach der Diode. Aber den Kram mit den Spulen lasse ich
wohl weg. ich kann ja da nicht so einen riesigen Ringern raufpacken.
Ich erinnere mich mal irgednwo mit 26uH gearbeitet zu haben und die
waren schon groß. Das werde ich wohl sein lassen. Es geht ja hier nur
um Lüfter. Sollte ich mal ein NT oder sowas bauen wollen, dann wird das
sicher wieder interessant werden. Aber, wenn ich hier doch sowas
verwenden sollte, gehen dann auch solche Sachen (Reichelt):

77A 33µ

Aber offen ist jetzt noch die verlustleistung des FETs. Ich habe nun
erstmal den IRF9540 da. Kann ja dann sicher auch einen anderen nehmen
zum berechnen. Aber nur mal so ... P = I² * R ... ist ja klar. Aber
fällt am FET wirklich nicht mehr ab? Ich meine ich kenne die
Linear-Regler, die gut heizen. Aber das mit dem FET ist doch dann
genial. Den brauche ich ja fast nicht zu kühlen. Die Frage ist auch, ab
wann ich aktiv kühlen muss. Gehen wir von einer Umgebungstemperatur von
40 - 50°C aus ... (PC-Gehäuse). .. wie viel Watt kann ich passiv
abführen?

Autor: wolli (Gast)
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Muss es denn eine Regelung sein? Oder reicht ein "Steller"? Außerdem
hat der ATmega mehrere (8?, jedenfalls mehr als PWM-Ausgänge)
ADC-Kanäle!

Ich würde die 77A nicht nehmen, das sind Ferrit-Stabkerndrosseln. Nimm
lieber einen vernüftigen Eisenpulverkern (Materialcode "26"), der hat
ein höheres Speichervolumen bei geringerem ohmschen Widerstand der
Wicklung.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
@Wolli <Ist es nicht ein Step-Down-Regler? Klar ist das einer, mein
Fehler.
@Ronny
Dioden:BYV26D(1A),BYV28-200(3,5A),SB550(5A),SB1020(10A),MBR20100(20A)
Ringkerne habe ich oben schon mal erwähnt,aus Netzfiltern(Kennfarbe
gelb), die sind manchmal auch recht klein. Habe zb.welche mit 1cm
Durchm.,50 Wdg. drauf und geht top bei ca.130KHz @1A. UKW-Drosseln
(10uH)habe ich auch schon mal getestet, ab 3 in Reihe fängt es bischen
an zu klappen, eher nicht.
<Eisenpulverkern (Materialcode "26"),ist die deutlich bessere Wahl.

<Aber das mit dem FET ist doch dann genial. Den brauche ich ja fast
<nicht zu kühlen.
Nicht ganz,das gillt nur im Schalterbetrieb und voll aufgesteuert!
Übrigens dein geschalteter Strom ist deutlich höher, weil C laden +
Lüfter treiben! Wird also schon warm.
<wie viel Watt kann ich passiv abführen?
0,4W bringen ein TO220 zum kochen.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Michael (Gast)
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hallo,

ich bin noch ein kleiner anfänger auf dem gebiet und habe versucht die
ganzen beiträge zu lesen und auch zu verstehen. auch auf die gefahr,
daß ich geschlagen werde:
es wird wegen der induktiven lasten beim einschalten und ausschalten
des lüftermotors kein leistungstransitor direkt mit pwm genommen,
richtig?
und das hier erabeitet rezept soll dagegen angehen, daß beim ein und
ausschalten der magnetspule es zu was nicht kommt?
unrunden lauf, oder materialverschleis- oder wie hab ich mir das
vorzustellen?
besten dank

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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@Michael:
Im Prinzip geht es hier nur darum mit einem 5V PWM-Signal einen Lüfter
mit 12V zu steuern OHNE das dieser Laufgeräusche vom PWM von sich gibt.
Mehr nicht.

@wolli:
Im Prinzip reicht ein Steller. Nur muss man dafür sorgen, dass auch das
eingestellte am Ausgang ankommt. Die Genauigkeit spielt dabei einer
untergeordnete Rolle.

@Uwe:
Okay .. dann mache ich mal einen Lasttest. 60 Watt H4 sollte reichen.
... ;)

Autor: wolli (Gast)
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>0,4W bringen ein TO220 zum kochen.

Aber nur ohne entsprechenden Kühlkörper. Wieviel man wirklich abführen
kann ist abhängig von Kühlkörper und Gehäuse.

@Michael

Die Drossel ist der Energiespeicher des Schaltreglers (Buck-Converter).
Ein direkter Betrieb die Lüfters mit PWM soll zwecks Unterdrückung von
angeblich auftretenden Geräuschen nicht verwendet werden.

Autor: Winfried (Gast)
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@Michael: Geräusche durch Stromänderungen in der Motorspule und damit
auch mechanischen Schwingungen. Vom rattern bis zum Piepsen ist alles
möglich... Kaputt gehen tut da in der Regel nichts aber es stört.

Winfried

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Ich habe mal mit eine Glühlampe ausprobiert (12V/55W). Die Schwingungen
kommen trotzdem am Ausgang, wenn man ohne Ausgangskondensator arbeitet.
Aber die kommen ja auch, wenn keine Last dran hängt.

Sonst wird der FET natürlich echt heiß und wenn man keinen Kühlkörper
dran hat muss man sich beeilen mit messen. ;) Vor allem bei Senkung der
Ausgangsspannung. Allerdings pfeift der FET bei einer bestimmten
Spannung leicht. Da die Glühlampenlast aber sowieso etwas hoch
gegriffen ist, ist das eigentlich egal.

Ich habe jetzt noch ein paar Sachen im Schaltplan getauscht. Der
Ausgangselko wird anstatt 10uF nun 47uF haben (gleiche Baugröße,
gleicher Preis, also umso besser). Der FET wird ein IRF5305 werden
(Rds_on = 60mR, anstatt 117mR). Der IRF4905 mit 20mR wäre zu teuer. Und
die BAW76 sollte durch eine 1N5818 getauscht werden. Da bin ich aber
noch nicht sicher, ob das Punkte bringt. Allerdings habe ich diese auch
gerade nicht da. Am Ausgangssignal wird sich da sicher nichts ändern.

Wenn ich alle Teile mal haben sollte, probiere ich das ganze nochmal
aus und poste nochmal den endgültigen Schaltplan. Damit wäre die
Schaltung dann eigentlich fertig. Und vielleicht interessiert es dann
noch ein paar andere Leute. Sowas wird ja immer wieder gesucht.

Vielen Dank für die viele Hilfe bisher. :)

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

also das Thema überläuft langsam und abbestellen kann man es auch nicht
mehr ich habe oben ein paar Tipps geben die funktionieren wieso wird das
nicht einfach gemacht und gut?

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Weil ganz einfach die Lösung mit Spule und Kondensator aus 5V auch keine
12V macht.

Und wenn ich da zwei 100uH Spulen nehmen soll wird dasa auch etws enge
vom Platz her.

Autor: Thomas O. (Gast)
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Hallo,

hab da wohl was überlesen ging doch darum die PWM zu glätten oder darum
aus 5V 12V zu machen.

Autor: wolli (Gast)
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Es stellt sich die Frage was Du nun willst, einen Schaltregler oder
einen Linearregler. So wie die Schaltung im Moment aussieht ist es
klar, dass es zu Schwingungen kommt. Es ist ja sogar erwünscht und so
gewollt, aber um den Effekt zu nutzen musst Du eine Drossel einsetzten.

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Angehängte Dateien:

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So ... habe jetzt einen Schaltplan, der hoffentlich endgültig ist. :)
Und ich habe noch einen OP gefunden, der FET-Ausgänge hat. Die regeln
dann besser aus bzw. der Drop ist noch kleiner.

Vielleicht kann das ja noch jemand anders gebrauchen. Saubere Regelung
von 0-12V .. und das digital. Und theoretisch bis maximal 110 Watt
belastbar, die zwar nie erreicht werden können, aber so wichtig ist das
ja auch nicht.

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Ich hatte ja noch was vergessen :)

Vielen Dank an Winfried und Co. für die Hilfe. Allein hätte ich das
sicher nicht so hinbekommen. Oder es hätte sehr viel länger gedauert.

Autor: Winfried (Gast)
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Schön, dass dein Lösung jetzt funktioniert. Da hast du sicherlich auch
eine Menge bei gelernt.

Autor: Ronny Schulz (Gast)
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Das stimmt. Vorher stand ich dem OP und FET immer sehr skeptisch
gegenüber. Jetzt sieht das ganz anders aus und ich werde noch ein wenig
mit den teilen beschäftigen udn ein wenig rumbasteln. :)

Autor: Hias (Gast)
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Hallo
@ronny: funktioniert deine schaltung für alle frequenzen?
Kannst du mir bitte (oder jemand anders ; )) die funktion des op amp
erklären?

Danke Hias

P.S.: Hab deine Schaltung aufgebaut jedoch steuert das Fet immer voll
durch! (Frequenz: 30Hz)

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