Hallo,
mal wieder ein Thread zum Thema PWM. Ich will wie so viele einen lüfter
mit elektronisch kommutiertem DC-Brushlessmotor mit 4W Leistung (12V
0,25A) regeln. Dabei soll das PWM-Signal, welches der Lüfter zur
Drehzahlüberwachung ausgibt erhalten bleiben. Also muss ich Highside
regeln und kann nicht die Masse anheben.
Ich hab mir hier schon dutzende Beiträge durchgelesen. Das Ergebniss:
PWM mit > 20kHz auf einen Highside Power Switch (VN02N) und das ganze
dann glätten.
Beim Glätten scheiden sich nun die Geister. Viele empfehlen ein RC-Glied
zu verwenden und einige raten vehement zu LC-Gliedern.
Welche Vor- und Nachteile haben RC- bzw. LC-Glieder im Bezug auf meine
Anwendung?
VG, Enrico
Ein RC-Glied verheizt die Spannungsdifferenz wie ein Linearregler.
Ein LC-Glied reicht nicht, Du brauchst noch die Rücklaufdiode und dann
bildet die PWM einen Schaltregler (Buck converter).
Peter
>>Ich hab mir hier schon dutzende Beiträge durchgelesen. Das Ergebniss:
Falsch.
>elektronisch kommutiertem DC-Brushlessmotor
Solche Motoren können mit einer PWM nicht drehzahlgeregelt werden!
Wenn die Spannung zu klein wird, arbeitet die Kommutierungselektronik
nicht mehr.
Wenn die Spannung groß genug ist, dann dreht der Lüfter mit
voreingestellter, kosntanter Drehzahl..
Matthias Lipinsky wrote:
> Solche Motoren können mit einer PWM nicht drehzahlgeregelt werden!>> Wenn die Spannung zu klein wird, arbeitet die Kommutierungselektronik> nicht mehr.> Wenn die Spannung groß genug ist, dann dreht der Lüfter mit> voreingestellter, kosntanter Drehzahl..
Dann würde mich aber schon interessieren, warum die Lüfter an 5V
langsamer laufen als an 12V...
Natürlich kann man solche Lüfter über die Spannung regeln. Z.b. mit
einem Step-Down-Wandler (geht natürlich nicht, wenn das Drehzahlsignal
ausgewertet werden soll).
>Dann würde mich aber schon interessieren, warum die Lüfter an 5V>langsamer laufen als an 12V...
Ganz einfach, wie ich schon schrieb:
Wenn der noch läuft bei 5V, dann reichen diese 5V für die Elektronik.
Aber die Spulen werden nicht mehr ordentlich bestromt. Klar, solange
Strom durchfließt, wird der irgendwie drehen. Aber im Sinne der
elektronischen Kommutierung ist das defintiv nicht!
>Natürlich kann man solche Lüfter über die Spannung regeln.
Nein! Du kannst ihm weniger Spannung geben, er läuft dann wohl (wie eben
beschrieben) langsamer. Aber das ist kein regeln! Das ist steuern!
Also ich habe bisher noch keinen Lüfter gesehen, der konstant dreht und
dann ruckartig stehenbleibt.
Die werden bei Spannungsabfall erstmal deutlich langsamer.
Peter
Die Lüfter sind normalerweise Burshless motoren mit einem einfachen
Halleffekt Schalter zur Steuerung. Die Gechwindigkeit richtet sich in
einem recht großen Bereich schon nach der Spannung und nicht nach einer
Vorgabe von der Elektronik. Man kann den Lüfter also schon über die
Spannung Regeln, man muß dazu nur das Drehzahlsiganl auch Auswerten und
nutzen.
Man kann halt nur so keine ganz kleinen Geschwindikeiten durch kleine
Spannungen erreichen, weil irgedwann die Elektronik nicht mehr will. Da
nüßte man dann doch wider zu PWM greifen, hat dann aber kein brauchbares
Drehzahlsignal mehr.
Naja, das ist nen ganz einfacher Brushless Motor, und Brushlessmotoren
lassen sich problemlos mit unterschiedlicher Spannung betreiben, die
Kommutierung erfolgt genau dann, wenn der Rotor dem Feld bis auf 60°
nahe gekommen ist. Die Geschwindigkeit bis das passiert hängt vom Strom
und dieser eben von der Spannung ab.
Bei Brushlessreglern aus dem Modellbaubereich und eigentlich auch sonst
überall werden Brushlessmotoren auch durch PWM Drehzahlgesteuert, also
über die Spannung und daraus über den Strom, welche dann eben die
Drehzahl bestimmt.
Das bezieht sich natürlich alles auf Synchronmotoren.
Die rege Beteiligung freut mich, noch mehr würde mich freuen, wenn sich
jemand zum Thema äußern würde fg oder ist mit pedas Antwort schon
alles gesagt!? (Danke erstmal an peda)
@Lippy:
regeln / steuern das ist doch Haarspalterei, wenn nicht gar unsinn.
Meine Intention geht bereits aus dem Betreff klar hervor, oder hälst du
die Glättung eines PWM-Signals für sinnvoll, wenn man das vor hätte, was
du so richtig für nicht möglich erklärt hast!?
VG, Enrico
Enrico wrote:
> regeln / steuern das ist doch Haarspalterei, wenn nicht gar unsinn.
Das ist weder Unsinn noch Haarspalterei, sondern zwei voellig
verschiedene Dinge.
Wenn man mit einem RC filter Glättet hat man ziehmlich viel unnötige
Verluste. Für eine kleinen Lüfter geht das gerade noch, ist aber nicht
schön. Wegen des kleineren Elkos wäre es da eventuell sinnvoller das
Glätten mit einem höheren Widerstand zu machen und dann einen Transistor
als Emitterfolger dahinter zu schalten.
Ein reiner LC Filter geht theoretisch, setzt aber vorraus das der
Ausgang wirklich in beide richtungen Treiben kann.
Die realisterische Lösung ist eine Art LC -Filter mit einer
Freilaufdiode und nur einen Transistor oder FET als Schaltelement für
das PWM Signal. Wie schon oben beschrieben ist das dann einen
Schaltregler. Wobei hier Regler wieder nicht ganz richtig ist und
eigentlich Steller heißen müßte, weil die Regelschleife fehlt.
Nach der Definition von Steuerungstechnik, bzw. Regelungstechnik laut
Wikipedia ist das was Lippy in seinem zweiten Beitrag geschrieben hat
Unsinn. Danach ist die reine Vorgabe eines PWM-Signals zur Veränderung
der Drehzahl genauso ein Steuerungsvorgang, wie eine Veränderung der
Spannung und noch lange keine Regelung.
Eine Regelung ist es erst - und wenn man genau ist nur dann - wenn die
auf eine beliebige Weise veränderte Drehzahl auf eine beliebige Weise
gemessen wird UND die Drehzahl abhängig von diesem Messwert erneut
angepasst wird (es sei denn sie entspricht schon einem Sollwert).
Genau das habe ich vor, also war die Verwendung des Terminus "regeln" in
meinem ersten Beitrag richtig, wenn auch nur intuitiv, bzw. zufällig.
Soviel zu den dialektische Feinheites.
Ich hätte lieber noch einige qualifizierte Beiträge zum eigentlichen
Thema des Threades. :)
VG und gute Nacht, Enrico
>Danach ist die reine Vorgabe eines PWM-Signals zur Veränderung>der Drehzahl genauso ein Steuerungsvorgang, wie eine Veränderung der>Spannung und noch lange keine Regelung.
Wo habe ich geschrieben, das das eine Regelung ist?
Die PWM-Frequenz bei Mainboards entspricht einem gewissen Standard. Die
Stromaufnahme des Lüfters ist auch durch das Mainboarddesign begrenzt.
Daher ist so eine Aussage für diesen Fall möglich. Und gewisse
Abweichungen spielen außerdem einfach keine Rolle.
@Ich
Danke für den Hinweis. Die konkreten Werte ersparen sind ein guter
Ansatzpunkt für Tests.
@lippy
Du hast es ncht direkt gesagt. Allerdings schienst du, nachdem du meinen
ersten Beitrag gelesen hattest, davon aus zu gehen, dass ich den Motor
mit einem PWM-Signal betreiben will, weil ich das Wort "regeln"
verwendet habe.
Möglicher Weise hast du aber auch etwas anderes an meinem ersten Beitrag
falsch verstanden und ich aus deinen Beiträgen die falschen Schlüsse
gezogen.
VG, Enrico
Hab da noch eine andere Frage.
Wenn ich dem ganzen neben der Diode noch eine weitere Spule und einen
weiteren Kondensator spendiere, dann hab ich ja einen SEPIC und kann den
einigermaßen trägen Leistungsschalter gegen einen normalen FET wie z.B.
den IRLZ34N austauschen. Das würde mir höhere Frequenzbereiche eröffnen
und das RDSon ist wesentlich kleiner. Ich käme aber trotzdem mit 12V
Versorgungsspannung leicht auf 12V am Ausgang. Die Ausgangspaanung
müsste dann sogar begrenzt werden, damit ich mir mit einem zu hohe
Duty-Cycle nicht den Lüfter zerschieße.
Da kann ich doch einfach eine Z-Diode parallel zum Lüfter schalten und
habe gleich noch eine Freilaufdiode gratis, oder!?
Hat jemand "Einwände"?
VG, Enrico
