Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik aus 12V DC -> 13V DC machen?


von Mark A. (decode)


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Hallo,

Folgende Situation: Ich benutze zum Steuern meiner PC-Lüfter einen 
Linearverstärker ( rail - rail op + NPN Transistor ) nun kommen aus dem 
Netzteil nur 12 V, am Transistor fallen 0,7 V ab , also kommen noch ca 
11,3V ( den op habe ich jetzt mal vernachlässigt ) am Lüfter an. Ich 
hätte aber gerne die vollen 12 V am Lüfter. Gibt es eine Schaltung um 
aus 12V DC min. 12,7V DC zu machen ?

Mfg Mark

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mark A. schrieb:
> Ich hätte aber gerne die vollen 12 V am Lüfter.
Warum?

> am Transistor fallen 0,7 V ab
Ich wüsste da eine Beschaltung, an der nur ein paar mV abfallen...
Das Stichwort heißt Ucesat, oder besser noch Rdson.

von mhh (Gast)


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Ob 11 V oder 12 V am Lüfter liegen merkst Du nicht. Alternativ wäre eine 
PWM Regelung, die 100% kann. Das mag aber nicht jeder Lüfter.

Nimm es also einfach als nachteilsfrei hin.

von Ben _. (burning_silicon)


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warscheinlich hängt der NPN in der positiven Leitung, dann hilft auch 
kein FET... Planungsfehler.

von CPU-Wärmer (Gast)


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Die vollen 12V bringt auch ein Relaiskontakt. Nützlicher wäre den 
Luftdurchsatz des Lüfters zu kennen. Nicht jeder leise Lüfter macht 
genug Wind.

von Mark A. (decode)


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ALso ich habe mich dazu entschlossen einen step up wandler zu nehmen, 
allerdings habe ich damit noch nie gearbeitet, und hätte dazu noch ein 
paar fragen:

- die meisten haben ja frequenzen von ca 2 MHz , kann ich da probleme 
mit dem Lüftermotor bekommen ? , wenn ich einen Kondensator Parallel zum 
Lüftermotor habe, habe ich doch danneinen Kurzschluss wegen den hohen 
Frequenzen ?

- Die SPannung wird dann auch an einen OP angeschlossen, aber ich hoffe 
das macht dem nichts aus.

- bei der Hohen frequenz , muss ich da auch beim Platinendesign was 
berücksichtigen oder kann ich es als Gleichspannung ansehen ?

Mark

von mhh (Gast)


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Ok, mit Kanonen auf Spatzen schießen geht auch. Zumal Du nun 
aufwendigerweise sogar die Toleranzen der 12 V Leitung des Netzteiles 
egalisierst.

Mark A. schrieb:
> - die meisten haben ja frequenzen von ca 2 MHz , kann ich da probleme
> mit dem Lüftermotor bekommen ? , wenn ich einen Kondensator Parallel zum
> Lüftermotor habe, habe ich doch danneinen Kurzschluss wegen den hohen
> Frequenzen ?

Es spielt keine Rolle auf den Lüftermotor. Du erzeugst eine 
Gleichspannung mit kleinem Ripple. Du kannst auch 52 kHz Regler nehmen - 
das sind die anderen Meisten, oder 100 kHz, etc.

Mark A. schrieb:
> - Die SPannung wird dann auch an einen OP angeschlossen, aber ich hoffe
> das macht dem nichts aus.

s.o.

Mark A. schrieb:
> - bei der Hohen frequenz , muss ich da auch beim Platinendesign was
> berücksichtigen oder kann ich es als Gleichspannung ansehen ?

Das Design ist bei 2 MHz sehr entscheidend, weil es vom Prinzip erst 
nach dem Regler eine Gleichspannung wird. Die 52 kHz Variante dürfte zum 
problemloseren Erfolg führen.

von Bernd K. (bmk)


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Jaja, so ist das eben mit unserer Jugend: kreativ, innovativ und mit
höchstmöglichem Aufwand, um 0,7V mehr rauszuholen.

Anstatt einen MOSFET zu nehmen, der von den 12V noch 11.99V liefert.
Mit vergoldeten Steckern vielleicht sogar 12,00V ;-)

Wie heißt es so schön: "Der Weg ist das Ziel"

von nachgedacht (Gast)


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Nun wäre es an der Zeit, die Drehzahl bei 12V und bei 13V zu messen. 
Evtl. haben die Verbesserungen die Drehzahl nun um 0,0001 U/min 
verbessert?

von Εrnst B. (ernst)


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Bernd K. schrieb:
> Anstatt einen MOSFET zu nehmen

Wenn ich richtig verstanden habe, baut er ja aus OpAmp und Transistor 
einen Längsregler auf, um die Spannung am Lüfter enzustellen. Da hat ein 
Mosfet mehr Verlust (Ugsth) als ein Bipolar-Transistor.

Das lässt aber den Plan mit dem Stepup-Regler noch schlechter 
dastehen...


Wie wäre es damit: Vernünftigen 12V-Lüfter mit PWM-Eingang kaufen, fix 
an 12V (ganz ohne Verlust!) anschliessen, Drehzahl über PWM-Eingang 
einstellen (ggfs mit Rückkopplung über Tachosignal)?

von mhh (Gast)


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Εrnst B✶ schrieb:
> Wie wäre es damit: Vernünftigen 12V-Lüfter mit PWM-Eingang kaufen, fix
> an 12V (ganz ohne Verlust!) anschliessen, Drehzahl über PWM-Eingang
> einstellen (ggfs mit Rückkopplung über Tachosignal)?

Bist Du verrückt? Viel zu einfach, genau wie die anderen Vorschläge.

Am Ende hätte es eh ein 15 bis 20 Ohm Serienwiderstand pro Lüfter 
getan...

von Mark A. (decode)


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also ich hätte jetz tnicht gedacht, dass mein Vorschlag auf solche 
Gegenwehr trifft.

PWM mag ich nicht / ich habe nur normale Lüfter und gedenke dies auch 
nicht zu ändern.

Alles was ich wollte wahr, die Versorgungsspannung des OPs um 1 Volt zu 
erhöhen um den Spannungsabfall am Transistor auszugleichen ( ich bin 
Perfektionist und mich stört es einfach, dass nicht die volle Spannung 
am Lüfter anliegt , bei 11,3 V läuft der Lüfter nur mit 88,33 % seiner 
maximalen Leistung )

von mhh (Gast)


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Dein Ansinnen in allen Ehren, aber die 12V vom NT dürfen im Bereich von 
11,4 bis 12,6 V (bei manchen Herstellern noch größer) liegen. Der Sinn 
einer Lüfterregelung (sicher Steller in Deinem Fall) liegt in der 
Lautstärkereduzierung. Du brauchst also keine vollen 12 V am Ausgang. 
Nach 2 Wochen rumspielen bleibt das Poti dann sowieso in einer Stellung 
und wird nie wieder bewegt werden. Deshalb sehe ich den Aufwand als 
umsonst, den Du treiben möchtest.

Mark A. schrieb:
> bei 11,3 V läuft der Lüfter nur mit 88,33 % seiner
> maximalen Leistung )

Wenn Du maximale Leistung brauchst, ist eine Regelung für die Katz.

Das ist alles nicht böse gemeint, Du solltest nur keine Probleme sehen 
wo keine sind.

von Florian V. (Gast)


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Mark A. schrieb:
> Alles was ich wollte wahr, die Versorgungsspannung des OPs um 1 Volt zu
> erhöhen um den Spannungsabfall am Transistor auszugleichen ( ich bin
> Perfektionist und mich stört es einfach, dass nicht die volle Spannung
> am Lüfter anliegt , bei 11,3 V läuft der Lüfter nur mit 88,33 % seiner
> maximalen Leistung )

Damit versuchst Du recht aufwändig einen Mangel Deines gewählten 
Schaltungskonzepts zu umgehen. Die schaltungstechnisch elegantere Lösung 
wäre es, keinen NPN-Transistor in Kollektorschaltung zu benutzen, 
sondern in Emitterschaltung. (Äquivalent geht das auch mit PNP oder 
MOSFETs.) Eine stabile Regelung ist dann allerdings nicht ganz so simpel 
wie in der Kollektorschaltung. Dann kommst Du auf Spannungsabfälle im 
Bereich der Sättigungsspannung.

Das meinten übrigens auch die diversen Andeutungen der übrigen Poster...

von Elektronics (Gast)


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Extra für die Lüfter einen Schaltregler zu bauen, ist verschwendung.

Ich habe meine Gehäuse Lüfter auf 6V laufen ohne irgendwelche 
Elektronik.
Den vorderen und den hinteren einfach in Reihe geschaltet.

von Mark A. (Gast)


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Also zusammengefasst ist es wegen 0,7 V übertrieben einen step up 
Wandler einzusetzen, einfach mit den 0,7V Verlust leben, aber es würde 
einem OP nichts ausmachen wenn seine Spannungsversorgung von einem step 
up Wandler kommt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mark A. schrieb:
> ALso ich habe mich dazu entschlossen einen step up wandler zu nehmen,
> allerdings habe ich damit noch nie gearbeitet
Mark A. schrieb:
> PWM mag ich nicht
Ja, was meinst du denn, wie ein Schaltregler arbeitet?  :-o

mhh schrieb:
> Du solltest nur keine Probleme sehen wo keine sind.
Full Ack.
Mark, hast du tatsächlich irgendwelche Probleme mit 11,3V am Lüfter? 
Oder machst du dir hier nur ein unnötiges Luxusproblem?

von Mark A. (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Ja, was meinst du denn, wie ein Schaltregler arbeitet?  :-o

ich meine PWM direkt am Lüfter, denn ich will auch das Tachosignal 
auswerten ( kein PWM Lüfter sondern ein ganz Normaler ). Vom 
Schaltregler bekomm ich am Ende ja auch kein reines PWM sondern eine 
Gleichspannung mit kleinem Rippl.

von Harald Wilhelms (Gast)


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Mark A. schrieb:

> also ich hätte jetz tnicht gedacht, dass mein Vorschlag auf solche
> Gegenwehr trifft.

Was heisst Gegenwehr? Es macht normalerweise keinen Sinn, eine
verpfuschte Schaltung durch eine dreimal so aufwändige wieder
hinzubiegen. Wenn Du eine vernünftige Ansteuerung für Deinen
Ventilator bauen würdest, wäre der Spannungsverlust so gering,
das er in den allgemeinen Toleranzen untergeht.
Gruss
Harald

von Mark A. (decode)


Angehängte Dateien:

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Harald Wilhelms schrieb:
> Was heisst Gegenwehr? Es macht normalerweise keinen Sinn, eine
> verpfuschte Schaltung durch eine dreimal so aufwändige wieder
> hinzubiegen.

Könntest du mir sagen, was an meiner Schaltung verpfuscht ist ?
ich habe ein Bild angehängt, dass mein Vorhaben zeigt.

von Harald Wilhelms (Gast)


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Mark A. schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Was heisst Gegenwehr? Es macht normalerweise keinen Sinn, eine
>> verpfuschte Schaltung durch eine dreimal so aufwändige wieder
>> hinzubiegen.
>
> Könntest du mir sagen, was an meiner Schaltung verpfuscht ist ?
> ich habe ein Bild angehängt, dass mein Vorhaben zeigt.

Du hast Deine Last im Emitterkreis und nicht im Kollektorkreis.
Dadurch hast Du einen unnötig hohen Spannungsabfall am Transistor.
Gruss
Harald

von Mark A. (decode)


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Hätte ich sie im Kollektorkreis wäre meine Schaltung ja schwachsinn, 
dann würde ich am Lüfter nicht die Spannung sondern den Strom steuern, 
und den müsste ich dann immer genau wissen , was es umständlich macht 
wenn ich mehrere Lüfter parallel schalten will.

von Ben _. (burning_silicon)


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hä?

von (prx) A. K. (prx)


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Wenn man Treibertransistor in Emitterschaltung betreibt, dann bekommt 
man aufgrund dessen Spannungsverstärkung ein Stabilitätsproblem - das 
Zeug schwingt. Das ist lösbar, aber nicht so trivial wie die üblichere 
intern kompensierte Kollektorschaltung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mark A. schrieb:
> Könntest du mir sagen, was an meiner Schaltung verpfuscht ist ?
Sieh dir mal den Aussteuerbereich vom Opamp an. Der bekommt seinen Arsch 
gar nicht hoch genug...

von Florian V. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Man sollte nicht etwas als Schwachsinn bezeichnen, nur weil man es nicht 
versteht. Es könnte trotzdem richtig sein.

Als Anhang mal ein Prinzipschaltbild des "Schwachsinns". Ein 
Spannungsregler mit Last im Kollektorkreis. Also mit Ausgangstransistor 
in Emitterschaltung.

von (prx) A. K. (prx)


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@Mark: Wenns denn unbedingt sein muss, dann besorg dir einen einfachen 
DC/DC-Wandler für 5V oder 12V rein und 3,3V raus und häng den über die 
12V Versorgung. Mit den so erhaltenen 15V kannst du deinen OPV versorgen 
und das Problem der zu geringen Ausgangsspannung des LM358 ist weg.

von (prx) A. K. (prx)


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Florian V. schrieb:

> Als Anhang mal ein Prinzipschaltbild des "Schwachsinns". Ein
> Spannungsregler mit Last im Kollektorkreis. Also mit Ausgangstransistor
> in Emitterschaltung.

Und mit Schwingneigung, weil nicht ausreichend kompensiert.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Florian V. schrieb:
> Es könnte trotzdem richtig sein.
Dann würde man aber zum LM358 nicht sowas sagen:
Mark A. schrieb:
> rail - rail op + NPN Transistor
Der LM358 ist kein R2R OP.

> Könntest du mir sagen, was an meiner Schaltung verpfuscht ist ?
Kurz&gut: die Schaltung ist für den Anwendungsfall ungeeignet. Hier wäre 
sinnvollerweise eine getaktete Schaltung angebracht. Welcher Strom soll 
denn da fließen? Welche Verlustleistung erwartest du?

von Florian V. (Gast)


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A. K. schrieb:
> Und mit Schwingneigung, weil nicht ausreichend kompensiert.

Jap, daher auch "Prinzipschaltbild". Ich dachte wir fangen mal einfach 
an...

von Peter II (Gast)


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warum nicht einfach die -5V und die 12V leitung vom Netzteil verwenden? 
Dann hast du 17V und kannst ganz einfach auf 13V runter.

von (prx) A. K. (prx)


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Sofern sein Netzteil die -5V überhaupt noch liefert. Die sind nämlich 
nicht mehr vorgeschrieben. Die -12V zwar schon, aber beide könnten u.U. 
zu schwach für stärkere Propeller sein.

von Harald Wilhelms (Gast)


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A. K. schrieb:
> @Mark: Wenns denn unbedingt sein muss, dann besorg dir einen einfachen
> DC/DC-Wandler für 5V oder 12V rein und 3,3V raus und häng den über die
> 12V Versorgung. Mit den so erhaltenen 15V kannst du deinen OPV versorgen
> und das Problem der zu geringen Ausgangsspannung des LM358 ist weg.

Gute Idee. Dann braucht man nur eine deutlich kleinere Spannungsquelle.
Das ist dann ein ähnliches Konzept wie hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/labnt1.htm
Gruss
Harald

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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Na ja....nimm doch einfach eine 1.5V-Batterie und schalte sie mit den 
12V in Reihe!

Michael

von Ben _. (burning_silicon)


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> Die -12V zwar schon, aber beide könnten u.U.
> zu schwach für stärkere Propeller sein.
Sind sie auch. Maximal 1A bei so gut wie allen Netzteilen. Und keine 
tolle Idee, die überschüssige Spannung die durch einen halbherzigen 
Work-Around entsteht einfach zu verheizen.

von Fralla (Gast)


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Wenn PWM am Lüfter nicht gewümscht ist, filtere die PWM mit einem 
LC-Filter. Und schwups hat einen einen Buck-Convterter, welcher auch die 
volle Eingangsspanung bei d=100% geben kann.

Die Spannung hochzuboosten um dann wieder linear wegheizen ist wohl 
großer unsinn.

Wenn es ubbedingt lineargeregelt sein muss, dann nimm einen n-Kanal 
Mosfet.

>Wenn ich richtig verstanden habe, baut er ja aus OpAmp und Transistor
>einen Längsregler auf, um die Spannung am Lüfter enzustellen. Da hat ein
>Mosfet mehr Verlust (Ugsth) als ein Bipolar-Transistor.
Weis du überhaupt was Ugs,th ist?

von Michael_ (Gast)


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Was für ein TamTam um ein Problem welches keines ist. Der TE stampft mit 
dem Fuß auf und ruft ich will, ich will, ....
Und dabei mit vollkommen falschen technischen Rahmenbedingungen.
Es interessiert nicht
- Die Luftmenge
- Die Drehzahl
- Der Stromverbrauch
- Die Lautstärke

Aber es werden 0,7V in die Welt gesetzt. Und "ich will" ihn mit 12V +/- 
0V betreiben.
Nun schaut man sich mal eine Hauptplatine an und sieht, das dort ein 
z.Bsp. 2SB1202 verbaut ist. Der hat bei 2A eine typ. Uce von 0,19V.
Die 12V-Schiene liegt meist im Plus. Bei mir sind es im Moment 12,29V.
Da muß man also sogar noch 0,1V vernichten!
Und Schaltungen, ob analog oder Digital gibt es schon bis zum Abwinken.
Wo ist also das Problem?

von Markus B. (mbp-bayern)


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Auch ich kann den Sinn der theoretische fehlenden 0,7V im Vergelich zu 
den schon erwähnten Toleranzen nicht sehen.

Aber villeicht hilft das, wenn es um Basteln geht:

Positive Zusatzspannung mit dem LMC555:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/vadd1.htm


MFG:MBP
Markus.

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