Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM -Signal in konstante Spannung konvertieren


von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Ich habe hier einen sehr leisen PC. Dieser hat drei 120mm-Lüfter, die 
jedoch nicht temperaturabhängig geregelt werden. Das Motherboard kann 
leider nur PWM-Lüfter regeln. Ich habe mir also drei 120er-PWM-Lüfter 
gekauft und musste feststellen, dass diese rattern. Nach Recherchen weiß 
ich nun, dass alle PWM-Lüfter rattern. Bei höheren Drehzahlen fällt es 
nicht auf, aber dieser Bereich ist für mich eh untinteressant. Die 
Lüfter sollen sehr langsam drehen.

Meine Frage ist nun, wie ich das PWM-Signal in eine konstante Spannun 
umwandeln kann. Ich weiß leider nicht, welche Frequenz das Steuersignal 
hat. Aber wenn es die Frequenz des Ratterns ist, sollten es ca. 50 bis 
100 Hz sein. Die zu bauende Schaltung sollte also je nach 
Pulsweitenverhältnis eine konstante Spannung zwichen 12 und 4 Volt 
erzeugen.

PS: Reicht ein MOSFET mit Gate am PWM-Signal, Source an 0V, Drain am 
Verbraucher und ein Kondensator parallel zum Verbraucher?

von Nico (nico123)


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Maxim S. schrieb:
> Nach Recherchen weiß ich nun, dass alle PWM-Lüfter rattern.

So ein Quatsch! Was sind das für Lüfter? Ich hatte noch nie PWM-Lüfter 
die rattern!

von Drobel (Gast)


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Maxim S. schrieb:

> Nach Recherchen weiß ich nun, dass alle PWM-Lüfter rattern.

Hast du auf'm Güterbahnhof recherchiert?

von Achim M. (minifloat)


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Maxim S. schrieb:
> Reicht ein MOSFET mit Gate am PWM-Signal, Source an 0V, Drain am
> Verbraucher und ein Kondensator parallel zum Verbraucher?

Dein Vorschlag ist schonmal nicht schlecht, aber zu Beginn, wenn der 
Kondensator noch leer ist, macht der Mosfet erstmal periodische 
Kurzschlüsse. Ohne Kondensator hättest du dasselbe wie bereits die 
PWM-Lüfter.

Meinst du mit "rattern" das typishe PWM-Brummen oder Pfeifen/Zwitschern?
Dann könntest du einen Tiefsetzsteller "nach Lehrbuch" basteln, so 
sollte die Spannung genügend glatt sein.
Problematisch ist dabei vielleicht deine Forderung nach einer unteren 
Spannungsgrenze von 4V(*). Man muss doch irgendwo ein minimales 
Tastverhältnis einstellen können?
mfg mf

PS: (*)Die könnte man mit einem TL431/LM431 + Spannungsteiler 
detektieren und bei unterschreiten von 4V den Mosfet "aufreißen", was 
weitere Probleme mit sich bringt(selbstschwingender Wandler, umschalten 
der Steuersignale).

von Nico (nico123)


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Joachim минифлоть schrieb:
> Meinst du mit "rattern" das typishe PWM-Brummen oder Pfeifen/Zwitschern?

Was für ein rattern oder pfeifen soll das sein?
Ich kenne das nur von Standard-Lüftern (ohne PWM-Eingang), die man mit 
PWM betreibt.

von mhh (Gast)


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So in der Art wird aus PWM eine Spannungsgeschichte.

ca. 330 µH, 220 µF - ausprobieren

von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Hallo und Danke für die Tipps. Ich werde die Schaltung oben gleich mal 
in LTspice nachbauen ...
Wie hoch sollte die Induktivität ungefähr sein?

Eine Frage: Ich habe jetzt eine ganz einfache Schaltung modelliert, 
bekommen aber die Welligkeit am Widerstand R1 nicht weg, auch mit 
relativ hohen Kapazitäten. Warum?

von Michael (Gast)


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Maxim S. schrieb:
> Warum?

Weil du keine Induktivität in der Schaltung hast.

von mhh (Gast)


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Maxim S. schrieb:
> Wie hoch sollte die Induktivität ungefähr sein?

mhh schrieb:
> ca. 330 µH

von Schlumpf (Gast)


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Bei 5,1 Ohm + RDSon im Leitenden Fall brauchst aber schon nen 
ordentlichen Transistor.

Maxim S. schrieb:
> Ich werde die Schaltung oben gleich mal
> in LTspice nachbauen ...

sehr spannend, wie du die "nachgebaut" hast

von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Also für eine Last von 10 Ohm ist diese Schaltung sehr gut geeignet. Das 
dürfte für drei parallel geschaltete Lüfter reichen. Vielen Dank!

Rein interessehalber: Wie würde ich diese Schaltung mit einem MOSFET als 
Treiber aufbauen? Ich habe es versucht, bekomme aber Probleme mit der 
Induktivität. Wenn der MOSFET sperrt, gibt es Peaks von 50 Volt und 
mehr. Ich habe versucht, diese durch eine Schottky-Diode abzufangen, 
aber mit mäßigem Erfolg.

Abb 10R.png: Last 10 Ohm
Abb 1R.png: Last 1 Ohm
PWM: 25kHz, 50%

von Maxim (maxim) Benutzerseite


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Ich habe hier im Forum einen älteren Thread gefunden, der sich schon mit 
genau diesem Thema befasst. Von dort habe ich eine Schaltung mit einem 
OpAmp übernommen. Funktioniert ganz gut, nur musste ich eine relativ 
große Kapazität an den inv. Eingang hängen, weil es sonst zu 
Schwingungen kam. Geht das in Ordnung?

Die Widerstände R2, R3 sollen später durch einen Poti ersetzt werden, 
mit dem man die Verstärkung einstellen kann.

Jetzt würde ich noch gerne einen Offset einstellen können. D.h. wenn PWM 
bei 0%, soll am Ausgang trotzdem eine definierte Spannung (so ca. 3V) 
sein. Wie kann ich das machen? Praktischerweise hat der LM358 ja zwei 
OpAmps in einem Gehäuse. Vielleicht lässt sich damit was machen.

Noch Eine Frage: Wenn ich diese Schaltung mit einem N-Channel-FET 
aufbauen würde, was müsste dann geändert werden?

von mhh (Gast)


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Ist Dir die Schaltung von oben zu kompliziert?

Warum verwurschtelst Du alle Schaltungen so?


Maxim S. schrieb:
> D.h. wenn PWM
> bei 0%, soll am Ausgang trotzdem eine definierte Spannung (so ca. 3V)
> sein.

Maxim S. schrieb:
> Das Motherboard

Da gibt es keine 0 %, und damit keinen Grund für weitere komische 
Änderungen.

von Maxim (maxim) Benutzerseite


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mhh schrieb:

> Da gibt es keine 0 %, und damit keinen Grund für weitere komische
> Änderungen.

Es gibt schon einen Grund. Auch bei 10% (btw. hat mein Motherboard 
zumindest di Option 0%) bekomme ich nach dem Glätten nur noch ca. 1.2V, 
was für jeden normalen Lüfter zu wenig sein dürfte, selbst wenn er 
bereits angelaufen ist.

Deine Schaltung ist eigentlich sehr einfach und ich würde sie der mit 
dem Opamp vorziehen. Aber bei ihr hängt die Spannung am Ausgang relativ 
stark von der Last ab. Ich möchte aber flexibel bleiben. D.h. ob 1 oder 
4 Lüfter am Ausgang hängen, soll egal sein.

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