Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Simple PWM-Schaltung für 20A-Lüfter?


von frankreed (Gast)


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Hallo!

Für einen KFZ-Lüfter suche ich eine simple PWM-Schaltung, mit der ich 
die Drehzahl einstellen kann. Ich hab' mir schon einen Wolf gesucht, 
aber bisher nichts gescheites gefunden.

Der Lüfter hat ca. 240 W bei 12V Gleichstrom.

Ich suche halt was in der Art, wo ich mit einem Potentiometer die 
Wunschdrehzahl festlege und wenn eine bestimme Temperatur des 
Kühlwassers erreicht ist (Schaltpunkt über Thermoschalter) soll der 
Lüfter anfangen zu laufen. Halt eben nicht mit voller Drehzahl, sondern 
mit der vorher eingestellten, sonst könnte ich auch ein Relais nehmen.

Gibts da nicht was einfaches, auf Basis eines NE555 + MOSFET oder 
ähnlichem?
(Am liebsten noch ohne Kühlkörper, aber das ist kein Muss).

Bin für jeden Schaltungsvorschlag dankbar.

Gruß Frankreed

von Thomas S. (thom45)


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frankreed schrieb:
> Gibts da nicht was einfaches, auf Basis eines NE555 + MOSFET oder
> ähnlichem?
> (Am liebsten noch ohne Kühlkörper, aber das ist kein Muss).
>
> Bin für jeden Schaltungsvorschlag dankbar.

Okay, da kann ich Dir einen speziellen Elektronik-Minikurs anbieten für 
den Einstieg. Danach musst Du aber selbst noch einiges dazu tun, wie 
z.B. das langsame Hochfahren.

"Der 555-CMOS-Timer als Impulsbreitenmodulator
zur Steuerung eines kleinen DC-Ventilators"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pwm555.htm

Das Problem hier ist, dass die PWM-Steuerung mit einem LMC555 auf die 
Weise vorgenommen wird, dass es nur mit einem Potmeter geht.

Alternativ dazu empfehle ich Dir einen Dreieck/Rechteck-Generator, 
realisiert mit zwei Opamps (Dual-Opamp), bestehend aus aktivem 
Integrator und Komparator. Je nach Höhe der Frequenz eignet sich für den 
Komparator besser ein richtiger Komparator, also ein Teil ohne (interne) 
Frequenzgang-Kompensation, damit die Schaltflanken steiler sind. Ein 
Hinweis dazu findest Du in diesem Minikurs beim Bild 6 mit zugehörigem 
Text. Beim PWM-Komparator kannst Du anstelle des Potmeter auch direkt 
eine DC-Steuerspannung an Ue anlegen.

"Der 555-CMOS-Timer als Impulsbreitenmodulator
zur Steuerung eines kleinen DC-Ventilators"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pwmil555.htm

Eine zusätzliche Unterstützung zum Thema "Dreieckgenerator" findest Du 
hier:

"Dreieckgenerator mit Operationsverstärker"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/dreieckg.htm

Ich hoffe, diese Infos aus meiner Praxisküche helfen Dir etwas weiter...

Viel Glück und gruss
Thomas

von Ernie (Gast)


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Thomas Schaerer schrieb:
> Danach musst Du aber selbst noch einiges dazu tun, wie
> z.B. das langsame Hochfahren.

Warum langsames hochfahren ?

von MaWin (Gast)


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> Gibts da nicht was einfaches, auf Basis eines NE555 + MOSFET oder
> ähnlichem?

Natürlich, aber der MOSFET muss 1 Sekunde lang den 
Blockierstrom=Anlaufstrom=Betriebsspannung/Innenwiderstand deines 
Lüftermotors aushalten, der wird deutlich über 20A liegen (aber solche 
MOSFETs gibt es ).

Wenn du das nicht einhalten kannst (weil es über 100A werden), dann 
müsste eine aufwändigere Schaltung her, die bei Überstrom den MOSFET 
schlagartig abschaltet.

Obwohl diese hier das tut, sind 0.7V bei 20A satte 14 Watt 
Dauerverlustleistung am shunt, also nicht ideal.

  +--100kPoti--1k---+---------+-----+-- +
  |     |           |         |     |
 1k     |          10k        |     |
  |     |  +-----+  |       Motor   |
  +-|<|-+--|7   8|--+         |     |
  | 1N4148 |NE555|  |         +-|>|-+ Freilaufdiode
  +--------|2    |  |         |
  |        |     |  |         |
  +--------|6 1 3|--(--100R--|I NMOSFET
  |        +-----+  |         |E
  |           | NPN >|--100R--+     (47nF für ca. 1kHz)
 47nF         |    E|         |
  |           |     |       Shunt
  |           |     |         |
  +-----------+-----+---------+-- Masse

Die ist nicht ideal weil sie im Puls wiedereinschaltet, sie sollte 
besser den Puls beenden.

 +-----------+---+------+-------------+-----270R------+--+---------+-- 
+12V
 |          1k   |      |             |               |  |         |
10k +---10k--+   |     VCC           4k7       +------+  |       Motor
 |  |        |   |    LM339           |        |      |  |         |
 |  |  U1    |   |            +-------(--------+     1k  +---|<|---+
 +--+--|+\   |   |            |       |               |  |         |
 |     |  >--+   |            |       |       U3      +-|< BC338   |
 |  +--|-/  10k  |           27k  10kPoti--+--|+\     |  |E        |
 |  |        |   |            |       |    |  |  >-0R-+  +--------|I
 |  +--------+---(------------(-------(----(--|-/     |  |E        |S
 |  |            |            |  U2   |    |     U4   +-|< BC328   |
10k |       +----+--1k--+--+--(--|-\  |    |    /+|------(--+--1k5-+
 |  |       |    |      |  |  |  |  >-)----+---<  |      |  |      |
 | 100nF    |    |      |  |  +--|+/  |         \-|--+   |  |      |
 |  |     47uF ZD5V1  100n | 10k     4k7             |   | 100nF Shunt
 |  |       |    |      |  +--(-------(---1k---+-----+   |  |      |
 |  |       |    |      |     |       |       100R       |  |      |
 +--+-------+----+------+-----+-------+--------+---------+--+------+-- 
GND

von Thomas S. (thom45)


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Ernie schrieb:
> Thomas Schaerer schrieb:
>> Danach musst Du aber selbst noch einiges dazu tun, wie
>> z.B. das langsame Hochfahren.
>
> Warum langsames hochfahren ?

Der Frankreed hat geschrieben:

* wenn eine bestimme Temperatur des
* Kühlwassers erreicht ist (Schaltpunkt über Thermoschalter) soll der
* Lüfter anfangen zu laufen. Halt eben nicht mit voller Drehzahl, 
sondern
* mit der vorher eingestellten, sonst könnte ich auch ein Relais nehmen.

Das habe ich offenbar misverstanden: ...anfangen zu laufen...

Ist also nicht nötig. Danke für den Hinweis.

Naja, die Mehrinfos schaden wohl kaum. Vielleicht interessieren sich 
andere Leser dafür...

Gruss
Thomas

von frankreed (Gast)


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@MaWin and all:
Erst einmal vielen Dank für die super Infos und die Mühe, die Ihr Euch 
für mich macht.

Fragen:

1) Was für Empfehlungen könnt Ihr mir für den Mosfet, die Freilaufdiode 
und den NPN-Transistor in der ersten Schaltung geben?

2) Brauche ich den Shunt überhaupt?

3) unter 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM gibt es 
eine Schaltung mit einem 1-Quadranten-Steller. Könnte ich diese 
Schaltung so modifizieren, dass ich als Taktgenerator den o.g. NE555 
vorschalte und den Mosfet (bzw. die anderen Teile) so anpasse, dass das 
ganze für mein Problem passen würde? (ggf. vielleicht Teilevorschläge 
:-)

Danke vielmals für alle, die sich den Problemen eines Maschinenbauers 
annehmen!

Gruß Frankreed

von MaWin (Gast)


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> 1) Was für Empfehlungen könnt Ihr mir für den Mosfet, die Freilaufdiode
> und den NPN-Transistor in der ersten Schaltung geben?

Woher sollen wir das wissen wo du bisher hartnäckig die notwendigen 
Informationen über deinen Motor zurückhältst ? Obwohl wir dir sogar die 
Rechenformel gegeben haben mit der du sie ausrechnen könntest falls du 
sie nicht aus einem Datenblatt ablesen kannst.

> 2) Brauche ich den Shunt überhaupt?

Nur wenn du den Strom messen musst um eine Überlastung der MOSFETs zu 
verhindern falls diese nicht für den Blockierstrom ausgelegt sein 
können.

LIEST du die Antworten überhaupt oder steht dein Hirn auf Durchzug ?

von egal¿ (Gast)


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Vergiss nicht das die freilaufdiode den gleichen Strom "sieht" wie der 
Transistor.

von frankreed (Gast)


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MaWin schrieb:
> Woher sollen wir das wissen wo du bisher hartnäckig die notwendigen
> Informationen über deinen Motor zurückhältst ? Obwohl wir dir sogar die
> Rechenformel gegeben haben mit der du sie ausrechnen könntest falls du
> sie nicht aus einem Datenblatt ablesen kannst.

Hallo????????????

Wenn ich die Daten zum Motor hätte würde ich sie dann 
zurückhalten???????
Lt. den Informationen ( 
http://www.spal-vertrieb.de/_pdfs/de/VA13-AP70-LL-35A.pdf ) braucht der 
Lüfter ca. 17A, aufgerundet daher die o.g. 20A. Und dann noch die 12V.

MEHR HAB' ICH NICHT!!!!!!

Also sorry, ich bin ja dankbar für Hilfe, aber mit Kommentaren wie "Hirn 
einschalten" ist mir wenig geholfen. (Davon abgesehen bemühe ich mich 
auch um einen freundlichen Ton). Und wenn jetzt jemand beleidigt ist 
dann ist das sein Problem....

Und zum Shunt wurde auch nichts geschrieben, soviel also zum Antworten 
lesen.

Kann mir trotzdem jemand helfen?

Danke an alle.

von MaWin (Gast)


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> MEHR HAB' ICH NICHT!!!!!!

Es wurde auch angegeben und zum zweiten Mal darauf hingewiesen
wie man den Wert misst und ausrechnet wenn er nicht im Datenblatt steht.

DU WILLST NICHT, aber forderst wollen (und Hellseherei, ohne die nötigen 
Angaben) von den von dir Befragten.

von Harald W. (wilhelms)


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frankreed schrieb:

> Für einen KFZ-Lüfter suche ich eine simple PWM-Schaltung,

Einen Strom von 20A per Halbleiter zu schalten, ist niemals "simpel".
Gibt es einen besonderen Grund für Dich, die seit Jahrzehnten bekannte
und millionenfach bewährte, Schaltung mit Temperaturfühler und Ein-
schalten des Lüfters bei Bedarf, zu verändern?
Gruss
Harald

von dolf (Gast)


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frankreed schrieb:
> Für einen KFZ-Lüfter suche ich eine simple PWM-Schaltung, mit der ich
> die Drehzahl einstellen kann. Ich hab' mir schon einen Wolf gesucht,
> aber bisher nichts gescheites gefunden.

led´s kann man auch mittels ner pwm dimmen.
http://www.led-treiber.de/html/leds_grundlagen.html#PWM-Dimmer
ein dimmer mit dem tl494.....
http://www.atx-netzteil.de/pwm_mit_tl494.htm

mfg

von Wilhelm F. (Gast)


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frankreed schrieb:

> Für einen KFZ-Lüfter suche ich eine simple PWM-Schaltung, mit der ich
> die Drehzahl einstellen kann.

Ich bevorzuge statt dem NE555 da den CMOS 4098. Der hat zwei separate 
retriggerbare Monoflops, und man kann damit auf einfachste Weise eine 
PWM erstellen.

In einem 30 Jahre alten Buchvorschlag genau über einen Lüfter im Auto 
habe ich das drin.

Dort wurde glaube ich ein BD675 Darlington verwendet, es war der 
Innenraumlüfter, aber es gibt ja auch kräftigere.

Die Schaltung aus dem Buch zweckentfremdete ich mal für eine PWM einer 
Lichterkette an 230V, um dort mit Hochspannungstransistoren, die 
Netzspannung aushalten, die Helligkeit zu dimmen. MOSFETs für 800V. Die 
Netzspannung war nur gleich gerichtet, nicht mit Elko gesiebt, die 
PWM-Frequenz um ein paar Faktoren höher als die Netzfrequenz. Das ging 
auch sehr gut. Meine Lichterkette vertrug nur 60V. Alles vor 20 Jahren, 
als ich noch keinen PC hatte.

Der erste Monoflop im 4098 macht einen kurzen Impuls mit fester 
Frequenz, er ist als Impulsgeber vergewaltigt. Er triggert den zweiten, 
der ein RC-Glied hat, wobei das R ein Poti ist. Wunderbare PWM mit 
einfachsten Mitteln, ohne 555.

von Thomas S. (thom45)


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MaWin schrieb:

> DU WILLST NICHT, aber forderst wollen (und Hellseherei, ohne die nötigen
> Angaben) von den von dir Befragten.

Man spende dem Forum wohlwollend den Orakelstein "Urim und Tummim". Um 
das Grundlagenwissen dazu aufzumotzen, empfiehlt sich die 
"Hellsichtigkeit" von seiner Gnaden Wiki:
https://de.wikipedia.org/wiki/Urim_und_Thummim

von frankreed (Gast)


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Thomas Schaerer schrieb:
> MaWin schrieb:
>
>> DU WILLST NICHT, aber forderst wollen (und Hellseherei, ohne die nötigen
>> Angaben) von den von dir Befragten.

Hey, wenn ich schreibe ich habe nicht mehr dann ist das mehr als 
fragwürdig mir zu unterstellen, ich würde nicht mehr Informationen geben 
WOLLEN.

Nochmal: Wenn mir der Lüfter nicht vorliegt sondern nur das Datenblatt 
dann habe ich nicht mehr.

Würde es weiterhelfen schlichtweg zu schätzen, der Motor zieht im 
Betrieb 17 Ampere und im Kurzschluss-/Anlaufbetrieb einfach mal aus 
Hausnummer 100-120 Ampere???? (Vielleicht schlägt dann MaWin einen 
anderen Ton an)?

Danke und Gruß
Frankreed

von MaWin (Gast)


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> Wenn mir der Lüfter nicht vorliegt
> Würde es weiterhelfen schlichtweg zu schätzen

Nein.

Dann würde es helfen, zu warten bis du ihn hast,
um ihn dann durchzumessen um mit konkreten Angaben
dann auch konkrete Hinweise bekommen zu können,

denn auf der anderen Seite des Internets sitzen
auch keine Hellseher.

von Interessierter User (Gast)


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MaWin schrieb:
> +--100kPoti--1k---+---------+-----+-- +
>   |     |           |         |     |
>  1k     |          10k        |     |
>   |     |  +-----+  |       Motor   |
>   +-|<|-+--|7   8|--+         |     |
>   | 1N4148 |NE555|  |         +-|>|-+ Freilaufdiode
>   +--------|2    |  |         |
>   |        |     |  |         |
>   +--------|6 1 3|--(--100R--|I NMOSFET
>   |        +-----+  |         |E
>   |           | NPN >|--100R--+     (47nF für ca. 1kHz)
>  47nF         |    E|         |
>   |           |     |       Shunt
>   |           |     |         |
>   +-----------+-----+---------+-- Masse

Ist nun zwar Off-Topic, aber darf ich fragen, wie du die Schaltungen 
erzeugst? Kann mir nicht vorstellen, dass du das ganze so entworfen 
hast. Gibts da eine Export-Funktion in LTspice z.B.?

Würde mich über eine Antwort freuen, auch wenn's hier nicht das Thema 
ist :-)

von Harald W. (wilhelms)


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Interessierter User schrieb:

> Ist nun zwar Off-Topic, aber darf ich fragen, wie du die Schaltungen
> erzeugst? Kann mir nicht vorstellen, dass du das ganze so entworfen
> hast. Gibts da eine Export-Funktion in LTspice z.B.?
>
> Würde mich über eine Antwort freuen, auch wenn's hier nicht das Thema
> ist :-)

Für solche Fragen gibts die DSE-FAQ. :-)
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#J
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> aber darf ich fragen, wie du die Schaltungen erzeugst

Das sind Buchstaben, die kann man so hinschrieben,
das geht sogar schneller als einen entsprechend langen Absatz
zu tippen.

Und wenn ich sie schon fertig habe, dann kopiere ich sie einfach.

von frankreed (Gast)


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Aha.

Ein Kollege von mir hat an seinem Lüfter durchgemessen und kommt auf 
einen Nullwiderstand von 1,18 - 1,2 Ohm.

Frankreed

von Harald W. (wilhelms)


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frankreed schrieb:
> Aha.
>
> Ein Kollege von mir hat an seinem Lüfter durchgemessen und kommt auf
> einen Nullwiderstand von 1,18 - 1,2 Ohm.

Ich würde sagen, wer misst, misst Mist. War das eine Vierpolmessung?
Gruss
Harald

von frankreed (Gast)


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Nö, einfach zwischen den beiden Anschlüssen. Kann aber auch sein, dass 
er sich beim Ablesen verguckt hat.
Wären 11,8 bis 12 Ohm realistischer?

von Harald W. (wilhelms)


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frankreed schrieb:
> Nö, einfach zwischen den beiden Anschlüssen. Kann aber auch sein, dass
> er sich beim Ablesen verguckt hat.
> Wären 11,8 bis 12 Ohm realistischer?

Wenn ich es richtig verstanden habe, handelt es sich hier wohl
um den Kühlerventilator. Da sollte der Widerstand deutlich unter
1 Ohm liegen. Unabhängig davon kann ich den Sinn Deines Umbaus
nach wie vor nicht verstehen.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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1.2 Ohm an 12V, oder sagen wir 14.4V sind problemlos handlebarer 
Blockierstrom von 12A, da wird dein Motor im Betrieb nur 2A für 29W 
ziehen, also weit weniger als du uns vorher glauben machen wolltest. Als 
MOSFET tut es ein IRF3205 oder gar BUZ10, als Freilaufdiode eine MUR1610 
oder gar MUR560.
Es reicht also die einfache Schaltung mit dem NE555 ohne Shunt.
Es sei denn, dein Kollege hat Mist gemessen. Denn einer von euch hat 
Mist gemacht. Entweder du hast vorher Mist erzählt, oder er Mist 
gemessen.

von frankreed (Gast)


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MaWin schrieb:
> Entweder du hast vorher Mist erzählt, oder er Mist
> gemessen.

Na ja, ich stütze mich halt auf die Angaben im Datenblatt und geh' mal 
davon aus, dass die stimmen. Wohl eher, dass mein Kollege nicht richtig 
abgelesen hat. Aber bei billigen Multimetern ist die Anzeigegenauigkeit 
bei so kleinen Werten eh', sagen wir bescheiden.
Mal schauen ob ich noch mal eine andere Messung bekomme.
Danke schon mal.

von Harald W. (wilhelms)


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frankreed schrieb:

> Aber bei billigen Multimetern ist die Anzeigegenauigkeit
> bei so kleinen Werten eh', sagen wir bescheiden.

Das ist egal, ob billig oder teuer. unter ein Ohm gibts nur mit
Vierpolmessung ein zuverlässiges Ergebnis. Das kann man auch mit
Billigmultimetern hinkriegen, wenn man zusätzlich zum Ohmmeter mit
einem zweiten Multimeter den Spannungsabfall am Widerstand misst.
Gruss
Harald

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