Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lüfterspannung bei 12V begrenzen


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von Paul B. (paul_3)


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Hallo,

ich will die Lüfter in meiner Endstufe wegen der Lautstärke tauschen.
Diese Lüfter werden mit einer Spannung von 7,6V bis 24V DC geregelt.

Da ich keine passenden 24V Lüfter gefunden habe, wollte ich leise 12V 
Lüfter von Noctua nehmen.

Gibt es eine Schaltung, die das Eingangssignal bis 12V (fast) 
unverändert durchschaltet und dann bei 12V die Spannung konstant auf 12V 
hält.

Mit freundlichen Grüßen,
Paul

von Jens G. (jensig)


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>Gibt es eine Schaltung, die das Eingangssignal bis 12V (fast)
>unverändert durchschaltet und dann bei 12V die Spannung konstant auf 12V
>hält.

Jeder Spannungsregler macht das. Mußt halt nur den richtigen für Deinen 
Zweck herausfinden.
Ist das übrigens wirklich reines DC, oder nicht vielleicht doch eher 
PWM-geregelt?

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Paul B. schrieb:
> ich will die Lüfter in meiner Endstufe wegen der Lautstärke tauschen.
> Diese Lüfter werden mit einer Spannung von 7,6V bis 24V DC geregelt.
>
> Da ich keine passenden 24V Lüfter gefunden habe, wollte ich leise 12V
> Lüfter von Noctua nehmen.
>
> Gibt es eine Schaltung, die das Eingangssignal bis 12V (fast)
> unverändert durchschaltet und dann bei 12V die Spannung konstant auf 12V
> hält.

Klingt wie grober Unsinn.

Während der 24V Lüfter bei 12V mit 1/4 der Leistung arbeitet, also noch 
leise ist, rennt dein 12V Lüfter schon bei dieser geringen Regelung mit 
Vollgas, um dann trotz Erhöhung die die Regelung nur deswegen vornimmt 
weil es nicht reicht und trotzdem noch heisser wird nicht mehr zu 
schaffen.

Wenn 12V reichen wurden, würde! der eingebaute Lüfter auch nicht 
schneller drehen.

von Paul B. (paul_3)


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Jens G. schrieb:
> Ist das übrigens wirklich reines DC, oder nicht vielleicht doch eher
> PWM-geregelt?

Sollte reines DC sein, am Lüfter steht 24V DC und er hat nur 2 Pins.

von Udo S. (urschmitt)


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Paul B. schrieb:
> Diese Lüfter werden mit einer Spannung von 7,6V bis 24V DC geregelt

Wie sicher ist diese Aussage?
Werden sie nicht eher mit PWM geregelt?
Ist es eine indirekte Regelung über die Temperatur oder eine direkte 
über Drehzahlmessung?
Meinst du wirklich dass dein "leiser" Lüfter bei Nennspannung leiser ist 
als der originale bei halber Nennspannung?

Viele Fragen, und von den Antworten hängt ab wie eine funktionierende 
Lösung aussieht.

von Udo S. (urschmitt)


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Paul B. schrieb:
> Sollte

Das Konjunktiv bedeutet dass du es nicht weisst sondern Vermutung ins 
Blaue anstellst.

: Bearbeitet durch User
von Paul B. (paul_3)


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Endstufe ist die Crown XLI 3500, wie kann ich den herausfinden, ob das 
Signal beim Lüfterpin PWM geregelt ist?

Ich bin davon ausgegangen, dass es sich um reines DC handelt da PC PWM 
Lüfter einen zusätzlichen PIN für das PWM Signal haben.

Mit steigender Temperatur steigt auch die Spannung am Lüfter an.

Mir geht es auch darum, den Luftstrom zu reduzieren, da man diesen hören 
kann und nicht die Lüfter.
Die komplette Kühlleistung benötige ich nicht, da ich die Endstufe nur 
im "Standgas" betreibe.
Die Noctua Lüfter sind auf jeden Fall leiser als die originalen Lüfter 
und sollten bei 7,6V die Endstufe soweit kühlen, dass die Spannung gar 
nicht weiter ansteigt.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Gibt es eine Schaltung, die das Eingangssignal bis 12V (fast)
> unverändert durchschaltet und dann bei 12V die Spannung konstant auf 12V
> hält.

Als Bauteil wäre ein LOW-Drop-Regler prinzipiell das Gewünschte.
Nur kann ich nicht sagen, ob es für 12V Ausgang und mit >24V am Eingang 
welche gibt und ob die dann auch die Verlustleistung aushalten würden.

Zum Selbstbau könnte so was, wie im Anhang verwendet werden.
Das Beispiel ist ungetestet. Die Verlustleistung fällt trotzdem an, aber 
den FET kann man ja entsprechend auswählen und auch kühlen, falls 
notwendig.

von Udo S. (urschmitt)


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Paul B. schrieb:
> da PC PWM Lüfter einen zusätzlichen PIN für das PWM Signal haben.

Es gibt eine Technik jenseits von Intel und anderen PC 
Motherboardherstellern.

Wie hast du die DC gemessen?
Mit dem Multimeter auf DC? Dann stelle mal auf AC, was zeigt es dann an?

Paul B. schrieb:
> Mir geht es auch darum, den Luftstrom zu reduzieren, da man diesern
> hören kann und nicht die Lüfter.

Das bedeutet dass die Regelung den Luftstrom nicht unter ein bestimmtes 
Maß herunterregelt, auch wenn praktisch keine Ausgangsleistung abgerufen 
wird, du es aber gerne noch leiser hättest.
Es kann sein (das ist jetzt Spekulation) dass das aus gutem Grund so 
gemacht ist, weil über die Lüfter nicht nur die Endstufe sondern auch 
die restliche Elektronik gekühlt wird, und es sein könnte das mit 
weniger Luftstrom als dem jetzigen Minimum ein Teil der restlichen 
Elektronik nicht mehr genügend gekühlt wird.

Das ist halt PA Equipment und kein Wohnzimmerverstärker.

: Bearbeitet durch User
von wendelsberg (Gast)


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HildeK schrieb:
> Als Bauteil wäre ein LOW-Drop-Regler prinzipiell das Gewünschte.

Was soll das? Er will 12V vernichten!

wendelsberg

von Paul B. (paul_3)


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Ja DC habe ich mit Multimeter auf DC gemessen, bei AC zeigt das 
Multimeter eine Spannung von 0,223V an.

Ja genau mir ist der Luftstrom im Standby zu laut.

Nein in der Endstufe befindet sich sogar extra ein Tunnel damit der 
Luftstrom nur über die Verstärkereinheit zieht.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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wendelsberg schrieb:
> Was soll das? Er will 12V vernichten!

Ja, aber bei 12V rein sollen auch möglichst 12V raus kommen. Das klappt 
nie 100%ig, aber ein LowDrop schlägt sich besser als ein Standardregler.

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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HildeK (Gast)

>Als Bauteil wäre ein LOW-Drop-Regler prinzipiell das Gewünschte.

Da es hier nicht um Genauigkeit oder beste Regeleigenschaften geht, 
würde ich hier stark vereinfachen, und statt Mosfet einen npn als 
Emitterfolger nehmen, mit R zw. C und B, und ZDiode (12-15V) zw. B und 
Masse.
Verlustleistung ist natürlich immer noch daselbe, und muß ebenso 
abgeführt werden.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Paul B. schrieb:
> bei AC zeigt das
> Multimeter eine Spannung von 0,223V an.

Das wäre tatsächlich ein Hinweis, dass es DC und nicht PWM ist.

Paul B. schrieb:
> Nein in der Endstufe befindet sich sogar extra ein Tunnel damit der
> Luftstrom nur über die Verstärkereinheit zieht.

Ok, dann könntest du das so wie z.B. Hilde K. vorgeschlagen hat 
versuchen.

von Paul B. (paul_3)


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Okay, danke.
So eine Schaltung wird es denke ich auch fertig geben.
Hättet ihr eventuell Vorschläge?

von HildeK (Gast)


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wendelsberg schrieb:
> Was soll das? Er will 12V vernichten!

Er hat 7.6-24V und will möglichst wenig verlieren, wenn er diesen 
Bereich anbietet, aber mehr als 12V sollen es nicht sein. Letztlich eine 
Spannungsbegrenzung auf max. 12V, die aber nur kleinsten Drop hat 
unterhalb von 12V am Eingang.
Man muss die Problemstellung schon verstehen können.

Jens G. schrieb:
> Da es hier nicht um Genauigkeit oder beste Regeleigenschaften geht,

Nein, darum geht es nicht.
Aber ein Low-Drop-Dreibeinregler wäre am einfachsten zu verschalten und 
liefert das Gewünschte.

von Udo S. (urschmitt)


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Es sollte auch einfacher gehen:

Das hier sollte am Lüfter ziemlich genau die Hälfte der Eingangspannung 
bringen.
Achtung am Transistor fällt bis zu (12V * Strom des Lüfters) an Leistung 
ab!
ggf. KÜHLEN!
1
7 - 24V
2
--+---------+
3
  |         |
4
  R1        |
5
  |         C
6
  +-------B     T1
7
  |         E
8
  R2        |
9
  |         |
10
  D1     12V Luefter
11
  |         |
12
  D2        |
13
--+---------+
mit
R1 = R2 = 2,2K
D1 = D2 = 1N4148
T1 = Leistungs NPN Darlington wie z.B. TIP 120

Nachtrag: Die Dioden in Durchlassrichtung (Kathode richtung Masse)

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Paul B. schrieb:
> mir ist der Luftstrom im Standby zu laut.

Also bei 7.6V am 24V Lüfter.

Warum willst du dann bei 12V begrenzen ? Die erreicht er doch sowieso 
nicht, und wenn er es für nötig findet, die Spannung so weit zu erhöhen, 
dann wird er einen Grund dafür haben. Warum meinst du, den Grund 
ignorieren zu können ?

Paul B. schrieb:
> Die komplette Kühlleistung benötige ich nicht, da ich die Endstufe nur
> im "Standgas" betreibe

Gute Idee, dann! den Lüfter zu kastrieren. Ein Mal aufdrehen und die 
Kiste ist kaputt.

von HildeK (Gast)


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MaWin schrieb:
> Warum willst du dann bei 12V begrenzen ?

Ich denke, er hat einen Lüfter gefunden, der bauartbedingt wesentlich 
leiser läuft als der alte 24V Lüfter - nur darf er nur mit maximal 12V 
betrieben werden.
Ob bei der benötigten Kühlleistung dieser dann auch tatsächlich ruhiger 
ist, hat er hoffentlich vorab mal geprüft.

von Udo S. (urschmitt)


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MaWin schrieb:
> Gute Idee, dann! den Lüfter zu kastrieren. Ein Mal aufdrehen und die
> Kiste ist kaputt.

Ich denke der TO ist sich dessen bewusst.

Paul B. schrieb:
> Die komplette Kühlleistung benötige ich nicht, da ich die Endstufe nur
> im "Standgas" betreibe.

Wenn er voll aufdreht sind vieleicht seine Lautsprecher schneller kaputt 
als der Verstärker.

von Paul B. (paul_3)


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@HildeK: Genau so ist es und ich habe auch geprüft ob bei 7,6V die 
Kühlleistung ausreichend ist.

Die Lautsprecher gehen sicher nicht kaputt, aber ich möchte Probleme mit 
meinem Nachbar vermeiden.

Die Endstufe schaltet sich außerdem bei zu hoher Temperatur aus.


Kennt ihr einen fertigen, gut funktionierenden Spannungsregler der für 
meine Zwecke passen ist?

von Εrnst B. (ernst)


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Paul B. schrieb:
> Kennt ihr einen fertigen, gut funktionierenden Spannungsregler der für
> meine Zwecke passen ist?

sowas ist fertig und funktioniert relativ gut. Inwieweit das für deine 
Lüfter/Kühlbedürfnisse passt musst du entscheiden oder ausprobieren.
Hat jedenfalls einen deutlich höheren Spannungsverlust als manche der 
anderen Vorschläge weiter oben. Das kann gut sein (ist leiser im Idle) 
oder auch schlecht (Lüfter springt auf niedrigster Stufe nicht an)

https://www.pollin.de/p/spannungsregler-modul-daypower-m-sd-lm317-351560

von batman (Gast)


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Ich würde lieber Udos Halbierungsschaltung machen, da ist auch nicht 
viel mehr zu löten und das Regelverhalten bleibt dann wie original.
Viele Lüftersteuerungen bilden die Temperatur über eine (exponentielle) 
Kurve auf die Lüfterleistung ab. Mit einem Spannungsregler wird eine 
Hälfte der Kurve abgeschnitten, könnte suboptimal sein.

von Paul B. (paul_3)


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Okay, aber wie funktioniert die Schaltung?
Könnte mir das bitte jemand erklären?

Muss man dann auf einen Rückstrom auch aufpassen?
Bzw. ist die Kurzschlussfest?

von Paul B. (paul_3)


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Hab mir die Schaltung nochmal angeschaut, die Hälfte der 
Eingangsspannung soll ja nur bei 24V am Ausgang anliegen.
Bei der Anfangsspannung von 7,6V sollen ziemlich unverändert die 7,6V am 
Ausgang wieder rauskommen sonst springt der Lüfter ja nicht an wenn die 
7,6V auch halbiert werden.

von Udo S. (urschmitt)


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Paul B. schrieb:
> Bei der Anfangsspannung von 7,6V sollen ziemlich unverändert die 7,6V am
> Ausgang wieder rauskommen sonst springt der Lüfter ja nicht an wenn die
> 7,6V auch halbiert werden.

Der 12V Lüfter sollte bei gleicher Qualität bei der halben Spannung 
anlaufen wie der 24V Lüfter.
So hast du eine Regelung die von 7,6 bis 24V, also einen Bereich von 
Faktor 3 in der Spannung.
Wenn du jetzt beim 12V Lüfter nur bis 7,6V runtergehst, dann hast du 
nicht mal mehr Faktor 2.
Sprich der Regelbereich wird massiv beschnitten.
Ob die Regelung anfängt Zicken zu machen wenn über 12V nichts mehr 
passiert weiss ich nicht, da es aber nur ein 2 pol. Motor ist vermute 
ich dass die Regelung rein über die Temperatur passiert.

Dass der Umbau auf einen 12V Lüfter nicht unbedingt optimal ist hat dir 
MaWin ja schon verdeutlicht.

Du kannst übrigens bei meinem Schaltungsvorschlag noch eine 1N4002 - 
4007 in Sperrrichtung parallel zum Lüfter schalten um induktive 
Spannungsspitzen zu kappen.

von Udo S. (urschmitt)


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Paul B. schrieb:
> Bzw. ist die Kurzschlussfest?

Natürlich nicht, bzw. dann wenn die original 7-24V kurzschlussfest sind, 
dann schon.
Denn die Schaltung wird ja von dem Original Lüfterausgang versorgt.
Sie halbiert nur die Spannung

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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Wieso soll ein 12V-Lüfter erst bei 7,6V anspringen? Ich betreibe die 
teilweise bis runter auf 3V.
Lüfterausgänge sind i.a. nicht kurzschlußfest und die angehängte 
Schaltung ändert erstmal nix daran.
Aber wenn man den Transistor ans Blech schraubt - kann man dann sicher 
fliegend verdrahten - hält er möglicherweise ein paar Watt mehr aus als 
die primäre Schaltung. Das kommt drauf an.

von Paul B. (paul_3)


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Die Anlaufspannung des Lüfters beträgt 4,4V.

Das heist bei wenn ich die 7,6V die die Endstufe am Anfang ausgibt 
halbiere springt der Lüfter nicht an.

Bevor ich dann extra eine Halbierungsschaltung zusammenlöte könnte ich 
auch 2, 12V Lüfter in Serie hängen.

Wenn der Lüfter bei 7,6V leise ist und genug Wärme abtransportiert dann 
ist die größe des Regelfensters egal, denn wenn sich die Endstufe 
erwärmt bekommt der Lüfter 12V und ist noch immer leiser wie der 
original Lüfter.

: Bearbeitet durch User
von Εrnst B. (ernst)


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Paul B. schrieb:
> Bevor ich dann extra eine Halbierungsschaltung zusammenlöte könnte ich
> auch 2, 12V Lüfter in Serie hängen.

Nur wenn du jedem einen ausreichenden Elko parallel spendierst. Sonst 
sieht jeder der zwei Lüfter mal abwechselnd 24V. (Sind elektronisch 
kommutiert, und laufen garantiert nicht 100% synchron)
Und auch mit Elkos wär mir das zu "heiß". Wenn einer der Lüfter in einer 
blöden Stellung blockiert, brennt trotzdem der andere ab.

Paul B. schrieb:
> Die Anlaufspannung des Lüfters beträgt 4,4V.

d.H. die Spannungsverluste an einem LM317 wären nicht so kritisch, bei 
7,6V am Eingang springt der Lüfter trotzdem noch an.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Das heist bei wenn ich die 7,6V die die Endstufe am Anfang ausgibt
> halbiere springt der Lüfter nicht an.

Na super, dann ist auch Ruhe. Und wird es wärmer, wird er schon 
irgendwann 4.4V erreichen.

Deine Gedankengänge hingegen sind ... zumindest krude.

von wendelsberg (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Mit freundlichen Grüßen,
> Paul

Du bist aber nicht die 3. Reinkarnation von Paul Baumann??

wendelsberg

von Paul B. (paul_3)


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@Ernst B.: Okay, aber dann könnte ich anstatt der Halbierungsschaltung 
auch einfach einen Widerstand davorhängen wo die Hälfte der Spannung 
abfällt und mir so die ganze Schaltung sparen, oder?

@wendelsberg: Nein wer ist das?

von batman (Gast)


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Wenn du so einen magischen Widerstand hast. Über einem ohmschen 
Widerstand hängt die Spannung linear vom Strom ab, d.h. geht der Strom 
gegen Null, geht die Spannung am Lüfter gegen 24V. Und das kann bei 
solchen Lüftern phasenweise vorkommen.

von Paul B. (paul_3)


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von batman (Gast)


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Mach das, aber kurzschlußfest ist der auch nicht. Da hab ich schon eine 
Tüte voll mit kaputten 2596-Klonen drauf.

von Udo S. (urschmitt)


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Paul B. schrieb:
> Was wäre mit diesem Spannungsregler?

Und die Regelung der Lüfterspannung machst du dann mit einem Thermometer 
und Schraubendreher?

Ich bin raus.

von PCB (Gast)


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Warum besorgst du dir nicht einfach einen passenden Ersatzlüfter?

Einfach mal hier z.B. gucken:
https://www.digikey.de/products/de/fans-thermal-management/dc-brushless-fans-bldc/217?k=&pkeyword=&sv=0&pv1989=0&sf=0&FV=-8%7C217,14%7C155281&quantity=&ColumnSort=0&page=1&pageSize=25

oder hier:
https://www.reichelt.de/luefter-c7775.html?ACTION=2&GROUPID=7775&START=0&OFFSET=16&nbc=1&SID=93a9b73eea1675614d951e3934b6362888e659c357ed4c80a0ef4

Und am Besten mal gucken, wie die Kennlinien von dem ursprünglich 
verbauten Lüfter aussehen, damit du dir einen passenden Ersatz 
rauspicken kannst.

von Bastler_uc (Gast)


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Vorschlag:
Zwei Lüfter mit jeweils einer 12V Zenerdiode zur Spannungsbegerenzung?
Gut sollte vielleicht 13V sein, damit kein Querstrom bei 24.1V die 
Z-Dioden himmelt. Einen dicken Elko auch noch parallel zur Z-Diode, weil 
die Stromaufnahme der Lüfter impulsförmig sein wird.

Die Z-Diode ist die Lebensversicherung für die Lüfter, die gehen jetzt 
nicht mehr kaputt wegen Überspannung. Ob die allerdings schön rund 
laufen muss der TO ausprobieren (daher der Elko parallel).

Achtung, eine Z-Diode mit 12V Nennspannung hat eine Toleranz (Ausmessen 
oder Datenblatt) und wenn die Spannung niedriger ist, machen die 2 
Z-Dioden bei Umax=24V Kurzschluss durch Querstrom. Mann kann noch ein 
paar normale Dioden einfügen um die Spannung zu erhöhen, sodass dann 
noch kein Querstrom fliesst.

Sind die 24V Umax in Stein gemeisselt, oder werden das im Sommer auch 
mal 25V?

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