PWM y voltaje de salida

Creo que estás siendo mordido por la física del fan.

La potencia en una corriente de aire en movimiento es proporcional al cubo de la velocidad del aire, y la velocidad de rotación de una hélice de paso fijo (es decir, un ventilador) es directamente proporcional a la velocidad del aire. Esto significa que para duplicar la velocidad del aire de su ventilador (o su velocidad de rotación), tiene que poner ocho veces más potencia. O a la inversa, para reducir la velocidad a la mitad, solo necesita un octavo de la potencia. Si llama a la velocidad del aire que obtiene al ciclo de trabajo del 100% "velocidad máxima", entonces "media velocidad" se producirá a 1/8 del nivel de potencia; a 12,5% de ciclo de trabajo. Aún más dramáticamente, la velocidad de un cuarto estaría en 1/8 de that , a solo 1.5625% de ciclo de trabajo. En otras palabras, cualquiera que sea la velocidad que obtenga en los ciclos de trabajo más bajos, es casi todo lo que obtendrá, porque la potencia en el movimiento de aire es muy no lineal.

Editado según el esquema:

Esencialmente tienes un convertidor de dinero allí. El canal P es algo así como el canal N de lado alto que usualmente tienes en un dólar. Dudo que el FET se encienda tan sólidamente como lo haría un canal N con unidad de lado alto, pero aún así está actuando de manera irregular.

Si no tiene un buen control de velocidad, probablemente tenga un ventilador que solo funciona en un rango de entrada de CC limitado (10-12 V), o el canal P del lado alto está disipando parte del voltaje de entrada, limitando la CC máxima que puede ver el ventilador.

O, reorganizar la pelota de modo que el FET esté en el lado bajo y use un canal N allí.

Si tiene un timbre de alta frecuencia en el MOSFET, puede intentar disminuir la velocidad de la conmutación aumentando la resistencia de la puerta de la serie, o agregar un circuito de amortiguador RC de alta frecuencia a través de la fuente de la puerta para suprimir los anillos.

Hace un tiempo hice un circuito similar, básicamente un PWM con un filtro LC en la salida. Esto es, en esencia, un convertidor de conmutación CC / CC. Cortaré a la persecución: no funcionó.

El principal problema es que la tapa se estaba cargando completamente cuando el PWM estaba encendido y no se estaba descargando completamente cuando el PWM estaba apagado; por lo tanto, básicamente, alimenta el ventilador el 100% del tiempo. Además, tenga en cuenta que la mayoría de los fanáticos de 12v girarán cuando se apague solo 4v.

Mi sugerencia es eliminar el filtro LC y ver si eso mejora las cosas (debería). Si no estás tratando de pasar las pruebas de FCC, entonces has terminado. Si está intentando pasar las pruebas, simplemente debe agregar una pequeña tapa (1 uF o menos). Aparte de las emisiones de EMI, no hay muchas razones para filtrar las cosas a un fan.

Alternativamente, si deja el filtro LC allí, entonces lo que realmente está haciendo no es PWMing el ventilador, sino controlar la velocidad variando el voltaje. Para que esto funcione, debe aumentar el tamaño del inductor y / o aumentar la frecuencia PWM. Básicamente, usted quiere hacer que este convertidor de CC / CC funcione correctamente.

La variación del ciclo de trabajo de PWM en un intento de obtener una salida de voltaje lineal (o casi lineal) funciona cuando se suaviza la carga y la descarga de una "salida" que genera y hunde la corriente a la misma velocidad. Por lo general, vería esto con una salida bipolar (con esto quiero decir ambas polaridades, no BJT) alimentando un filtro R / C.

Lo que ha creado, en cambio, es un circuito de inyección de carga de ciclo de servicio variable (una especie de convertidor reductor): no está controlando el voltaje porque la tasa de descarga de su filtro está controlada por la carga, no por la carga. Circuito PWM. Está operando en un bucle abierto aquí, y más allá de una pequeña ventana, no tendrá suficiente corriente y el voltaje se pondrá a cero, o tendrá demasiada corriente y obtendrá el voltaje completo.

Supongo que un truco rápido para obtener el resultado que deseas es tener un tótem FET que tire del lado izquierdo de L1 al suelo. Sin embargo, no estoy seguro de que su fuente de alimentación de 12 V se lo agradezca.

Suena probable "mordido por la física del ventilador".

Podría recalcular su escala de acuerdo con la ley del cuadrado inverso p / 4πr ^ 2. Pero necesitará más de 8 bits de resolución PWM para que funcione.