controlador PWM del ventilador: pregunta de diseño

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He estado trabajando para crear un controlador de ventilador PWM simple para mi Raspberry Pi. Para explicar simplemente la idea: obtengo entrada de 3 pines (1 - PWM, 2 - 5V, 3 - GND), luego, utilizando el filtro RC, convierto la señal PWM en voltaje y la coloco en el lado positivo de OpAmp. Luego, la salida activa el MOSFET, que a su vez funciona esencialmente como una resistencia variable que controla la velocidad del ventilador (motor M1 en el esquema).

Mis preguntas (nuevas) son:

  • La señal PWM es 3.3V, ¿hay alguna manera de hacer que la salida OpAmp haga 0-5V completo sin agregar OpAmp adicional para escalarla?
  • ¿Cómo debo proteger el circuito de los efectos que pueda tener el ventilador? Es una carga inductiva después de todo.
  • Y probablemente lo más importante: ¿me falta algo obvio para las personas que saben lo que están haciendo?

En la nota al margen, Opiamp y MOSFET específicos los elegiré más adelante, pero estaba pensando en un segmento de riel a riel que funciona en el rango de 0-5 V y para MOSFET usaré un nivel TTL de nivel uno.

Además, se planea que C1 sea 1uF

    
pregunta Migol

2 respuestas

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Estoy confundido por qué querría convertir su señal PWM en un controlador lineal muy ineficiente. Los buceadores PWM se utilizan para modular de manera eficiente la potencia directamente al motor con pérdidas mínimas en el engranaje del interruptor.

El siguiente circuito sería típico ..

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Los controladores de motor PWM de este tipo realizan la integración que realizó con R1 y C1 utilizando la inductancia e inercia del motor en sí.

Si necesita un control de velocidad más estricto, puede, con la temporización adecuada, alimentar el voltaje en la parte superior del MOSFET, con la escala adecuada, al micro y hacer que este último mida el EMF posterior y, por lo tanto, la velocidad del motor.

EDIT:

Sin embargo, cambiar un ventilador BDLC a altas frecuencias puede ser problemático y, como usted ha indicado, y puede ser más ruidoso que una unidad lineal.

En ese caso, el principio de su circuito está bien siempre y cuando las constantes de tiempo del integrador sean suficientes.

Sin embargo: La forma en que tiene conectado el MOSFET significa que nunca podrá conducir el ventilador con algo mayor que Vcc - Vth (el voltaje de umbral del MOSFET).

Como tal, sería más apropiado invertir el amplificador y usar un P-MOSFET en su lugar. Algo así como el esquema de abajo.

Note que también cambié la retroalimentación en el amplificador operacional para cambiarlo de un seguidor de voltaje a un amplificador de ganancia positiva para convertir su señal de 3.3V a una señal completa de 5V.

SEA CONSCIENTE: El OP-AMP debe ser de carril a carril en las entradas y salidas.

simular este circuito

    
respondido por el Trevor_G
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La corriente del motor del ventilador BLDC se conmuta internamente en un amplio rango de RPM y esto puede experimentar problemas de IM o aliasing con PWM aplicado para suministrar corriente en lugar de aquellos ventiladores diseñados para esto.

Eso es lo que encontré, así que opté por hacer un termistor para controlar la velocidad del ventilador controlado por voltaje. El control de bucle analógico puede ser mejor si se puede evitar la ondulación de alias.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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