ШІМ та вихідна напруга

в той час як конкурс 555 давно пройшов, я все ще налагоджую свій пристрій, де я вже відмовився від 555 :-)

На даний момент я проводжу вентилятор ПК із сигналу ШІМ (30 кГц) від atmel uC.

Я живлю P-MOSFET за допомогою простого 1-BJT-транзистора- "драйвера". Вихід фільтрується за допомогою індуктора 22uH + кришка 330uF. Напевно у мене на діоді відкат.

Проблема в мене полягає в тому, що я маю 256 "рівнів" ШІМ, я отримую більшість різниць у виході десь у межах 1-20. Схоже, навіть короткі імпульси мають "потужність" приводити вентилятор на повну потужність.

1) Як я можу зробити його "менш" потужним? Чи будуть у мене тоді більш потужні шанувальники?

2) На стоку мосфета я бачу якийсь дзвінок 1-3 МГц з деякою амплітудою 5 В, і хоча це все працює, мені це не подобається (жодне дзвінок на джерело чи ворота). Що це викликає і як я маю боротися з ним?

Оновлення: R1 - 1kOhm R2 - 47Ohm MOSFET - це PMOSFET з материнської плати Діод - середній розмір Шоткі, середній з перепадом 0,2 В.

Я думаю, що тебе кусає фізика вентилятора.

Потужність у потоці повітря, що рухається, пропорційна кубі швидкості повітря, а швидкість обертання пропелера з нерухомим кроком (тобто вентилятора) прямо пропорційна швидкості повітря. Це означає, що для подвоєння швидкості повітря від вентилятора (або його швидкості обертання) вам доведеться вкласти у вісім разів більше потужності. Або навпаки, щоб скоротити швидкість навпіл, вам потрібна лише восьма частина потужності. Якщо ви називаєте швидкість повітря, яку ви отримуєте на 100% робочому циклі, «повну швидкість», то «половина швидкості» настане на 1/8-му рівні потужності; при 12,5% робочого циклу. Ще драматичніше, що чверть швидкості була б на 1/8 від цього , всього за 1,5625% робочого циклу. Іншими словами, яку б швидкість ви не отримували на найнижчих робочих циклах, це майже все, що ви збираєтеся отримати, оскільки потужність у повітрі, що рухається, настільки нелінійна.

Відредаговано на основі схеми:

Ви по суті маєте там конвертер доларів. P-канал на зразок діє, як N-канал високої сторони, який у вас зазвичай є у доларах. Я сумніваюсь, що FET вмикається так само міцно, як і N-канал з високою стороною приводу, але він все ще діє на долар.

Якщо у вас недостатньо хороший контроль швидкості, напевно, у вас є вентилятор, який працює лише в обмеженому діапазоні входу постійного струму (10-12 В), або високий бічний P-канал розсіює частину вхідної напруги, обмежуючи максимальний постійний струм що вентилятор може бачити.

Або переставте долар, щоб FET знаходився в нижній частині і використовуйте там N-канал.

Якщо у вас на MOSFET дзвонить HF, ви можете спробувати уповільнити комутацію, збільшивши опір серійних воріт, або додати високочастотний ланцюг RC зловмисників через джерело воріт для придушення кілець.

Нещодавно назад я зробив аналогічну схему, в основному ШІМ з LC-фільтром на виході. Це, по суті, перемикаючий перетворювач постійного струму / постійного струму. Я виріжу погоню: це не спрацювало.

Основна проблема полягає в тому, що ковпачок повністю заряджався, коли ШІМ був увімкненим, і не повністю розряджався, коли ШІМ був вимкнений - таким чином, в основному, живлення вентилятора в 100% часу. Також майте на увазі, що більшість вентиляторів 12 В будуть крутитися, коли вимкнено лише 4В.

Моя пропозиція - зняти фільтр ЖК і побачити, чи поліпшиться це (слід). Якщо ви не намагаєтесь здати тести FCC, тоді ви закінчили. Якщо ви намагаєтесь здати тести, то просто додати невеликий ковпачок (1 мкм або менше) повинен працювати. Окрім викидів EMI, для фільтрування речей до вентилятора не так багато причин.

Крім того, якщо ви залишите там фільтр LC, то, що ви насправді робите, це не PWMing вентилятор, а контроль швидкості, змінюючи напругу. Для цього вам слід або збільшити розмір індуктора та / або збільшити частоту ШІМ. В основному, ви хочете, щоб цей перемикач перетворювача DC / DC працював належним чином.

Різноманітний робочий цикл ШІМ у спробі отримати лінійний (або майже лінійний) вихід напруги працює, коли ви згладжуєте заряд і розряд з "виходу", який джерела і потоку струму з однаковою швидкістю. Як правило, ви б бачили це з двополярним (маючи на увазі обидві полярності, а не BJT), що подає фільтр R / C.

Натомість ви побудували схему впорскування заряду із змінним навантаженням (такий собі перетворювач долара) - ви не керуєте напругою, оскільки швидкість розряду вашого фільтра контролюється навантаженням, а не ланцюгом ШІМ. Тут ви працюєте у відкритому контурі - і тому поза невеликим вікном вам буде недостатньо струму, і напруга піде на нуль, або у вас буде занадто багато струму, і ви отримаєте повну напругу.

Я думаю, що одним швидким злому, щоб отримати бажаний результат, є мати тотемний полюс FET, який би тягнув ліву частину L1 на землю. Я не впевнений, що ваш 12В блок живлення збирається подякувати вам за це.

"Покусаний фізикою вентилятора" звучить ймовірно.

Ви можете перерахувати свою шкалу відповідно до закону зворотного квадрата p / 4πr ^ 2. Але для цього вам знадобиться більше 8 біт дозволу ШІМ.