Elektrisch kommutierten PC-Lüfter mit Tiny25 steuern

Naja Basti wären die Probleme den weiterhin da wenn er einen FET nehmen würde dessen Gate mit TTL-Pegel arbeitet?
Und zur Dimensionierung des Tiefsetzstellers habe ich mich mal bei Google bischen informiert.....
Dabei habe ich das hier gefunden
-> http://www.iem.rwth-aachen.de/upload.../versuch-8.pdf
Schau mal drüber vielleicht hilft es dir ja weiter und ist brauchbar, weil ich kenn mich selber nicht so gut mit Step-up und Step-down Wandlern aus und da schadet ein Dokument was brauchbar ist nicht.

Hallo,

dann besten Dank, ich habs endlich verstanden :) Das ich nicht einfach irgendeinen MOSFET nehmen und mit 500 kHz ansteuern kann ist klar. Ich denke, zu Anfang werde ich mal rumexperimentieren. Um die Ansteuerung hab ich mich bisher nicht gekümmert, das ist jetzt das nächste Thema, dem ich mich widmen werde. Ich bin auf jeden super froh, dass ich a) die PWM nun verstanden habe und b) als Ergebnis davon nun auch meinen Tiefsetzsteller dimensionieren kann :)

Ich finde es auf jeden Fall faszinierend, wieviel ich durch solch eine "Popelprojekt" schon gelernt habe, meine Ursprungsidee war eigentlich nur "µC nehmen, zwei Tasten dran (schneller + langsamer) und das Ganze dann auf einen Lüfter geben". Und womit hantiere ich jetzt? PWM, Tiefsetzsteller, MOSFET-Ansteierung... :D

Vielen Dank euch allen, ist echt ein super Forum hier.

Edit:
@Kampi: Ich habe diese Seite hier gefunden: http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Zum einen kann man sich dort die benötigten Induktivitäten berechnen lassen und zudem wird da noch erklärt, wie das geht. Das letzte Problem bleibt jetzt, wie ich mein LC-Glied tatsächlich dimensioniere, ich werde mich aber jetzt zu Beginn einfach damit begnügen dass die Grenzfrequenz wesentlich kleiner als die Frequenz der PWM sein muss. Da andere Schaltpläne mit derartigen Werten für L und C arbeiten, dass die Grenzfrequenz zwischen 200 und 800 Hz liegt werde ich mir nun einfach eine passende Spule dimensionieren und dann einen passenden Elko auswählen so dass ich auch auf etwa 200 Hz komme. Geht ja auch nur um die popelige Ansteuerung von Lüftern ;)

Zitat:

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Zitat von Comanche

pro PWM-Takt die Spannung einmal high und einmal low ist. Wie lange sie das ist interessiert meinen Tiefsetzsteller erstmal nicht, den interessiert eigentlich nur, wie groß die Eingangsspannung ist, wenn sie denn anliegt und wie oft das pro Sekunde passiert.

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Deine Vereinfachung geht zu weit. Nur der Tastverhältnis bei permanenter (PWM) Frequenz und Amplitude der Eingangsspannung entscheidet über den Wert der Ausgangsspannung, weil dein Tiefsetzsteller ein Tiefpass ist. Wie oft mal pro Sekunde die Umschaltung passiert, ist praktisch egal.

MfG

Hallo,

das stimmt natürlich, aber um eben meinen Tiefsetzsteller bzw. meine Induktivität zu dimensionieren muss ich ja eben wissen mit welcher Schaltfrequenz ich es zu tun habe.

Na ja, ich nehme alles so genau. Sorry ... :)

Selbstverständlich für Bestandteile des Tiefpasses ist nur die Frequenz wichtig und Tastverhältnis egal ...

MfG

Hallo,

das macht ja nichts :) Ich frag halt lieber zweimal nach oder erklär nochmal, was ich meine bevor ich mir ansonsten womöglich etwas Falsches merke :)

Zitat:

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Zitat von BASTIUniversal

Da beim FET eine Gate-Kapazität umgeladen werden muss, braucht es bei so hohen Frequenzen sehr hohe Ströme. Auch die 31kHz würde ich schon als problematisch für den nackten µC-Pin ansehen.
Eine einfache Schaltung aus BC547/557 zur Ansteuerung reicht hier aber.

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Hallo,

ich bin es mal wieder. Wo kann ich Informationen bezüglich der DImensionierung o.ä. einer Ansteuerung kriegen? Ich bin scheinbar irgendwie zu blöde dafür gescheite Infos zu finden. Ich habe wieder ein paar Beispielsschaltungen gefunden, eine davon habe ich mal einfach in meine Schaltung eingebaut.

Bild hier  

Die Funktionsweise ist mir allerdings noch nicht ganz klar. Ich komme noch bis zu dem Punkt, dass wenn der Transistor schaltet etwa 910µA in die Basis fließen und somit, bei einer Verstärkung von etwa 160, knapp 150mA in den Kollektor fließen. Da dabei näherungsweise 12V am Widerstand R3 anliegen fließen über diesen 17mA. Somit werden knapp 130mA aus dem MOSFET abgezogen. Soweit korrekt?

Wo ich gar nicht mit zurecht komme ist, wenn der Transistor sperrt, ich weiß nicht, wo ich anfangen soll. Zudem stellt sich mir, wie schon gesagt, die Frage, wie ich die Ansteuerung überhaupt zu dimensionieren habe :-/

Hallo Comanche!

Ich habe kurz ins Datenblatt des IRF9530 geschaut und folgende Informationen daraus genommen:

Gate Kapazität max. 500 pF und Sperrspannung (Ugs) min. -4 V.

Wenn die Ausgangspannung = Lüfterspannung, wie von dir angenommen min. 5 V ist, dann wird der Transistor mit ca. 0V am Gate (gegen GND) sicher gesperrt.

Da die Gate Käpazität sich über R3 laden und über T1 entladen wird und der Ausgangswiderstand von T1 sicher kleiner als R3 ist, könnte man sich nur um R3 kümern. Um die Berechnungen zu vereinfachen, dürfte man annehmen, dass die Spannung am Gate in ca. t = 5 * R * C umgeladen wird, was bei C = 500 pF und R = 680 Ohm gleich ca. 1,7 µs ist.

Bei deiner PWM Frequenz F = 31,25 kHz ist die Periode ca. 32 µs lang und die Umschaltzeit ca. 5 % davon, was sehr gut ist.

Bitte prüfe das noch, weil um diese Uhrzeit kann ich die Richtigkeit meinen Berechnungen nicht garantieren. Ausserdem bin ich der PWM Frequenz nicht sicher. ;)

MfG

Die Rechnungen stimmen soweit. Nur was ich persönlich nicht verstehe ist was die Umschaltzeit von 5% ist.

@Kampi: Das Problem mit der FET-Ansteuerung hat nichts damit zu tun ob das ein Logic-Level-FET ist oder nicht.
Jeder FET hat eine Gatekapazität. Meistens gilt hier: Je niedriger der On-Widerstand, desto höher die Kapazität (weil mehr Chipfläche vorhanden ist).
Diese Gatekapazität muss möglichst schnell umgeladen werden, denn während dem Umladen ist der FET im Linearbetrieb. Er ist in einem Zustand zwischen sperren und leiten, hat also einen entsprechend hohen Widerstand. Daraus folgt dann ein hoher Spannungsabfall über der Source-Drain-Strecke und damit eine hohe Verlustleistung.

Zum Vergleich:
IRF1404, 4mOhm Rds_on, Total Gate Charge: 196nC
IRLZ34, 35mOhm Rds_on, Total Gate Charge: 22,5nC
IRF9530, 300mOhm Rds_on, Total Gate Charge: 45nC

Möchte man nun mit 100kHz schalten, dann beträgt die Periodendauer 10µs. Damit man möglichst wenig Umschaltverluste hat nehmen wir mal eine Umladedauer von 0,2µs.
Aus I = Q / t folgt:
IRF1404: I = 196nC / 200ns = 0,98A
IRLZ34: I = 22,5nC / 200ns = 0,11A

Diese Rechnung ist natürlich nicht 100% korrekt, da hier von einem konstanten Strom ausgegangen wird...zeigt aber recht gut mit welchen Strömen man hier arbeiten muss.
Eine Umschaltzeit von 1,7µs ist aber (meiner Meinung nach) eher schlecht. Schon ältere FET-Treiber sind mit 20ns Fall/Rise Time bei 1nF spezifiziert.

Hier findet man noch mehr Infos rund um FETs. Unter anderem auch eine Formel zur Berechnung der Umschaltverluste:
Einschalten:
P_sw_r = 0,5 * U_N * I_N * t_r/T = 0,5 * 12V * 1A * 0,2µs / 32µs
Das ergibt bei 200ns Rise-Time 37,5mW, bei 1,7µs schon 319mW!

Zum Thema Treiber findest du hier alles was du brauchst. Ich verwende bei Low-Side Schaltungen gerne die hier (rechts, "Diskreter Treiber 2", Bild von Mikrocontroller.net):
Bild hier  

Mit der Umschaltzeit von 5% ist gemeint, dass von der gesamten Periodendauer 5% fürs Umschalten gebraucht werden. Theoretisch wären also 5% bzw. 95% On-Time das Maximum.

Als P-FET würde ich dir einen IRF7404 empfehlen. Der hat nur 40mOhm On-Widerstand bei max. 20V Sperrspannung.

Gruß
Basti