PWM และแรงดันเอาท์พุท

ในขณะที่การประกวด 555 หายไปนานฉันยังคงแก้ไขข้อบกพร่องอุปกรณ์ของฉันซึ่งฉันได้ละทิ้ง 555 เอง :-)

ในขณะนี้ฉันกำลังขับแฟนพีซีจากสัญญาณ PWM (30kHz) จาก atmel uC

ฉันกำลังเปิด P-MOSFET ด้วย 1-BJT-transistor- "driver" ที่เรียบง่าย เอาท์พุทจะถูกกรองด้วยตัวเหนี่ยวนำ 22uH + หมวก 330uF แน่นอนฉันมีคิกแบ็คไดโอดในสถานที่

ปัญหาที่ฉันมีอยู่ในขณะที่ฉันมี PWM 256 "ระดับ" ฉันได้รับผลต่างมากที่สุดในช่วง 1-20 ดูเหมือนว่าแม้พัลส์สั้น ๆ จะมี "พลัง" ในการขับเคลื่อนพัดลมอย่างเต็มกำลัง

1) ฉันจะทำให้มันมีพลังน้อยลงได้อย่างไร ฉันจะมีแฟน ๆ ที่ทรงพลังมากกว่านี้ไหม?

2) ในท่อระบายน้ำของ mosfet ฉันเห็น 1-3Mhz บางเสียงเรียกเข้าที่มีความกว้าง 5V และในขณะที่มันทำงานได้ทั้งหมดฉันไม่ชอบมัน (ไม่มีเสียงกริ่งที่แหล่งกำเนิดหรือเกท) อะไรเป็นสาเหตุของมันและฉันควรต่อสู้กับมันอย่างไร

ปรับปรุง: R1 - 1kOhm R2 - 47Ohm MOSFET - เป็น PMOSFET จากแผงวงจรไดโอด Diode เป็น Schottky ขนาดกลางขนาดหนึ่งที่มีการลดลง 0.2V

ฉันคิดว่าคุณถูกกัดโดยฟิสิกส์ของแฟน ๆ

พลังงานในกระแสอากาศที่เคลื่อนที่เป็นสัดส่วนกับลูกบาศก์ของความเร็วอากาศและความเร็วในการหมุนของใบพัดคงที่ (เช่นพัดลม) เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วลม ซึ่งหมายความว่าหากต้องการเพิ่มความเร็วลมเป็นสองเท่าจากพัดลมของคุณ (หรืออัตราการหมุน) คุณจะต้องใช้พลังงานมากถึงแปดเท่า หรือในทางกลับกันหากต้องการลดความเร็วลงครึ่งหนึ่งคุณจะต้องใช้กำลังไฟเพียงแปด หากคุณเรียกความเร็วอากาศที่คุณได้รับที่รอบการทำงาน 100% 'ความเร็วเต็ม' ดังนั้น 'ครึ่งความเร็ว' จะเกิดขึ้นที่ระดับพลังงาน 1 / 8th ที่ 12.5% ​​รอบการทำงาน ยิ่งขึ้นอย่างมากความเร็วไตรมาสจะเป็นที่ 1/8 ของว่าที่รอบหน้าที่เพียง 1.5625% กล่าวอีกนัยหนึ่งความเร็วใดก็ตามที่คุณได้รับในรอบการทำงานที่ต่ำที่สุดคือเกือบทั้งหมดที่คุณจะได้รับเพราะพลังในอากาศที่เคลื่อนที่เป็นแบบไม่เชิงเส้น

แก้ไขตามแผนผัง:

คุณมีตัวแปลงบั๊กอยู่ที่นั่น P-channel นั้นคล้ายกับ N-channel ระดับสูงที่คุณมักจะเจอ ฉันสงสัยว่า FET กำลังเปิดอย่างแน่นหนาเหมือนกับ N-channel ที่มีไดรฟ์ด้านสูง แต่ก็ยังทำหน้าที่เป็นเจ้าชู้อยู่

หากคุณไม่มีการควบคุมความเร็วที่ดีคุณอาจมีพัดลมที่ทำงานในช่วงอินพุต DC ที่ จำกัด เท่านั้น (10-12V) หรือ P-channel สูงด้านกำลังกระจายแรงดันไฟฟ้าบางส่วนเพื่อ จำกัด แรงดันไฟสูงสุด DC ที่แฟนมองเห็น

หรือจัดเรียงบั๊กใหม่เพื่อให้ FET อยู่ในระดับต่ำและใช้ N-channel ที่นั่น

หากคุณมี HF ringing บน MOSFET คุณสามารถลองชะลอการสลับโดยการเพิ่มความต้านทานประตูแบบอนุกรมหรือเพิ่มวงจร RC snubber ความถี่สูงข้ามแหล่งประตูเพื่อหยุดเสียงกริ่ง

เมื่อก่อนฉันก็ทำวงจรที่คล้ายกันโดยทั่วไปเป็น PWM พร้อมตัวกรอง LC บนเอาต์พุต นี่คือสาระสำคัญตัวแปลงสวิตชิ่ง DC / DC ฉันจะตัดการไล่ล่า: มันไม่ทำงาน

ปัญหาหลักคือหมวกถูกชาร์จอย่างสมบูรณ์เมื่อเปิด PWM และไม่ปล่อยประจุเต็มที่เมื่อปิด PWM - โดยทั่วไปแล้วเปิดพัดลม 100% ของเวลา นอกจากนี้โปรดทราบว่าพัดลม 12v ส่วนใหญ่จะหมุนเมื่อปิดไฟเพียง 4v

คำแนะนำของฉันคือการลบตัวกรอง LC และดูว่าสิ่งที่ปรับปรุง (ควร) หากคุณไม่ได้พยายามผ่านการทดสอบของ FCC แสดงว่าคุณทำเสร็จแล้ว หากคุณพยายามที่จะผ่านการทดสอบแล้วเพียงเพิ่ม cap ขนาดเล็ก (1 uF หรือน้อยกว่า) ควรทำงาน นอกจากการปล่อย EMI แล้วไม่มีเหตุผลอะไรที่จะกรองสิ่งต่าง ๆ ให้กับแฟน ๆ

หรือถ้าคุณปล่อยให้ตัวกรอง LC อยู่ตรงนั้นสิ่งที่คุณทำอยู่จริงๆไม่ใช่ PWMing พัดลม แต่เป็นการควบคุมความเร็วด้วยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้สามารถใช้งานได้คุณควรเพิ่มขนาดของตัวเหนี่ยวนำและ / หรือเพิ่มความถี่ PWM โดยพื้นฐานแล้วคุณต้องการให้ตัวแปลงสลับ DC / DC ทำงานได้อย่างถูกต้อง

วัฏจักรหน้าที่ของ PWM แตกต่างกันไปในความพยายามที่จะได้รับแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น (หรือใกล้เชิงเส้น) ทำงานเมื่อคุณทำการปรับประจุและคายประจุออกจาก "เอาท์พุท" ซึ่งแหล่งจ่ายและแหล่งกระแสจะจมในอัตราเดียวกัน โดยปกติแล้วคุณจะเห็นสิ่งนี้ด้วยไบโพลาร์ (โดยที่นี่ฉันหมายถึงทั้งขั้วไม่ใช่ BJT) ให้อาหารตัวกรอง R / C

สิ่งที่คุณสร้างขึ้นคือวงจรการฉีดประจุวัฏจักรหน้าที่ (เป็นตัวแปลงแบบบั๊ก) - คุณไม่ได้ควบคุมแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากอัตราการปล่อยของตัวกรองของคุณถูกควบคุมโดยโหลดไม่ใช่วงจร PWM คุณทำงานที่วงเปิดที่นี่ - และนอกเหนือจากหน้าต่างเล็ก ๆ คุณจะมีกระแสไม่เพียงพอและแรงดันไฟฟ้าไปที่ศูนย์หรือคุณมีกระแสมากเกินไปและคุณได้รับแรงดันเต็ม

ฉันคิดว่าหนึ่งแฮ็คที่รวดเร็วเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่คุณต้องการคือการมีเสาโทเท็ม FET ที่จะดึงด้านซ้ายของ L1 ขึ้นสู่พื้น ฉันไม่แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟ 12V ของคุณจะขอบคุณสำหรับสิ่งนั้น

"กัดโดยฟิสิกส์ของแฟน" เสียงน่าจะเป็น

คุณสามารถคำนวณสเกลของคุณใหม่ได้ตามกฎหมายจตุรัสผกผัน p / 4πr ^ 2 แต่คุณจะต้องใช้ความละเอียด PWM มากกว่า 8 บิตเพื่อให้สามารถใช้งานได้