PWM 및 출력 전압

555 경연 대회가 오랫동안 사라졌지 만 여전히 555 자체를 포기한 내 장치를 디버깅하고 있습니다 :-)

현재 atmel uC의 PWM (30kHz) 신호에서 PC 팬을 구동하고 있습니다.

간단한 1-BJT- 트랜지스터- "드라이버"로 P-MOSFET에 전력을 공급하고 있습니다. 출력은 22uH 인덕터 + 330uF 캡으로 필터링됩니다. 분명히 나는 ​​킥백 다이오드를 가지고 있습니다.

내가 가진 문제는 256 "레벨"의 PWM을 가지고 있지만 1-20 범위의 어딘가에서 대부분의 출력 차이를 얻고 있습니다. 짧은 펄스에서도 팬을 최대 전력으로 구동 할 수있는 "전원"이있는 것 같습니다.

1) 어떻게 "덜"강력하게 만들 수 있습니까? 더 강력한 팬이 저조한 상태를 유지하게됩니까?

2) MOSFET의 드레인에서 5V 진폭으로 약 1-3Mhz의 울림을 볼 수 있으며 모두 작동하지만 좋아하지 않습니다 (소스 또는 게이트에서 울림 없음). 무엇이 원인이며 어떻게 싸워야합니까?

업데이트 : R1-1kOhm R2-47Ohm MOSFET-마더 보드의 PMOSFET 다이오드는 중간 크기의 쇼트 키 (Schottky)이며 0.2V 강하가 있습니다.

팬의 물리학에 물린 것 같습니다.

움직이는 공기 흐름의 힘은 공기 속도의 입방체에 비례하고, 고정 피치 프로펠러 (즉, 팬)의 회전 속도는 공기 속도에 정비례합니다. 즉, 팬의 공기 속도 (또는 회전 속도)를 두 배로 늘리려면 8 배나 많은 전력을 투입해야합니다. 반대로 속도를 반으로 줄이려면 8 분의 1의 힘만 있으면됩니다. 대기 속도를 100 % 듀티 사이클 '전속'으로 부르면 '반속'은 출력 레벨의 1/8에서 발생합니다. 12.5 % 듀티 사이클에서. 더욱 극적으로 분기 속도는 1 / 8 일 것이다 그 단지 1.5625 % 듀티 사이클에서. 다시 말해, 가장 낮은 듀티 사이클에서 얻을 수있는 속도는 거의 모든 것입니다. 공기 이동의 전력이 비선형이기 때문입니다.

회로도를 기준으로 편집 :

본질적으로 벅 컨버터가 있습니다. P- 채널은 일반적으로 부담이되는 하이-사이드 N- 채널처럼 작동합니다. FET가 하이 사이드 드라이브를 갖춘 N 채널처럼 견실하게 켜져 있지만 의심의 여지가 없습니다.

속도를 제대로 제어하지 못하면 제한된 DC 입력 범위 (10-12V)에서만 작동하는 팬이 있거나 하이 사이드 P 채널이 입력 전압의 일부를 소비하여 최대 DC를 제한하는 것일 수 있습니다. 팬이 볼 수 있습니다.

또는 벅을 재 배열하여 FET가 로우 측에 있고 N 채널을 사용하십시오.

MOSFET에 HF 링이있는 경우 직렬 게이트 저항을 증가시켜 스위칭 속도를 늦추거나 게이트 소스에 고주파 RC 스 너버 회로를 추가하여 링을 억제 할 수 있습니다.

얼마 전 비슷한 회로를 만들었습니다. 기본적으로 출력에 LC 필터가있는 PWM입니다. 본질적으로 스위칭 벅 DC / DC 컨버터입니다. 나는 추격을자를 것이다 : 그것은 작동하지 않았다.

주요 문제는 PWM이 켜졌을 때 캡이 완전히 충전되고 PWM이 꺼 졌을 때 완전히 방전되지 않아서 기본적으로 100 % 팬에 전원을 공급한다는 것입니다. 또한 대부분의 12v 팬은 전원이 4v 만 꺼지면 회전합니다.

내 제안은 LC 필터를 제거하고 그것이 개선되는지 확인하는 것입니다. FCC 테스트를 통과하지 않으려면 완료된 것입니다. 테스트를 통과하려는 경우 작은 캡 (1uF 이하)을 추가하면됩니다. EMI 방출 이외에는 팬에 물건을 걸러 낼 이유가 많지 않습니다.

또는 LC 필터를 그대로두면 실제로 팬을 PWM하는 것이 아니라 전압을 변경하여 속도를 제어하는 ​​것입니다. 이것이 작동하려면 인덕터의 크기를 늘리거나 PWM 주파수를 증가시켜야합니다. 기본적으로이 스위칭 벅 DC / DC 컨버터가 올바르게 작동하도록하려고합니다.

선형 (또는 거의 선형) 전압 출력을 얻으려는 시도에서 PWM 듀티 사이클을 변경하면 동일한 속도로 전류를 소싱 및 싱크하는 "출력"에서 충전 및 방전을 부드럽게 할 때 작동합니다. 일반적으로 R / C 필터를 공급하는 바이폴라 (BJT가 아닌 두 극성을 의미 함) 출력에서이 결과를 볼 수 있습니다.

대신 여러분이 만든 것은 가변 듀티 사이클 충전 주입 회로 (벅 컨버터의 일종)입니다. 필터의 방전 속도는 PWM 회로가 아닌 부하에 의해 제어되므로 전압을 제어하지 않습니다. 여기는 개방 루프에서 작동합니다. 작은 창 너머에는 충분한 전류가없고 전압이 0이되거나 너무 많은 전류가 발생하여 최대 전압을 얻습니다.

원하는 결과를 얻기위한 하나의 빠른 해킹이 L1의 왼쪽을지면으로 끌어 올릴 수있는 FET 토템폴을 갖는 것으로 가정합니다. 그래도 12V 전원 공급 장치가 당신에게 감사 할 것이라고 확신하지 못합니다.

"팬의 물리학에 의해 인용 된"소리가납니다.

역 제곱 법칙 p / 4πr ^ 2에 따라 스케일을 다시 계산할 수 있습니다. 그러나이를 위해서는 8 비트 이상의 PWM 해상도가 필요합니다.