MOSFET que controla la velocidad del ventilador

Tengo una duda sobre un circuito electrónico. A continuación se muestra el diagrama de circuito del controlador del ventilador en mi controlador de impresora 3d (Printrboard Rev D). Este circuito puede controlar la velocidad de un ventilador.ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

Sé que MOSFET se puede usar como interruptor. Cuando se aplica suficiente Vgs, MOSFET se encenderá y también la carga (ventilador).

Esta es mi comprensión de este circuito, corríjame si me equivoco o me perdí algo.

5V PWM es una señal digital y al ajustar el ciclo de trabajo, puedo controlar el valor promedio.

Para un ciclo de trabajo del 100 % Voltaje promedio = 5 V Para un ciclo de trabajo del 50 % Voltaje promedio = 2,5 V Para un ciclo de trabajo del 0 % Voltaje promedio = 0 V

Entonces, si aplico un PWM de 5V con un ciclo de trabajo del 50% a la puerta del MOSFET, encenderá y apagará el MOSET según el valor de Ton y Toff (Ton = Toff ya que el ciclo de trabajo es del 50%). Dado que este encendido y apagado sucede tan rápido, si compruebo el voltaje de salida con un multímetro, leerá 6 V (50 % de 12 V), y en un CRO o DSO puedo ver el PWM de 12 V. Por lo tanto, el ventilador funcionará a 6 V y funcionará a la mitad de la velocidad (si la velocidad nominal es de 500 RPM, funcionará a 250 RPM).

Traté de explicar con una imagen también

ingrese la descripción de la imagen aquí¿Es así como este circuito cambia la velocidad del ventilador?

No soy un tipo de electrónica, así que espero respuestas simples.

Gracias

Sí, parece que lo entiendes. Puede usar la misma técnica para atenuar un LED y en muchos otros circuitos electromecánicos.
Usted dijo: "A continuación se muestra el diagrama de circuito del controlador del ventilador ...". No lo veo en tu publicación. Además, ¿qué tipo de motor se usa para el ventilador? ¿Es un tipo de imán permanente de CC o un motor paso a paso? La mayoría de los ventiladores en estos días son en realidad motores paso a paso con controladores incorporados. Cada tipo de motor reaccionará de manera diferente a un voltaje de suministro PWMed.
@FiddyOhm Oh, lo siento, pensé que lo había subido. El motor del ventilador es un motor de CC sin escobillas de 12 V.
Por fin alguien que dibuja bien

Respuestas (2)

El análisis es correcto. El período principal del ciclo de trabajo es más alto que el tiempo de reacción del mecánico del motor, por lo que el motor reacciona solo con el voltaje promedio aplicado por la señal de salida PWM.

Vo(promedio)= Vsuministro * Ciclo de Trabajo

Básicamente funciona como un filtro de paso bajo.

Lo que debe recordar es que necesita cierta frecuencia de PWM. Normalmente algo como 5kHz a 20kHz. Y eso significa una corriente de puerta importante, por lo que no puede hacerlo con una salida de microcontrolador. Use algún controlador de puerta.

También asegúrese de usar un ventilador sin controlador incorporado.

¿Cómo calcular la corriente en función de la frecuencia PWM?
no puedes I = (Vin - Vbemf) / R
Pero en su comentario dijo que lo que debe recordar es que necesita cierta frecuencia de PWM. Normalmente algo como 5kHz a 20kHz. Y eso significa una corriente de puerta seria. ¿Qué significa eso? ¿Y cómo la corriente de puerta se ve afectada por la frecuencia PWM?
Puerta corriente! Aproximadamente I = 2P/V=2*(f C V*V/2)/V=fCV, donde f es la frecuencia, C es la capacitancia de la puerta y V es el voltaje del controlador de la puerta.
@Athul La puerta de un MOSFET tiene una capacitancia que hace que se cargue como un capacitor. Hasta que la puerta esté "completamente cargada", el MOSFET está parcialmente encendido y su resistencia interna es mucho más alta que su RDSon ideal. Cuanto mayor sea la corriente que utilice para cambiar la compuerta del MOSFET, más rápido se "cargará" la compuerta y más rápido se encenderá por completo el MOSFET. Si no proporciona suficiente corriente para cargar la puerta lo suficientemente rápido a una frecuencia determinada, el MOSFET permanecerá en un estado parcialmente encendido o apagado todo el tiempo, esencialmente gastando energía como calor.
Elegir una frecuencia PWM en el rango de 20 Hz - 20 kHz puede provocar un ruido de conmutación audible. Es recomendable configurar la frecuencia en el rango de 20kHz a 50kHz. No me preocuparía demasiado por la capacitancia de la puerta y el FET que permanece en su dominio lineal a menos que esté cambiando en el rango de MHz. Por el contrario, si le preocupan los problemas de compatibilidad electromagnética (por ejemplo, el ruido radiado), puede considerar agregar un condensador pequeño (~ 1 nF) entre la compuerta FET y GND para reducir los tiempos de subida, de esa manera controlar los componentes de alta frecuencia del ruido de conmutación. .
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