PWM y voltaje de salida

Creo que te está picando la física del ventilador.

La potencia de una corriente de aire en movimiento es proporcional al cubo de la velocidad del aire, y la velocidad de rotación de una hélice de paso fijo (es decir, un ventilador) es directamente proporcional a la velocidad del aire. Esto significa que para duplicar la velocidad del aire de su ventilador (o su tasa de rotación), debe poner ocho veces más potencia. O por el contrario, para reducir la velocidad a la mitad, solo necesitas una octava parte de la potencia. Si llama a la velocidad del aire que obtiene al 100% del ciclo de trabajo 'velocidad completa', entonces la 'velocidad media' ocurrirá a 1/8 del nivel de potencia; con un ciclo de trabajo del 12,5 %. Aún más dramático, un cuarto de velocidad sería 1/8 de eso , con solo un ciclo de trabajo de 1.5625%. En otras palabras, cualquier velocidad que obtenga en los ciclos de trabajo más bajos es casi todo lo que obtendrá, porque la potencia en el aire en movimiento es muy no lineal.

Editado basado en el esquema:

Esencialmente tienes un convertidor de dinero allí. El canal P actúa como el canal N del lado alto que normalmente tiene en un dólar. Dudo que el FET se esté encendiendo tan sólidamente como lo haría un canal N con una unidad de lado alto, pero todavía está actuando como un torbellino.

Si no tiene un buen control de velocidad, probablemente tenga un ventilador que solo funciona en un rango de entrada de CC limitado (10-12 V), o el canal P del lado alto está disipando parte del voltaje de entrada, lo que limita la CC máxima. que el ventilador puede ver.

O bien, reorganice el buck para que el FET esté en el lado bajo y use un canal N allí.

Si tiene un timbre de HF en el MOSFET, puede intentar ralentizar la conmutación aumentando la resistencia de la puerta en serie o agregar un circuito amortiguador RC de alta frecuencia a través de la fuente de la puerta para suprimir los anillos.

Hace un tiempo hice un circuito similar, básicamente un PWM con un filtro LC en la salida. Esto es, en esencia, un convertidor CC/CC reductor de conmutación. Iré al grano: no funcionó.

El problema principal es que la tapa se estaba cargando por completo cuando el PWM estaba encendido y no se descargaba por completo cuando el PWM estaba apagado, lo que básicamente encendía el ventilador el 100 % del tiempo. Además, tenga en cuenta que la mayoría de los ventiladores de 12v girarán cuando se apaguen solo con 4v.

Mi sugerencia es eliminar el filtro LC y ver si eso mejora las cosas (debería). Si no está tratando de pasar las pruebas de la FCC, entonces ya está. Si está tratando de pasar las pruebas, simplemente agregar una pequeña tapa (1 uF o menos) debería funcionar. Aparte de las emisiones EMI, no hay muchas razones para filtrar cosas a un ventilador.

Alternativamente, si deja el filtro LC allí, entonces lo que realmente está haciendo no es aplicar PWM al ventilador, sino controlar la velocidad variando el voltaje. Para que esto funcione, debe aumentar el tamaño del inductor y/o aumentar la frecuencia PWM. Básicamente, usted quiere hacer que este convertidor CC/CC reductor de conmutación funcione correctamente.

Variar el ciclo de trabajo de PWM en un intento de obtener una salida de voltaje lineal (o casi lineal) funciona cuando está suavizando la carga y la descarga de una "salida" que genera y absorbe corriente a la misma velocidad. Por lo general, vería esto con una salida bipolar (con esto me refiero a ambas polaridades, no BJT) que alimenta un filtro R/C.

Lo que ha construido, en cambio, es un circuito de inyección de carga de ciclo de trabajo variable (una especie de convertidor reductor): no está controlando el voltaje porque la tasa de descarga de su filtro está controlada por la carga, no por el circuito PWM. Está operando en un circuito abierto aquí, y más allá de una pequeña ventana, no tendrá suficiente corriente y el voltaje será cero, o tendrá demasiada corriente y obtendrá el voltaje completo.

Supongo que un truco rápido para obtener el resultado que desea es tener un tótem FET que tire del lado izquierdo de L1 a tierra. Sin embargo, no estoy seguro de que su fuente de alimentación de 12 V se lo agradezca.

"Mordido por la física del ventilador" suena probable.

Podrías recalcular tu escala de acuerdo con la ley del inverso del cuadrado p/4πr^2. Pero necesitará más de 8 bits de resolución PWM para que funcione.