Існує безліч схем аналогічних пристроїв, але всі вони мають ті чи інші недоліки. У статті розглянуто розрахунок найпростішої схеми ручного регулювання з резистором і схема пристрою з автоматичним управління в залежності від температури повітря в системному блоці. Перевага останнього в виході на номінальні обороти при зміні температури на 10 ° С і падінні напруги на керуючої елементі менше 0,25 В.
Всі регулятори швидкості обертання осьового вентилятора постійного струму, индукторного типу з годує напругою 12 вольт побудовані на принципі управління напругою, що живить його електромотор. Це регулювання здійснюється у функціональній залежності то температури повітря, в розглянутих вентиляторах. Можливо управління по числу оборотів, але це сильно ускладнює схему.
Головною умовою сталого запуску і обертання осьового вентилятора є наявність на ньому напруги живлення не менше 6-6,4 вольта (Іноді виробники вказують в технічних характеристиках мінімальна робоча напруга 7 вольт). Це і є мінімальне напруження, на яке розраховується резистор. При цьому напрузі, споживаний вентилятором струм складає 0,5-0,55 I ном вентилятора. Величина резистором визначаються за формулою:
де: U піт, I піт - паспортні значення, вказані на етикетці вентилятора. Вибирається змінний резистор номіналом R г і з потужністю розсіювання:
Малюнок 1.
Даний резистор дозволить здійснювати ручне регулювання оборотів вентилятора до 60% від номіналу, і може застосовуватися для зниження оборотів, а значить і шуму вентилятора, коли температура охолоджуваного об'єкта (радіатора, системного блоку) низька. Схема включення показана на малюнку 1.
Денисов П. К. в [Л.2] описав застосування терморезисторов з негативним температурним коефіцієнтом як регулятора. Моя практика показала, що в досить холодних корпусах (+2 - 10 ° С над температурою навколишнього повітря), зменшення величини опору терморезистора становить близько 10 - 30%, що просто недостатньо для виведення вентилятора на повні оберти (паспортну продуктивність).
Для автоматичного стежить управління оборотами вентиляторів пропонується схема зображена на малюнку 3. Конструктивно вона виконана на стеклотекстолитовую платі розміром 100х80 мм і кріплення дозволяє встановити її в вільний 3 або 5 дюймовий відсік системного блоку. На платі встановлено: 1 роз'єм типу PC Plug (XT4) 4х контактний для підключення до блоку живлення комп'ютера і 3 роз'єму типу Molex 3х контактні. Один, XT 2 - для підключення керованого вентилятора, інший XT 3 - для підключення кабелю транслятора даних тахометра на материнську плату і третій XT 4 - для підключення датчика температури.
Потенціометр ручного регулювання швидкості обертання вентилятора може бути встановлений на кришці займаного регулятором відсіку системного блоку.
На малюнку 3 видно, що регулює транзистор встановлений на майданчик з фольги. Така установка обов'язкове, так як потужність, їм розсіюється 0,7-1 Вт температура кристала транзистора наближається до граничної. Що в умовах «гарячого» системного блоку, де встановлюється даний регулятор, може привести до виходу з ладу регулятора.
Малюнок 2.
На схемі, датчик температури VD 1 підключений до перетворювач струм-напруга на транзисторі VT 1. Для зниження впливу перешкод на високоомний датчик температури на точках підключення його до перетворювача включені два керамічних конденсатора С1, С2 ємністю 47 нФ. Сам перетворювач живиться від параметричного стабілізатора зібраного на резисторі R 5 і стабілітрона VD 2. Наявність даного стабілізатора обов'язково, при його відсутності перетворювач підсилює пульсації напруги харчування, а не ток датчика.
Напруга пропорційне температурі датчика виділяється на ланцюжку резисторів R 6, R 7, один з яких змінний призначений для вибору робочої точки регулятора. Сигнал управління з движка резистора надходить на підсилювач VT 2, VT 3, особливість якого в тому, що при відсутності сигналу керування його нормальний стан - мінімальна напруга на навантаженні, вентиляторі визначається стабілітроном VD 5. А сигнал управління відсутній при температурі повітря менше 20 ° C . Туди ж надходить сигнал ручного управління з дільника R 1, R 2, R 3. Для виключення взаємного впливу схем ручної і автоматичної регулювання використані діоди VD 3, VD 4.
Малюнок 3.
Розглянемо деякі особливості регулятора
Як датчик температури повітря в схемі застосований германієвий діод працює на зворотній гілки, з огляду на його властивостей - подвоєння теплового струму при зміні температури на кожні 10 ° С. У деяких схемах застосовується температурна залежність прямого струму діодів, але вона мала і складає близько 1,6-2мв / градус і тому вимагає складних схем управління. Для перетворення теплового струму діода-датчика в сигнал управління, в запропонованій схемі, використовується підсилювач на транзисторі VT 1 з негативним зворотним зв'язком по струму, що знижує крутизну співвідношення струм навантаження - температура в області високих температур робочого діапазону і спрощує настройку.
Іншою особливістю схеми є найпростіший з відомих, спосіб обмеження мінімальної напруги на виході схеми. Для цього застосований стабілітрон VD 5 включений між базою і емітером регулюючого транзистора VT 3. При виконанні умови U ек VT 3> U ст + U бе VT 3 цей стабілітрон відкривається, і напруга на виході регулятора залишається на рівні U піт- U ек VT 3 або U н = U піт - (Uст + U бе VT 3). При напрузі перевищують напруга відкриття стабілітрона силовий транзистор відкривається, і схема управління відключається, і навпаки дію цього ланцюжка припиняється при зниженні падіння напруги на силовому транзисторі і діє тільки схема управління.
І, нарешті, третьою особливістю запропонованої схеми є наявність ручного управління оборотами вентилятора за допомогою змінного резистора R 2. При цьому обороти вентилятора можна тільки підвищити від встановленого схемою автоматичного керування аж до максимальних обертів, що захищає охолоджуваний об'єкт від перегріву.
І останнє, падіння напруги на відкритому регулюючому транзисторі, в даній схемі, складає менше 0,25 вольта. Це дозволяє забезпечити практично паспортне значення максимальної витрати повітря через вентилятор.
Протягом року роботи на кількох комп'ютерах схема показала зручності експлуатації і надійність роботи.
висновок
І в кінці статті, я б рекомендував в схемах управління, де утруднений пуск вентилятора на малих обертах (в тому числі і в електронних схемах), застосувати шунтування керуючої схеми конденсатором ємністю від 1000 до 10000 мкф, на напруга живлення вентілятора.Для вентиляторів різної потужності конденсатор 1000,0 мКФ забезпечить короткочасну подачу на вентилятор повної напруги харчування, що забезпечує його стійкий пуск на малих обертах. Після чого конденсатор заряджається до напруги падаючого на регуляторі, реобаса або обмежує резистори.
Тому робоча напруга конденсатора має бути більш напруги харчування - 15 V.
Це час коливається від 0,1 до 0,01 сек залежно від потужності вентилятора для конденсатора 1000,0 МКФ.
дане рішення дозволяє при включенні подати на вентилятор на короткий час, поки конденсатор заряджається, повне напруга живлення і вентилятор до переходу в малооборотних режим (керований) рушає з місця і починає обертатися.
Це рішення раніше було широко відоме і використовувалося. Спасибі Денисову П. К. який нагадав про таке рішення проблеми.
література:
- http://www.fanspeed.chat.ru/ Приставка FANSpeed -для тихих комп'ютерів.
- http://cxem.net/comp/comp110.php , Регулятор швидкості обертання вентилятора
липень 2004 р
А.Сорокін
<< Назад >> << на початок >> << на головну >>
