Как-то мне достались несколько мощных четырёхпроводных вентиляторов из старого сервера. Для охлаждения инверторов самое оно. Такие вентиляторы можно использовать и без ШИМ управления, просто подав питание 12В, но при рабочем токе 1,6А шум становится невыносимым, да и не всегда нужна такая производительность. Немного поэкспериментировав выяснил, что частота вращения лопастей растёт пропорционально увеличению коэффициента заполнения импульсов на входе 4 вентилятора. Причём численное значение самой частоты в диапазоне 5…20 кГц никак не влияет на скорость вращения, влияние оказывает только коэффициент заполнения. Ниже представлена схема и фотография платы терморегулятора.
В качестве датчика температуры используется переход база — эмиттер любого n-p-n транзистора, например BD139 или КТ415. Элементы DA1, R1 обеспечивают прохождение через датчик стабильного тока. При увеличении температуры на датчике происходит уменьшение падения напряжения 2,1 мВ на каждый градус Цельсия, причём эта зависимость линейная. ОУ DA3.1 выполняет предварительное усиление на 5 разницы между напряжением на p-n переходе датчика температуры и опорным напряжением, поступающим со стабилизатора DA2. Далее сигнал поступает на усилитель постоянного тока DA3.2. Дополнительное усиление необходимо для работы генератора прямоугольных импульсов, выполненного на ОУ DA3.3. Частота следования импульсов около 6 кГц. Для изменения скважности от 0 до 100% генератору необходим диапазон напряжения от 1,2В до 3,0В, которое поступает с выв.7 DA3.2. Диод VD3 необходим для развязки уровней напряжения между DA3.3 и схемой управления вентилятора. В данном случае необходим именно диод Шоттки, поскольку вентилятор начинает вращение при наличии постоянного напряжения на входе ШИМ от 0,5 В. Элементы VD1, VD2, C3, R2, R5 при подаче питания на регулятор формируют на короткое время, около 4 секунд, напряжение смещения на выв.3 ОУ DA3.1, что приводит включение вентилятора на максимальных оборотах. Это поможет прокрутить крыльчатку в случае её запыления.
Для настройки регулятора подстроечный резистор R10 выкручивается до максимального значения сопротивления. После этого подстройкой резистора R4 добиваются минимальных оборотов вращения вентилятора, это примерно 10-15% от максимального потребляемого тока. Далее, резистором R10, изменяя коэффициент усиления ОУ DA3.2, можно установить требуемую точку равновесия между достигнутой температурой датчика и максимальной скоростью вращения. Иными словами, чем больше усиление, тем при меньшей температуре наступит интенсивный обдув, и наоборот. А компромисс между допустимой температурой нагрева и шумом вентилятора – за вами.
В архиве чертеж печатной платы и схема расположения элементов.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| С1 | Конденсатор | 1 мкф | 1 | |||
| С2 | Электролитический конденсатор | 4.7 мкф 25В | 1 | |||
| С3 | Электролитический конденсатор | 47 мкф 25В | 1 | |||
| С4 | Электролитический конденсатор | 100 мкф 16В | 1 | |||
| C5 | Конденсатор | 1 мкф | 1 | SMD 0805 | ||
| С6 | Конденсатор | 3300 пФ | 1 | |||
| С7 | Конденсатор | 0.01 мкф | 1 | SMD 0805 | ||
| DA1 | Линейный регулятор | LM317L | 1 | |||
| DA2 | ИС источника опорного напряжения | TL431 | 1 | |||
| DA3 | Операционный усилитель | LM324-N | 1 | |||
| R1 | Резистор | 430 Ом | 1 | |||
| R2 | Резистор | 100 кОм | 1 | |||
| R3, R6 | Резистор | 20 кОм | 2 | |||
| R4, R10 | Подстроечный резистор | 2.2 кОм | 2 | 3296W | ||
| R5, R12, R13 | Резистор | 2.4 кОм | 3 | |||
| R7, R8 | Резистор | 100 кОм | 3 | |||
| R9 | Резистор | 3.3 кОм | 1 | |||
| R11 | Резистор | 27 кОм | 1 | |||
| R14 | Резистор | 10 кОм | 1 | |||
| R15 | Резистор | 68 кОм | 1 | |||
| R16 | Резистор | 100 кОм | 1 | |||
| R17 | Резистор | 2.4 кОм | 1 | |||
| VD1, VD2 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 2 | |||
| VD3 | Диод Шоттки | 1N5817 | 1 | |||
| XS1, XS2 | Клеммник | 301-021-12 | 2 | |||
| XP1 | Штекер на плату | WF-4 | 1 | |||