Реобас: Сгорел вентилятор непонятно почему... Опции

[Regressor]

В общем делаю контроллер для вентиляторов компьютера (компьютер будет стоять в машине). Он должен управлять 4 вентиляторами разных размеров базируясь на показаниях 4 датчиков (проц, чипсет, бп, тепература воздуха на вытяжке). Делаю "из того что было" - 4 мосфета IRFZ48N (TO220), два двухканальных драйвера ICL7667, AVR32 (TQFP44) ну и обвязка по мелочи. Согласен, что такие мосфеты великоваты для этой схемы, но поскольку схема еденичная и они валялись без дела... Да и в магаз идти лень.

Собрал схему (см. картинку) запустил, начал прошивку для микроконтролера ваять. Все замечательно частота ШИМ 31кгц - ничего не слышно, вентили регулируются от 100 до 40%, обороты считаются. Схема питается от компьютерного блока питания - там 12В и 5В. И в один прекрасный момент я ошибся в коде (разрешил прерывание таймера, а обработчик не добавил) и контроллер судя по всему начал непрерывно перегружатся. По крайней мере светодиод подключеный на одну из ног для отладки и зажигаемый при старте начал бешено моргать. При этом было подключено 2 мелких 40мм компьютерных кулера. Оба издали треск и завоняли. Больше они не работали....

Вопрос. Чего я сделал не так, почему могли сдохнуть кулеры и чего не хватает в схеме ?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Regressor]

Совсем забыл. На схеме разъемы XP1-4 для подключения вентиляторов, XP5 - для подключения датчиков температуры по I2C, U2 - стандартный разъем компьютерного блока питания, U3 - ISP программирование микроконтроллера (Atmega32).

[rezident]

чего не хватает в схеме ?

Видимо не хватает блокировки. Пока МК не проинициализировался или в случае, если он завис (как у вас), вентиляторы должны работать на полных оборотах без ШИМ.

[tema-electric]

Я может глупости спрашивать сейчас буду, но всё же.

1) Меня в вашей схеме смущает то, что вы управляете куллером отрубая его по земле, в то время как сигнал Sense скорее всего идёт относительно земли.

2) Вы на куллер подаёте через драйвера и транзисторы импульсы без сглаживания и фильтрации? Если это так, то мне не кажется это правильным. Посему они и сдохли. Я понимаю если бы это были коллекторные двигатели, там пожалуйста хоть какие импульсы, гореть особо нечему, но в куллерах то стоят ещё и полупроводники....

[Regressor]

C sense вроде проблем нет - просто сенс обрабатывается только когда на затвор подается высокий уровень (шим на прерываниях сделан).
Показывает вроде все ровно и правильно.

Блокировка это кстати хорошая идея (не подумал) - вот только не уверен, что знаю как правильно ее сделать. С фильтрацией тоже вопрос. Как это правильно на шим-выходе сделать? Сгорела в кулерах именно микруха, которах двигателем рулит, но почему это случилось я не очень понимаю - не могло же на него больше 12в упасть ?

З.Ы. Кулером управляю по земле потому что драйверов верхнего плеча у меня в загашнике нету - если я правильно понимаю, на ICL7667 в верхнем плече трансы будут не полностью открываться и на кулер пойдет меньше 12в.

Сообщение отредактировал Regressor - Jul 16 2009, 11:29

[manul78]

Я понимаю если бы это были коллекторные двигатели, там пожалуйста хоть какие импульсы, гореть особо нечему, но в куллерах то стоят ещё и полупроводники....

Правильно ! В данной схеме происходит двойное преобразование. Т.е внешний ШИМ контроллер (
назовем схему так) подает сигнал, который оказывается на входе второго ШИМ контроллера (который
в "куллере" стоит). В процессе не корректного пуска (серии фальшстартов) произошло рассогласование
и миниатюрные ключи в микросхемах "куллера" не выдержали...

С моей точки зрения - схемотехническое решение весьма ненадежное ! Скорее всего будут дохнуть
как и ключи в "кулерах", а возможно и сами обмотки "куллеров"...

[tema-electric]

C sense вроде проблем нет - просто сенс обрабатывается только когда на затвор подается высокий уровень (шим на прерываниях сделан).

В один прекрасный момент с этого вывода может садануть 12 Вольт на вход МК и порт выгорит, или защитный диод. Я не знаю каким образом в куллерах организована выдача этих самых импульсов, и даже амплитуду не знаю. Но для начала узнал-бы, прежде чем так заводить сигнал.

С фильтрацией тоже вопрос. Как это правильно на шим-выходе сделать?

По сути ШИМ с фильтром это ЦАП. Фильтр там рассчитывается аналогичным образом. Размазываем площадь импульса по всему периоду повторения сигнала. Если Сделать ФНЧ хотя бы с частотой среза равной периоду повторения, то это уже как-то поможет. Сам не считал такие вещи. Ещё не добрался.

Фильтр надо ставить на выходе после мощных ключей. Делать его надо конечно же на катушках и конденсаторах. Обкладки конденсаторов будут подключаться к +12 Вольтам, а не к земле. Если делать RC, то жариться всё будет, ибо через эти резисторы ток должен побежать на куллер.

Вариант второй: фильтровать сразу с выхода микроконтроллера, а дальше уже аналоговый вольтаж умощать с помощью усилителя мощности. Но на низких оборотах тепловыделение будет расти. Других вариантов не вижу.

[manul78]

Я бы сделал так:

1) "Распотрошил" кулер, которым непосредственно придется управлять (не эксперементальный !)
2) Снял-бы с него рабочие характеристики (осцилограмму, токи, напряжения)...
3) Выкинул из кулера его родной контроллер.
4) Подключил свою схему напрямую + программа-алгоритм работы.

Это все конечно дольше, муторней и сложнее... зато надежней, интересней и качественней...

[Regressor]

С сенса врятли 12 вольт придет - он со схемой кулера вроде только по земле связан. Для его работы на ноге контроллера надо подтяжку выставлять.

Кулер распотрошить не всякий получится. Я собираюсь ставить подшипниковые, а у них практически у всех конструкция неразборная и чтобы до платы добраться их разломать надо - пытался аккуратно вскрыть мертвые и не получилось. Мне надо 3 кулера 40х40 и один 80х80. Причем подшипниковые. Есть специальные модификации с 4 пинами - 4тый как раз для шим сигнала, но их реально фик купишь.

В общем я тут порылся в закромах и нашел типичную схему трехпроводного вентилятора для компьютера. Тут я так понимаю 12В возможно только в случае если транс некрасиво умрет...

Сообщение отредактировал Regressor - Jul 16 2009, 23:33

Эскизы прикрепленных изображений

 

[tema-electric]

С сенса врятли 12 вольт придет - он со схемой кулера вроде только по земле связан. Для его работы на ноге контроллера надо подтяжку выставлять.

А вы осциллографом смотрели? Если предположить такую ситуацию, что на куллер приходит стабилизированные 6 вольт и он работает, значит потенциал земли куллера относительно +12 вольт станет +6 воль и с него ещё положительно полярности сигнал будет идти. Как МК обработает его? Ведь на кажом порте стоят защитные диоды подключенные к напряжению питания линий ввода вывода МК и земле.

Возможно вы считали частотку собственного ШИМ но ИМХО не куллера. Если верить схеме куллера. Или может быть счёт вёлся только в тот момент, когда ключ открывался, опуская на некоторое время минусовой провод куллера к земле.

Есть специальные модификации с 4 пинами - 4тый как раз для шим сигнала, но их реально фик купишь.

Хм, а прям так и написано, что сюда мол ШИМ можно подрубать? Может это просто функция вкл/выкл.

Ещё мысли ....

Если смотреть на схемы этих куллеров. У них нет фильтрующей ёмкости. В принципе ими можно управлять ШИМчиком, и у вас это вроде получилось. А сгорели они потому что частота вашего ШИМ была очень высокой по сравнению со скоростью переключения транзисторов. Поэтому они и здохли. Скорее всего ЭДС самоиндукции обмоток двигателя произвело умервчление. )

Про правильный подсчёт оборотов я уже писал выше. При использовании такой схемы правильно подсчитать их скорее всего не получится. Их можно считать в момент, когда ШИМ подтягивает отрицательный провод куллера к земле, но это будут завышенные обороты, т.к. в этот момент вентилятор будет разгоняться.

Как защитить схему от подобных выкрутасов? Нужны ФНЧ фильтры в виде RC цепочек. Подключать их надо сразу после МК перед драйверами. В драйверах я так понял стоят просто полевые транзисторы, что очень даже замечательно.

Остаётся только один вопрос ... как определить минимально допустимую длительность импульса ШИМ. Она будет определять нижний порог частоты вращения.

ПС : ШИМ хорош малым тепловыделением в данном случае. Но плох тем, что при достаточно большом периоде может быть заметно изменение скорости вентиляторов. Аналоговый способ потребует рассеивания мощности но будет более плавным и надёжным. Можно поставить какие нибудь поршивенькие УНЧ типа TDA2003 с небольшими радиаторами. И будет счастье ))

Сообщение отредактировал tema-electric - Jul 17 2009, 16:09

[Oldring]

вентиляторами разных размеров базируясь на показаниях 4 датчиков (проц, чипсет, бп, тепература воздуха на вытяжке).

Про давление внутри корпуса не забыли?

[Regressor]

tema-electric, я как раз и измеряю скорость вращения при подключеной земле. У меня есть кулер, полную частоту вращения которого я знаю - просто подключил его к компьютеру и посмотрел с какой скоростью он вращается - 1600о/м (1580-1650). В общем при шим 50% он дает где-то 700 оборотов. Меня такая точность вполне устраивает.

Четырехпиновые вентиляторы как раз и сделаны для шим управления - на современных материнках с помощью 4того пина регулируется скорость вращения в зависимости от температуры. Схема четырехпинового на той же картинке есть.

Вся возня с шим затевалась из-за экономии электроэнергии - экономлю каждый ватт. Компьютер в покое ест 2.5А (12в), под нагрузкой 3.5А. Начинка компьютера сама по себе на малой нагрузке практически не греется и глупо бы было тратить лишнее на раскрутку вентиляторов или на аналоговый потенциометр.

Oldring, а что не так с давлением ? По умолчанию вытяжка не работает - только когда температура в какой-то из точек дойдет до критической.

Кстати, а может поставить RC-цепочку на выходах полевиков ?

Сообщение отредактировал Regressor - Jul 19 2009, 02:36

[Oldring]

Oldring, а что не так с давлением ? По умолчанию вытяжка не работает - только когда температура в какой-то из точек дойдет до критической.

Поток через конкретный вентилятор зависит от перепада давлений. Давление внутри зависит от балланса потоков. В результате все вентиляторы влияют на все.

[Skywolf]

Вот микросхемка от AD ADM1031.pdf я не то что рекомендую ее применянять, но разобратся как она работает надо !!!!

Шим должен быть от 15-120 Герц ( именно герц ) обрабатывать сигнал sens надо когда полевик в проводящем состоянии имхо
И кстати там описано как контролировать обороты 2 проводных вентиляторов (во время переключения обмоток о него попитанию иголка тока отрицателной полярности амплитудой до 60% от номинала)

[Regressor]

От ШИМ больше 40гц вентилятор поет капец... Ниже он дергается на заполнении меньше 50%. Поэтому я и ушел на 31кгц - т.е. частота должна быть больше максимальной слышимой звуковой (20 кгц). По идее наверное надо воткнуть кондеры на выходах полевиков. Вот только я попробовал - вентиляторы крутятся быстрее и регулируются от 20% нормально!, но кондеры (танталы К53-14) почему-то греются сильно.

[MaslovVG]

Здесь по моему уже говорили Что шим нужно "сглаживать". Поставте обычный П-фильтр как на стабилизаторе. Диод дросель конденсатор.
Это же азы после шим всегда нужен фильтр.

[Skywolf]

после транзистора на таких частотах просто конденсатор ставить не разумно. тут только Гфильтр что был обычный чеппер - step-down и что бы дроссель был поменьше частоту надо 150-250кГц и транзистор должен разрывать + а то вывод sens не будет работать.

Но всетаки ребята из AD не совсем дураки чтобы разробатывать микросхемы с "неправильным управлением вентилятором" еще раз посмотрите ADM1031

[Regressor]

Да блин компот. Чего вы к этому сенсу прицепились. ОН УЖЕ РАБОТАЕТ и неплохо работает. Я ж писал, что схема на макетке уже собрана и проблема только в том, что сгорели два вентиля. А работает он потому, что измерение происходит только в те периоды когда земля подключена - ШИМ на микроконтроллере софтовый. Для того чтобы плюс разрывать нужно на затвор 12+10в подавать - это специальный драйвер нужен. У меня в наличии такого нет. В магазине в моей деревне тоже хрен чего купишь - только под заказ.

[MaslovVG]

Да блин компот. Чего вы к этому сенсу прицепились. ОН УЖЕ РАБОТАЕТ и неплохо работает. Я ж писал, что схема на макетке уже собрана и проблема только в том, что сгорели два вентиля. А работает он потому, что измерение происходит только в те периоды когда земля подключена - ШИМ на микроконтроллере софтовый. Для того чтобы плюс разрывать нужно на затвор 12+10в подавать - это специальный драйвер нужен. У меня в наличии такого нет. В магазине в моей деревне тоже хрен чего купишь - только под заказ.

Мало ли, что сейчас работает. В вашей схеме нарушены "ТУ" как на вентилятор так и на процессор. Ветиляторы раз сгорели, в следующий раз сгорят снова, прихватив с собой процессор.

[Regressor]

Хорошо, понял я что без заказа деталей не обойтись. Посоветуйте тогда плиз smd полевики не слишком больших размеров и драйвер верхнего плеча сдвоенный или счетверенный в корпусе типа so - чтобы с доставанием в нет-магазинах проблем не было.

Сообщение отредактировал Regressor - Jul 20 2009, 07:13

[Skywolf]

выбрать с параметрическим поиском компоненты удобно тут http://catalog.compel.ru/ или в ЧипДип е

а драйвер верхнего плеча разумно делать с бустрепным питанием типа от IR любой полу-мостовой в SO8 (одиночных только верхних не встречал ) а транзистор тоже сдвоенный в SO8 по схеме полумоста среднюю точку на дроссель фильтра

PS бустрепном питании ШИМ нельзя делать со 100% заполнением но это не так страшно максимум 95-98% главное не забыть про это
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/ir/dt98-2.htm

[MaslovVG]

Хорошо, понял я что без заказа деталей не обойтись. Посоветуйте тогда плиз smd полевики не слишком больших размеров и драйвер верхнего плеча сдвоенный или счетверенный в корпусе типа so - чтобы с доставанием в нет-магазинах проблем не было.

Ну зачем усложнять. Достаточно добавить LC фильтр а датчик оборотов привести к уровню хотябы с помощью оптрона. Вообще простых схемных решений море.
Драйвер верхнего плеча не освобождает от необходимости LC фильтра.

[Regressor]

Т.е. чтобы было правильно и красиво я ставлю после полевиков LC фильтр, а сенс на контроллер вывожу через оптроны и будет счастье ? Можно обойтись и нижним плечом ?

З.Ы. А кто что думает про max620 ? Счетверенный драйвер с charge pump (в чипдип 420р).

[Skywolf]

З.Ы. А кто что думает про max620 ? Счетверенный драйвер с charge pump (в чипдип 420р).

с виду будет работать , а если ШИМить нижний ключ то sens через оптрон

[Regressor]

С оптронами разобрался. А вот с LC-фильтром нет.... Расчитал его программой (LC-filter 5.0), сделал, припаял на макетку. И вентилятор как-то странно стал на шим реагировать. Т.е. скажем при шим от 100% и до 30% он крутится на полной скорости. А от 30 и ниже начинает регулироваться. Причем регулируется в более широких пределах. Такое очучение, что кондер при открытии через ключ высасывает по максимуму чтобы зарядиться. Это нормально или может какой токоограничивающий резюк поставить ?

[MaslovVG]

С оптронами разобрался. А вот с LC-фильтром нет.... Расчитал его программой (LC-filter 5.0), сделал, припаял на макетку. И вентилятор как-то странно стал на шим реагировать. Т.е. скажем при шим от 100% и до 30% он крутится на полной скорости. А от 30 и ниже начинает регулироваться. Причем регулируется в более широких пределах. Такое очучение, что кондер при открытии через ключ высасывает по максимуму чтобы зарядиться. Это нормально или может какой токоограничивающий резюк поставить ?

Судя по поведению индуктивность должна быть раз в 5 больше.
Из каких соображений вы выбирали параметры фильтра.
Расчитана ли индуктивность на рабочий ток (насыщение)
Какова осцилограмма напряжения на входе двигателя.
Пульсации должны быть менее 20%.
Индуктивность должна быть подключена к точке (сток транзистора, анод диода)
Рисовать эскиз мне лень смотри схемы ключевых понижающих стабилизаторов.

[Regressor]

Точно, индуктивность не ту поставил... Ж)))) Работает... Ж) Вот оно счастье... Баааааальшое вам человеческое спасибо.

[Skywolf]

Это хорошо что работает, но на всякий случай спрошу: после ключа, но до фильтра стоит диод?

Если ключ разрывает "-" и коллектор подключен к дросселю то диод должен быть подключен к анодом к колектору а кадодом к + питания

[Regressor]

А встроенный диод мосфета разве не выполняет функции этого диода ?

[Skywolf]

Вот диод должен быть как на картинке во вложенном документе. Только в вашем варианте транзистор стоит внизу между минусом ВХОДНОГО конденсатора и анодом.


PS Ссыллка на полную версию документа (5.6мб) http://www.symmetron.ru/articles/brochures/p.pdf

Прикрепленные файлы

 ____________POWER_.pdf ( 374.03 килобайт ) Кол-во скачиваний: 141

 

[Regressor]

Терь понял. Буду многа думать. Спасибо за исчерпывающий документ. Осталось платку сваять чтобы она по ширине была 65мм макс, а по длине 110мм плюс общая ширина ограничена 14мм - в корпусе компьютера места не очень многа.