Eigenartiges Verhalten FET und PWM

14/12/2013 - 22:04 von MichaF | Report spam
Hallo Leute,

ich habe mir ne Schaltung zusammengesetzt für einen Arduino der (unter
vielem Anderen) ein paar Lüfter mit PWM steuern soll.

Auf dem Prototyp-board funktionierte das einwandfrei. Nun hab ich mir ne
Leiterplatte àtzen lassen und das ganze tut es einfach nicht mehr. dazu
meine Frage, ob ich was wichtiges vergessen / übersehen habe.

zunàchst die Schaltung:

Arduino -- Gate
|
R
|
C
GND --|- Source
Drain --|<- Lüfter (-)
+12V -Lüfter (+)

Das RC-glied gegen GND soll das Piepsen des Lüfters unterdrücken.
Die Diode zwischen Drain und Lüfter (-) den Strom abfangen der beim
Auslaufen der Lüfter entstehen kann.
Der FET ist ein IRF520
R ist 220R und C ist 1uF

Wenn ich den Arduino hoch regeln lasse, kommt am Gate prima 0 bis 5 Volt
an. Allerdings ist Drain bei Vgate=0V 12V (gut so, so soll es sein) und
bei Vgate=5V ist Drain = 0V auch prima, Lüfter laufen volle Pulle.

Nur dazwischen passiert sonstwas, ich habe Spannungen von 160(!) Volt
gemessen, der Lüfter piepst nur und regt sich nicht. Geschweige denn
dass er langsamer oder schneller (je nach Vgate) dreht.

Was ist hier los?

Ach ja, dieses Verhalten zeigen alle vier FETs auf der Platine ...


Grüße, Micha
 

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#1 Roland Ertelt
14/12/2013 - 22:23 | Warnen spam
Und so sprach MichaF:

Hallo Leute,

ich habe mir ne Schaltung zusammengesetzt für einen Arduino der (unter
vielem Anderen) ein paar Lüfter mit PWM steuern soll.

Auf dem Prototyp-board funktionierte das einwandfrei. Nun hab ich mir ne
Leiterplatte àtzen lassen und das ganze tut es einfach nicht mehr. dazu
meine Frage, ob ich was wichtiges vergessen / übersehen habe.

zunàchst die Schaltung:

Arduino -- Gate
|
R
|
C
GND --|- Source
Drain --|<- Lüfter (-)
+12V -Lüfter (+)

Das RC-glied gegen GND soll das Piepsen des Lüfters unterdrücken.
Die Diode zwischen Drain und Lüfter (-) den Strom abfangen der beim
Auslaufen der Lüfter entstehen kann.
Der FET ist ein IRF520
R ist 220R und C ist 1uF

Wenn ich den Arduino hoch regeln lasse, kommt am Gate prima 0 bis 5 Volt
an. Allerdings ist Drain bei Vgate=0V 12V (gut so, so soll es sein) und
bei Vgate=5V ist Drain = 0V auch prima, Lüfter laufen volle Pulle.

Nur dazwischen passiert sonstwas, ich habe Spannungen von 160(!) Volt
gemessen, der Lüfter piepst nur und regt sich nicht. Geschweige denn
dass er langsamer oder schneller (je nach Vgate) dreht.

Was ist hier los?

Ach ja, dieses Verhalten zeigen alle vier FETs auf der Platine ...


Grüße, Micha



Dir ist bewusst, dass du mit deiner Schaltung den Mosfet quasi linear
ansteuerst?

Wenn nicht:
Mache aus deinem RC-Tiefpass am Gate mal einen LC-Tiefpass (abgestimmt
auf deine PWM-Frequenz direkt vorm Lüfter. gern mit einem dicken C, der
Lüfter wird es mit einem ruhigeren Lauf danken. Gern auch eine schnelle
Diode vor dem L nach Masse mit dem dicken Ende unten.

Dein Problem wird sein (ohne mit dem Guck-o-Fon die Spannungen gesehen
zu haben): Dein Mosfet steuert durch den RC-Tiefpass am Gate zwischen 0
und 100% Tastbreite nur teilweise und unzulànglich auf. Vergleiche dazu
mal die Grafik im Datenblatt, wo der Strom durch den FET gegen die
Gatespannung aufgetragen ist. Das ist extrem unlinear. Dazu kommt noch
das etwas unschöne Verhalten von bürstenlosen Lüftern auf PWM.

Dein Messgeràt ist vermutlich kein trms, und làsst sich durch die wilden
Spannungsschwankungen in die Irre führen. Normaler Weise sorgt die
Body-Diode des FET schon dafür, dass die Selbstinduktion abgeleitet
wird. Und bürstenlose Lüfter beinhalten selber Ekeltronik, welche die
induzerten Ströme verbràt.

Roland

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