Использование ШИМ контроллера вентилятора в аппаратуре, чувствительной к электромагнитным помехам

Управление вентилятором с помощью внешнего термистора с отрицательным температурным коэффициентом или PIC микроконтроллером через его последовательную шину SMBus.

Компания Microchip Technology предлагает семейство контроллеров управления вентиляторами охлаждения, работающих в ШИМ режиме, для использования совместно с беcщеточными двигателями постоянного тока (ссылка 1). Управление скорости вентилятора производится изменением скважности импульсов ШИМ последовательности, которая может меняться или от внешнего NTC (отрицательный температурный коэффициент) термистора или с помощью одного из PIC микроконтроллеров компании Microchip через его последовательную шину SMBus. На рис.1 приведен типовой пример включения, приведенный в документации на контроллеры TC664 и TC665 (ссылка 2). Используя конденсатор управления частотой CF номиналом 1 мкФ, микросхема управления вентилятором IC1 вырабатывает последовательность ШИМ импульсов с номинальной частотой 30Гц и скважностью, меняющейся в пределах 30…100 %, в зависимости от температуры или полученной команды.

Несмотря на то, что использование контроллера в режиме ШИМ уменьшает рассеивание тепла на управляющем вентилятором транзисторе QA, прямоугольные импульсы тока амплитудой 100 мА, подаваемые на мотор, могут вызвать нежелательные наводки на расположенные рядом чувствительные аудио цепи. Схема на рис.2 решает данную проблему. Дополнительный управляющий транзистор Q1 и RC цепочка образованная C3 и R3, образуют простейший преобразователь ШИМ сигнала в линейное напряжение. Вы также можете использовать любую другую схему преобразования ШИМ в линейное напряжение, например, интегратор, выполненный на операционном усилителе.

На рис.3 показана зависимость постоянного напряжения на коллекторе Q2 в зависимости от скважности ШИМ последовательности вырабатываемой IC1. Напряжение, приложенное к вентилятору, составляет разность между напряжением на коллекторе Q2 и питающим напряжением 12 В. Несмотря на постоянное напряжение, приложенное к вентилятору, импульсы тока, формируемые встроенной схемой коммутации мотора, по прежнему вызывают падение напряжения на токовом датчике RSENSE, включенном в эмиттерную цепь Q2, и все защитные и управляющие функции микросхемы IC1 остаются активными.

Приведенные номиналы компонентов рассчитаны для 100мА, 12В, бесщеточного мотора. Используйте распространенные NPN транзисторы, например, 2N2222 для управляющего транзистора Q1 и NPN транзистор, такой как PZT2222A компании Fairchild Semiconductor, который может рассеять одну треть максимальной мощности потребления вентилятора, для Q2. Вы можете изменять номинальную частоту ШИМ сигнала в диапазоне от 15…35Гц, варьируя величину конденсатора CF.