Введение
Высокая температура силовых компонентов – известное явление в электронике. Чтобы решить эту проблему, конструкторы устанавливают на компоненты радиаторы для отвода тепла, однако во многих коммерческих и бытовых устройствах встроенного радиатора недостаточно, и воздух должен циркулировать быстрее, чтобы снизить температуру радиатора и компонентов, иначе срок службы компонентов значительно сокращается.
Предлагаемая плата автоматического контроллера вентилятора проста, компактна и может быть встроена в коммерческие устройства. Датчик температуры LM35 можно закрепить на радиаторе с помощью силиконового клея.
Пользователь может легко установить температурный порог с помощью потенциометра. Плата может питаться от источника питания 5 В или 12 В, поэтому можно использовать различные миниатюрные вентиляторы на 5 В и 12 В и вентиляторы для компьютеров.
Для рисования схемы и печатной платы я использовал Altium Designer 21 и библиотеки компонентов SamacSys (плагин SamacSys Altium). За исключением разъемов, все компоненты SMD и легко паяются.
Анализ схемы
Принципиальная схема устройства показана на Рисунке 1. Двумя основными компонентами являются датчик температуры и операционный усилитель.
 |
|
| Рисунок 1. | Принципиальная схема контроллера вентилятора охлаждения. |
U1 – это операционный усилитель LM358, включенный компаратором. Если напряжение на неинвертирующем входе выше/ниже, чем напряжение на инвертирующем входе, выходное напряжение будет близко к VCC/GND. Когда температура окружающей среды (напряжение на неинвертирующем входе) выше заданной температуры (напряжение на инвертирующем входе), выход компаратора будет активирован, и наоборот. Микросхема LM358 содержит два операционных усилителя. Второй операционный усилитель не используется и включен повторителем напряжения. R2 – многооборотный потенциометр, позволяющий легко регулировать температурный порог.
Элементы R3 и D2 предназначены для ограничения выходного напряжения компаратора U1, поскольку максимально допустимое напряжение на затворе Q1 составляет 8 В. Кроме того, они помогают поддерживать напряжение на светодиоде D3 на уровне около 4.7 В, поэтому сопротивление резистора R4 фиксировано и составляет 470 Ом при любом напряжении питания. R5 используется для предотвращения нежелательного срабатывания транзистора Q1.
Q1 – это n-канальный MOSFET SI2302 в корпусе SMD, который может непрерывно коммутировать до 2.2 А, поэтому я решил использовать этот MOSFET, а не механическое реле. Диод D1 защищает Q1 от обратных индуктивных токов, а конденсатор C3 установлен для уменьшения коммутационных помех. C1 и C2 являются блокировочными конденсаторами и используются для снижения помех.
Разводка печатной платы
На Рисунке 2 показана разводка печатной платы схемы. Плата двухсторонняя c размерами 3.8 см × 1.9 см.
 |
|
| Рисунок 2. | Разводка печатной платы контроллера вентилятора охлаждения. |
Купить LM358 на РадиоЛоцман.Цены
