PC ventilátor működési elve


2016-08-16 09:48:27

Cső haver! Van egy PC ventim. Csináljunk már meg fordulatszámállítósra.

Többen keresnek hasonló esettel. Arra jutottam, hogy egyszer megírom a működését, így elegendő lesz a linket kell megosztanom a kétkedőkkel, a hosszas magyarázás helyett.
Ami a közvetlen cikkírást kiváltotta belőlem, az egy igen jó minőségű 12V-os venti tönkremenetele okozta. Így volt mit szétszedni.  

BLDC motor 

Bontás után, ami egyből szembe ötlik, hogy itt nincs forgó tekercs, meg álló mágnes. Ellenben van álló tekercs és forgó állandó mágnes. Így nincs kefe sem, hiszen a forgórészre nem kell áramot továbbítani. De akkor hogy működik ez? Ezt a motorfajtát BLDC-nek azaz kefe nélküli motornak hívják. Az álló tekercsre felváltva időzítve adják rá az áramot, így a forgórészben lévő állandó mágnest forgómozgásra kényszeríti.

BLDC signal

Egy apróság maradt hátra. Honnan tudja, hogy épp melyik tekercsre kell a feszültséget adni? Minden PC ventiben van egy HALL elemnek nevezett változó mágnesesség érzékelő IC, ami jelet ad, amint a mágnes pólusa elhalad előtte. A jel igen aprócska így ezt erősíteni, zajmentesíteni kell, majd a tekercsek áramát kapcsolni kell. Ezt egy vezérlő oldja meg. Tehát a szénkefe helyett, IC-k tranzisztorok találhatók az áramkörben. Nézzük is meg:

 BLDC inner

Az állórész (stator) mellett láthatunk kondenzátorokat, ellenállásokat és tranzisztorokat. Ezek hajtják meg a két tekercset, ami a forgórészt (rotor) működésbe hozza. Nah de hol található a HALL elem és a kontroller? Biztos az a kis piros kerek. Sajnos az egy PTC hőelem (mert ez egy régebbi, megbízhatóbb darab). 

BLDC hall element

Bizony ez a 3 lábú 6851 nevű IC old meg nekünk mindent. Mivel a BLDC ventik a halksága miatt nagyon hamar elterjedtek a piacon, így a meghajtó IC igen komoly fejlesztési hátszelet kaptak, és már a 90 évek elején ilyen pici helyre integrálták őket. Nem hiszitek? Íme az adatlap egy részlete:

6851 datasheet

Mik is a konklúziók.

A PC venti arra alkalmas, amire kitalálták. Egy irányba tud csak forogni (az általam tönkrement ventit is, egy figyelmetlenségből kötött fordított polaritás tette tönkre). A fordulatszámát addig tudjuk potméteres feszültségosztóval állítani, amíg a HALL elemes IC még működőképes marad. Ez eltérő lehet (a fenti esetben 3.6V-tól).
De akkor, hogy van a procihűtő, meg a visszajelzés?

Eddig a 2 vezetékes BLDC ventillátorokról beszéltünk. Amennyiben azt szeretnénk, hogy a valós fordulatszámot visszajelezzük a PC felé, már 3 vezetékes ventillátort kell beszerezni. Ez annyit tesz, hogy a HALL elem kimenete megfelelő szintillesztőkön keresztül, egyel bővíti a csatlakozó vezetékszámát. Azaz itt az adatirány a ventilátor felől a PC felé tart. Ha a fordulatszámot állítani is szeretnénk 4 vezetékes ventillátorra van szükségünk. Ez esetben a PC, nem a ventilátor tápfeszültségét állítja analóg módon, hanem egy ütemjel (PWM) segítségével megmondja a ventillátornak a kívánt fordulatszámot. Azért nem szerencsés a tápfeszültséget a kiírt alá csökkenteni, mert az IC-k bizonytalanul kezdenek működni, esetlegesen resetelik magukat, ami nem vár működést hozhat. Egy processzorhűtő esetén ez kritikus is lehet. Így a működési feszültség rendelkezésre áll, plusz még egy vezérlőjel segítségével megadjuk a fordulatszámot. 







Hozzászólások:


Hozzászólás beküldése (nyisd le)