3 лучшие схемы регуляторов скорости вентиляторов

1. Простая схема
2. С датчиком температуры
3. Для уменьшения шума
4. Видео

Рассмотрим ТОП-3 рабочих схемы регулятора скорости вращения вентилятора. Каждая схема не только проверена, но и отлично подойдёт для воплощения начинающими радиолюбителями. К каждой схеме прилагается список необходимых компонентов для монтажа своими руками и пошаговые рекомендации.

Регулятор скорости вентилятора — простая схема

Предлагаемая ниже схема обеспечивает простую регулировку оборотов вентилятора без контроля оборотов. В устройстве использованы отечественные транзисторы КТ361 и КТ814. Конструктивно плата размещается непосредственно в блоке питания, на одном из радиаторов. Она имеет дополнительные посадочные места для подключения второго датчика (внешнего) и возможность добавить стабилитрон, ограничивающий минимальное напряжение, подаваемое на вентилятор.

Список необходимых радиоэлементов:

• 2 биполярных транзистора — КТ361А и КТ814А.
• Стабилитрон — 1N4736A (6.8В).
• Диод.
• Электролитический конденсатор — 10 мкФ.
• 8 резисторов — 1х300 Ом, 1х1 кОм, 1х560 Ом, 2х68 кОм, 1х2 кОм, 1х1 кОм, 1х1 МОм.
• Терморезистор — 10 кОм
• Вентилятор.

Плата регулятора скорости вентилятора:

Фото готового регулятора скорости вентилятора:

Регулятор вентилятора с датчиком температуры

Как известно, вентилятор в блоках питания компьютеров формата AT вращается с неизменной частотой независимо от температуры корпусов высоковольтных транзисторов. Однако блок питания не всегда отдает в нагрузку максимальную мощность. Пик потребляемой мощности приходится на момент включения компьютера, а следующие максимумы — на время интенсивного дискового обмена.

• Как сделать управляемую плату регулятора на 1,2–35 В

Если же учесть ещё и тот факт, что мощность блока питания обычно выбирается с запасом даже для максимума энергопотребления, нетрудно прийти к выводу, что большую часть времени он недогружен и принудительное охлаждение теплоотвода высоковольтных транзисторов чрезмерно. Иными словами, вентилятор впустую перекачивает кубометры воздуха, создавая при этом довольно сильный шум и засасывая пыль внутрь корпуса.

Уменьшить износ вентилятора и снизить общий уровень шума, создаваемого компьютером можно, применив автоматический регулятор частоты вращения вентилятора, схема которого показана на рисунке. Датчиком температуры служат германиевые диоды VD1–VD4, включенные в обратном направлении в цепь базы составного транзистора VT1VT2. Выбор в качестве датчика диодов обусловлен тем, что зависимость обратного тока от температуры имеет более выраженный характер, чем аналогичная зависимость сопротивления терморезисторов. Кроме того, стеклянный корпус указанных диодов позволяет обойтись без каких-либо диэлектрических прокладок при установке на теплоотводе транзисторов блока питания.

• 2 биполярных транзистора (VT1, VT2) — КТ315Б и КТ815А соответственно.
• 4 диода (VD1-VD4) — Д9Б.
• 2 резистора (R1, R2) — 2 кОм и 75 кОм (подбор) соответственно.
• Вентилятор (M1).

Резистор R1 исключает возможность выхода из строя транзисторов VT1, VT2 в случае теплового пробоя диодов (например, при заклинивании электродвигателя вентилятора). Его сопротивление выбирают, исходя из предельно допустимого значения тока базы VT1. Резистор R2 определяет порог срабатывания регулятора.

Следует отметить, что число диодов датчика температуры зависит от статического коэффициента передачи тока составного транзистора VT1, VT2. Если при указанном на схеме сопротивлении резистора R2, комнатной температуре и включенном питании крыльчатка вентилятора неподвижна, число диодов следует увеличить.

Необходимо добиться того, чтобы после подачи напряжения питания она уверенно начинала вращаться с небольшой частотой. Естественно, если при четырех диодах датчика частота вращения окажется значительно больше требуемой, число диодов следует уменьшить.

Устройство монтируют в корпусе блока питания. Одноименные выводы диодов VD1-VD4 спаивают вместе, расположив их корпусы в одной плоскости вплотную друг к другу. Полученный блок приклеивают клеем БФ-2 (или любым другим термостойким, например, эпоксидным) к теплоотводу высоковольтных транзисторов с обратной стороны. Транзистор VT2 с припаянными к его выводам резисторами R1, R2 и транзистором VT1 устанавливают выводом эмиттера в отверстие «-cooler» платы блока питания.

Налаживание устройства сводится к подбору резистора R2. Временно заменив его переменным (100–150 кОм), подбирают такое сопротивление введенной части, чтобы при номинальной нагрузке (теплоотводы транзисторов блока питания теплые наощупь) вентилятор вращался с небольшой частотой. Во избежание поражения электрическим током (теплоотводы находятся под высоким напряжением!) «измерять» температуру наощупь можно, только выключив компьютер. При правильно отлаженном устройстве вентилятор должен запускаться не сразу после включения компьютера, а спустя 2–3 мин после прогрева транзисторов блока питания.

Схема регулятора скорости вентилятора для уменьшения шума

В отличии от схемы, которая замедляет обороты вентилятора после старта (для уверенного запуска вентилятора), данная схема позволит увеличить эффективность работы вентилятора путем увеличения оборотов при повышении температуры датчика. Схема также позволяет уменьшить шум вентилятора и продлить его срок службы.

Необходимые для сборки детали:

• Биполярный транзистор (VT1) — КТ815А.
• Электролитический конденсатор (С1) — 200 мкФ/16В.
• Переменный резистор (R1) — Rt/5.
• Терморезистор (Rt) — 10–30 кОм.
• Резистор (R2) — 3–5 кОм (1 Вт).

Настройка производится до закрепления термодатчика на радиаторе. Вращая R1, добиваемся, чтобы вентилятор остановился. Затем, вращая в обратную сторону, заставляем его гарантированно запускаться при зажимании терморезистора между пальцами (36 градусов).

Если ваш вентилятор иногда не запускается даже при сильном нагреве (паяльник поднести), то нужно добавить цепочку С1, R2. Тогда R1 выставляем так, чтобы вентилятор гарантированно запускался при подаче напряжения на холодный блок питания. Через несколько секунд после заpяда конденсатора, обороты падали, но полностью вентилятор не останавливался. Теперь закрепляем датчик и проверяем, как все это будет крутится пpи реальной работе.

Rt — любой терморезистор с отрицательным ТКЕ, например, ММТ1 номиналом 10–30 кОм. Терморезистор крепится (приклеивается) через тонкую изолирующую прокладку (лучше слюдяную) к радиатору высоковольтных транзисторов (или к одному из них).

Видео о сборке регулятора оборотов вентилятора:

НЕСКОЛЬКО СХЕМ РЕАЛИЗАЦИИ РЕГУЛЯТОРА ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРА ОХЛАЖДЕНИЯ

Принудительное охлаждение теплоотвода в радиоэлектронных устройствах используется довольно широко радиолюбителями в своих конструкциях. Иногда без него просто не обойтись, при использовании мощных схем, а иногда такой метод охлаждения позволяет существенно сэкономить на площади радиатора охлаждения и габаритах итогового устройства. На канале уже было две статьи на тему управления вентилятором охлаждения. Первая конструкция « заточена » чисто под использование в УМЗЧ и управлялась его выходным сигналом, а во второй использовался ntc -терморезистор в качестве датчика для управления числом оборотов вентилятора охлаждения.

Рациональное управление числом оборотов вентилятора охлаждения имеет ряд преимуществ над обычным включением вентилятора, который постоянно включен и ничем не управляется. Во-первых, это и продление срока службы самого вентилятора, который не бесконечен. А во-вторых, включение или повышение числа оборотов вентилятора именно когда это действительно необходимо снижает уровень шума им производимый, который в некоторых случаях может отвлекать и раздражать.

Предлагаю вниманию радиолюбителей ещё несколько простых схем управления частотой вращения 12-ти вольтовых вентиляторов охлаждения, в зависимости от температуры теплоотвода, где в качестве датчика используется ntc -терморезистор.

В регуляторе, собранном по схеме, изображенной выше, двигатель вентилятора М1 питается от источника напряжения 12 В через регулируемый интегральный стабилизатор DA1 . На обдуваемом вентилятором теплоотводе установлен терморезистор R1 сопротивление которого уменьшается с повышением температуры.

Напряжение на выходе стабилизатора DA1 зависит от отношения сопротивлений резистора R3 и резистора R4 с подключенным параллельно ему участком коллектор — эмиттер транзистора VT1 . Когда транзистор закрыт выходное напряжение стабилизатора при соответствующем выборе резисторов R3 и R4 близко к напряжению питания. Производительность вентилятора в этом случае максимальна.

При полностью открытом транзисторе, выходное напряжение стабилизатора менее 2 В и вентилятор не работает. Именно такой остается ситуация пока теплоотвод, на котором установлен терморезистор R1 , холодный и сопротивление терморезистора максимально.

С ростом температуры теплоотвода напряжение на базе транзистора поступающее с образованного резистором R2 и терморезистором R1 делителя напряжения уменьшается и транзистор постепенно закрывается. Напряжение, подаваемое на вентилятор, увеличивается, и он начинает работать с нарастающей производительностью.

Значение температуры, при котором достигается равновесие между выделяемой элементами, установленными на теплоотводе, мощностью и количеством тепла отводимого за счет обдува, можно установить подборкой резистора R2 . Для этого временно заменяют резистор двумя соединенными последовательно, постоянным — номиналом 47…51 кОм и переменным — номиналом 220 кОм . Добившись нужного результата, измеряют мультиметром суммарное сопротивление этих резисторов и впаивают вместо них один соответствующего номинала.

В тех случаях, когда полная остановка вентилятора нежелательна, регулятор можно собрать по схеме, изображенной выше. Здесь напряжение на вентиляторе не падает ниже определенного значения. Номиналы резисторов R3—R5 должны удовлетворять уравнениям: R4 + R5 = R3 (Umax / 1,25 – 1) и R4 = R3 (Umin / 1,25 – 1) . Где Umax и Umin — соответственно максимальное и минимальное значения напряжения на вентиляторе. Перед расчетом необходимо задать номинал одного из резисторов. Обычно выбирают R3 = 120…240 Ом .

Стабилизатор LM317, в рассмотренных регуляторах, можно заменить его отечественным аналогом — КР142ЕН12 . Действующие по такому же принципу регуляторы можно построит и на интегральных стабилизаторах с фиксированным выходным напряжением, например, на LM7805 ( КР142ЕН5А ) по схеме, изображенной на рисунке ниже.

Напряжение, подаваемое на вентилятор, в этом случае не может опуститься ниже номинального выходного напряжения стабилизатора.

При необходимости питать вентилятор отрицательным, относительно общего провода, напряжением, достаточно применить в регуляторе стабилизатор, включенный в минусовый провод, и транзистор структуры pnp, как показано ниже.

Регулятор оборотов для вентилятора

Старые отечественные автомобили спроектированы так, что вентилятор, который собственно предназначен для принудительного охлаждения воды, работает совместно с двигателем с помощью ременной передачи. Это означает, что сам вентилятор будет вращаться медленно при низких скоростях, а двигатель будет перегреваться именно в таком режиме работы.

Регулятор оборотов для вентилятора

Как же быть в таких условиях ? Очень часто автолюбители изменяют систему используя отдельный двигатель для вращения пропеллера. В таком случае нужен будет регулятор оборотов вентилятора, это даст возможность управлять оборотами вентилятора, этим многократно увеличив срок службы самого мотора, а также сэкономить довольно большое количество электроэнергии.

Довольно простой регулятор оборотов можно построить на интегральной микросхеме NE555. Микросхема может работать по назначению – как таймер и как генератор прямоугольных импульсов.

Конечное управление осуществляется мощным полевым транзистором, который при желании можно заменить на аналогичный.

Регулировка осуществляется уменьшением и увеличением питающего напряжение, для регулировки этого напряжения имеется переменный резистор на 50 кОм.

Диоды шоттки 4148 можно заменить на полный отечественный аналог КД 522.

Такой регулятор напряжения может управлять довольно мощными электродвигателями постоянного тока и может быть использован в широком спектре.

Сам полевой транзистор может перегреваться в ходе работы, поэтому его желательно установить на теплоотвод или через изолирующую прокладку закрепить к кузову автомобиля.

ШИМ – регулятор оборотов вентилятора

ШИМ – управление очень часто применяется для управления двигателями постоянного тока, от детских электромобилей до регулировки оборотов кулера. В нашей схеме задающим звеном является таймер 555, который подключен по схеме генератора прямоугольных импульсов.

Управление производится с помощью мощного полевого транзистора, который в схеме не критичен и можно заменять в довольно широких пределах – IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48, IRF3205, IRL3710, IRL3705, IRF1404 и им подобные, в общем аналогов куча.

Регулировка оборотов вентилятора происходит довольно плавно, благодаря принципу ШИМ-управления, для увеличения/уменьшения оборотов просто нужно крутить переменный резистор.

Полевой транзистор нужно установить на теплоотвод, которым может являться и кузов автомобиля, но в таком случае транзистор изолируется от кузова с помощью слюдяной изолирующей прокладки.

Переменный резистор с номиналом 10 килоом с мощностью 0,5 ватт, можно 0,25-1 ватт. Номинал этого резистора (сопротивление) может отклоняться в ту или иную сторону в районе 50-70% – от 4,7кОм и вплоть до 20 кОм.

При желании схему можно собрать и поверхностным монтажом, хотя из-за минимального количества комплектующих элементов размеры самой схемы могут быть не более спичечного коробка.

Для удобного монтажа таймер желательно установить на специализированную пластмассовую петлю – для быстрой замены без использования припоя и паяльника.