Большинство термостатов, управляющих работой систем охлаждения, либо включают, либо выключают вентилятор. В некоторых случаях нет необходимости включать вентилятор на полную мощность, поскольку это создает много шума.
В данной статье представляем модуль, который регулирует скорость вращения вентилятора в зависимости от температуры. Кроме того, он защищает систему от перегрева при отключении термодатчика (термистора).
Схема предназначена для питания вентилятора с двигателем постоянного тока с рабочим напряжением 12 В. Принципиальная схема контроллера вентилятора показана на рисунке ниже.
Электрическая цепь, содержащая потенциометры P1 и P2, резистор R1 и термистор NTC образует делитель напряжения. Резистор R1 защищает термистор от большого тока, в случае, если потенциометры будут установлены на минимальное сопротивление. Функция этих потенциометров будет рассмотрена ниже.
Диоды VD1 и VD2 защищают полевые транзисторы от повреждений, при попадании на клеммы термистора опасно высокого напряжения, например, в виде электростатического разряда.
Во время нормальной работы контроллера, транзистор VТ1 находится в открытом состоянии. Это происходит из-за достаточно высокого напряжения затвор-исток, свидетельствующее, что термистор проводит ток.
В случае обрыва в цепи термистора, потенциал на затворе транзистора VТ1 уменьшается до нуля (разряжается через потенциометр P2), и транзистор закрывается. Через резистор R2 перестает течь ток и напряжение стока VT1 увеличивается до напряжения питания.
Диоды VD3 и VD4 и резистор R3 образуют сумматор. Когда система работает правильно, диод VD4 закрыт (на его аноде напряжение близко к нулю), а напряжение на R3 почти такое же, как установлено на потенциометре P2. Ток, протекающий через этот диод, настолько мал (порядка одного микроампер), что падением напряжения на нем можно пренебречь.
Закрытие транзистора VT1 вызывает немедленное открытие диода VD4, который устанавливает потенциал затвора VT2 примерно на 95% от напряжения питания. В случае применения источника питания напряжением 12В это приведет к полному открытию транзистора VТ2. Вентилятор включиться на полную мощность, защищая охлаждаемое устройство от перегрева.
Транзистор VT2 должен иметь максимально возможное пороговое напряжение и как можно более крутую характеристику переходного процесса. Высокое пороговое напряжение требуется для того, чтобы транзистор VT1 был все время открыт во время правильной работы.
Роль диода VD5 заключается в подавлении импульсов отрицательной полярности, которые могут генерироваться работающим двигателем вентилятора.
Работа схемы протестирована в Proteus:
Если мощность вентилятора превышает 2 Вт, транзистор VT2 необходимо будет установить на радиатор. Потребление тока самой схемой незначительно, менее одного миллиампера.
При первом включении потенциометры P1 и P2 рекомендуется установить в среде положение. В этой схеме — потенциометр P1 регулирует скорость увеличения тока вентилятора при повышении температуры, а P2 устанавливает минимальную температуру, при превышении которой начинает работать вентилятор. Простота системы делает значительным влияние этих двух потенциометров друг на друга, поэтому, установив один, вы должны затем подкорректировать другой.
Скачать рисунок печатной платы и модель в Proteus (21,6 KiB, скачано: 942)
