dúvida Controlador PWM para FONTE 12v/20a

[emersonbc]

Boa noite a todos , tenho um projeto em andamento, e estou precisando desenvolver um controlador com PWM,

este controlador irá controlar alguns FANs, vou usar uma fonte de computador para alimentar os 12v, e o sinal PWM vem de um ARDUINO.

Estava pensando em usar um LM, algo do gênero.

Minha ideia inicial é fazer um shield com as saídas para ligar os FANs e ligar a alimentação da fonte, ai usar o PWM no LM para controlar a tensão que cada FAN vai receber.

não tenho certeza se é a melhor maneira de fazer, gostaria de sugestões, ou exemplos, para desenvolver um projeto melhor.

 

Obrigado.

att

[emersonbc]

Principal duvida: O sinal PWM vem do arduino, ai ele vai controlar por exemplo 5 fans, porem os 5 fans serão controlados pelo mesmo sinal, e a corrente total vai ser proxima de 15a, quero projetar uma controlador que suporte até uns 20a.

 

[zazulak]

Pode usar um fet, tipo um irfz44, com um gate driver, tipo o icl7667, ou um gate driver isolado como o tlp250 pra proteger o arduino em caso de pane no circuito de potência. Não esqueça do diodo em anti paralelo com as ventoinhas.

[emersonbc]

A sinal de controle do pwm, vai variar de 0 a 3.3v, ai vou usar um fet que trabalha nesta faixa. Vou fazer uns testes no Proteus para ver como fica, gostei da ideia de usar um gate driver, vou pesquisar mais sobre isso.

Obrigado.

[emersonbc]

Fiz este circuito, estou testando ele no proteus.

[zazulak]

Pra resumir: não vai funcionar direito, a não ser que a frequencia do pwm seja absurdamente baixa. Mas dá pra melhorar se você adicionar um par de transistores em configuração "totem pole" entre o opto e o fet, diminuir o valor do resistor de 100k, e trocar o opto por um rápido, tipo o 6n137.

[JAROD]

Qual o problema do opto?  Pelo que sei o PC817 é largamente utilizado em fontes chaveadas.

 

[zazulak]

55 minutos atrás, JAROD disse:

Qual o problema do opto?  Pelo que sei o PC817 é largamente utilizado em fontes chaveadas.

 

É sim, mas nas fontes ele é usado para passar para o controlador no primário uma amostra da tensão de saída, um sinal contínuo. Não dá para usar ele para transmitir um sinal em onda quadrada numa frequência de dezenas de KHz. 

 

Além disso, para chavear um fet em alta frequência, você precisa de um circuito que tenha capacidade de fornecer uma corrente razoável para colocá-lo rapidamente no estado de condução total, e que consiga drenar corrente rapidamente, para que o corte dele seja instantâneo. Senão, ele vai passar muito tempo no estado intermediário entre corte e condução total, o que vai fazer ele esquentar e desperdiçar energia. 

 

Um mosfet de potência do porte que você vai usar nesse circuito tem uma capacitancia considerável entre gate e source (alguns nanofarads). O circuito de acionamento dele tem que carregar e descarregar essa capacitancia instantaneamente para evitar que ele fique muito tempo no estado de condução intermediária. Um resistor de 100k não é suficiente para descarregar essa capacitancia de gate rapidamente, pelo menos com o circuito operando como pwm, na faixa dos Kilohertz. 

[emersonbc]

Fiz o teste pratico na bancada e funcionou como planejado, unica coisa que mudei foi pegar alimentação externa no pino 4 do opto, assim deixo isolado completamente sistema de sinal pwm.

Alteração do projeto: Coloquei um resistor de 4.7k no pino 4 e liguei 5v de uma fonte externa.

 

[mariomendes77]

Em 28/11/2018 às 19:36, emersonbc disse:

Principal duvida: O sinal PWM vem do arduino, ai ele vai controlar por exemplo 5 fans, porem os 5 fans serão controlados pelo mesmo sinal, e a corrente total vai ser proxima de 15a, quero projetar uma controlador que suporte até uns 20a.

 

 

Em 03/12/2018 às 08:49, emersonbc disse:

Fiz este circuito, estou testando ele no proteus.

Se você vai ter 3A em cada fan e um diodo (D2) em cada um, o 1n4007  vai estar no limite da corrente, é melhor usar um diodo de corrente maior (uns 3A) e alta velocidade se for usar acima de 10KHz ,senão, pode usar o 1N5408.

[emersonbc]

Em 20/12/2018 às 16:19, mariomendes77 disse:

 

Se você vai ter 3A em cada fan e um diodo (D2) em cada um, o 1n4007  vai estar no limite da corrente, é melhor usar um diodo de corrente maior (uns 3A) e alta velocidade se for usar acima de 10KHz ,senão, pode usar o 1N5408.

 

No diodo D2, vai ser os 4 fans ligados na mesma saída.

Eu tenho um projeto similar em funcionamento a alguns dias, e o diodo que estou usando é 1n4007, chega passar por esse diodo 10a, e não tive problema, estava usando o diodo para teste,

pois tinha pensando em usar um 15SQ045 ou um de 10A.
Qual a indicação de vocês? esse diodo 1m5408 eu nao conhecia, vou dar uma olhada no datasheet dele.

[mariomendes77]

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Editado: 28 de Dezembro de 2018 por mariomendes77

[zazulak]

Com que frequência o seu pwm opera? Se for baixa pode ser um diodo comum. Se for mais alta aí o ideal é usar um diodo rápido. 

[emersonbc]

A frequência do pwm é de 500Hz.

Nos testes que estou fazendo em bancada, quando a corrente consumida pelos fans chega próximo de 7a a fonte de alimentação desliga.

Estou usando uma fonte ATX de 700w, na fonte diz que ela gera até 55a a 12v. 

Ainda não descobri porque a fonte esta desligando perto dos 7a.

 

Estou usando um IRF1404 e um diodo 1n4007 .

Não achei pra comprar o IRL540.

[emersonbc]

Fiz um teste, ligando os fans direto na fonte ATX e ela desarmou. Vou ter que pesquisar o porque disso, pois na fonte diz que ela pode gerar até 55a em 12v.

 

[mariomendes77]

9 minutos atrás, emersonbc disse:

Fiz um teste, ligando os fans direto na fonte ATX e ela desarmou. Vou ter que pesquisar o porque disso, pois na fonte diz que ela pode gerar até 55a em 12v.

 

Isso acontece porque não tem carga nos 5V e está tensão sobe e desarma por sobre tensão 

[emersonbc]

4 minutos atrás, mariomendes77 disse:

Isso acontece porque não tem carga nos 5V e está tensão sobe e desarma por sobre tensão 

Estava desconfiando disso, porém pensei que com essa fonte atx de 700w real, não iria ter este problema.

O senhor indica alguma solução simples pra esse problema ?

[emersonbc]

vou fazer um teste, ligando um resistor de 10 ou 20w no 5v, assim a linha de 5v ficará com carga e vai manter a estabilidade na fonte.
Assim que fizer o teste, coloco aqui se funcionou.

[mariomendes77]

A solução seria uma alteração da fonte eliminando a saída de 5V (tirando o diodo retificador) e colocando um divisor de tensão a partir dos 12V  para a entrada no CI  da referência dos 5V para enganar o CI de controle.

Para isso seria desejável o esquema da fonte.

[mariomendes77]

A colocação da carga também funciona, mas tem de ser proporcional à carga dos 12V.