基于BJT-PMOS的DC风扇控制

控制/MCU

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描述

一、选择风扇类型:Qualtek FAD1-06020CSHW11 12V/0.16A

磁性传感器

只有VCC和GND两根线外接,内部采用AH276霍尔磁性传感器。(DIODES or Anachip)

实测数值:

12V-85mA  11V-78mA   10V-72mA  9V-66mA  8V-59mA

7V-53mA  6V-47mA  5V-42mA  4V-36mA  3V-29mA  2V-2mA(OFF)

二、内部电路

磁性传感器

4个线圈,两两串联,一端接+12V,一端分别接DO/DOB。 根据hall-sensor感应到的信号,output-driver控制两个三极管(DO和DOB互补交替开关)。

磁性传感器

这款风扇跑固定转速,当hall感应到转速变低,会加大coil两端电压。迫使风扇停转时,DO端直接拉GND,DOB是+12V,相当于强制restart。

三、控制方法

1)直接用开关管切换电源,形成一个平均电压值。

磁性传感器

如果是从mcu出pwm,3.3V电平的,一般都能打开Vgs,实际Ids电流需求是85mA,也不要太大的开启电压。

2)让MOS管工作在放大区,通过Vgs电压控制Ids电流,前端将PWM波转换成可调电压,控制BJT后级压降。

磁性传感器

以常见的NTF2955举例,想控制在放大区的36~85mA之间,实际Vgs只能在3.2~3.5V之间,范围太小!推算到前端BJT就更难把控!

磁性传感器

3)使用类似1117的LDO电源,R2换成电位器之类的可控元件。

磁性传感器

磁性传感器

这种方式有两个问题,a) TLV1117工作电流100mA是,drop压降有1.1V,实际到风扇电压不满12V;

b) 处于R2位置,如果选mcu可控制的电位器,没有能耐压12V的;

磁性传感器

四、实验

最终选择了方案1的开关切换原理,但是电路采用方案2的BJT-PMOS,把频率转电压的2.2uF电容去掉了。

使用103的mcu,用其timer1出pwm波形。固定频率调占空比。频率设在1Khz时管子有鸣叫,估计是频率太低才出现可听见声音。

然后将频率提高到10Khz就好了,这个频率声音听不到。最终工作在20khz。

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