Ventilateur 12V DC sur PWM 24V

Bonjour à tous,
Comme son titre l’indique, je cherche une solution simple pour faire varier la vitesse d’un ventilateur DC 12V / 150mA brushless à 2 fils (+ et -) sur un signal PWM 24V de 8 Hz.
J’ai élaboré une simulation mais j’aimerais avoir connaissance de vos idées (PS : sans ajout d’une alimentation 12V annexe et en se servant du 24V de l’alimentation).
Merci pour vos lumières… :wink:
Je mettrai le schéma de ma solution pour la comparer avec vos éventuelles propositions.
Ci-dessous la sortie PWM 24V de la carte mère.

Bonjour à tous, bonjour JP.

A part le 24 volts, quelles sont les autres tensions continues disponibles sur le bornier de la carte mère?

Bonjour Gérard,
Hormis le 24V, il y a du 5V et du 3.3V.
C’est sur une imprimante 3D dont les ventilos chinois d’origine en 24V sont bruyants.
Et il n’y a pas vraiment de choix sur des ventilos 24V chez Sunon ou Noctua (blowers ou radiaux).
En plus, ces ventilos faits pour du continu n’aiment pas vraiment le PWM et à 50% de duty cycle, soit ils grognent soit ils ne démarrent pas.
C’est pourquoi j’ai pensé à un convertisseur PWM 24 → DC 12

U20.jpg

U20 board.jpg

Bonjour,

tout simplement une résistance en série avec chacun ?

Michel…

Hélas non michel, je ne veux plus de PWM…
Il faut convertir le duty cycle en tension moyenne exemple : à PWM 24V avec un duty cycle 50% → je veux 6V DC

La solution à laquelle j’ai pensé serait d’insérer un second mosfet N entre la sortie PWM et le ventilateur.
Mosfet dont la gate serait commandée par un signal carré d’une dizaine de kHz et d’un rapport cyclique de 50% issu d’un oscillateur alimenté en 5 volts (NE555, CD4093, CD40106, CD4584…).

Ce qui n’était pas mentionné au départ, c’est qu’il y a 3 ventilateurs indépendants donc 3 mosfet N seraient nécessaires. Une solution plus économe en mosfet serait de découper le 24 volts avec un mosfet P avant de l’appliquer à l’alimentation commune des 3 moteurs.

Il n’y a qu’un seul ventilo dont on a besoin de faire varier la vitesse (Fan 1) sur le schéma chinois.

J’ai pondu ce schéma qui vaut ce qu’il vaut.

24 to 12.jpg

Et les courbes obtenues :

Courbes PWM.jpg

Bonjour,

Il existe des ventilos « thermostatés » avec une sonde externe ou intégrée dont la vitesse varie avec la t°. Très courant sur les machines modernes, et ça a l’avantage d’être très silencieux à vitesse lente…

Bien cordialement. Jean-marc

Plus haut, j’ai parlé de blower…

blower.jpg

Bonjour!

Rien de bien compliqué…
Il suffit de mettre une capa de faible valeur en SERIE avec la commande PWM de 5V, pour raccourcir la période de l’impulsion de commande (différentiation), et d’intégrer le signal de sortie 24V avec un chimique en parallèle sur le ventilo pour moyenner les crénaux de commande.
Ces légères modifs ne consommeront que dix minutes de votre précieux temps… :smiley:

Sauf que :

  • Il n’y a pas d’accès simple à cette sortir 5V (sortie PA15 du µcontrôleur CMS sur la CM).
  • Je ne suis pas le seul à vouloir ce fonctionnement en 12V.
  • La communauté intéressée est très peu versée dans l’électronique.
  • Il faut une système universel pour plusieurs marques et modèles d’imprimantes 3D en 24V

Donc ce montage se présentera idéalement sous forme de module à raccorder au connecteur dédié de la CM et à la source d’alimentation 24V.

Alors une résistance série avec le moteur, ET un chimique en // sur celui-ci.
Ca colle pour tous les cas de figure.

@Blaireau

Je serais curieux de voir le schéma…

Pour moi ça ne fonctionne pas. :mrgreen:

@JP, juste une proposition pour tenter d’améliorer la linéarité de la conversion analogique au voisinage de zéro.

La tension Vbe du darlington Q1+Q2 étant voisine de 1 volt, je te propose de modifier l’agencement des diodes D4, D5 et D7 et de remplacer éventuellement D7 par une diode Schottky pour que la tension en PWM_12V soit la plus proche possible du Vbe du darlington quand la sortie PWM est à zéro.

MotorPWM.PNG.jpg

Merci Gérard,

Je vais faire ça.
Effectivement, j’avais une Schottky pour D7 sur une précédente simu mais j’ai été victime d’un copier-coller malheureux.
Merci pour l’astuce d’inversion entre la Zener et la 4148. C’est subtil, je n’y avais pas pensé et je n’y ai jamais prêté attention.
Par contre, la tension de sortie est vachement dépendante du gain du couple de transistors.

Par contre avec un PWM à zéro ou même à 25%, le ventilo ne démarre pas, suivant le modèle et le constructeur, la tension mini est d’environ 4V au mieux…

Le montage va servir plutôt entre 75% et 100%. Le but étant de réduire le bruit tout en gardant un flux d’air suffisant.

Si la tension en sortie est dépendante du gain du darlington, c’est que le courant base qui traverse R2 n’est pas négligeable et occasionne une chute de tension conséquente dans celle-ci.

Une solution : fournir le courant base à travers un LM311, ce qui permet en même temps de remplacer le filtre R2/C1 du 1er ordre par un filtre du 3ème ordre sans condensateur chimique.

MotorPWM2.PNG.jpg
La fréquence de coupure du filtre est voisine de 2 Hz, ce qui assure une atténuation proche d’une quarantaine de dB à 8 Hz.

Bonjour à tous,

@Raffou

Intéressant mais je ne pourrai pas simuler ce schéma, le modèle de LM311 sous LTspice ne disposant pas de la sortie émetteur.

Il y aurait bien le LT1011 (représenté sur le schéma) compatible broche à broche…

Une idée?

24 to 12 lm311.jpg

Bonjour à tous, bonjour JP.

Le LT1011 est une version améliorée du LM311 donc il devrait pouvoir lui être substitué facilement. L’ambigüité réside dans le fait que le transistor flottant en sortie est oblitéré dans le symbole du LT1011, son collecteur est rebaptisé sortie « OUTPUT » et son émetteur devenu une masse « GND ».

J’ai complété le dernier schéma et numéroté les pins du comparateur, j’ai fait de même avec le symbole du LT1011 pour qu’il n’y ait pas d’ambigüité.
A l’instar des darlingtons intégrés genre TIP120 et consorts qui intègrent des résistances en // sur les jonctions base/émetteur, j’ai ajouté la résistance R0 en // avec la jonction concernée de Q2. La valeur de 1K a été choisie empiriquement en espérant ne pas trop pénaliser le gain en courant du darlington.

MotorPWM3.PNG.jpg

Bon! ça ne fonctionne pas. Le modèle spice ne le permet manifestement pas.
Je vais rester sur mon schéma d’origine pour le diffuser à la communauté de printers.

J’ai trouvé un autre modèle spice qui « marchotte » mais est très sensible aux valeurs des composants en particulier à R9 (plus de fonctionnement au delà de 2k).
Mais ça fait fonctionner les neurones… :laughing:

24 to 12 lm311.jpg