интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Простая схема управление вентилятором или кулером охлаждения. Схема вентилятор


Умный вентилятор - Практическая электроника

Простому блоку питания нужен «умный вентилятор», который охлаждает радиатор 317-й микросхемы. Причем не «тупой», который крутится постоянно, создавая лишний шум и пожирая лишнюю энергию, а такой, который работает ровно столько, сколько нужно, включаясь тогда, когда нужно. Вентилятор позволяет сэкономить на радиаторе – а стало быть, на размерах корпуса блока питания. В наш век компьютеров, вентилятор подходящих размеров добыть не проблема.

А вот управлять его работой – другой вопрос, с которым я и столкнулся.Можно соорудить схему управления вентилятором на микроконтроллере. Нужен датчик температуры, ШИМ и программа управления. Казалось бы: что может быть проще с точки зрения схемотехники?

Но тут в дело вступает простая экономика. Самый дешевый из распространенных микроконтроллеров, нужный для этих целей – это ATTiny13. Он стоит недорого, но стОит. И где его взять колхознику? Далее: его ШИМ нужно усилить полевиком, который тоже стоит денег на рынке, недоступном для замкадовца… И самое главное: микроконтроллеру на вход, чтоб все было безупречно, надо подключить датчик температуры 1wire типа DS18B20. А он тоже стоит денег. И крепить на радиатор его неудобно. Если все эти «стоит» просуммировать, получится приличная сумма.

И тут я вспомнил о своем «аналоговом» прошлом, и помог мне в этом мой старый товарищ по радиолюбительству. Простой усилитель на составном транзисторе обеспечит мои нужды в управлении мотором вентилятора. Составной транзистор можно собрать из двух биполярных советских транзюков, коих масса в старой теле- аудиоаппаратуре.

А вот где взять аналоговый датчик температуры, да такой, за которым не надо ехать на радиорынок и платить за него деньги? Причем, этот датчик (в отличие от DS18B20 и простых термосопротивлений) должен обеспечивать БЕСПРОБЛЕМНОЕ крепление к радиатору микросхем БП, при этом имея максимальный тепловой контакт с этим самым радиатором. Тут пришлось «покумекать» самому.

Поиски в Интернете привели к использованию в этом качестве советских транзисторов серии КТ81… Эксперименты с ними дали неутешительные результаты. И тут мой взгляд упал на выпаянные из дохлых компьютерных БП сборки диодов Шоттки. Тип, оказавшийся у меня – PHOTRON PSR10C40CT. Я замерил сопротивление двух встречно включенных диодов, и оказалось, что оно крайне зависимо от температуры.

В результате, я построил такую схему:

Вход схемы подключается к выпрямительному мосту БП. В зависимости от настройки, вентилятор может включаться даже при изменении температуры корпуса диодной сборки от комнатной до температуры пальцев человека. Прикрутить такой «датчик» к радитору БП не представляет проблем: сборка имеет отверстие для крепежа под винт М3 и нехилую площадь теплового контакта с радиатором.

Напряжение на входе схемы не должно превышать максимально допустимое напряжение микросхемы-стабилизатора. Настройка сводится к изменению сопротивления подстроечного резюка при выбранной температуре так, чтобы вентилятор начал вращаться. При повышении температуры, частота вращения будет увеличиваться.

Вот из этих радиоэлементов я собирал свою схему:

Слева направо:

— подстроечный резистор

— трехвыводный стабилизатор напряжения LM7815

— диодная сборка PSR10C40CT

— транзистор КТ815В

— транзистор BC547

На макетной плате все это выглядит вот так:

А посмотрев вот это видео, можно сразу понять принцип работы собранного устройства:

Удачи!

Автор — Вадим Борт

www.ruselectronic.com

Схема вентилятора радиатора, подключение реле

Конструкция и принципиальная схема вентилятора радиатора могут отличаться не только в зависимости от марки автомобиля, но и от года выпуска и комплектации модели. Рассмотрим не только принцип работы, но и вариант подключения с возможностью принудительного включения вентилятора системы охлаждения (ВСО).

система охлаждения ДВС

Особенности конструкции системы охлаждения

В зависимости от особенностей конструкции, включение вентилятора может происходить 3-мя способами:

  • с помощью силового датчика активации ВСО. Еще такой датчик называют температурным реле включения вентилятора, так как силовые контакты электродвигателя проходят непосредственно через датчик. При такой схеме значительно возрастает нагрузка на термореле, что снижает его ресурс;
  • с помощью датчика включения вентилятора, но теперь замыкание контактов в температурном переключателе приводит к срабатыванию реле, через которое и подключены силовые контакты электровентилятора системы охлаждения. Такой способ подключения намного надежней предыдущего варианта;
  • с помощью электронного блока управления двигателем. ЭБУ, ориентируясь на установленный в радиаторе охлаждения двигателя датчик температуры охлаждающей жидкости, подает через реле питание на ВСО. В качестве измерителя используется резистивный термодатчик. Именно такая схема включения используется на подавляющем большинстве современных автомобилей. На машинах, оборудованных кондиционером, одним из электровентиляторов будет управлять блок комфорта. Необходимо это для принудительного охлаждения конденсатора при задействованной системе кондиционирования салона.

Режимы работы

Разбираясь в принципе работы и схеме подключения вентилятора радиатора, следует помнить, что электродвигатели зачастую имеют два скоростных режима. Реализуется это 2-мя способами:

  • добавлением в цепь резистора, повышающего сопротивления и, как следствие, уменьшающего силу тока. В конструкции используется двухконтактный датчик, который в зависимости от температуры питает электродвигатель напрямую либо через сопротивления;
  • комбинацией параллельного и последовательного включения. Схема применяется на авто с двумя вентиляторами. Они могут быть подключены последовательно, в случае чего по закону Ома будут работать от 6 В, либо последовательно, когда на каждый из ВСО подается 12 В. Режимы соответствуют малой и большой скорости вращения пропеллера.

Варианты схем

Принципиальная схема подключения ВСО на ВАЗ 2108, 2109, 21099 (до 1998 г.в.).

Как мы видим, датчик управляет реле включением вентилятора, которое расположено в монтажном блоке предохранителей. При достижении определенной температуры контакты температурного переключателя замыкаются, что приводит к протеканию тока в цепи электродвигателя.

Выше представлена схема для авто ВАЗ 2108, 2109, 21099, но после 1998 г.в. Как мы видим, датчик включения теперь выполняет функции реле.

Схему с использованием резистора для реализации двух скоростей вращения пропеллера рассмотрим на примере VW Passat. Двухпозиционный датчик питания вентилятора S23, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, замыкает контакты напрямую либо через добавочное сопротивление.

Подключение своими руками

Некоторые водители, предостерегая двигатель от перегрева вследствие неправильной работы термореле питания вентилятора радиатора, делают выносную кнопку для принудительно включения электродвигателя. Для этого достаточно параллельно к управляющему выводу реле, идущему от датчика, подключить фиксируемую кнопку, которая при нажатии будет замыкать контакт на массу, провоцируя тем самым срабатывание реле. Если конструкцией автомобиля не предусмотрено реле вентилятора, для принудительного охлаждения радиатора его придется установить самостоятельно.

Ни в коем случае не подключайте электродвигатель напрямую через кнопку в салоне! Также не советуем подключать строить схему так, чтобы после включения зажигания электровентилятор постоянно вращался, так как это значительно снижает его ресурс.

Для подключения вам достаточно понимания принципа работы 4-контактного реле и минимальных знаний в монтаже дополнительного оборудования. Обязательно включите в силовую цепь предохранитель нужного номинала и расположите его как можно ближе к источнику питания (подробно о том, как правильно подобрать номинал предохранителя).

При желании можно заменить однопозиционный датчик на двухпозиционный, что в паре с подобранным резистором позволит реализовать малую скорость работы ВСО. Если вы обладаете достаточным уровнем знаний в электротехнике, то для регулировки скорости вращения пропеллера можно соорудить ШИМ-регулятор. Управления электровентилятором с помощью ШИМ-сигнала позволит плавно регулировать и произвольно выбирать скорость вращения в зависимости от температурной нагрузки на двигатель. На просторах интернета достаточно материалов о том, как сделать ШИМ-регулятор своими руками.

autolirika.ru

Простая схема управление вентилятором или кулером охлаждения

В данной схеме управление вентилятором или кулером системы охлаждения происходит по сигналу термистора в течении заданного периода времени. Схема простая, собрана всего на трех транзисторах.

Эта система управления может быть использована в самых разных областях жизни, где необходимо охлаждение посредством вентилятора, например, охлаждения материнской платы ПК, в усилителях звука, в мощных блоках питания и в иных устройствах, которые в ходе своей работы могут перегреваться. Система представляет собой сочетание двух устройств: таймера и термореле.

 Описание работы схемы  управления вентилятором

Когда температура низкая, сопротивление термистора высокое и, следовательно, первый транзистор закрыт, потому что на его базе напряжение ниже 0,6 вольт. В это время конденсатор на 100 мкФ разряжен. Второй PNP-транзистор так же закрыт, поскольку напряжение на базе равно напряжению на его эмиттере. И третий транзистор так же заперт.

фото управления вентилятором

При повышении температуры, сопротивление термистора уменьшается. Таким образом, напряжение на базе первого транзистора увеличивается. Когда это напряжение превысит 0,6 В, первый транзистор начинает пропускать ток заряжая конденсатор 100 мкФ и подает отрицательный потенциал на базу второго транзистора, который открывается и включает третий транзистор, который в свою очередь активирует реле.

управление вентилятором схема

После того, как вентилятор включается, температура уменьшается, но конденсатор 100 мкФ разряжается постепенно, сохраняя работу вентилятора в течение некоторого времени после того, как температура приходит в норму.

печатная плата для вентилятора

Подстроичный резистор (показан на схеме как 10 ком) должен иметь значение сопротивления около 10% от сопротивления термистора при 25 градусах. Термистор применен марки EPCOS NTC B57164K104J на 100 кОм. Таким образом, сопротивление подстрочного резистора (10%) получается 10 кОм. Если вы не можете найти эту модель можно использовать другой. Например, при использовании термистора 470 кОм сопротивление подстроичного составит 47 кОм.

Схема подключения вентилятора с питанием от 12 вольт.

подключение вентилятора к 12 вольт

Схема подключения вентилятора с питанием от 220 вольт

подключение вентилятора к 220 вольт

В печатной плате можно увидеть два подстроичных резистора. Первый на 10 кОм для регулирования порога срабатывания вентилятора, второй на 1 мОм позволяет регулировать время работы после нормализации температуры. Если вам нужен больший интервал времени, то конденсатор на 100 мкФ можно увеличить до 470 мкФ. Диод 1N4005 используется для защиты транзистора от индуктивных выбросов в реле.

Источник

fornk.ru

Схема включения вентилятора радиатора | Twokarburators.ru

Схема электрической цепи включения электровентилятора радиатора системы охлаждения двигателя для ВАЗ 2108, 2109, 21099 и их модификаций различны для автомобилей разных годов выпуска. До 1998 года выпуска на автомобилях со старым монтажным блоком предохранителей 17.3722 (пальчиковые предохранители) в цепь вентилятора было включено реле 113.3747. После 1998 года такое реле отсутствует.

Так же до 1998 года применялся датчик включения ТМ-108 (температура замыкания его контактов 99±3ºС, размыкания 94±3ºС), после 1998 года ТМ-108-10 с аналогичными температурными диапазонами или его аналоги разных производителей. Датчик ТМ-108 работает только в паре с реле, усиленный под большой ток ТМ-108-10 может работать как с реле, так и без него.

Для привода вентилятора устанавливается электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов МЭ-272 или аналогичные ему.

Схема включения вентилятора радиатора системы охлаждения на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099 до 1998 года выпуска

Схема включения вентилятора радиатора системы охлаждения на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099 после 1998 года выпуска

Примечания и дополнения

— В случае выхода вентилятора системы охлаждения из строя ремонту он не подлежит и заменяется новым.

Еще статьи по автомобилям ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Перегревается двигатель автомобиля, причины

— Контрольная лампа

— Не горит ближний или дальний свет на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099, причины

— Не работают указатели поворота на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099, причины

— Не работают габаритные огни на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099

twokarburators.ru

Как подключить вентилятор охлаждения двигателя?

Все мы знаем, что при работе практически любого механизма выделяется определенное количество тепла. В бытовых условиях чаще всего подобное явление можно наблюдать при работе компьютера, и если его никак не охлаждать, то внутренние платы вместе с контактами просто сплавятся. Чтобы этого не случилось, конструкция компьютера предусматривает наличие специального вентилятора, предназначенного для охлаждения нагретых деталей. В автомобильном мире главным источником тепла транспортного средства выступает его двигатель, поэтому потребность в его охлаждении возникла практически одновременно с созданием указанного силового агрегата.

Изначально процесс эволюции охладительных систем машины шел двумя путями, из-за чего на выпускаемых транспортных средствах устанавливают системы охлаждения двух видов: воздушное и жидкостное (гибридное). Поскольку в обеих системах конечным носителем, призванным рассеивать отведенное от двигателя тепло, есть воздух, то в их конструкции используется один общий элемент – вентилятор. Данное устройство обеспечивает постоянный и равномерный отвод тепла в атмосферу, тем самым охлаждая внутренние элементы конструкции автомобильного двигателя.

1. Устройство и назначение вентилятора охлаждения двигателя

Вентилятор находится в центре некого кожуха, вместе с которым и устанавливается на радиатор. Кожух вентилятора формирует воздушный поток и не позволяет ему рассеиваться, из-за чего этот элемент можно считать одной из главных составляющих конструкции системы охлаждения. В процессе своей работы радиатор оказывает некоторое сопротивление воздушным потокам, и если на него просто направить вентилятор, то определенная часть воздуха отразится и обойдет устройство стороной, в результате чего никакого эффективного охлаждения не будет.

Как мы уже говорили, работающий двигатель – это мощный излучатель тепла, и чтобы избежать перегрева самого агрегата, это тепло следует обязательно отводить. Решение указанной задачи положено на различные охладительные системы.

Так, например, в жидкостной системе охлаждения мотора, в качестве главного рабочего элемента используется вода или антифриз. Циркуляция жидкости проходит в блоке цилиндров и в головке блоков, где она забирает тепло от двигателя, нагревая тем самым себя. Естественно, для успешного выполнения своих обязанностей, охлаждающей жидкости необходимо отдать полученное тепло, чтобы вновь выполнить ту же функцию. Здесь в игру вступает радиатор.

Расположение радиатора системы охлаждения автомобильного мотора позволяет ему при движении машины «ловить» потоки набегающего воздуха, что существенно ускоряет отдачу тепла, а значит, и жидкость быстрее охлаждается. Однако автомобиль не может все время находиться в движении, поэтому в пробках или при длительных стоянках, когда транспортное средство не двигается, но его двигатель продолжает работать, тепло от радиатора отводится намного хуже, что нередко вызывает перегрев мотора со всеми вытекающими последствиями. Такой результат можно получить и вследствии движения транспортного средства на малых скоростях, особенно в жаркий летний день.

Вентилятор, расположенный перед радиатором, предотвращает подобные ситуации и обеспечивает двигателю нужное охлаждение. Он включается при длительном простое автомобиля с работающим двигателем, когда в охладительной системе температура становится критической. Вентилятор разгоняет тепло, пропуская необходимый поток воздуха через радиатор, благодаря чему тепло отводится в атмосферу.

Несмотря на всю важность такого устройства, оно обладает достаточно простой конструкцией и обычно состоит из трех основных элементов: крыльчатки (как правило, имеет четыре лопасти, но их может быть и больше), кожуха и привода вентилятора.

Привод вентилятора, который как раз и обеспечивает его вращение, может быть трех видов (на одной машине, конечно, устанавливается только один из них): механический, гидромеханический или электрический.

Наиболее простым вариантом является механический привод вентилятора, в котором вращение передается от коленвала посредством ременной передачи. Но в данном случае вентилятор вращается всегда, когда работает мотор, что в отдельных ситуациях (например, при запуске холодного двигателя) вызывает крайне негативные последствия. Поэтому на выпускаемых сегодня автомобилях такой способ охлаждения уже не применяется.

Более совершенным считается гидромеханический привод, который использует для работы гидравлическую или вязкостную муфту. В гидравлическом варианте этого элемента крутящий момент передается или отключается от коленвала за счет изменения количества смазочной жидкости. В вязкостной муфте с этой целью применяется силиконовая жидкость, а ее вязкость зависит от температурных показателей, изменение которых дает команду включить или отключить привод вентилятора. На сегодняшний день оба вида не нашли массового распространения, из-за чего встретить их можно нечасто.

Самым совершенным, и в то же время, сравнительно несложным видом привода вентилятора является электропривод, который приводит вентилятор в движение с помощью простого электрического двигателя, подключенного к бортсети автомобиля. Благодаря электромеханической (используется на старых моделях машин) и электронной (применяется на новых) системе управления, вентилятор, оборудованный электроприводом, способен включаться и выключаться при изменении температурных показателей охлаждающей жидкости. Также он может вращаться с разными скоростями при разных рабочих режимах силового агрегата автомобиля.

В наше время вентиляторы, оборудованные электрическим типом привода, получили наиболее широкое применение, и вряд ли такое положение вещей изменится в ближайшем будущем.

2. Установка и подключение вентилятора

Учитывая, что автомобили оборудуются вентиляторами в штатном режиме, повторная установка может понадобиться только в ходе проведения ремонтных работ, то есть после замены сломанных частей старой детали или же при монтаже нового устройства. Кроме того, некоторые автолюбители устанавливают дополнительный вентилятор, который, по их мнению, сможет помочь более качественно решить проблему охлаждения двигателя.

Рассмотрим вариант установки вентилятора с электрическим приводом в ситуации полной замены детали. Итак, для того чтобы произвести монтаж нового устройства, сначала придется демонтировать старое. Для этого возьмите подходящий торцовый ключ и снизу немного ослабьте болты крепления электровентилятора. Затем, используя все тот же ключ, открутите болты крепления трубки радиатора, которая связывает его с системой кондиционирования (если, конечно, такова предусмотрена конструкцией автомобиля) и сместите ее в сторону.

Дальше, открутив верхние и нижние (уже ослабленные) болты крепления старого вентилятора, наклоните его немного назад и извлеките деталь из моторного отсека. Теперь нужно отсоединить колодку проводного жгута от кожуха вентилятора. Для этого просто выньте проводной жгут из фиксаторов, размещенных на кожухе. Удерживая крыльчатку от прокручивания (можно использовать любой удобный способ), открутите торцевым ключом гайку ее крепления к электродвигателю, после чего, освободив его от связи с кожухом, просто снимите.

Монтаж новой детали выполняется в обратной последовательности, причем чаще всего электровентилятор меняют в сборе с новым кожухом. Обратите внимание! Устанавливая крыльчатку на ось электродвигателя, нужно совместить проточку, находящуюся на оси электромотора с выступом, размещенным на ступице крыльчатки.

Подключение вентилятора можно выполнить несколькими способами: например, через замок зажигания или через датчик температуры охлаждающей жидкости. В этих случаях он должен включаться при включении зажигания и при температуре тосола выше 90оС, а выключение происходит либо из-за снижения температуры указанной жидкости, либо при выключении зажигания. Также, параллельно температурному датчику, некоторые автовладельцы рекомендуют установить дополнительный выключатель (тумблер), с помощью которого можно активировать вентилятор по желанию водителя. При поломке температурного датчика такое дополнение поможет без проблем добраться до места ремонта, а в жару предоставит возможность охлаждения двигателя в условиях вынужденных простоев с работающим мотором.

3. Доработка схемы включения электродвигателя вентилятора

Многие ответственные автолюбители могут часами пропадать в гараже, пытаясь не только устранить появившиеся проблемы, но и предупредить возникновение новых неисправностей путем различных усовершенствований и доработок. Основная цель доработки схемы включения электрического вентилятора – это получить возможность принудительного включения и последующей стабильной работы вентилятора, вне зависимости от положения ключа в замке зажигания или температуры жидкости охлаждения.

Выполнить указанную задачу можно несколькими способами. Приведем пример некоторых из них. Первый способ – наиболее идеологически правильный и наименее затратный. В этом случае, для принудительного включения вентилятора охлаждения двигателя достаточно замкнуть на корпус один из контактов черного ящика, а при активации вентилятора радиатора, «плюс» должен появиться на другом контакте ЧЯ.

Выключатель можно разместить в любом удобном месте, например, вместо омывателя фар или выключателей подогрева передних сидений.

Второй способ – уже более трудоемкий и затратный, но при этом намного красивее и изящнее первого. Для его реализации, на начальном этапе необходимо будет снять накладку комбинации приборов, а новое реле включения вентилятора, имеющее специальный кронштейн для крепления устройства, можно разместить в салоне или в моторном отсеке, но в салоне, наверное, будет немного удобнее. Провести провода в салон – не проблема, и для выполнения задачи можно использовать резиновую заглушку корректора фар. На роль светового индикатора включения вентилятора отлично подойдет контрольная лампа "CHECK ENGINE" КП, а защитить контакты датчика включения от электродвижущей силы (ЭДС) поможет впаянный между ними диод.

Чтобы цепи электродвигателя и обмотки его реле были защищены предохранителем, в черном ящике между контактами устанавливают перемычку, материалом изготовления для которой могут послужить, к примеру, две клеммы «папы» и кусок толстого медного провода. По завершению работы все контакты следует обработать специальной смазкой.

Кроме того, выполняя такую доработку, нелишним будет прочистить и смазать моторчик вентилятора, а если еще и заменить стандартную крыльчатку с четырьмя лопастями на деталь с восемью лопастями, то проходящий через радиатор поток воздуха существенно увеличится, а значит, и качество охлаждения должно повыситься.

Мы вкратце описали лишь два варианта доработки схемы включения электрического вентилятора радиатора, но это далеко не окончательная цифра, ведь все зависит от фантазии автовладельца и возможностей его транспортного средства.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

Как управлять вентилятором - chipenable.ru

Компактные электрические вентиляторы, благодаря невысокой цене, используются для охлаждения оборудования уже больше полувека. Тем не менее только в последние годы технологии управления вентиляторами стали значительно развиваться. В этой статье описано как и почему это развитие имело место быть и предложены некоторые полезные решения для разработчиков. 

Один из трендов электроники - это создание компактных устройств, обладающих богатой функциональностью. Поэтому большинство электронных компонентов приобретают все меньшие размеры. Один из очевидных примеров - современные ноутбуки. Толщина и вес ноутбуков значительно уменьшается, но потребляемая мощность остается прежней или увеличивается. Другой пример - проекционные системы и телевизионные ресиверы. 

В ноутбуках большая часть тепла выделяется процессором, в проекторе - источником света. Это тепло необходимо бесшумно и эффективно удалять из системы. Самый тихий способ избавления от тепла - это использование пассивных охлаждающих компонентов, таких как радиаторы или тепловые трубки. Однако для многих популярных пользовательских устройств такой способ неэффективен и дорог. 

Другой способ удаления тепла - это активное охлаждение с использованием вентиляторов, создающих поток воздуха вокруг нагревающихся компонентов. Однако вентилятор являются источником шума и, кроме того, увеличивает суммарное энергопотребление устройства, что может быть критично при питании от аккумулятора. Также добавление вентилятора увеличивает количество механических компонентов в системе, что отрицательно сказывается на надежности изделия. 

Контроль скорости вращения вентилятора позволяет уменьшить описанные недостатки. Поскольку запуск вентилятора на меньших оборотах снижает шум и энергопотребление и увеличивает срок его службы. 

Существует несколько типов вентиляторов и способов их контроля. Один из вариантов классификации вентиляторов может быть таким:

1. 2-х проводные вентиляторы2. 3-х проводные вентиляторы3. 4-х проводные вентиляторы

Методы управления вентиляторами, обсуждаемые в этой статье, такие:

1. управление отсутствует2. on/ff управление3. линейное управление4. низкочастотная широтно-импульсная модуляция (ШИМ, PWM)5. высокочастотное управление

2-х проводные вентиляторы имеют только выводы питания - плюс и земля. В 3-х проводных вентиляторах добавляется тахометрический выход. На этом выходе присутствует сигнал, частота которого пропорциональна скорости вращения вентилятора. 4-х проводные вентиляторы, помимо выводов питания и тахометрического выхода, имеют вход управления. На этот вход подается ШИМ сигнал и ширина импульса этого сигнала определяет скорость вращения вентилятора. 

2-х проводными вентиляторами можно управлять регулируя напряжение питания или скважность ШИМ сигнала. Однако без тахометрического сигнала невозможно понять на сколько быстро вентилятор вращается. Такая форма управления скоростью вращения вентилятора называется открытым контуром (open-loop).

3-х проводными вентиляторами можно управлять аналогичным образом, но в этом случае у нас есть обратная связь. Можно анализировать тахосигнал и устанавливать требуемую скорость. Такая форма управления называется закрытым контуром (closed-loop).

Если управлять вентилятором регулируя напряжение питания, тахосигнал будет иметь форму меандра. И в этом случае тахосигнал будет всегда валидным, пока на вентиляторе есть напряжение. Такой сигнал показан на рисунке 1 (ideal tach).

При управлении вентилятором с помощью ШИМ - ситуация сложнее. Тахометрический выход вентилятора обычно представляет собой открытый коллектор. Поэтому тахосигнал будет валидным только при наличии напряжения на вентиляторе (on фаза ШИМ сигнала), а при отсутствии (off фаза) он будет подтягиваться к высокому логическому уровню. Таким образом тахосигнал становится "порубленным" управляющим ШИМ сигналом и по нему уже нельзя достоверно определять скорость вращения. Этот сигнал показан на рисунке 1 (tach).

Рисунок 1. Идеальный тахосигнал и тахосигнал при внешнем ШИМ управлении.

Для решения данной проблемы, необходимо периодически включать вентилятор на такой отрезок времени, который позволит получить несколько достоверных циклов тахосигнала. Такой подход реализован в некоторых контроллерах фирмы Analog Device, например в ADM1031 и ADT7460.

4-х проводные вентиляторы имеют ШИМ вход, который управляет коммутацией обмоток вентилятора к плюсовой шине источника питания. Такая схема управления не портит тахосигнал, в отличии от стандартной, где используется внешний ключ и коммутируется отрицательная шина. Переключение обмоток вентилятора создает коммутационный шум. Чтобы "сдвинуть" этот шум за пределы звукового диапазона частоту ШИМ сигнала обычно выбирают больше 20 кГц. 

Еще одно преимущество 4-х проводных вентиляторов - это возможность задания низкой скорости вращения - до 10% от максимальной скорости. На рисунке 2 показана разница между 3-х и 4-х проводными вентиляторами.

Рисунок 2. 3-х и 4-х проводные вентиляторы

Управление отсутствует

Простейший метод управления вентилятором - отсутствие какого-либо управления вообще. Вентилятор просто запускается на максимальной скорости и работает все время. Преимущества такого управления - гарантированное стабильное охлаждение и очень простые внешние цепи. Недостатки - уменьшение срока службы вентилятора, максимальное энергопотребление, даже когда охлаждение не требуется, и непрерывный шум. 

On/off управление

Следующий простейший метод управления - термостатический или on/off. В этом случае вентилятор включается только тогда, когда требуется охлаждение. Условие включения вентилятора устанавливает пользователь, обычно это какое-то пороговое значение температуры. 

Подходящий датчик для on/off управления - это ADM1032. Он имеет выход THERM, который управляется внутренним компаратором. В нормальном состоянии на этом выходе высокий логический уровень, а при превышении порогового температурного значения он переключается на низкий. На рисунке 3 показан пример цепи с использованием ADM1032.

Рисунок 3. Пример on/off управления

Недостаток on/off контроля - это его ограниченность. При включении вентилятора, он запускается на максимальной скорости вращения и создает шум. При выключении он полностью останавливается и шум тоже прекращается. Это очень заметно на слух, поэтому с точки зрения комфорта такой способ управления далеко не оптимальный. 

Линейное управление

При линейном управлении скорость вращения вентилятора изменяется за счет изменения напряжения питания. Для получения низких оборотов напряжение уменьшается, для получения высоких увеличивается. Конечно, есть определенные границы изменения напряжения питания. 

Рассмотрим, например, вентилятор на 12 вольт. Для запуска ему требуется не меньше 7 В и при этом напряжении он, вероятно, будет вращаться с половинной скоростью от своего максимального значения. Когда вентилятор запущен, для поддержания вращения требуется уже меньшее напряжение. Чтобы замедлить вентилятор, мы можем понижать напряжение питание, но до определенного предела, допустим, до 4-х вольт, после чего вентилятор остановится. Эти значения будут отличаться в зависимости от производителя, модели вентилятора и конкретного экземпляра. 

5-и вольтовые вентиляторы позволяют регулировать скорость вращения в еще меньшем диапазоне, поскольку их стартовое напряжение близко к 5 В. Это принципиальный недостаток данного метода. 

Линейное управление вентилятором можно реализовать на микросхеме ADM1028. Она имеет управляющий аналоговый выход, интерфейс для подключения диодного температурного датчика, который обычно используется в процессорах и ПЛИС, и работает от напряжения 3 - 5.5 В. На рисунке 4 показан пример схемы для реализации линейного управления. Микросхема ADM1028 подключается ко входу DAC. 

Рисунок 4. Схема для реализации линейного управления 12-и вольтового вентилятора

Линейный метод управления тише, чем предыдущие. Однако, как вы могли заметить, он обеспечивает маленький диапазон регулировки скорости вращения вентилятора. 12-и вольтовые вентиляторы при напряжении питания от 7 до 12 В, позволяют устанавливать скорость вращения от 1/2 от максимума до максимальной. 5-и вольтовые вентиляторы при запуске от 3,5 - 4 В, вращаются практически с максимальной скоростью и диапазон регулирования у них еще меньше. Кроме того, линейный метод регулирования не оптимален с точки зрения энергопотребления, потому что снижение напряжения питания вентилятора выполняется за счет рассеяния мощности на транзисторе (смотри рисунок 4). И последний недостаток - относительная дороговизна схемы управления. 

Наиболее популярный метод управления скоростью вращения вентилятора - это ШИМ управление. При таком методе управления вентилятор подключается к минусой шине питания через ключ, а на управляющий вход ключа подается ШИМ сигнал. В данном случае к вентилятору всегда приложено либо нулевое, либо рабочее напряжение питания и не возникает таких энергопотерь, как при линейном методе управления. На рисунке 5 показана типовая схема реализующая ШИМ управление. 

Рисунок 5. ШИМ управление.

Преимущество данного метода управления - простота реализации, дешевизна, эффективность и широкий диапазон регулирования скорости вращения. Однако недостатки у этого метода тоже есть. 

Один из недостатков ШИМ управления - это "порча" тахосигнала. Этот недостаток можно устранить, используя так называемую pulse stretching технику, то есть удлиняя импульс ШИМ сигнала на несколько периодов тахосигнала. Конечно, при этом скорость вращения вентилятора может немного увеличится. На рисунке 6 показан пример. 

Рисунок 6. Удлинение импульса для получения информации о скорости вращения.

Другой недостаток ШИМ управления - это коммутационный шум. Во-первых коммутация индуктивной нагрузки вызывает появление помех в цепях питания, во-вторых может возникать акустический шум - пищание, жужжание. Электрические шумы подавляют фильтрами, а для борьбы с акустический шумом частоту ШИМ сигнала поднимают до 20 кГц. 

Также стоит снова упомянуть о 4-х проводных вентиляторах, в которых схема управления уже встроена. В таких вентиляторах коммутируется плюсовая шина питания, что помогает избежать проблем с тахосигналом. Одна из микросхем, предназначенных для реализации ШИМ управления 4-х проводными вентиляторами, - это ADT7467. Условная схема приведена на рисунке 7.

Рисунок 7. Схема ШИМ управления 4-х проводным вентилятором

Подводя итоги можно сказать, что наиболее предпочтительный метод управления вентилятором - это высокочастотное ШИМ управление, реализованное в 4-х проводных вентиляторах. При таком управлении отсутствует акустический шум, значительные энергопотери и проблемы с тахосигналом. Кроме того, он позволяет менять скорость вращения вентилятора в широком диапазоне. Схема ШИМ управления с коммутацией отрицательной шины обладает практически теми же достоинствами и является более дешевой, но портит тахосигнал. 

По материалам фирмы AnalogDevices. 

chipenable.ru

Электрические схемы подключения вентиляторов Газель — A116.RU — Казань

Варианты подключения электрического вентилятора на Газель.

Внимание! Все электрические схемы предоставляются «Как есть». Мы не несем никакой ответственности за любой возможный ущерб, связанный с их использованием и применением. Применение нижеприведенных электрических схем вы осуществляете на свой страх и риск! Большая часть схем является теоретической разработкой и на практике не опробована!

 

Наличие нескольких каналов управления по температуре дает довольно широкие возможности для конструирования системы охлаждения.

Так как установка вентилятора на Газель не является стандартной процедурой — возможно множество вариантов ее реализации. Поэтому если у вас возникнет потребность в каком-либо другом, не описанном ниже, варианте — пишите мне на почту [email protected] — помогу разработать ваш собственный вариант подключения, учитывающий наличие у вас конкретных запчастей  и пожелания по функциональности. Схема этого варианта будет добавлена на эту страничку.

Так же присылайте отзывы по работе установленных и испытанных схем охлаждения — они будут опубликованы на специальной страничке для облегчения выбора и для  избежания ошибок теми, кто идет за нами.

Рекомендации по монтажу дополнительной проводки вентиляторов.

  • Присоединяйте силовые провода к АКБ проводами с сечением не меньше чем у проводов вентиляторов.
  • Предохранители силовых проводов размещайте как можно ближе к точке присоединения к АКБ.
  • Реле удобно разместить на боковой поверхности кузова за правой фарой, ближе к АКБ.
  • Если минусовой провод является общим для обоих вентиляторов — его сечение  должно быть не менее суммы сечений минусовых проводов обоих вентиляторов.
  • Для соединения проводов используйте клеммы и обжимные медные трубки, тщательно изолируйте соединения проводов.
  • Закрепите жгут проводов пластиковыми хомутами к кузову или существующим жгутам во избежание перетирания изоляции об острые кромки при вибрации.
  • Дополнительные контакты типа «Лира» в разъем ЭБУ для выводов 25 и 33 можно извлечь из большинства разъемов проводки ГАЗ — разъемов форсунок, датчиков скорости, фазы, ДПКВ, ДПДЗ, РХХ, температуры, детонации..) Очень сложно — но можно.

Схема 1. Один основной вентилятор.

IMG_4787

Простейшая схема для подключения. В этом случае температура включения вентилятора определяется лягушкой или ЭБУ с 33 или 25 контакта. Вентилятор является основным и работает только на полную мощность.

Если вы установили на радиатор два вентилятора — то можно добавить аналогичную схему для обслуживания второго вентилятора, взяв сигнал управления со свободного вывода (лягушка, 33 или 25 контакт ЭБУ).

Этим будет обеспечена повышенная надежность системы охлаждения (при выходе из строя одного вентилятора другой оставшийся справится с охлаждением), а так же возможность включения вентиляторов при разных температурах (например с лягушки Вентилятор1 включается при 88 градусах, а с 33 контакта ЭБУ Вентилятор2 включается при 92 градусах). При одновременной работе двух вентиляторов будет двойная эффективность охлаждения — можно на Дакар ехать и смело буксовать.

 

Вариант 2. Последовательное подключение двух вентиляторов.

IMG_4788

Так же простая схема на одном реле. В предыдущую схему последовательно первому добавляется еще один вентилятор. Именно такой вариант подключения на моей Газели. Вентиляторы включаются оба одновременно на пониженной скорости  и вращаются примерно в 3-4  раза медленней чем обычный вентилятор (зависит от добавочного вентилятора — чем меньше его мощность, тем медленнее будут вращаться оба вентилятора).

Данная схема испытана на протяжении всего лета 2015 — при вращении двух вентиляторов на малой скорости проблем с перегревом не возникло ни разу. Правда замечу, что в жаркую погоду они вообще не выключались.

Несомненным плюсом включения вентиляторов на малой скорости является малый скачок тока в цепи при пуске, а так же в 2 и более раз меньшее потребление тока при работе, что не приводит к перегреву и выходу из строя моторов вентиляторов. Низкий уровень шума тоже радует.

Два 8-лопастных вентилятора от ВАЗ — на мой взгляд лучший выбор для этой схемы. Почти уверен — при вращении на половине скорости (именно так они будут вращаться при подключении последовательно) для нормального охлаждения Газели их будет более чем достаточно.

 

Вариант 3. Двухскоростной вентилятор.

IMG_4790

В этом случае используется схема с двумя последовательно включенными вентиляторами, которая обеспечивает плавное включение и охлаждение в мягком режиме с возможностью включения мощного режима. Первый уровень включения управляется реле 1 с контакта 33 ЭБУ. При необходимости включить систему охлаждения в мощном режиме на дополнительное реле 2 подается сигнал включения с контакта 25 ЭБУ (Управление реле кондиционера).

При этом основной вентилятор 2 из медленного вращения перейдет в быстрое вращение, а дополнительный вентилятор 1 перестанет вращаться.

При использовании двух аналогичных вентиляторов эта схема выигрыша по эффективности охлаждения не дает.

Правильней в этой схеме применить в качестве дополнительного вентилятор менее мощный, чем основной. Так же хороший результат даст применение вместо дополнительного вентилятора подходящего резистора (например типа резистора печки). Мощность можно оценить по сопротивлению обмотки вентилятора. Выбирайте дополнительный вентилятор или дополнительный резистор с сопротивлением 2-3 Ома на ток 5-7 Ампер.

В результате мы получаем плавный пуск вентилятора в режиме мягкого охлаждения на 30-50 процентах скорости вращения, а при необходимости будет включаться максимально мощный режим без резкого скачка тока в момент пуска, так как основной вентилятор уже вращается.

Данный  вариант мной не опробован, но при удобном случае именно его я его поставлю на свою машину.

 

Для включения управляющих выводов 25 и 33 возможно будет необходимо перепрограммировать ЭБУ. О подготовке ЭБУ здесь…

a116.ru


Каталог товаров
    .