Como elimino o ruído PWM ao dirigir um ventilador?

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Estou dirigindo uma ventoinha DC sem escova de 12V 0.11A com PWM usando um driver MSP430Gxxxx -> TC427CPA FET -> BS170 N-FET. O ventilador está no lado inferior do FET.

Mesmo com um ciclo de trabalho de 90% e uma frequência de 10kHz, há um zumbido audível vindo do ventilador. Ciclo de trabalho mais baixo = mais ruído.

Tentei eliminar o ruído adicionando uma tampa de 4.7uF paralelamente à ventoinha, e é um pouco menos barulhenta, mas ainda muito audível.

Como faço para fazer o barulho desaparecer?

— Vincent Van Den Berghe
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Na verdade, estou trabalhando exatamente no mesmo problema no momento.

1) Freq> 25Khz - antes de tudo

2) Tampa BIG na saída, 1-4.7uF de cerâmica + cerca de 100-1000uF eletrolítico faria o truque.

3) Adicione alguma indutância antes do diodo cap + no reverso para cortar picos negativos.

— BarsMonster
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@BarsMonster, tenha cuidado com o eletrolítico em um "motor". Isso pode facilmente ter a tensão inversa e gerar fogos de artifício.

— Kortuk

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As cargas indutivas devem sempre ter um diodo inverso> rápido <adicionado paralelo a ele.

— Hans

Acabei de fazer isso no meu esquema - PWM com PC FAN. 555 entra no indutor de 220 uH e depois no limite de 10'000 uF. Na tampa, vejo uma linha bonita, sem picos superiores a 20-50mV e absolutamente nenhum ruído audível. Portanto, não há perigo para eletrólitos nas ventoinhas usuais. Mas você realmente precisa de um diodo para proteger um controlador PWM; existem picos negativos de até -12 nesse lado.

— BarsMonster

Para onde iria a cerâmica? E para que fim?

— Vincent Van Den Berghe

cerâmica - em parralel à tampa eletrolítica, logo antes da ventoinha. Isso é apenas para filtrar o ruído EM de alta frequência e reduzir a dissipação de calor da tampa eletrolítica (mas em uma potência tão baixa é negligenciável de qualquer maneira), por isso é opcional.

— precisa saber é o seguinte

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Dirigir um ventilador trocando o suprimento é primeiramente arriscado. Os ventiladores BLDC possuem componentes eletrônicos e você os liga e desliga em alta velocidade. Não como eles foram projetados. Você corre o risco de matar os eletrônicos assim ao longo do tempo.

Adicionar a tampa ajuda porque você está removendo picos de energia desagradáveis no ventilador. Adicionar o indutor é uma boa ideia e, se você observar o que as pessoas estão sugerindo, verá que a melhor maneira de controlar a velocidade de um ventilador BLDC é com um regulador de corrente constante.

Dessa forma, você PWM o FET que está alimentando energia no indutor (estoque de energia) e coloca um diodo de retorno para circular a energia quando o FET está desligado. Isso manterá um fluxo constante de energia no ventilador, com ruído mínimo e sem o risco de matar o ventilador a longo prazo.

— monpjc
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A maneira mais fácil é conduzi-lo com uma frequência ultrassônica (> 20 kHz) ou com uma frequência mais baixa (<100-200 Hz). Esse ponto baixo não é realmente infrasônico, mas um "zumbido" geralmente é muito menos censurável, se é que pode ser ouvido de todo o barulho do próprio ventilador.

Quanto ao motivo pelo qual você vê que um ciclo de trabalho mais baixo gera mais ruído, você está basicamente aumentando o conteúdo da frequência de 10 kHz que está enviando ao motor até atingir 50%, depois ele cai novamente.

— Nick T
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Eu continuo vendo pessoas tentando controlar um ventilador sem escova com um sinal PWM nos fios +/- do ventilador. Claramente, isso não está de acordo com a intenção do fabricante. Há um controlador sem escova dentro do ventilador. O controle PWM da tensão hte = / - apenas atrapalha o controlador. Freqüentemente, a fabricação do ventilador faz uma versão de 4 fios para que você possa inserir um sinal PWM. Estes custam um pouco mais, mas removem o problema. Os ventiladores sem escova de CC têm especificações de tensão de entrada como 5-13,8volts de CC e não algum sinal composto.

— Bob Gifford
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Isso está completamente incorreto. A maioria dos ventiladores de computador funciona bem com uma unidade PWM. A única razão pela qual eles produzem ventiladores de 4 fios é para que você possa obter uma saída adequada do tacômetro (caso contrário, a forma de onda PWM é sobreposta à saída do tacômetro).

— Connor Lobo

Para sua informação, basicamente todas as placas-mãe de computadores que eu já vi utilizaram o controle PWM para os fãs. Não é exatamente incomum.

— Connor Lobo

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Os ventiladores comuns sem escova de 2 e 3 fios são projetados para variar a velocidade, alterando o nível de tensão (modo linear, geralmente têm tensão inicial mínima de metade da tensão nominal) ou com PWM; no entanto, o PWM possui peculiaridades. Primeiro, a saída tach em ventiladores de 3 fios se torna inválida; embora, os drivers PWM inteligentes façam um "alongamento por pulso" para restaurar a saída tach válida. Segundo, a frequência PWM deve ser baixa (geralmente <25kHZ), caso contrário, pode interromper o circuito interno de controle sem escova do ventilador. Terceiro, a velocidade mínima do ventilador geralmente não é tão lenta quanto tecnicamente possível, mas geralmente é lenta o suficiente para deixá-los quietos.

— Noah Spurrier