Pwm

Frédéric, pas convaincu par ma solution de régulation entièrement analogique, a proposé un montage PWM simple et élégant.

Convaincu que les bonnes idées doivent susciter des extensions, j'ai entièrement pompé son schéma de base et ajouté quelques ingrédients à ma sauce.

Mes modifications portent sur :

- La suppression du LM35. C'est un composant mesurant très précisément la température et coûtant, suivant les vendeurs, jusqu'à 10 euros. Or, dans notre domaine, on n'a besoin d'aucune précision et pour un prix inférieur, on pourra assurer quelques fonctions supplémentaires.

- Le resserrement et l'ajustage de la plage de régulation.

- L'introduction d'un régime de rotation minimum.

Le tout est résumé par le schéma :

C'est, répétons-le pour rendre à César ce qui appartient à César, l'idée de base de Frédéric, avec quelques modifs.

Mesure de température. A courant constant, fixé par R7, n'importe quel transistor banal (ex. BC547) voit son Vbe diminuer d'environ 4mV/°C. Avec deux résistances (R8, R9) on peut créer un gain de 2.5X amenant vers les 10mV/°C du LM35. Ce thermomètre luxueux délivre un signal montant avec la température, tandis que mon transistor diminue. Il suffira d'inverser les entrées de l'ampli.

Régulation. Ce que l'on recherche, c'est un maintien de la température interne de l'appareil autour d'une valeur acceptable. La quantité de chaleur à évacuer varie avec l'activité du processeur et des disques (entre autres). A l'expérience, à une variation linéaire dans une large plage fixe, il faut préférer l'asservissement de la vitesse sur la température constatée en sortie et sur une plage étroite : quatre ou cinq degrés C semble un bon compromis entre efficacité et risque de pompage.

Ajustement. Pour tenir compte des diverses variables (désir de l'utilisateur, position du capteur, ...) , il faut un réglage du point de fonctionnement obtenu par R13.

Rotation minimum. Si on arrête tout flux d'air, il risque de se former des points chauds préjudiciables au matériel. La plupart des ventilateurs que j'ai sous la main, après une impulsion de démarrage, tournent au ralenti avec environ 20% de leur alimentation totale.

Commentaires.

On trouve aux bornes de l'ensemble Q1, R8, R9 plus R10, R13 une tension de 2V environ. C'est le support continu que devra présenter la dent de scie sur C1. Le rapport cyclique sera alors de 0.2 environ (rapport des tensions haut/bas en sortie de IC1A). C'est ce qui nous est nécessaire pour la vitesse mini. C'est aussi suffisant pour permettre l'emploi d'un AOP quelconque non rail-to-rail.

R3 & C1 déterminent la période du montage. Après de savants calculs, c'est l'essai qui a déterminé les éléments créant le moins de nuisance sonore par vibration due à l'alim pulsée du moteur.

R12 & C2 filtrent les transitoires abondantes et stabilisent le montage. La contante de temps est plus longue que celle de R3 & C1. A la mise en route, il en résulte une courte phase de conduction sauvage de Q2, commandée par IC1B, qui assure le démarrage sûr du moteur.

En superposant la dent de scie sur C1 et une fraction du créneau de sortie de IC1A, on obtient en sortie un créneau minimum constant suffisant pour entretenir la rotation mini recherchée.

Si, en position haute, la sortie de IC1B ne grimpe pas jusqu'à l'alim, il faut ajouter R11 qui aidera aussi à désaturer Q2. Quand à la valeur de R5, elle commande la base de Q2 avec 5mA. Compte-tenu d'un gain de 100 pour ce type de trans, le courant collecteur se limitera à 500 mA environ. Surchargé, le transistor deviendra chaufferette, mais pas fusée lumineuse.

Observation typique sur le montage fini : la trace du haut est prise sur la sortie du premier AOP; celle du bas est aux bornes du moteur.

Cette fois, la trace du bas est prise sur C1, avec un décallage de 2V environ. Noter le rapport cyclique fixe, de l'ordre de 0.2

La trace du haut est prise à la jonction R3/R6. On voit nettement l'ajout d'un créneau de 300mV environ .

Le proto prêt à prendre du service.

A droite, détail sur le transistor de mesure et les connexions noyées dans l'Araldite.

Page crée le 19-Jui-2006
Page modifiée le 21-Jui-2006