Добрый день, уважаемые!
Самодельный блок питания - это популярная тема. Не знаю никого, кто бы не пробовал сделать себе что-нибудь, чтобы от этого покрутился моторчик или зарядился аккумулятор. И схемы разные, и возможности. Правда, всё, что попроще, имеет неприятно свойство греться. Вот, к примеру, вот эта конструкция на трёх микросхемах: БП на TL081_0-30V / 0,002-3А. Или вот это, попроще: TL431 и десять транзисторов. Да, вроде всё просто - прицепи радиатор побольше, да дуй на него вентилятором, но хочется чего-то, с чем можно поговорить... ээ... ну, хотя бы пусть будет чуть поинтеллектуальнее. Пусть дует так, чтобы сила дутия зависела от того, как сильно надо радиатор охладить.

Посмотрел я разные чужие схемы на эту тему, и что-то стало грустно. Очень нестабильно всё. Пришлось придумывать свою. Не, схема получилась не шедевр минимализма, но зато полнофункциональна, и, самое главное, имеет независимые (почти, но это не так заметно) регулировки нужных режимов. Посмотрим.

Основная часть схемы



Слева на разъём подключается датчик, который представляет собой кремниевый PN переход. А справа - типовой разъём для компьютерных вентиляторов (кулеров) любого размера.
Точка "Pwr" - это подключение к источнику питания (см. схему из темы: TL431 и десять транзисторов).
Что такое "датчик". Ну, переход - это понятно. Почему?
Очень просто. Кремниевый PN переход имеет температурную зависимость. Чем выше температура перехода - тем ниже падение напряжения на переходе. И эта зависимость достаточно линейная в зоне ближайших к нам температур и вполне одинаковая для всех кремниевых переходов. Говоря числами, напряжение падения на PN переходе снижается примерно на 2.1 милливольта на каждый градус роста температуры. При неизменном через него токе, конечно.
Поэтому, наш датчик может выглядеть любым из этих способов

Сразу скажу, что особенно удобно использовать транзисторы в изолированном TO-126F корпусе. И небольшой, и изолирован, и дырка, чтобы прикрутить к радиатору, есть.

Как оно работает?
Будем смотреть схему. Начнём с правой части.
Узел на DA1.2 - это усилитель. И усиливает он постоянное напряжение. Цеплять вентилятор к его выходу напрямую - это жестоко, поэтому ток в вентилятор подаётся через эмиттерный повторитель на транзисторах VT2 и VT3. Поскольку вентиляторы потребляют обычно не более 250 мА на полных оборотах, то такой способ не так плох, а уж как прост - это просто песня.
Напряжение же берётся с точки, куда подключен прямой вход этого ОУ, т.е. нога 3. Коэффициент усиления - 7 с небольшим раз.
Что происходит в этой точке? Напряжение на ней определяют несколько цепочек. Во-первых, это цепочка R10-R11-R12. Во-вторых, это цепочка C4-R8-VD2. И в-третьих, ОУ DA1.1-VD1.

R10-R11-R12 задаёт напряжение на вентиляторе, когда слишком холодно. Она не даёт оборотам вентилятора "провалиться ниже плинтуса".
C4-R8-VD2 работают только при включении. Их задача - на секунду (примерно) подать на вентилятор максимальное напряжение, чтобы он успешно стронулся с места и начал крутиться.
А вот DA1.1 через диод VD1 поднимает напряжение на входе DA1.2, когда температура начинает расти.

Схематично работу и зависимости регулировок этого регулятора можно изобразить вот так


Когда температура слишком низка и нет смысла крутить вентилятор "на-полную", на вентилятор подаётся минимальное, не зависящее от температуры напряжение - участок "А". Поскольку вентиляторы разные и крутятся тоже по-разному, это минимальное напряжение можно отрегулировать в некоторых пределах подстроечным резистором R10.

При росте температуры, когда напряжение на выходе DA1.1 сравняется с напряжением, заданным R10-R11-R12, откроется VD1 и начнётся рост напряжения на входе DA1.2 и увеличение оборотов вентилятора - это участок "Б".

Ну, а если температура выроста совсем-совсем, а вентилятор уже готов взлетать, мы ему не дадим это сделать - рост напряжения на нём упрётся естественным образом в предел - напряжение питания ОУ. Ну, это на благо самого же вентилятора - участок "В".

От коэффициента усиления ОУ DA1.1 зависит "острота" реакции на увеличение температуры. Чем ниже коэффициент усиления - тем более вяло будет отзываться вентилятор. Если очень надо это изменить - резистор R5 к вашим услугам. На схеме обозначен номинал, при котором увеличение оборотов от минимума до максимума происходит примерно за 20-25 градусов нагрева датчика.

Да, одно маленькое замечание. Дело в том, что у разных по площади PN переходов разное падение напряжения (вообще, оно от плотности тока в переходе зависит). Поэтому разница у разных датчиков может быть существенной - десятки милливольт. Из-за этого резистор R2 вынужден охватывать весь этот диапазон, а уже из-за этого его настройка получается достаточно острой. Будете конструировать - постарайтесь установить сюда многооборотный подстроечник.

В блоке TL431 и десять транзисторов есть модуль триггера защиты, который достаточно легко можно прикрутить и к блоку БП на TL081_0-30V / 0,002-3А.

А вот этот регулятор оборотов вентилятора можно облагородить ещё одним узлом - защитой от перегрева, который работает совместно с триггером защиты. Вот его схема



Здесь используется уже знакомая TL431, но не как линейный регулятор, а как компаратор с гистерезисом - хитрое включение транзистора и пары резисторов, образующих ПОС по напряжению обеспечивают это.

Вход защиты подключается к выходу ОУ DA1.1. Ведь когда становится жарко настолько, что вентилятор уже на максимуме, на выходе DA1.1 напряжение не перестаёт расти. И когда оно вырастает до трёх с небольшим вольт, TL431 открывается, открывая и транзистор. Загорается светодиод, и через R24-VD5 напряжение подаётся на триггер защиты, включая его. Триггер защиты останавливает работу блока питания и находится в таком состоянии до вмешательства оператора (это логично, перегрев это всё-таки опасно). Но вентилятор, продолжая работать, охладит радиатор, "успокоится", TL431 снова выключится, дав возможность оператору снова нажать SB1, тем самым включив блок.

Схема "заточена" под вышеупомянутые блоки, работает от примерно 20-22 вольт до 45. И поддаётся модификации, если нужно втиснуть её ещё куда-нибудь.

p.s. Да, мне известно, что стабильность ZD1 оставляет желать лучшего, но в этом месте это только на-руку - напряжение питания, а вместе с ним и опорные напряжения растут при прогреве всей схемы, обеспечивая рост оборотов вентилятору. Если бы схема предназначалась для метрологических целей, было бы иное, более стабильное и затратное решение.

А не проще тинька, DS18b20, полевик и программируй любую скорость при любой t ?
или вообще термостат на DS1821 ...

Ох, Господа, я опять таки забыл сказать, что в обсуждении конкретных сделанных мной конструкций, я болезненно отношусь к оффтопичным советам типа "выкинь всё и сделай совсем не так". Увы - я ЭТО сделал, а ваша тинька пока находится в виртуале. Давайте будем добры друг к другу. Пожалуйста, сделайте на тиньке, и я тогда с удовольствием почитаю вашу тему и, может действительно всё выкину нафиг...

Так что давайте по-существу. Вопросы, предложения, изменения, адаптация...

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Аналоговая красота, всё регулируется - и крутизна, и сдвиг, и полка снизу даже есть!
Респектище!

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.

Подробнее>>

Я дико конечно извиняюсь, не хотел не кого обидеть или задеть,
но название темы не выглядит, что вот конкретный девайс, скорее как раз "давайте поболтаем о том о сём" ...
ИМХО это надо было в статьи ...Нет, не виртуалка, работает везде требуется охлаждение,
да и схема, исходники ПО, лежат на форуме уже лет пять ...
на термостате DS1821 включительно

вот примеры из жизни,
термостаты DS1821 применяю, где пофиг на шум:


Этот экземпляр работает с 2012 года - не одного сбоя, работает без замечаний

С регулировкой скорости (на тиньке с DS18B20) там где шум мешает:


Работает с 2013 года - не одного сбоя, работает прекрасно.

А так, по жизни, в своих поделках, просто встраиваю,
в уже существующий МК, регулировку скорости по t на DS18B20

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

то, что можно сделать без МК, очень желательно делать без МК...

А я думаю наоборот, если можно сделать на МК, то надо делать на МК. 21 век на дворе! И сейчас на дискретных собрать дороже и более громоздко, чем на МК. При том что МК гибче.
Ну опять же, кому что, кому получить эстетическое удовольствие от схемы, от конструкции, сказать себе что "да, я это сделал", есть ещё порох и т.п. то как угодно. А если надо быстро, дёшево, кратно функциональней и проще, то МК без вариантов.

Все устройства на МК одноразовые, как китайские испражнения. При выходе из строя этого МК хть он и стоит копейки всё устройство оказывается не ремонтопригодно. Потому как для ремонта одного устройства не какая ремонтная мастерская не будет писать прошивку(очень дорого), а считать её невозможно. Это годится только для личного пользования и то чисто для тренировки писать прошивки.
Так что старичёк прав.
Да и конструирование на МК имеют мало общего с радиолюбительством. Большинство МКшных радиолюбителей не могут рассчитать даже усилитель на 1 транзисторе.

Не надо выдавать свою правду за истину. Это лишь ваше личное, персональное мнение.
Я в 80х тоже много чего делал и собирал, были другие времена, другие возможности, но сейчас это прошлый век. Мне нужно чтобы устройство было быстро спроектировано, собрано, было дешёвым и работало. Если для вас важен процесс и эстетичесое удовольствие, другое дело, но это для вас...

На деле, такие поделки(дискретные) тоже одноразовые, ибо из тех кто сейчас занимается ремонтом, проще заменить мк чем разбираться в принципе работы и сотне дискретных элементов и искать неисправность. Если речь о серийных устройствах, то прошитые МК есть в ремонтных мастерских. И это выгодней во всём.

Ремонт постепенно отмирает ибо всё больше устройств неремотопригодны. И это не хорошо не плохо, это данность с которой надо считаться. И неромонтопригодность будет распространяться всё дальше и больше и ни вас ни меня спрашивать никто не станет.

Вы будто застряли в прошлом веке. Все эти хитроумные схемы на сегодняшний день являются уделом радиолюбителей ибо только тот кто проектировал, тот и сможет в них разобраться. Остальным просто это нафиг надо. Как и нафиг нужен кому усилитель на одном транзисторе, сейчас такая толпа интегральных что проектировать на транзисторах снова удел лишь интузиастов хоббийщиков.

Так что вы правы лишь в том что каждый прав по своему, всё это дело вкуса, кому что нравится тот и использует в своём радиолюбительстве. В промышленности ситуация поменялась координально. Что дешевле то и используют, а дешевле всё делать на одном кристалле с двумя ногами.

Да и долговечность устройств на МК на самом деле достаточно высокая. А в случае с регулировкой оборотов от температуры, то на МК можно сделать куда более гибко.
Ну а эта схема да, красиво, умно, кому надо тот сделает. Дело вкуса.

Схему я не защищаю она просто сильно избыточна. Это ток кто не умеет читать схемы, для профессионала достаточно просто посмотреть на схему и он скажет как она работает. А вот что бы разобраться в чужой прошивке нужно потратить не один день. Всё зависит от профессионализма, вы правы сейчас очень много ремонтников не хотят не в чём разбираться просто меняют не рабочий блок. Просто для клиента это накладно. Для жителей москвы и других мегаполисов это допустимо, а вот для жителей маленьких городов выкладывать за ремонт 2-10 рублей затратно.

Добавлено after 4 minutes 18 seconds:

На разные модели своя прошивка и если мастерская не профильная то их нет, а к профильной надо ехать в москву. Дак может их надо совсем не производить, они ведь не кому не нужны.
А вот большинство людей которые здесь общаются это радиолюбители, потому что дешевле купить в китае чем собирать самому, а здесь люди собирают.

давайте оставим пока технологичнось поделки...представм что сбой произошел в проге или сдох мк...например от статиеи
теперь представим что произошло это так чо индикации авари нет а мотор кулера отключен....в резултате БП и весь девайс ценой 100500раз выше вашего МК сгорает от перегрева...чем может причинить еще болший ушерб если стоит в непрерывном тех цикле....

Добавлено after 2 minutes 31 second:
все критичные режимыи питаниеи ДОЛЖНЫ БЫТЬ АПАРАТНЫ если применяется управление от МК то отказ МК или завис не должен нанести вреда...

А с чего он должен произойти? Ровно с таким успехом может сгореть и данная конструкция. И вам ли мне объяснять, чем больше корпусов, тем больше вероятность выхода из строя. Так что, какой то неубедительный аргумент.
В данном случае, должен быть независимый контроль температуры. Ну или само нагреваемое должно уходить в защиту при перегреве. То есть при превышении должно всё отключаться независимо от устройства контроля вентилятора. Тогда да, надёжность кратно повысится.
А сравнить надёжность данной схемы с МК дело утопическое и в итоге окажется опять же делом вкуса...

ну вот колега вы уже выкручиваетесь - сделать отделную зашиту оставить мктолко калсона...не убедили колегпа
спору нет что 3 независимых контура лучше 1 но tit лучше чтоб все были апаратными

а где этот R7?

и что вы можете сказать по поводу датчика в таком исполнении?

кстати да я тож не нашел 7резика...
вариант на транзисторе в роли термостабилитрона широко применялся для термокомпенсации тока покоя ка порговое наверно тоже можно

можно , я так делал, работает...

но мне интересна разница, в чем она? ну, там, плюсы\минусы

Спасибо. Прошу прощения - моя опечаталась. Это подстроечный резистор R2. Я поправлю в исходном тексте.
Скажу, что он тоже будет работать. Но вот коэффициент у него будет уже другой - его портят резисторы, которые подключены параллельно. Такое включение используется тогда, когда необходимо более высокое падение напряжения на датчике, но нет требования к линейности. Например, в узле стабилизации тока покоя усилителей НЧ. Собственно, у нас тоже нет какого-то требования к линейности, но вот когда станете делать термометр (а на PN переходе можно сделать весьма точное измерение температуры - я уже говорил, что ТКН у него весьма линеен), тогда ставку на такой датчик делать не нужно - ставьте на "чистый" PN переход.

p.s. резистор R7 в этой версии схемы "выкушен". Он был последовательно с диодом VD1 и ещё был конденсатор, которые вместо работали фильтром. Он оказался совсем не нужен.

Также, здесь можно "выкусить" ещё четыре элемента (C1, R9, VD4, C6), но, хотя схема будет точно также работать без них, я предпочёл их оставить.
----------
Я сейчас провёл моделирование в MicroCAP и вынужен признать, что я не прав по поводу худшей линейности датчика на транзисторе с резисторам. Согласно модели, линейность у него аналогична линейности "чистого" PN перехода. Отличие только в том, что на транзисторе более высокое напряжение и, следовательно, более высокая крутизна зависимости.

Я бы в выходном каскаде обратную связь сделал не по напряжению, а по оборотам ротора вентилятора - тем более, датчик сейчас есть почти во всех вентиляторах... Ну, и можно бы для безопасности добавить "пищалку", включающуюся через несколько секунд после остановки ротора...

По напряжению универсальнее. Дело в том, что вентиляторы разные, и если для 60 мм вентилятора 2000 оборотов - это не много то для 90-миллиметрового 1000 - уже прилично. А вот по напряжению... во-первых, 12 вольт у них у всех рабочее, минимальные устойчивые обороты тоже примерно в районе 3.5~4.5-х вольт.
Потом, сигнал от датчика всё-равно надо в напряжение переделать, да ешё и отфильтровать от пульсаций...

Самое смешное, что да, от одного ОУ можно отказаться, совместив функции в одном, а не распределив на два. Но. Тут интересная фишка. Один ОУ - это точно такой же восьминогий корпус. Да, будет чуть меньше соединений, но... а кузовов столько же, и размер такой же. Так и нафига трамбовать? Вот и решено, что пусть каждый узел несёт свой функционал. Зато зело проще настройка, т.к. каждый узел можно отключить от других и исследовать его работу в индивидуальном порядке.

Рекомендую это-http://meandr.org/archives/34461. Собрал в 3 экземплярах - великолепно. До этого делал пороговые, работают, но оно же пороговое, вкл-выкл. По схеме Ридико, зате нечто похожее, но своё. Ну а сейчас - только см. сноску.