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3.3V 1KHz PWM光耦转48V驱动风机的选择,要不要MOSFET?

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simonliu009|  楼主 | 2017-2-4 22:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 simonliu009 于 2018-1-27 20:27 编辑

电路目的是3.3V MCU输出的 1KHz PWM通过光耦转48V PWM信号驱动风机,风机已经做好后端驱动不需要理会,就当是一个黑箱。
风机规格书给出的参考电路如下(其中1脚为输入电压48V,2脚为控制引脚,可以接受0-10V的直流电压或者1-10KHz的PWM信号,有效占空比为10%到100%),4脚为GND。
我现在做了两个方案,一个是PWM转换后直接接风机2脚。一个是光耦隔离后再通过一个MOSFET接2脚。
方案如下:

我想请教各位大虾的问题是:
1.最佳方案是否需要MOSFET,即选方案1还是方案2?
2. MCU默认输出1K的PWM(通过软件实现,非硬件PWM),刚好是风机接受的PWM频率下限,是不是余量不足?是不是需要改一下PWM的频率,比如到2KHz比较好?
3. 参考电路图的TVS的反向击穿电压是12V,当光耦输出端上拉到48V高电平的时候,岂不是被击穿了?那岂不是没法输出高电平?

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沙发
chunyang| | 2017-2-5 11:36 | 只看该作者
仔细看风机的规格书,如果没有要求控制端的输入电流,那么光耦直接驱动即可。注意控制端的输入电平范围,用电阻分压从48V取0-10V控制电压,不要使用TVS,这里防止过压也应该用稳压管,但用电阻分压的话,也没有必要。

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simonliu009 + 1 很给力!
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yuxiaoxu8728| | 2017-2-5 19:49 | 只看该作者
MOS管放那里有啥用?取反?

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fzyuan| | 2017-2-6 13:24 | 只看该作者
方案2是错误的,2N7000基本上是一上电就坏了。
方案1基本可以,但R11会很烫。

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simonliu009|  楼主 | 2017-2-6 15:01 | 只看该作者
本帖最后由 simonliu009 于 2017-3-5 23:23 编辑
chunyang 发表于 2017-2-5 11:36
仔细看风机的规格书,如果没有要求控制端的输入电流,那么光耦直接驱动即可。注意控制端的输入电平范围,用 ...

规格书没有提到驱动电流。
实际上这是一个EC风机,也就是内置控制器的风机。另外0-10V是一个工业常见的模拟控制信号,但是并不意味着2脚只能接收10V电压。因为原厂还有一个全速运转的参考电路是1-2脚短路。
但是为什么规格书提供的参考线路图有一个12V TVS呢,这也是我无法理解的地方。

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simonliu009|  楼主 | 2017-2-6 15:36 | 只看该作者
本帖最后由 simonliu009 于 2017-2-6 15:56 编辑
yuxiaoxu8728 发表于 2017-2-5 19:49
MOS管放那里有啥用?取反?

我也发现我画错了,逻辑有问题,取反无用。我只是看到原厂给的图里面有个三极管,担心光耦驱动能力不足所以加了一个MOSFET。

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chunyang| | 2017-2-6 15:59 | 只看该作者
simonliu009 发表于 2017-2-6 15:01
规格书没有提到驱动电流。
实际上这是一个EC风机,也就是内置控制器的风机。另外0-10V是一个工业常见的模 ...

那个不是TVS,而是稳压管。既便该风机可以接受10V以上的控制电压,最好还是将PWM控制电平控制在10V左右。

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simonliu009|  楼主 | 2017-2-6 20:57 | 只看该作者
chunyang 发表于 2017-2-6 15:59
那个不是TVS,而是稳压管。既便该风机可以接受10V以上的控制电压,最好还是将PWM控制电平控制在10V左右。 ...

嗯,明白了。
PWM限制在10V的话,那么12V的稳压管也就合理了。谢谢。

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9
simonliu009|  楼主 | 2017-2-6 21:02 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2017-2-6 13:24
方案2是错误的,2N7000基本上是一上电就坏了。
方案1基本可以,但R11会很烫。 ...

我打算用方案1了。不过还有疑问希望您能解答一下:
1. 我查了一下,Vgs最大值为+/- 20V,  2N7000烧坏是因为48V超过了Vgs最大值20V,是吗?
2. R11如果用4个133K的0805电阻并联是不是没有发烫问题了?还是说用一个2W的直插电阻更合适?

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10
fzyuan| | 2017-2-7 08:30 | 只看该作者
本帖最后由 fzyuan 于 2017-2-7 08:31 编辑
simonliu009 发表于 2017-2-6 21:02
我打算用方案1了。不过还有疑问希望您能解答一下:
1. 我查了一下,Vgs最大值为+/- 20V,  2N7000烧坏是因 ...

第2条的原因是很显然的;
第2条,可以计算一下R11在不同情况下的功耗:
a.光耦开路:P = U^2 / R, P = (48V - 12V) ^2 / 33k = 39mW;
b.光耦短路:P = 48V ^2 / 33k = 70mW;
而0603的额定功率通常是1/16W(70mW已经超额),那么在70mW时将有92度的温升。

若总功率有1/4W ~ 1/2W就基本可以了。

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xmar| | 2017-2-7 08:59 | 只看该作者
这个更好:


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12
fzyuan| | 2017-2-7 12:22 | 只看该作者

这个电路的输出阻抗会远高于方案1

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13
simonliu009|  楼主 | 2017-2-7 13:49 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2017-2-7 08:30
第2条的原因是很显然的;
第2条,可以计算一下R11在不同情况下的功耗:
a.光耦开路:P = U^2 / R, P = (4 ...

谢谢解惑

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14
simonliu009|  楼主 | 2017-2-7 13:53 | 只看该作者

这个电路好象是PWM直接驱动源端?这样的话似乎PWM还反向了。

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15
szhp0312| | 2017-3-5 10:12 | 只看该作者
楼主的调速板做好了吗

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16
simonliu009|  楼主 | 2017-3-5 20:06 | 只看该作者
szhp0312 发表于 2017-3-5 10:12
楼主的调速板做好了吗

还没呢 最近忙别的事情耽搁了

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17
szhp0312| | 2017-3-5 22:13 | 只看该作者
本帖最后由 szhp0312 于 2017-3-5 22:15 编辑

加我Q 九一四七**八七九,向你请教,我有个ebm的风机,只能pwm调速。打算做个新风

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szhp0312| | 2017-3-5 22:16 | 只看该作者
那两个星星是64

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