Regolatore lineare per ventole PC (0 V - 12 V o 5 V - 12 V)?

[Dani88]

Ciao a tutti :)
Molti anni fa avevo costruito un regolatore per ventole lineare utilizzando dei transistor e dei potenziometri.
Il tutto era stato replicato su 4 canali, capaci di gestire ognuno 4 ventole (da 0.5A l'una al max).
Da un po di tempo il circuito non funziona più bene: alcuni canali non azionano le ventole se non quando il potenziometro è ruotato al massimo, etc...

Per questa ragione ho più volte provato a buttare giù degli schemi/progetti per un nuovo regolatore, e grazie anche ad una buona esperienza di programmazione su microcontroller volevo rendere il tutto digitale e interfacciarlo al PC. Sono però emersi nel corso del tempo problemi con PWM (fischi e rumore molto fastidioso) e mi sono chiesto se per una cosa così banale valesse la pena spenderci così tanta fatica.

Per cui alla fine ho optato per un nuovo regolatore lineare, magari a mosftet.
Ora, di elettronica analogica io ne so veramente poco purtroppo, quindi chiedo a voi: qualcuno sarebbe così gentile da spiegarmi come posso realizzarlo? Purtroppo i vecchi schemi non li ho più e vorrei dimensionare il tutto correttamente.
Grazie mille!

[FedericoSibona]

In sostanza vorresti degli alimentatori a tensione variabile che dessero almeno 2A. È così?
Mosfet a parte, ci sono integrati che fanno tutto loro con le specifiche richieste.
Esempi sono LM350, LM338 oppure i low-dropout LT1085, LT1084.

Che circuiti PWM hai provato?

[marco438]

Un regolatore lineare, per modificare la velocita' di ventole, non e' l'ideale; le ventole perdono in potenza oltre che in velocita' e, regolate per la minima performance, potrebbero fermarsi e non partire piu' se non sollecitate.
Usualmente si adoperano semplici circuiti PWM basati sul NE555 che, a quanto mi risulta, non fischiano.
Chiarisci comunque il progetto nel suo complesso e poi ne riparliamo.

[richiurci]

Se un circuito PWM "fischia" di solito è dovuto alla frequenza del PWM che ricade nel range delle frequenze udibili, quindi basta alzare la frequenza per eliminarlo.

Ma effettivamente usare un PWM per regolare le ventole può essere controproducente a causa dei disturbi emessi dal circuito.

Viste le basse correnti in gioco per ogni ventola basta un regolatore lineare, o al limite più di uno in parallelo.

Per evitare che le ventole si blocchino basta fare in modo che regoli pochi V a scendere dalla tensione nominale, es da 12 a 10V e da 5 a 4V. Prova con un alimentatore a pilotare le ventole a tensione variabile per determinare di quanto vuoi abbassare il numero di giri.

Gli schemi sui regolatori lineari li trovi sia sul forum che nei data-sheet degli stessi (es quelli linkati da Federico)

[marco438]

Ma effettivamente usare un PWM per regolare le ventole può essere controproducente a causa dei disturbi emessi dal circuito.

Disturbi a cosa?

Viste le basse correnti in gioco per ogni ventola basta un regolatore lineare, o al limite più di uno in parallelo.

Allora, volendo semplificare, basterebbe un semplice potenziometro (di adeguata potenza) e poi, sinceramente, non vedo quale semplificazione ci possa essere visto che, per difficolta' costruttive e per costo, i circuiti si equivalgono con la differenza che un PWM spreca meno energia e regola meglio.

[richiurci]

Disturbi all'orecchio, come scritto dall'OP

Ma comunque un PWM genera armoniche e problemi di compatibilità elettromagnetica, magari non in questo caso visto la potenza ridotta, ma in generale si.

Comunque Marco, la virtù non sta nel mezzo? Mi sembra poco razionale consigliare un PWM o un semplice (semplice?) potenziometro....

Un regolatore lineare ha il solo difetto di dissipare energia (come il potenziometro), ma costa meno di un potenziometro di potenza... e può essere azionato automaticamente.

Inoltre a differenza del potenziometro gestirebbe molto meglio gli avviamenti, cioè spunti di corrente.

[marco438]

Non so quale sia il tuo modo di pensare ma, se viene chiesto un consiglio, io tendo a suggerire il migliore e non il "meno peggio".
Poi se l'OP vorra' farsi il lineare (vedi qui), nessun problema.

[Dani88]

Vi ringrazio tutti per le numerosissime risposte :)
Allora, innanzitutto provvedo a dare qualche informazione di quelle che mi avete chiesto:
• il circuito PWM che avevo provato era realizzato mediante controllo da microprocessore ed encoder rotativo per la regolazione del duty. Per generare il segnale di comando utilizzavo le uscite dei moduli PWM del micro.
• il fischio risulta udibile perché, come avete detto, la frequenza è nel range 20Hz-20KHz, il problema però è un po più complesso perché il PWM pilotando un motore può generare ulteriori rumori credo dovuti sia alla parte elettrica che meccanica.
• avevo provato a mettere dei filtri sull'uscita PWM in modo da riportarla ad un valore "lineare" equivalente al duty cicle (quindi ad esempio 50% = 6V) ma anche qui vi era comunque un po di rumore residuo, soprattutto con duty bassi. Inoltre la complessità del circuito aumentava, e come dicevo all'inizio mi sono chiesto se avesse senso per uno scopo così banale.

Per il resto, come dicevo, a me interesserebbe una cosa semplice semplice come quella che ho.
Non voglio usare potenziometri di potenza perché non è una soluzione ottimale e costano un botto.
La mia idea era appunto:
• Transistor o mosfet in serie alla ventola
• Potenziometro per regolare "l'apertura" della base/gate e quindi la velocità della ventola

Il tutto replicato per il numero di uscite che mi servono.
Il problema è che non ho mai capito bene la polarizzazione dei transistor utilizzati per questo scopo (e non come interruttore ON/OFF), quindi avrei bisogno di un aiuto/schema per capire :)

[marco438]

Penso ti convenga usare allora dei regolatori di tensione, anche se l'idea non mi piace molto, ma quella con transistor mi piace ancora meno.
Con uno schema come questo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

dimensionando le tre resistenze stabilisci la massima e la minima tensione a cui la ventola puo' funzionare; con R2 fissi la minima senza che la ventola si fermi del tutto e con R3 l'escursione fino alla massima tensione e velocita'.

[FedericoSibona]

Se nel circuito suggerito da Marco sostituisci l'integrato con un LM338, ti saranno sufficienti due alimentatori per tutte e 16 le ventole.