Transistor e PWM

Sono un po 'confuso su questo e non so da dove cominciare. L'idea è di avere un segnale PWM di uscita micro-controller o FPGA (5 V o 3,3 V mentre PWM è al 100%) e quindi utilizzare un transistor per alimentare il ventilatore che ha bisogno di 12 V per funzionare.

So che devo collegare insieme i motivi dell'alimentazione del ventilatore e dell'alimentazione FPGA (o μC). Successivamente, uso la resistenza in serie con il collettore del transistor per limitare la corrente.

La parte che mi infastidisce è come collegare la base e il pin di uscita PWM? Quale valore di resistenza devo scegliere se voglio che 3.3V sia al 100%? E quale valore ho bisogno se voglio che 5V sia al 100%? Voglio dire, come posso "dire" al transistor che 3.3V (o qualsiasi altra tensione su cui sto operando) è quando deve alimentare il ventilatore al 100% della capacità?

Spero che tu possa capire la mia domanda. Grazie per qualsiasi risposta !!

Un segnale PWM (a due livelli) ha due stati: alto e basso. Indipendentemente dal fatto che l'alimentazione per FPGA / MCU sia 5 V o 3,3 V, si desidera che lo stato basso si trasformi in 0 V attraverso la ventola e lo stato alto si trasformi in 12 V attraverso di essa (o viceversa). In questo modo, variando il ciclo di lavoro del segnale PWM, sarai in grado di guidare la ventola lungo tutto il suo campo di lavoro.

Il transistor (che può essere BJT o MOSFET) deve funzionare completamente spento o completamente acceso, per dissipare il minimo possibile. Se l'alimentazione è di 12 V, non è necessario alcun resistore in serie con la ventola. Il collettore o lo scarico del transistor saranno collegati direttamente alla ventola. Inoltre, utilizzare un diodo Schottky in parallelo con la ventola, in modo che il catodo si trovi sul nodo +12 V e l'anodo si trovi sul collettore o sul drenaggio. La ventola è un carico induttivo e devi fornire un percorso per la sua corrente, una volta spento il transistor. Altrimenti, si potrebbe accumulare una tensione eccessiva sul collettore / drenaggio del transistor e si potrebbe danneggiare.

Supponiamo BJT: per limitare la corrente di base è necessario solo un resistore in serie con la base. Dobbiamo sapere quanta corrente assorbe il tuo fan, a 12 V (chiamiamolo così$I_{fan}$) e anche il $\beta$ del tuo transistor (il guadagno attuale da $I_{base}$ per $I_{collector}$). Scegli la resistenza in questo modo:

$R_1 = \dfrac{V_{supply}-0.7}{10*\dfrac{I_{fan}}{\beta}}$

$V_{supply}$ è 3.3 o 5. Il fattore 10 è avere un margine sufficiente per assicurarsi che il BJT non funzionerà mai nella regione lineare.

Vedo che Telaclavo ti ha dato una buona risposta per un transistor bipolare. Ecco come sarebbe con il giusto tipo di FET:

Per tensioni basse come 12 V, sono disponibili FET che si accendono abbastanza bene con solo 5 V o anche 3,3 V sul gate. Questi sono talvolta chiamati FET a livello logico . Il gate può quindi essere pilotato direttamente da un'uscita digitale CMOS.

Il diodo è essenziale per non danneggiare la FET. Un motore sembrerà induttivo, quindi quando si tenta di spegnerlo aumenterà la sua tensione a qualsiasi cosa occorra per mantenere la corrente fino a quando la tensione inversa risultante alla fine porta la corrente a 0. Questo a volte viene chiamato contraccolpo induttivo . Senza il diodo, quella corrente di contraccolpo non ha posto dove andare e aumenterebbe il consumo di FET ad alta tensione in modo che il FET alla fine si interrompa e quindi permetta alla corrente di fluire. Questo non va bene per la FET. Un diodo Schottky è una buona idea qui poiché sono veloci e alla tua bassa tensione sono prontamente disponibili per caratteristiche adeguate.

Se capisco correttamente la tua domanda, stai cercando di controllare la potenza del tuo ventilatore usando PWM.

Nel qual caso, avendo un ciclo di lavoro del 100%, il transistor si accenderà e il ventilatore si accenderà a 12V

http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_4.html

Un altro aspetto di questo problema è utilizzare una ventola con un ingresso PWM dedicato. Molti fornitori offrono questo come funzionalità standard.

Nella mia esperienza, molte ventole DC senza spazzole non amano il funzionamento con potenza di ingresso ridotta: non è possibile ottenere un controllo accurato degli RPM. L'uso di un ingresso PWM dedicato ti consente un controllo molto preciso della velocità e poiché stai controllando un ingresso digitale (non troncando la potenza) hai solo bisogno di un MOSFET modesto e non hai bisogno di un diodo di serraggio.