Lüfterregelung mit Halbleitertemperatursensoren

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

ET System electronic GmbH

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Maxim Integrated Products GmbH

Linearitätskonstanten und sinnvolle Verstärkungsfaktoren

Der Linearitätsfaktor η von Transistoren ist vom Typ abhängig. Die meisten aktuellen Temperatursensoren (von Maxim) weisen einen Faktor von 1,008 auf, um kompatibel zu aktuellen Prozessoren (wie z.B. Pentium III, AMD Athlon 64) zu sein. Wenn man npn-Transistoren oder pnp-Transistoren als externe Fühler einsetzt, sollten diese Transistoren den gleichen η-Faktor wie die integrierten Temperatursensoren haben.

Die Transistoren wählt man mit einem Verstärkungsfaktor β >10, da dann nur geringe Basisströme benötigt werden, um die Transistoren in einen nahezu linearen Arbeitsbereich zu bringen. Dies ist der Grund, warum man Transistoren gegenüber Dioden bevorzugt.

Die Durchflussströme wählt man im Bereich von 10 bis 100 µA. Der eingebaute A/D-Wandler hat einen Arbeitsbereich, der zwischen 0,25 und 0,95 V liegt. Deshalb muss die Vorwärtsspannung größer als 0,25 V bei 10 µA und kleiner als 0,95 V bei 100 µA sein.

Um die Genauigkeit zu verbessern, werden für einen Temperaturwert die Temperaturen mehrmals gemessen und daraus der Mittelwert gebildet. Zufällig auftretenden Störungen heben sich bei diesem Verfahren gegenseitig auf. In vielen Temperatursensoren wird intern zwischen DXN-Anschluss und Masse zusätzlich eine Diode implementiert, die Störungen von der Masse entkoppelt. Zwischen DXP- und DXN-Anschlüssen kann bei den meisten Bausteinen ein Kondensator geschaltet werden, um Rauschen und elektromagnetische Störeffekte zu reduzieren. In der Regel nimmt man Kondensatoren mit Kapazitäten von 2200 pF. Dieser Kondensator reduziert nicht nur das Rauschen, sondern auch die Anstiegsgeschwindigkeit des einspeisenden Stromes, deshalb sollte der Wert nicht größer als 3300 pF sein, da der Kondensator sonst Messfehler verursacht. Bei einer längeren Leitung sollte die Kapazität verringert werden, da die Leitung selbst eine Kapazität aufweist.

Die drei Arten von Gerätelüftern

Es gibt drei verschiedene Typen von Lüftern: 2-Draht-, 3-Draht- und 4-Drahtlüfter. Der 2-Drahtlüfter hat zwei Anschlüsse (Versorgungsspannung und Masse). Die Geschwindigkeit wird über die Änderung der Versorgungsspannung (PWM oder linear) geregelt. Er ist zwar laut aber kostengünstig.

3-Drahtlüfter haben im Vergleich zu den 2-Drahtlüftern einen zusätzlichen Anschluss für das Tachometer. Sie entwickeln weniger Geräusche, weil man die Geschwindigkeit genauer steuern kann. Auch hier wird die Versorgungsspannung dazu benutzt, um die Umdrehungszahl einzustellen.

Der 4-Drahtlüfter hat im Vergleich zum 3-Drahtlüfter einen Zusatzanschluss für die Geschwindigkeitsregelung (PWM oder linear). Die Geschwindigkeit muss nicht über die Versorgungsspannung geregelt werden. Er ist sehr leise, allerdings teuer. Alle namhaften Hersteller von Lüftern, wie beispielsweise die Firma ebm-papst, führen die genannten Typen.

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