- Выше приведенная схема регулятора оборотов обычного компьютерного вентилятора, кулера является улучшенной в сравнении со схемой самого простого варианта (приведенная ниже), а именно содержащая один транзистор и два резистора.
Простая схема подключается последовательно в цепь, то есть в разрыв между питанием и самим вентилятором. И при таком подключении регулирует только силу тока в цепи, путем увеличения или уменьшения проводимости коллектор-эмиттерного перехода. А дело в том, что при регулировки скорости вращения у постоянного двигателя величиной тока возникают некоторые проблемы. А именно, это плохая линейность самой регулировки. А также, чем меньше ток, тем хуже вращающий момент.
В улучшенной же схеме регулировка частоты вращения вентилятора осуществляется путем изменения величины подаваемого постоянного напряжения. При этом способе линейность изменения и крутящий момент будут выше, то есть лучше.
Давайте вкратце рассмотрим саму схему и принцип ее работы. Итак, первая часть регулятора представлена простым параметрическим стабилизатором напряжения. Он состоит из управляемого стабилитрона типа TL431.
Этот стабилитрон может обеспечить стабильное напряжение в диапазоне от 2,5 до 36 вольт. При максимальном токе до 100 мА. Для управления этим стабилитроном в схеме стоит переменный (или подстроечный) резистор R2 на 22к. Именно подбирая нужное положение ползунка резистора мы выбираем необходимое напряжение стабилизации между анодом и катодом на стабилитроне. Если использовать схему для питания вентилятора на 12 вольт, то стабилитрон должен иметь напряжение стабилизации около 12,6 вольт. То есть, 12 вольт для самого вентилятора и 0,6 вольт для управляющего транзисторного перехода база-эмиттер, которые на нем осядут.
Если мы будем подавать на вход схемы напряжение более 12,5 вольт, то нужно последовательно стабилитрону добавить токоограничительный резистор R1. Это нужно, чтобы не перегружать стабилитрон повышенным током, что будет протекать через его катод и анод. Для нормальной работы стабилитрона будет вполне достаточно использовать силу тока около 5 мА. Именно резистором R1 мы сможем ограничить этот ток. Его номинал нужно подобрать в диапазоне где-то от 1 до 470 Ом.
Итак, мы на нашем стабилитроне имеет стабильное постоянное напряжение около 12,6 вольт. А поскольку параллельно катоду и аноду стабилитрона подключен еще один переменный резистор R3, то это напряжение оседает и на нем. Он выполняет регулируемого делителя напряжения.
То есть, когда мы крутим этот резистор, то между минусом и выводом ползунка будет меняться величина напряжения. Чем ближе ползунок к минусу, тем меньше будет напряжение. Это изменяемое напряжение и подается на база-эмиттерный переход биполярного транзистора VT1. Этот транзистор включен по схеме с общим коллектором. А такой тип подключения транзистора имеет усиление только по току, по напряжению усиления нет. Даже оно чуть меньше того, которое прилаживается на база-эмиттерный переход. И меньше именно на 0,6 вольт.
То есть, на выходе схемы, а именно на резисторе R4, мы имеем регулируемое напряжение, что задается переменным резистором R3. С вычитанием 0,6 вольт. Но при этом у нас будет достаточно большим сила тока, которая будет протекать через наш вентилятор. Таким образом мы получим регулировку именно напряжения. Выше я сказал, что управление током имеет значительные недостатки. Управление скоростью вращения вентилятора именно величиной постоянного напряжения будет иметь лучшую линейность и крутящий момент. Так что лучше использовать такой вариант схемы регулировки оборотов электродвигателя. Хотя существует и еще более лучший вариант, а именно регулировка ШИМ. Но о ней будет рассказано в другой статье.
К сожалению, как самая простая схема регулятора (изменяем силу тока), так и эта схема (регулировка напряжением) имеют один существенный общий недостаток. А именно, у них плохая экономичность расходуемой электроэнергии. Дело в том, что когда мы производим уменьшение оборотов двигателя вентилятора, то лишнюю мощность мы просто отводим на выделение тепла на силовом транзисторе. То есть, транзистор выполняет роль обычного резистора, который электричество преобразует в тепло.И чем меньше скорость на вентиляторе, тем больше электричества расходуется в никуда. Ну, в зимний период это даже хорошо, дополнительный обогрев помещения, а вот летом, как-то не совсем. Хотя при небольших мощностях нагрузки этой экономностью можно и пренебречь.
Эту схему целесообразно использовать в тех случаях, когда нужно регулировать скорость вращения на электродвигателях относительно небольшой мощности. Ну, хотя бы до 10 Вт. Если вы не желаете чтобы электроэнергия тратилась впустую, то в очередной статье я приведу пример схемы, которая осуществляет управление оборотами кулера путем широтно-импульсной модуляции. В таком варианте недостатков еще меньше.
Видео по теме данной статьи (как сделать простой регулятор оборотов компьютерного вентилятора, где скорость вращения регулируется величиной напряжения, схема) можно посмотреть тут - https://dzen.ru/video/watch/60dd4eec53a79f06f98045da .