Lüftersteuerung für 12-Volt-Lüfter Drucken E-Mail
Montag, den 29. Oktober 2012 um 09:59 Uhr

Lüftersteuerung mit temperaturabhängiger Drehzahlregelung für 12-Volt-Lüfter

Seit über 7 Jahren leistet in einem umgebauten Schaltnetzteil eine einfache, temperaturabhängige Lüftersteuerung ihren Dienst. Dieser Tage habe ich die kleine Schaltung, welche ich vorwiegend aus Elektronischrott aufbaute, wiederentdeckt. Nun möchte ich sie vorstellen. Der Einsatz dieser Schaltung folgt selbstverständlich auf eigene Gefahr.

Die Schaltung wird an 12 bis 15 Volt betrieben und ist für kleine 12-Volt-DC-Lüfter geeignet, welche einen Stromverbrauch von höchstens 200 mA benötigen. Solche Lüfter sind in Schaltnetzteilen und auf den PC-Mainboards zur Kühlung der CPU anzutreffen. Die Drehzahlregelung erfolgt durch Längsregelung mit einem Transistor. Auf eine Pulsweitenmodulation wurde verzichtet. Eventuelle Funkstörungen durch den Wegfall des Schalterbetrieb sind dadurch ausgeschlossen.


Schaltbild der Lüftersteuerung mit temperaturabhängiger Drehzahlregelung.

Die Betriebsspannung wird zwischen +V (Plus) und -V (Minus, Masse) angelegt. Sie darf sich zwischen 12 und 15 Volt bewegen. Der Lüfter wir zwischen Lüfter-A und Lüfter-B angeschlossen. Der NTC (Heißleiter), welcher bei Zimmertemperatur etwa 10 kOhm besitzen sollte, wird zwischen den Punkten NTC-A und NTC-B angeschlossen. Er bildet dann einen Teil einer Brückenschaltung. Der eine Zweig der Brücke besteht aus dem NTC und der Serienschaltung von R6 und R5. Der andere Zweig aus R3 und R4. Der Kondensator C1 sorgt dafür, dass der Lüfter beim Einschalten kurz anläuft. C1 könnte auch entfernt werden.

Die Querspannung der Brücke wird über den Vorwiderstand R2 den beiden Eingängen des Operationsverstärkers TL071 zugeführt. R2 und R1 bilden die Gegenkopplung für den Operationsverstärker. Der Transistor im Gegenkopplungszweig sorgt für den nötigen Strom, den der Lüfter benötigt. Ich habe einen BD137 aus der Schrottkiste eingesetzt. Ähnliche NPN-Typen gehen auch, wenn sie vor allen Dingen die notwendige Verlustleistung verkraften, die bei etwa maximal 2 Watt liegt. Je größer man R1 wählt, desto empfindlicher reagiert die Schaltung auf Temperaturänderungen. Die Schaltung habe ich so dimensioniert, dass der der Lüfter im normalen Betrieb mit etwa 6 Volt läuft.

Erwärmt sich nun der NTC, sinkt der Widerstand des NTC und dann steigt die Spannung am nichtinvertierenden Eingang (Pin 3, +) des Operationsverstärkers. Dadurch steigt die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers und somit an der Basis des Transistors. Durch den Emitter und Kollektor desselben fließt mehr Strom und der Lüfter dreht sich schneller. Durch die Dimensionierung der Brückenschaltung kann die minimale Lüfter-Drehzahl bei Zimmertemperatur bestimmt werden.


Die eingeklebte Lüftersteuerung. Das rundliche Bauteil mit der orangenem Farbkennung ist der Heißleiter (NTC).


Blick in das PC-AT-Schaltnetzteil, umgebaut für stabile 13,8 Volt.

Die Schaltung wurde auf einer Lochrasterplatte realisiert und dann mangels anderer Befestigungsmethoden mit Heißkleber fixiert. Dies ist nicht gerade servicefreundlich, aber so hat die kleine Platine seit 7 Jahren gehalten. Der NTC befindet sich wenige cm von einem Kühlkörper entfernt. Der Lüfter sollte die Luft immer aus dem Gehäuse herausblasen. Dadurch ist die Temperaturverteilung im Gehäuse gleichmäßiger.

Zuletzt aktualisiert am Samstag, den 07. März 2015 um 08:19 Uhr
 
3. Februar 2017

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