Einfache Lüfterregelung mit Transistoren

Eine einfach aufzubauende Lüfterregelung sollte es sein, die einen Spannungswandler für eine Solaranlage vor einer starken Erhitzung vor allem in den Sommermonaten schützt. Das Ursprungsproblem an der ganzen Sache: Der hier verwendete Spannungswandler hat zwar zwei integrierte Lüfter. Diese schalten sich für gewöhnlich erst ab einer Ausgangslast von etwas mehr als einem Zehntel der angegebenen Nennleistung ein. Das ist soweit gut und schön, allerdings kommt es dennoch zu einer relativ starken Erhitzung (zumindest meiner Meinung nach) des Spannungswandlers, wenn dieser für längere Zeit mit einer Ausgangslast von etwa 90 Watt betrieben wird. Hier schalten sich die eingebauten Lüfter auch nach längerer Zeit nicht ein. Um für zusätzliche Abkühlung zu sorgen, wurde zunächst ein einfacher Versuchsaufbau durchgeführt. Die Schaltung in der folgenden Abbildung zeigt eine Lüfterregelung, die auf einfache Weise mit drei Transistoren sowie einem NTC (temperaturabhängiger Widerstand mit einem negativen Temperaturkoeffizienten) aufgebaut wurde. Die Schaltung wird mit einer Spannung von 12 Volt betrieben, die von der Anlage über die 12-Volt-Batterie direkt zur Verfügung gestellt wird. Der Vorteil dieses Aufbaus besteht darin, dass die Lüfterregelung auch dann noch arbeitet, wenn der Spannungswandler schon abgeschaltet wurde, sodass dieser weiterhin heruntergekühlt wird. Doch zunächst zum Schaltbild für diese einfache Lüfterregelung:

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Schaltbild der Lüfterregelung mit drei Transistoren
Schaltbild der Lüfterregelung mit drei Transistoren

Die Schaltung weist eine gewisse Ähnlichkeit auf mit der ebenfalls auf dieser Seite vorgestellten Schaltung für den Dämmerungsschalter. Sie verwendet ein Poti am Eingang sowie einen NTC anstelle des lichtempfindlichen Widerstandes, der mit R5 einen Spannungsteiler bildet. Dieser wird über den regelbaren Widerstand P1 mit einer veränderbaren Eingangsspannung versorgt. Über dieses Poti kann die Temperatur in gewissen Grenzen verhindert werden, bei welcher der Lüfter eingeschaltet wird. Die folgenden zwei Transistoren bilden einen Schmitt-Trigger. Es handelt sich hierbei um eine sogenannte Komparator-Schaltung (Komparator bedeutet hier soviel wie Vergleicherschaltung). Die Schaltung arbeitet mit einer Einschaltspannung für den Lüfter sowie einer Ausschaltspannung. Sie dient dazu, den sich langsam verändernden Widerstandswert von NTC1 in abrupte Schaltsignale umzuwandeln. Der Lüfter arbeitet also nicht mit einer veränderbaren Drehzahl, sondern wird nur aktiviert oder deaktiviert. Der dritte Transistor ist schließlich für die Steuerung des Lüfters verantwortlich. Der Lüfter hat nur eine sehr geringe Stromaufnahme, sodass der hier verwendete Kleinsignaltransistor BC548 leistungsmäßig ausreicht.

Hier wurde die Schaltung probeweise auf einer Steckplatine aufgebaut. Der temperaturabhängige Widerstand wurde für diesen einfachen Test einfach mit etwas Klebeband an den Kühlkörper des Spannungswandlers geklebt. Man könnte natürlich die internen öfter mit dieser Schaltung ansteuern, allerdings habe ich für diesen ersten Test einfach einen zusätzlichen Lüfter an die Schaltung angeschlossen, um die Funktion zu überprüfen. Für den ersten Testaufbau sollte das reichen.

Danach wurde die Schaltung auf einer kleinen Lochrasterplatine aufgebaut. Der NTC wurde wieder am Kühlkörper des Spannungswandlers angebracht. Die hier verwendete, etwas größeren Lüfter macht schon ordentlich Wind, sodass der Spannungswandler eine deutliche Abkühlung erhält, wenn eine bestimmte Temperatur erreicht wird. Diese lässt sich in weiten Grenzen mit dem einstellbaren Widerstand variieren. Der temperaturabhängige Widerstand stammt übrigens aus einem alten Netzteil. Welche genauen Daten der hat, ist mir nicht bekannt. Gegebenenfalls muss die Schaltung an den jeweiligen temperaturabhängigen Widerstand angepasst werden, wenn ein Nachbau gewünscht ist. Bei Bedarf muss auch ein stärkerer Transistor verwendet werden, wenn ein Lüfter mit einer höheren Stromaufnahme eingesetzt werden soll.

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