【회로 실무】FAN 동작 Error 검출 회로 설계 - (1)

 

 

【회로 실무】TVS 다이오드 선정 방법

【회로 실무】Comparator 비교기 선정 방법 (LM239, LM2901)

 

1. 설계 목적

• FAN의 동작 유무를 판단하여 I/O 출력을 하는 회로를 구성
• FAN은 3Pin(VCC, GND, TACHO) 제품을 사용하여 구현

 

2. 제품 목록

	MAKER	PARTS	Link
FAN	NMB	09232VE-24R-CT-S0	https://www.mouser.com/catalog/specsheets/NMB%20Technologies%20(Minebea)_09232VE24RCTS0%20Rev%20A%20datasheet.pdf
Logic IC	TI	SN74LV123AD	https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lv123a.pdf

단안정 멀티바이브레이터 (ex, SN74LV123)
: 디지털 펄스를 지속하거나 스위치의 시간을 지연할 때 사용

 

3. 회로도 및 특징 설명

• FAN의 동작 유무에 따라 에러를 출력하는 회로
• FAN의 TACHO는 1초에 약 200개 펄스를 출력하여 이를 입력받아 처리함
• PWM 펄스가 지속되거나 정지되면 R/C 필터를 통해 High 또는 Low를 출력할 예정
• 하지만 RC 필터의 영향으로 Error가 PWM으로 출력되는 현상이 있어 RC 값을 계산하고 테스트할 필요가 있음
• 이후 RC 필터의 C값을 변경하며 출력 확인

 

 

4. RC 필터

• 단안정 멀티바이브레이터 IC에서 출력 신호를 제어하기 위해 RC 필터가 사용됨
• RC 값에 따라 펄스, High, Low가 출력됨
• 해당 기능은 펄스가 아닌 High, Low로 출력하기 위해 적정 R, C 값을 선정함

• B, CLR = 3.3V
• trr은 A의 한 펄스 주기
• tw는 유지되는 시간
• 펄스가 발생하면 총 tw(+trr) 시간 동안 유지됨
• 이러한 기능을 활용하여 High, Low로 출력이 가능함

• Trr과 tw를 계산하기 위해 데이터시트의 표를 참고함
• Trr = 1/(rpm/60/2)*1000000000
  -> rpm: 7000, 60: rpm to rmsec, 2: 1주기에 두개 펄스 발생, *: ns to sec
• K 값은 그래프를 참고하여 약 1.01로 작성

 

 

• trr은 FAN의 스펙에 따라, tw는 RC 필터 스펙에 따라 조정할 수 있음
• FAN의 RPM은 최대 7,000(@24V)이며 전압에 따라 낮아질 수 있음
• 즉, trr 값은 최소 4ms이며 입력 12V일 때 약 3,000 RPM으로 나타남
• FAN의 RPM을 최대 7,000 / 최소 3,000이라고 가정하면, 모두 Error를 검출할 수 있도록 tw값을 10ms 이상으로 설정해야 함
  (실험 참고)

 

• 표의 1번과 같이 RC를 10k, 104로 정한다면 tw가 1ms로 설정되며, 게이트의 출력 Q가 PWM 출력되게 됨
• 따라서 RC 시정수를 늘려 tw값을 10ms 이상으로 설정하려면, 2번 혹은 4번과 같이 R, C를 변경해야함

• 표 1번의 경우 1.00E+06, 2번의 경우 1.00E+07로 나타남

 

• 최종적으로 표 1번의 trr+tw 값 1ms를 10ms이상으로 변경하기 위해, 저항 10k옴에서 100k옴으로 변경함

 

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