为什么调速计算机风扇需要4针?


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“标准”计算机风扇有两个针脚。一为动力,一为地面。三针风扇增加了一个额外的针,用于来自霍尔效应传感器的信号。速度控制风扇通常使用四针连接器,通常称为“ PWM”风扇。

据我了解,任何直流电动机都可以用PWM代替稳定信号来驱动,因此我很困惑为什么需要为PWM信号增加一个引脚。是否将PWM信号馈入风扇本身的MOSFET或某些类似的开关组件中,以便控制风扇的速度?


下面的答案中有很多单词似乎无法回答您的问题。我不知道,但是我的猜测是1:功率,2:接地,3:pwm和4:某个脉冲索引或编码器。
肯尼

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据我所知,标准PC风扇使用3针(+ 5V,GND,rpm感测),以便主板可以看到风扇运行的实际速度。PWM调节风扇增加了第4根导线-PWM信号,该信号指示风扇应运行的百分比。
Marki555

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@ Marki555这个问题是关于为什么您需要第四根导线。为什么不能仅在特定占空比下打开/关闭+ 5v?
2012年

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我想如果没有适当的+ 5V信号,风扇电子设备将无法确定其RPM。实际上,这是您在安装一些第三方风扇调节器时所得到的-它们只是按照所需的占空比切换+ 5v,但是由于风扇的稳定+ 5v不稳定,因此报告的RPM通常是虚假的(过高)值,一直在跳,...)
Marki555

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顺便说一下,Marki555:标准风扇连接器的电源是12v,而不是5v。仅PWM信号为5v。某些主板会根据温度为风扇提供5-12v的电压。

Answers:


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尽管“如果使用PWM控制实际的直流电动机,则可以使用PWM驱动任何直流电动机”的说法大体上是正确的*,但在给定的实现方式中,适当的电动机可能会隐藏在内部控制器的后面,在大多数情况下,情况就是如此。使用小型BLDCM(无刷直流电机)的设备。

大多数现代小型风扇都使用BLDCM。
在BLDCM中,电机速度在理论上与所施加的电压无关。要求一定范围的电压才能正确运行,但是在该范围内,该电压基本上不会影响电动机速度或产生二阶电压。

如果系统使用PWM控制外部电动机的速度,则需要特别注意将速度控制信号转换为实际的速度控制。BLDCM通常使用磁传感器**(通常是霍尔传感器)来确定转子位置并适当地切换电压。电子设备可能和传感器一样简单,但更常见的是有控制IC。如果电压发生变化,控制器通常会试图阻止任何变化并保持恒定速度。PWM信号或DC电平可用作控制器以适当速度发送的信号。


  • 由于励磁线圈的有趣布置,一些直流电动机并不过于渴望PWM。消费类设备中的小型有刷直流电动机可能使用永磁体,而大型电动机则往往具有缠绕的转子,并且可能具有串联的磁场(如吸尘器中的“通用电动机”,如果不加负荷则死转),并联或某种复合布置。如果考虑考虑使用PWM调制“真实”电动机,建议查阅干燥和多尘的书本以及制造商的规格表。

  • **一些控制器根据反电动势确定转子的位置,并且可能存在其他深奥的方案。霍尔传感器似乎是一种常见的解决方案。


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典型的速度控制计算机风扇上的PWM输入期望逻辑电平的PWM信号,通常约为20 kHz。这些类型的风扇具有板载嵌入式微控制器(或类似硬件),该微控制器通过控制电动机时序来控制速度(大多数PC风扇由无刷直流电动机驱动)。

以我的经验,如果斩波了输入DC,则BLDC电机的速度将无法平稳调节。如果平均直流电压太低,它们甚至可能根本无法启动,或者速度变得不稳定。有时,风扇会突然改变速度,而有时它会平滑地上下倾斜(这取决于风扇制造商及其风扇控制逻辑)。

(某些台达风扇也不喜欢通过拒绝更改速度或花费很长时间来过渡而在PWM信号上产生过多的抖动。)


您需要澄清一些答案。BLDC电机通常不是步进电机。它们通过适当的励磁顺序旋转至类似于步进电动机的电动机绕组,但它们却不像步进电动机那样以步进方式逐步移动。
迈克尔·卡拉斯

您也可以使用这些详细信息发布自己的答案。考虑到这个问题已有4年以上的历史了,我怀疑它会不会引起OP的注意。
亚当·劳伦斯

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自从您更新答案以来就删除了下注。这将使答案对于以后来这里阅读此书的人们更有价值。
迈克尔·卡拉斯,2016年

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PWM输入引脚是一个5伏特pwm信号,用于驱动风扇内的mosfet门。


正确,这需要一根导线+ GND(已经提供给风扇了,对吗?)为什么会有两根?
凯文·维米尔

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向后兼容性:4针可控风扇标准建立在3针反馈标准的基础上,而3针反馈标准是建立在2针电源标准的基础上的。能够将2或3针风扇插入4针风扇连接器是相当普遍的,反之亦然。

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