单片机开发PWM与DC风扇

2020-11-21

单片机开发冷却风扇是计算机硬件的重要组成部分(fēn)，因為(wèi)它们可(kě)以冷却CPU并為(wèi)机箱通风，从而可(kě)以在计算机中进行主动冷却。所有(yǒu)计算机均具有(yǒu)内置风扇，因為(wèi)它们是批准的处理(lǐ)器冷却机制之一。计算机中的风扇从周围收集冷空气并将热空气排出到室外。它们还通过在散热器上分(fēn)配空气来帮助散热器工作。在这里，我们讨论两种类型的冷却风扇：脉宽调制（PWM）风扇和DC风扇。 

在筆(bǐ)记本電(diàn)脑上工作时，您可(kě)能(néng)会观察到产生的热量变化。散热的这种变化通常会引起散热风扇及其速度方面的问题。当筆(bǐ)记本電(diàn)脑的热量减少时，就没有(yǒu)必要全速运行风扇了。但是，如果筆(bǐ)记本電(diàn)脑温度很(hěn)高，则筆(bǐ)记本计算机甚至可(kě)能(néng)需要其他(tā)风扇。冷却风扇的速度控制是一个备受争议的话题，而PWM风扇和DC风扇是讨论最多(duō)的解决方案。 

直流风扇或3针风扇

通常，直流风扇用(yòng)作低功耗的机箱风扇。它们被供应直流電(diàn)源。这些风扇也带有(yǒu)3针，因此也称為(wèi)3针风扇。3个引脚是電(diàn)源引脚（通常為(wèi)12 V DC），接地引脚和信号引脚。在直流风扇中，電(diàn)源可(kě)以来自稳压直流電(diàn)源，也可(kě)以来自主板接头引脚。即使没有(yǒu)实现速度控制，信号引脚也会收集有(yǒu)关风扇转速（转速表输出）的信息。某些计算机监视信号引脚，并在风扇操作失败时发出警报。

PWM风扇

如果要改变直流风扇的速度，唯一的选择是改变输入直流電(diàn)源。直流電(diàn)源可(kě)以降低到12 V以下，以降低速度。DC风扇速度的百分(fēn)比降低仍然存在限制。所有(yǒu)直流风扇均规定了最小(xiǎo)阈值電(diàn)压额定值；如果電(diàn)压降至阈值以下，则风扇开始失速。对于连续旋转运动，需要提供此最小(xiǎo)電(diàn)压。 

直流電(diàn)压控制是改变直流风扇速度的方法，可(kě)以通过在電(diàn)源線(xiàn)中加入電(diàn)阻来实现。串联電(diàn)阻两端的压降会降低到达风扇電(diàn)源引脚的電(diàn)压，从而自动降低风扇的速度。如果连接的電(diàn)阻器是可(kě)变電(diàn)阻器，则可(kě)以改变风扇速度，直到其停滞在最小(xiǎo)阈值電(diàn)压為(wèi)止。如今，带有(yǒu)旋钮的独立风扇控制器可(kě)用(yòng)于这种类型的DC风扇速度控制。 

PWM风扇或4针风扇

脉宽调制（PWM）风扇是直流风扇，带有(yǒu)用(yòng)于PWM的额外导線(xiàn)。PWM风扇是4针风扇，第四根電(diàn)線(xiàn)将PWM信号发送到风扇電(diàn)机。PWM信号是PWM风扇的控制输入。控制输入通常是具有(yǒu)5 V或3.3 V上拉電(diàn)阻的漏极开路或集電(diàn)极开路输出。PWM控制信号是高频（通常為(wèi)25kHz或更高）的方波，以使风扇发出的噪声超过人的可(kě)闻范围。PWM信号可(kě)以根据電(diàn)动机的高低状态来启动或停止電(diàn)动机。当PWM信号為(wèi)高電(diàn)平时，電(diàn)动机运行，否则，電(diàn)动机静止。 

PWM信号的占空比控制风扇電(diàn)动机的速度。電(diàn)机将始终提供12 V電(diàn)压，但是，PWM信号的占空比决定了风扇应运行多(duō)長(cháng)时间。40％的占空比使风扇在PWM信号总时间段的40％时间内保持打开状态，而其余60％的时间将保持关闭状态。冷却风扇的速度变化在额定速度的30％到100％之间，采用(yòng)PWM技术，PWM风扇实现的最低速度遠(yuǎn)低于直流风扇。机箱和CPU温度是影响冷却风扇速度的两个因素。新(xīn)技术的进步带来了固件和软件控制的PWM风扇，其速度根据CPU或机箱温度来控制。PWM风扇通常被视為(wèi)具有(yǒu)较高功耗的CPU冷却器。