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CPU風扇是如何實現PWM調速的,每根線各帶線什么含義?
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嘉興順電子科技 - 

時間 : 2020-08-07 10:36 瀏覽量 : 178

上篇文章其實已經到了CPU風扇的2.3.4線之間的差異,但是其實很多小伙伴還是不懂它們之間的工作原理以及PWM的調速原理,這篇文章將與大家深入去探討2.3.4線的工作原理以及PWM調速的作用 ,那么無論是臺式機還是筆記本,全是具備風扇的,該風扇具有排熱功效,電腦上CPU的溫度越高,轉速越快,能夠提升電腦上CPU的排熱高效率,確保CPU一切正常工作中。那麼電腦上是怎樣調整風扇的轉速的呢?這要從風扇接線的接法談起。從一開始到現在,電腦上CPU的風扇各自經歷了兩條線式、三線制及其今日的四線式。那它們中間有什么不同呢?

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1.兩線式CPU風扇的原理

初期的風扇僅有二根線,一般用紅杠和黑條來表明,鮮紅色表明開關電源正、黑條表明開關電源負,即要是接好適合的電壓,風扇便會旋轉,并且是飛速旋轉,速率不能調。這中風扇盡管非常容易操縱,可是沒有轉速意見反饋。風扇有木有在旋轉、風扇的轉速多少錢,電腦上CPU徹底不清楚。即便風扇壞掉了,電腦上CPU也沒法檢驗到,溫度和轉速中間沒法產生閉環控制,還可以說風扇的情況不是可控性的,存有排熱安全隱患。

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由于兩條線式風扇的之上缺陷,為提升排熱高效率,之后又出現過三線式的風扇。

2.三線式CPU風扇的原理

三線式風扇有三根線,各自用鮮紅色、灰黑色和淡黃色來表明。鮮紅色和灰黑色是電源插頭,而淡黃色是風扇轉速的意見反饋線,根據每根線,電腦上CPU能夠即時的檢驗到風扇的轉速。在風扇打開后,CPU能了解風扇是否在工作中,產生了基本的閉環控制。

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在電腦上必須排熱的情況下,CPU檢驗到風扇的轉速為零,那麼就可以分辨風扇損壞或是是缺少,能夠向客戶提醒常見故障信息內容。

之上二種風扇所存有的缺陷便是,沒法依據具體的溫度狀況開展變速,要是全速運作,造成噪音非常大,以便改進這類狀況,出現了四線式風扇。

3.四線式CPU風扇的原理

四線式CPU風扇在三線式的基本以上多了一根變速線,CPU即能即時的檢驗風扇的轉速,又能依據當今CPU的溫度來操縱風扇的轉速,完成了溫度和風扇轉速的閉環控制系統,提升了排熱高效率、減少了服務器功能損耗、還減少了風扇旋轉時的噪聲。優勢顯著,因此,現階段以四線式風扇占多數。

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根據前邊的比照得知,三線式風扇比兩條線式風扇多了限速作用,而四線式風扇又比三線式風扇多了變速作用。比照以下表所顯示。

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那麼CPU是怎樣調整風扇的轉速的呢?

4.CPU是怎樣調整風扇轉速的

給風扇再加適合的額定值電壓后,風扇便會全速運行,假如把電壓減少一點,那麼風扇的轉速便會減少,當把電壓將為零后,風扇漸漸地就慢下來了。能夠發覺,要是更改風扇兩邊的電壓就可以完成轉速的調整。那麼怎樣完成風扇電壓的調整呢?這就用到了PWM。

PWM變速基本原理

說白了PWM,便是脈沖寬度調配,一定頻率的波形是由上拉電阻和低電頻組成的。假定上拉電阻的延遲時間是T1,低電頻的延遲時間是T2,那麼周期T=T1+T2。

5.PWM波形

根據更改上拉電阻的延遲時間,就可以更改波形的均值電壓,在一個周期時間內上拉電阻所占的占比,就稱為占空比,計算方法為:D=T1/T。

占空比與均值電壓的關聯

占空比越大,那麼均值電壓就越高;占空比越低,均值電壓就越小。

占空比為100%,那麼風扇兩邊的電壓便是12V,風扇全速旋轉;

占空比為50%,那麼風扇兩邊的電壓便是6V,風扇以一半的速率旋轉;

占空比為0%,那麼風扇的電壓就是0V,風扇不旋轉。

6.均值電壓的計算方式

PWM變速電路設計圖的設計方案

因此,CPU要是輸出不一樣占空比的波形就可以操縱風扇的轉速,占空比的尺寸與溫度相關。溫度越高,占空比越大,風扇轉速越快;溫度越低,占空比越小,風扇轉速也就越小。CPU操縱風扇變速的電路設計圖如下圖所顯示。

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7.PWM變速電路設計圖

應用三極管做為風扇的驅動器,還可以應用MOSFET等別的電力電子器件,波形的占空比是由CPU溫度操縱的。理論上而言,頻率越高,風扇旋轉越光滑,可是對輸出功率電源開關元器件的響應時間規定也就越高,因此波形的頻率一般操縱在10K-30KHz中間。


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