“标准”电脑风扇有两个引脚;一个用于电源,一个用于接地。三针风扇增加了一个额外的针脚,用于霍尔效应传感器的信号。调速风扇一般采用四针连接器,通常称为“PWM”风扇。
据我了解,任何直流电机都可以用 PWM 而不是稳定信号驱动,所以我很困惑为什么需要一个额外的 PWM 信号引脚。PWM 信号是否输入到风扇本身的 MOSFET 或类似的开关组件中以控制风扇的速度?
“标准”电脑风扇有两个引脚;一个用于电源,一个用于接地。三针风扇增加了一个额外的针脚,用于霍尔效应传感器的信号。调速风扇一般采用四针连接器,通常称为“PWM”风扇。
据我了解,任何直流电机都可以用 PWM 而不是稳定信号驱动,所以我很困惑为什么需要一个额外的 PWM 信号引脚。PWM 信号是否输入到风扇本身的 MOSFET 或类似的开关组件中以控制风扇的速度?
虽然如果实际电机是 PWM 控制的,“任何直流电机都可以用 PWM 驱动”的说法大体上是正确的*,但在给定的实现中,电机本身可能隐藏在内部控制器后面,绝大多数情况下都是如此使用小型 BLDCM(无刷直流电机)的设备。
大多数小型现代风扇使用 BLDCM。
在 BLDCM 中,电机速度在理论上与施加的电压无关。需要一定范围的电压才能正常运行,但在该范围内,电压对电机速度基本没有影响,或者是二阶电压。
如果系统使用 PWM 来控制外部电机的速度,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。电子设备可能与传感器一样简单,但更常见的是有一个控制 IC。如果电压发生变化,控制器通常会尝试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的信号。
由于励磁线圈的有趣布置,一些直流电机并不太热衷于进行 PWM。虽然消费类设备中的小型有刷直流电机可能使用永磁体,但较大的电机往往具有绕线转子,并且可能具有串联(如真空吸尘器中的“通用电机” - 如果空载时会旋转至死)、并联或某种复合布置的磁场。如果考虑 PWM“真正的”电机,建议咨询干燥和尘土飞扬的书籍和制造商的规格表。
** 一些控制器根据绕组上的反电动势确定转子位置,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。
典型的速度控制计算机风扇上的 PWM 输入需要一个逻辑电平 PWM 信号,通常约为 20 kHz。这些类型的风扇有一个板载嵌入式微控制器(或类似硬件),它通过控制电机序列时序来控制速度(大多数 PC 风扇是无刷直流电机驱动的)。
根据我的经验,如果输入直流被斩波,BLDC 电机将无法平稳地调节其速度。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,有时它会平稳地上升和下降(这取决于风扇制造商及其风扇控制逻辑)。
(一些 Delta 粉丝也不喜欢 PWM 信号上的过度抖动,因为他们拒绝改变速度或需要很长时间才能转换。)
PWM 输入引脚是 5 伏 pwm 信号,用于驱动风扇内的 mosfet 栅极。
向后兼容性。4 针可控风扇标准建立在 3 针反馈标准之上,而 3 针反馈标准建立在 2 针电源标准之上。能够在 4 针风扇连接器中插入 2 针或 3 针风扇是很常见的,反之亦然。