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請教一個PWM電路圖(控制風扇用)

1.建議控制風扇的 電壓腳電壓 ,不要去控制 GND腳.

2. 一般主機板的 PWM 頻率是 20K hz,若是 幾百HZ ,風扇會忽轉忽不轉 on/off,人耳會聽到異音.

3. 用 LM358 OP放大器 搭配 可變電阻和 SOT89 PNP(風扇低速時,壓差會落在BJT上. P=IV = 0.2 x 7=1.4W 高熱, TO92體積若太小,會燒掉). 用OP放大器 作 一個 線性電壓控制線路 , 調控 電壓 5~12V 就能很簡單控制風扇轉速, 有些Power 裡面的風扇,是這樣設計的. Power RD只是把 可變電阻 改成 熱敏電阻 ,偵測溫度,自動調控轉速.
pqaf wrote:
2. 一般主機板的 PWM 頻率是 20K hz,若是 幾百HZ ,風扇會忽轉忽不轉 on/off,人耳會聽到異音.(恕刪)


風扇會忽轉忽不轉 on/off,這到還好,不至於如此

正常PWM有兩種頻率 30 Hz 跟 25kHz

AMC6821

第17頁

MIC502

這顆蠻舊的,他的PWM頻率是30Hz

MAX31785

第41頁,他有100跟150Hz

100Hz到還好,只是正如大大提的會落在人耳聽力範圍,樓主可以多試試不同的頻率或換顆MOS

(當初intel 定30 Hz 跟 25kHz就是要避開人耳聲音)


pqaf wrote:
1.建議控制風扇的 ...(恕刪)


pqaf大大真專業,第3點裡提的我完全霧煞煞

沒錯,Intel晶片對於PWM有規範文件4-Wire Pulse Width Modulation (PWM) Controlled Fans
第9頁裡就提到
PWM Control Input Signal
PWM Frequency: Target frequency 25 kHz, acceptable operational range 21 kHz to 28 kHz


555 Calculator
使用這個電路圖,計算出來的頻率大約是 Frequency (Hz) = 142

了解了,目前狀況就是用PWM的調變方式來控制風扇
但頻率不符合Intel晶片的規範內(25K Hz 好高阿 @_@"),
所以接到主機板上調整VR控制轉速時根本就不"精準",數字會亂跳也會不見
NE555 好像辦不到 25K Hz @_@"

rossbug wrote:
風扇會忽轉忽不轉 o...(恕刪)


感謝提供的資訊,我再來研究看看這些晶片,有現成的電路圖就更好了

順便請教 Duty Cycle (工作週期,阿六仔翻成占空比),高或低有影響到啥呢?
david887 wrote:
pqaf大大真專業,第3點裡提的我完全霧煞煞(恕刪)


其實他講的就跟你用LM317 (LDO) 差不多

LDO就是用OP做線性回授控制輸出電壓

LDO :


R2 改成可變電阻就可以條電壓了

只是用LDO,得注意熱的問題就是了

熱的部分就如pqaf大講的,我以LM317舉例,

輸出電壓10V :

代表有2V跨在LM317上面

如果這時候風扇耗電流0.2A,則LM317上面的總功耗是0.4W,

如果是TO-220封裝(就樓主你用的那種)

0.4W換算溫度"差"約20度,所以LM317表面溫度就是 室溫 + 20度.....

此時把輸出電壓調低改成5V :

代表有7V跨在LM317上面 (12-5=7)

如果這時候風扇耗電流0.1A(假設風扇耗電流跟電壓成正比),則LM317上面的總功耗是0.7W,

0.7W換算溫度"差"約35度,所以LM317表面溫度就是 室溫 + 35度.....

輸出電壓越低,LDO上面的跨壓上升,除非電流明顯下降,否則溫度大都會上升

LDO的缺點主要就是轉換效率差,容易熱,但電壓乾淨又穩




rossbug wrote:
其實他講的就跟你用L...(恕刪)


嗯嗯...瞭解

P =I*V ,就是...穩壓IC調降下來的電壓轉成電功率(熱能)

先不要管LM317了,你有聽過安麗嗎?

不要亂演...不是啦

大大幫看一下這個電路
A 25 kHz clock circuit, set to about 75 % duty cycle, using a 555 timer

不過..他用的是5V電壓,而且用熱敏電阻當控制,可以改成符合我的需求嗎?

搭配MOSFET(IRF-530)或是TIP-31,搭配VR,就類似您之前提供的電路來改。
rossbug wrote:
其實他講的就跟你用LM317 (LDO) 差不多

LDO就是用OP做線性回授控制輸出電壓
...(恕刪)
我指到就是這種線路,線路和原理夠簡單吧.材料也很好買.
其實一般常見的風扇有分2pin, 3pin和4 pin.
2 pin是指一根GND,一根12V.
3 pin是指一根GND,一根12V,另一根tachometer output(回饋轉速,轉一圈有兩個pulse,3000rpm,就是用示波器可量到100Hz的方波,即一分鐘出現6000個pulse)
4 pin是指一根GND,一根12V,另一根tachometer,再多一根PWM input.(利用duty 的百分比來 控制轉速,25Khz好像能避免人耳聽到 風扇因為PWM duty 加速的聲音, 100hz會聽到風扇馬達duty on加速/duty off減速的異音 )

樓主手上若只是3pin風扇, 那只能用電壓高低來控制轉速,無法 真正用PWM控制轉速.
那種PWM線路,其實是利用 MOSFET開開關關來對 電容充放電,積分出近似直流電壓的三角波,用電壓高低來控制3pin風扇轉速,並非真正用PWM 的 Duty cycle來控制.頻率太低時, 會呈現明顯的三角波,不是理想的直流電壓時, 風扇就會忽快忽慢,好像開車踩踩放放油門,沒有定速前進,所以, 引擎加速聲就明顯)


所以這種假性PWM線路就同LDO (OP)線性控制線路一樣,都是控制電壓高低, 會造成 MOSFET或BJT,變成一個煞車皮,壓降落在它身上,產生高熱. MOSFET或BJT若體積太小,散熱不當...都會很容易燒毀. 所以,我才建議用簡單的(OP)線性控制線路就好了,

除非是有4pin風扇,才須要用PWM線路.
(據說,4pin風扇內部可能有一顆IC,接收到PWM duty後,當作"命令控制訊號",解析後,輸出對應的直流驅動電壓.所以,4pin風扇內部也是用電壓高低來控制馬達轉速)

Duty Cycle (工作週期,占空比),高或低有影響到啥? PWM Duty就是一個方波,但其high pulse和low pulse的"寬度比"是可以調整的.
假設 12V 透過MOSFET開開關關產生50% high pluse和50% low pulse, 搭配電感電容充放電後,原本的12V輸入 會變成 6V直流輸出. 若是20% high pluse和80% low pulse,輸出會變成 2.4V直流.
利用這種PWM duty cycle可達到控制輸出的目的, 主機板上的 GPU,CPU,DDR...等大電流電路,都是用這技術.


pqaf wrote:
.....
樓主手上若只是3pin風扇, 那只能用電壓高低來控制轉速,無法 真正用PWM控制轉速.
那種PWM線路,其實是利用 MOSFET開開關關來對 電容充放電,積分出近似直流電壓的三角波,用電壓高低來控制3pin風扇轉速,並非真正用PWM 的 Duty cycle來控制.頻率太低時, 會呈現明顯的三角波,不是理想的直流電壓時, 風扇就會忽快忽慢,好像開車踩踩放放油門,沒有定速前進,所以, 引擎加速聲就明顯)


所以這種假性PWM線路就同LDO (OP)線性控制線路一樣,都是控制電壓高低, 會造成 MOSFET或BJT,變成一個煞車皮,壓降落在它身上,產生高熱. MOSFET或BJT若體積太小,散熱不當...都會很容易燒毀. 所以,我才建議用簡單的(OP)線性控制線路就好了,

除非是有4pin風扇,才須要用PWM線路.
(據說,4pin風扇內部可能有一顆IC,接收到PWM duty後,當作"命令控制訊號",解析後,輸出對應的直流驅動電壓.所以,4pin風扇內部也是用電壓高低來控制馬達轉速)

Duty Cycle (工作週期,占空比),高或低有影響到啥? PWM Duty就是一個方波,但其high pulse和low pulse的"寬度比"是可以調整的.
假設 12V 透過MOSFET開開關關產生50% high pluse和50% low pulse, 搭配電感電容充放電後,原本的12V輸入 會變成 6V直流輸出. 若是20% high pluse和80% low pulse,輸出會變成 2.4V直流.
利用這種PWM duty cycle可達到控制輸出的目的, 主機板上的 GPU,CPU,DDR...等大電流電路,都是用這技術.



感恩...看完解釋就完全瞭解了

因為我用的都是3PIN的風扇,所以用PWM電路控制"沒有PWM input pin腳的風扇" 就變得沒意義了

因為沒法接收來自PWM電路傳來的Duty cycle訊號。

話說回來用這種"假性PWM線路"來控制風扇,比較有效率(不會浪費電壓),還是能接收12V全速轉。

我現用的LM317方式,最高輸出10.35V左右吧,LM317的最大輸出電壓理論值是10.5V(用12V當電源的話)

一開始對PWM原理不很了解,所以才會發夢想像一下,如果做了一個PWM電路接上3PIN的風扇然後再將風扇轉速輸出腳接到主機板上3PIN的偵測腳位,這樣可以透過軟體看到風扇轉速,然後調整PWM電路上的VR來隨意控制轉速數值,就像用LM317作出的調速器那樣,而且PWM比較有效率,還能全速轉(我是這樣幻象的),所以.......就動手實做看看嚕
pqaf wrote:
(據說,4pin風扇內部可能有一顆IC,接收到PWM duty後,當作"命令控制訊號",解析後,輸出對應的直流驅動電壓.所以,4pin風扇內部也是用電壓高低來控制馬達轉速)(恕刪)



無刷式直流馬達的電壓是固定的,沒有額外的IC做PWM電壓控制轉速

,他的PWM控制是直接跟無刷的3 phase整合再一起,做等效上的電壓(電流)控制

A4936

第一、三頁跟第七頁

PWM的控制,就是用MOS轉方波,來達到等效電壓做控制,高轉換效率以及數位控制是一個原因

數位控制部分例如可以整合數位濾波器

高轉換效率例如功率放大器的 A type 、B type、 AB type、 D type之間的差異跟優劣

只是有些電路把上拉的MOS拿掉了或者是沒有LC做濾波等等,不過都還是PWM

風扇的轉速控制也是一樣,給PWM訊號後會用晶片去轉出要得訊號去控制無刷式馬達的phase輸出,原理也是利用MOS的開關來達到等效的電流電壓,只是無刷式的設計本來就已經有那3組上下MOS了,PWM的效果算是合併進去了

換言之,


(這張圖只是解說用,A4936那幾個字請無視)

3pin 風扇 : 控制圖中 V+ 做轉速控制

4pin 風扇 :

風扇 "內部" 藉由外部第四個pin PWM來 "調節" 圖中那幾顆MOS的開關(因為是3 phase,所以上下拉共三組),達到轉速控制

或者是, 風扇 "外部" ,使用者自己控制圖中 V+ 做轉速控制

話說越談越深了,感謝指教阿~~~~~

(註 : 我沒學的很全,功率放大器那裏跟鴨蛋沒啥兩樣無刷式也是,有錯請指證)

多謝2位大大的解惑,誰叫我都是用3PIN的那種風扇,所以還是繼續用我的線性調速的方式吧



pqaf wrote:
1.建議控制風扇的 ...(恕刪)

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