PWM風扇技術和使用心得(2009/4/7新增分接線製作教學)

在最近購入新的主機板後,開始對系統散熱有了很大的興趣。個人追求系統散熱最佳化的目標之下,如何讓電腦更安靜才是我真正的目的,而不是為了要超頻,小弟本身是不太玩超頻的。電腦主機裡噪音的來源,其中絕大多數為風扇所產生的風切聲,大部份的的風扇在轉速提高時風切聲跟著提高,噪音隨之而來。如何在CPU負載和閒置時,有效控制風扇轉速來達到低噪音的目標?在我購入Arctic Cooling的風扇後,慢慢地對其PWM風扇控制功能產生了興趣,在小弟研究、實作和試用之後,有了部份的心得,來跟各位分享討論一下。

在此跟各位解釋一下"何謂PWM風扇"? 以下如有錯誤的地方,也請各位多多指正。

現今主機板對風扇轉速的控制有兩種:

VC (Voltage Control)
這是比較早期主機板對風扇控制的一種技術,以電壓的大小來控制風扇轉速,其風扇接頭為3PIN。由主機板內的溫控sensor偵測溫度並由主機板直接輸出電壓大小給風扇來控制風扇轉速,進而達到散熱的效果。

其優點在於電路簡單,風扇成本低。在缺點方面,如品質不好的風扇在高電壓低電壓不斷切換之下,有時就會有"嗒嗒"或"KIKI"的磁切聲。另外在風扇轉速控制的反應上就沒那麼好。

PWM (Pulse Width Modulation)
在最近有買機板的人應該都會發現,CPU風扇的插座有的已經更換成4PIN的插座,除此之外,有些風扇廠商也推出PWM的風扇,如Arctic Cooling推出一系列8,9和12cm的PWM風扇。而PWM風扇的運作原理和VC扇差別很大,由原本3PIN內的電壓輸出固定為12V,主機板透過第4PIN接腳傳送風扇轉速控制信號去控制風扇的轉速,如此風扇在轉速控制上的反應將會比用VC來得快速許多,RPM的控制範圍也會比VC來得大且細膩。

由於現今CPU大多都有省電功能,如像AMD的Cool`n`Quiet,在CPU IDEL時CPU Mhz降低,CPU溫度跟著降低,再配合PWM風扇控制轉速可以降低至僅僅幾百轉甚至0 RPM,相對風扇噪音就非常低。等CPU Loading升高時,溫度跟著升高,PWM風扇會依據溫度多少,來控制轉速,達到有效的散熱效果,有點類似TC(Temperature Control)風扇,但TC風扇的溫感IC是在風扇上,而PWM風扇的溫感IC在主機板上。

其支援PWM風扇的優點不外乎可有效針對CPU溫度並調節風扇轉速,且在風扇噪音的抑制上有相當大的幫助。但缺點在於該類風扇內部需內建一顆PWM Singal Control IC,製造成本相對提高,在價格上也會比一般風扇來得高一點,而且主機板也要有支援PWM才可使用其PWM的功能,如果主機板的風扇座只有3PIN,拿來插上PWM的風扇也是浪費了PWM的功能,在購買風扇時可以參考參考。

另外,PWM風扇有個PST(PWM Sharing Technology)的應用層面。這個技術可使用一個PWM的風扇插座來串接多個PWM風扇,並透過BIOS或程式來控制各別風扇的轉速,很神奇呢。Arctic Cooling新版有Support PWM的風扇都有支援PST技術,目前只看到AC出品的風扇上有內建PWM的分接線,其他廠的好像還未看到。如果該風扇只有一個4PIN接頭而無PWM分接線的話,想使用PST的功能,就必須自行製作PWM的分接線。
PWM風扇技術和使用心得(2009/4/7新增分接線製作教學)
以上圖片來自Arctic Cooling官方網站


此為9cm AC扇,其風扇接頭已內建分接線,以利串接下一個PWM風扇。在串接PWM風扇時需注意的是風扇的數量,以AC官方建議,串接PWM風扇時最多為五個,超過時就可能有電流不足的情況而影響PWM風扇的運作。
PWM風扇技術和使用心得(2009/4/7新增分接線製作教學)

個人使用上,CPU為AMD Athlon 64 BE-2350,主機板為技嘉GA-MA69G-S3H,CPU散熱器為利民Ultra-90。以五顆AC出品的PWM風扇串接成為PST,第一顆為9cm CPU風扇接上4PIN CPU PWM插座後,串接後方兩顆8cm AC PWM風扇,再串接到前方兩顆8cm AC PWM風扇。在BIOS的設定裡PC Health Status中,CPU Smart FAN Mode設定為PWM模式。這裡補充一點,當設定為PWM模式之後,主機板上的風扇接腳就會固定輸出12V的電壓供PWM風扇運作,所以當您設定成這個模式時,而接到主機板的風扇是沒有PWM功能的3PIN風扇時,風扇會全速運作且沒有轉速控制的能力。

目前室溫25度,CPU待機溫度為34度,CPU風扇轉速僅300RPM,其餘四顆8cm系統風扇各為500RPM。CPU全速時,溫度為42度,CPU風扇900RPM,其餘為1100RPM。各風扇都未達到全速,在噪音仰制上有相當好的成果。

以上心得提出來和各位分享,如有任何問題歡迎多多提出來討論、指教。

最後謝謝各位的賞文。


===========2009/4/7新增分接線製作教學===========

哇~去年的文章被翻了出來,才記得去年在這個討論裡有說要來個製作分接線的教學,我竟然忘了!!不好意思,現在補給各位!

我們需要準備的事項是:
1. 2.54mm 4pin 母插座*1(下圖中的編號1,請參考這裡
2. 2.54mm 公插座*2(下圖中的編號2、4,請參考這裡
3. 四條2.54mm帶接頭的電線(下圖中的編號3,建議買黑、紅、黃、藍四色以供辨別,請參考這裡
4. 熱縮膜
以上材料電子材料行均有。

5. 焊槍、焊錫、尖嘴鉗..... 等等,以利施工的工具。

6. 最好能懂得一點焊接技巧,製PWM分接線不難,膽大心細都可以完成它的。


說明一下電路圖:
一般主機板上的4 PIN PWM風扇插座是供給CPU風扇所使用,所以我們現在要作一條一分二的分接線給第二個PWM風扇使用。

PWM共有四條線:
黑色為地線(下圖主機板上的針腳也應為地線,特此修正)
紅色為正極供給+12V電壓給風扇轉動。
黃色為轉速偵測腳位來偵測目前風扇轉速。
藍色為傳送PWM轉速訊號給風扇以控制轉速。

我們用四條線2.54mm有銅頭的電線先依順序分別焊上黑色、紅色、藍色三條分接線,依序再插入4 PIN母接頭(編號1)中。另一端將四條電線依圖中順序焊到4 PIN公接頭上(編號2),分線的三條電線則焊到另一個4 PIN的公接頭上(編號4),記得要跳過第3 PIN,第3 PIN在分接的風扇上是沒用到的。在焊接線路之前,記得先將熱縮膜套好,焊完之後再把熱縮膜移至焊接的接點上加熱後保護,以防止接線短路。


PWM風扇技術和使用心得(2009/4/7新增分接線製作教學)

PS.
PWM分接第二個風扇時,為什麼不需要風扇轉速那條線呢?因為在主機板上,一個風扇插座只能偵測一個風扇的轉速,若也將風扇轉速那條線分接出去給第二個風扇的話,將會導致主機板風扇測速錯誤即無法得知相前風扇的轉速哦!所以串接PWM風扇時,記得風扇測速線必需接到第一顆風扇上並以第一顆風扇的轉速為主。

倘若要接第三顆風扇的話,再由編號4的公接頭再焊上分接的三條線出去到另一個公接頭,以此類推,但個人建議,如果您要接到第三顆風扇的話,從第二顆起就使用Arctic Cooling的風扇,他們的風扇上已經有分接頭了,可以直接串接使用,省去相當多的麻煩。

建議整個PWM分接架構裡,一個PWM風扇插座最多分出五顆風扇,再多可能會造成電壓不足而無法推動風扇轉動。

以上PWM風扇分接線製作,供各位參考,感謝賞文!!
感謝大大的文章讓小弟增加不少新知識

剛好最近組裝的新電腦,也是買了2顆AC12公分的風扇來當散熱
CPU風扇插槽也是4PIN的,那就要把AC風扇換給CPU用了
之前還在奇怪,CPU散熱器附的風扇是3PIN的要怎麼插
看完大大的文章後,一解心中的疑惑啦

感恩啦
馬克土司
馬克吐絲 wrote:
感謝大大的文章讓小弟...(恕刪)

您好呀.. 我建議您,如要用PST的架構,連同CPU散熱器的風扇都換成PWM的吧,這樣散熱效率和噪音的抑制上會好上許多哦~
很不錯的分享喔
給你

小弟有個問題
除了用4PIN來控制轉速的PWM風扇外
好像還有一種是透過測溫頭來作轉速控制的
不知道那種的效果如何
lenchue wrote:
很不錯的分享喔給你小...(恕刪)

您說的那種應該就是TC扇,直接由測溫頭來偵測溫度變化再給予信號控制轉速,這種風扇散熱效率相當好,直接接收發熱物體表面來測溫度會更準確。不過這種風扇價格就貴上許多,我沒記錯的話,此類風扇應該也是要輸入固定的12V電壓來運作的。

如有不對請指正。
冬天到了 沒有冷氣的房間 風扇的聲音突然變的超大聲的
換了AC12跟8公分的PWM風扇 真的像拍賣的賣家說的
[不要問我他多少dB 因為你絕對聽不到他的聲音]
不過....好貴喔 不過耳根安靜多了
請問要如何知道主機板有無支援~~
我主機板為ASUS P5KC..
CPU風扇為4PIN...
hidehyde wrote:
請問要如何知道主機板...(恕刪)

說明書翻到設定cpu風扇那頁
有寫可以設定PWM模式
就表示支援
不過現在有4pin的插槽
幾乎都支援啦~

非常感謝大大的發文~

另外想請問, 主機板上的PWM孔位若接了AC的這款風扇, 還可以另外再接有PWM功能的CPU Cooler嗎??


謝謝.
yjd0301 wrote:
非常感謝大大的發文~...(恕刪)

AC的PWM風扇上
還會多一個4pin的插孔
可以一直讓你串接下去
你把cpu的pwm街頭插上去就可以了

這顆PWM風扇一共有3條線
1條4pin接頭...1條3pin接頭跟1條串接用的4pin插槽
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