主板风扇的工作原理(电脑风扇工作原理)

这是一块主板, 主板上提供了多个风扇接口, 用来接入风扇给CPU、PCH桥片等大功率器件散热。

主板风扇接口

目前主板上的风扇,基本都采用intel定义的标准4线PWM接口, PWM风扇接口具有卡扣防止反插功能 , 风扇接口有4根信号线:1脚为GND, 采用黑色线材; 2脚为12V供电, 采用黄色线材; 3脚为TACH转速获取信号, 采用绿色线材, 风扇内部OC/OD输出, 外部需要上拉电阻 ;4脚为PWM转速控制信号,采用蓝色线材, 风扇内部内拉;

PWM风扇规范及接口定义

台式机或笔记本主板上, 风扇通常由EC芯片控制, 当EC芯片控制PWM为低电平时, 风扇处于停止状态, 转速为0;

PWM低电平转速为0

当正常控制风扇转速时, PWM信号为方波信号, 频率通常为20KHz~30KHz, 转速的快慢由高电平的时间长短控制;TACH转速获取信号, 由风扇输出标准的方波信号, 信号频率由转速的快慢决定, 转速越快, 信号频率越高

我们来举例说明, 当风扇高电平占周期时间的50%时, 转速为每分钟2000转; TACH转速信号为66Hz;

50%高电平转速-2000转

当高电平时间提高到75%时, 转速每分钟提升到3000转; TACH转速信号频率同步提高到100Hz;

70%高电平转速-3000转

当高电平占100%时, 意味着EC固定输出高电平, 风扇处于全速运行, 提升到最大转速每分钟4200转;对应的TACH转速信号的频率提高到142HZ。由于控速信号PWM在风扇内部有上拉, 当EC断开与PWM信号的连接时, 风扇会默认处于全速运行状态;当风扇速度控制异常时,可以断开蓝色PWM信号线让风扇处于全速转动。

100%高电平转速-4200转

根据风扇内部绕组线圈的数量差异, 风扇转速计算公式有所差别, 我们举例最常见的一种类型来说明转速计算方法, 理想的转速信号为标准方波信号, 时间T1/T2/T3/T4的总时间为风扇转一圈的时间, T1/T2/T3/T4的时间值相等, 意味着转一圈需要的时间为4xT1; 那每分钟转速(RPM)等于1分钟时间除以转一圈的时间4*T1, T1值举例为5ms, 得出每分钟转速为3000转。

风扇转速计算方法

更详细的风扇相关内容可查看完整的风扇系列视频;

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