Почему компьютерный вентилятор с регулируемой скоростью требует 4 контакта?

8

«Стандартный» компьютерный вентилятор имеет два контакта; один для власти, один для земли. Трехконтактный вентилятор добавляет дополнительный контакт, используемый для сигнала датчика Холла. Вентилятор с регулируемой скоростью, как правило, использует четырехконтактный разъем и обычно называется «ШИМ-вентилятором».

Насколько я понимаю, любой двигатель постоянного тока может работать с ШИМ, а не с постоянным сигналом, поэтому я не понимаю, зачем нужен дополнительный вывод для сигнала ШИМ. Подается ли ШИМ-сигнал в полевой МОП-транзистор или какой-либо аналогичный переключающий компонент на самом вентиляторе, чтобы управлять скоростью вращения вентилятора?

pwm computers fan

— отметка
источник

В ответах ниже много слов, которые, кажется, не отвечают на ваш вопрос. Я не знаю, но мое предположение будет 1: мощность, 2: земля, 3: широтно-импульсная модуляция и 4: некоторый индекс импульса или энкодер.

— Кенни

2

Насколько я знаю, стандартные вентиляторы ПК используют 3 контакта (+ 5 В, GND, чувствительность оборотов), так что материнская плата может видеть фактическую скорость, с которой работает вентилятор. Вентиляторы с ШИМ-регулированием добавляют 4-й провод - сигнал ШИМ, который сообщает вентилятору о том, на сколько% он должен работать.

— Marki555

1

@ Marki555 этот вопрос о том, ПОЧЕМУ вам нужен 4-й провод. Почему нельзя + 5В просто включить / выключить при определенном рабочем цикле?

— Mark

2

Я полагаю, что без надлежащего сигнала +5 В электроника вентилятора не сможет определить свои обороты. Фактически, это то, что вы получаете, когда подключаете некоторые регуляторы вентиляторов сторонних производителей - они просто переключают + 5 В в желаемом рабочем цикле, но поскольку вентилятор не имеет стабильных + 5 В, сообщаемые обороты часто являются поддельными (слишком высокими). значения, скачки все время, ...)

— Marki555

1

Кстати, Marki555: Стандартный разъем питания вентилятора составляет 12В, а не 5В. Только сигнал ШИМ 5v. Некоторые материнские платы подают 5-12 В на вентилятор (ы) в зависимости от температуры.

10

Хотя утверждение о том, что «любой двигатель постоянного тока может работать с ШИМ», в целом верно *, если фактический двигатель управляется с помощью ШИМ, в данной реализации собственно двигатель может быть скрыт за внутренним контроллером, и это имеет место для очень большого большинства устройств, которые используют небольшие BLDCM (бесщеточные двигатели постоянного тока).

Большинство маленьких современных поклонников используют BLDCM.
В BLDCM скорость двигателя не зависит от приложенного напряжения. Для правильной работы потребуется диапазон напряжений, но в пределах этого диапазона напряжение практически не будет влиять на скорость двигателя или второго порядка.

Если система использует ШИМ для управления скоростью внешнего двигателя, особое внимание потребуется для преобразования сигнала управления скоростью в фактический контроль скорости. BLDCM обычно использует магнитные датчики ** (обычно датчики Холла) для определения положения ротора и для надлежащего переключения напряжения. Электроника может быть такой же простой, как и датчики, но чаще всего имеется управляющая ИС. Если напряжение изменяется, контроллер обычно пытается противостоять любым изменениям и поддерживать постоянную скорость. Сигнал ШИМ или уровень постоянного тока может использоваться в качестве сигнала для соответствующей скорости контроллера.

Некоторые двигатели постоянного тока не слишком заинтересованы в том, чтобы быть ШИМ, из-за интересного расположения полевых катушек. В то время как небольшие щеточные двигатели постоянного тока в бытовом оборудовании могут использовать постоянные магниты, более крупные двигатели, как правило, имеют намотанные роторы и могут иметь поля последовательно («Универсальный двигатель», как в пылесосах - обороты до смерти, если не загружены), параллельное или какое-либо составное расположение. Рекомендуется консультирование по сухим и пыльным томам и спецификациям производителей, если вы когда-либо рассматриваете PWMing «настоящие» двигатели.
** Некоторые контроллеры определяют положение ротора по обратной ЭДС на обмотках, и могут существовать другие эзотерические схемы. Датчики Холла, кажется, общее решение.

— Рассел МакМахон
источник

4

Вход ШИМ на обычном компьютерном вентиляторе с регулируемой скоростью ожидает ШИМ-сигнал логического уровня, обычно около 20 кГц. Вентиляторы такого типа имеют встроенный встроенный микроконтроллер (или аналогичное оборудование), который контролирует скорость, управляя синхронизацией последовательности двигателя (большинство вентиляторов ПК приводятся в движение бесщеточным двигателем постоянного тока).

По моему опыту, двигатель BLDC не будет плавно регулировать свою скорость, если входное постоянное напряжение прерывается. Если среднее напряжение постоянного тока слишком низкое, они могут вообще не запуститься, или скорость становится неустойчивой. Иногда вентилятор резко меняет скорость, в других случаях он плавно нарастает и понижается (это зависит от производителя вентилятора и его логики управления вентилятором).

(Некоторым вентиляторам Delta также не нравится чрезмерное дрожание сигнала ШИМ, отказываясь менять скорость или занимая много времени для перехода.)

— Адам Лоуренс
источник

Вы должны уточнить свой ответ некоторые. Двигатель BLDC обычно НЕ является шаговым двигателем. Они вращаются с надлежащей последовательностью возбуждения в обмотках двигателя, аналогично шаговым двигателям, но они не работают шаг за шагом, как шаговые двигатели.

— Майкл Карас,

Вы также можете опубликовать свой собственный ответ с этими деталями. Учитывая, что этому вопросу уже более 4 лет, я сомневаюсь, что он привлечет внимание ОП.

— Адам Лоуренс

1

Удаление downvote, так как вы обновили ответ. Это сделает ответ более ценным для людей, которые приезжают сюда, чтобы прочитать это в будущем.

— Майкл Карас

1

Входной контакт ШИМ представляет собой сигнал на 5 вольт ШИМ, который управляет затвором Mosfet внутри вентилятора.

— Stever
источник

Правильно, для этого требуется один провод + GND (уже предоставлено для вентилятора, верно?) Почему их два?

— Кевин Вермеер

1

Обратная совместимость. Стандарт на 4-контактный управляемый вентилятор построен на 3-контактном стандарте обратной связи, который был основан на 2-контактном стандарте мощности. Довольно часто можно подключить 2 или 3-контактный вентилятор в 4-контактный разъем вентилятора, или наоборот.

— проезжий
источник