电子产品散热策略：脉宽调制PWM风扇和DC直流风扇

冷却风扇是电子产品硬件电路的重要组成部分，因为它们可以冷却各种高热量电子设备，从而实现设备主动冷却。比如个人计算机都有内置风扇，因为它们是处理器认可的冷却机制之一。在这里，英锐恩单片机开发工程师将讨论两种类型的冷却风扇——脉宽调制(PWM)风扇和直流风扇。

当你在笔记本电脑上工作时，你可能会观察到主机产生的热量的变化。这种散热变化通常会导致有关冷却风扇及其速度的问题。当笔记本电脑的热量较少时，并不用全速运行风扇。但是，如果笔记本电脑非常热，则计算机甚至可能需要额外的风扇。英锐恩单片机开发工程师介绍，冷却风扇的速度控制是一个备受争议的话题，PWM风扇和DC风扇是最常讨论的解决方案。

一、DC风扇（3针风扇）

英锐恩单片机开发工程师介绍，一般情况下我们使用直流风扇作为低功耗的机箱风扇。它们由直流电源供电，这些风扇也称为3针风扇，因为它们带有3个引脚。这3个引脚是电源引脚（通常为12VDC）、接地引脚和信号引脚。在直流风扇中，电源可以来自稳压直流电源或来自主板接头针脚。即使没有实施速度控制，信号引脚也会收集有关风扇转速（转速计输出）的信息。某些计算机会监视信号引脚并在风扇操作失败时发出警报。

英锐恩单片机开发工程师介绍，如果你想改变直流风扇的速度，唯一的选择是改变输入直流电源。对于较低的速度，直流电源可以降低到12V以下。直流风扇速度下降的百分比仍然存在限制。所有直流风扇都指定了最低阈值电压额定值；如果电压低于阈值，风扇开始停转。对于连续旋转运动，需要提供此最小电压。

直流电压控制是改变直流风扇速度的方法，英锐恩单片机工程师介绍，这可以通过在电源线中加入电阻来实现。串联电阻两端的压降降低了到达风扇电源引脚的电压，自动降低了风扇的速度。如果连接的电阻器是可变电阻器，则可以改变风扇速度，直到它停在最小阈值电压处。如今，带有旋钮的独立风扇控制器可用于这种类型的直流风扇速度控制。

二、PWM风扇（4针风扇）

脉宽调制(PWM)风扇是带有额外PWM导线的直流风扇。PWM风扇是4针风扇，其中第四根线向风扇电机发送PWM信号。英锐恩单片机开发工程师介绍，PWM信号是PWM风扇的控制输入。控制输入通常是带有5V或3.3V上拉电压的开漏或集电极开路输出。PWM控制信号为高频方波，通常为25kHz或以上，使风扇发出的噪音超出人类可听范围。PWM信号可以启动或停止电机，这取决于电机的高低状态。PWM信号为高电平时，电机运行，否则电机静止。

PWM信号的占空比控制风扇电机的速度。电机将始终由12V供电，但是，PWM信号的占空比决定了风扇应该运行多长时间。40%的占空比使风扇在PWM信号总时间段的40%内保持开启，而在其他60%的时间内保持关闭。散热风扇的转速变化在额定转速的30-100%范围内，采用PWM技术，PWM风扇达到的最低转速远低于DC风扇，但PWM风扇通常具有较高的功耗。