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技術(shù)資訊 | 什么是 4 針 PWM 接頭,其工作原理是什么?

深圳(耀創(chuàng))電子科技有限公司 ? 2022-11-30 10:05 ? 次閱讀

本文要點(diǎn)

了解 4 針 PWM 接頭的基本知識

了解 4 針 PWM 風(fēng)扇的工作原理

了解設(shè)計 4 針 PWM 風(fēng)扇控制器需要什么

什么是 4 針 PWM 接頭?

4 針 PWM 接頭連接到電腦風(fēng)扇的連接器。要理解其存在的原因,我們需要重溫一下 PWM 到底是什么。

脈寬調(diào)制

PWM 代表脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation),這是一種改變周期性數(shù)字脈沖占空比的技術(shù)。

PWM 通常用于將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬電壓,方法是發(fā)送具有占空比的脈沖,從而產(chǎn)生所需的模擬電壓。通過改變高電平有效狀態(tài)的間隔,PWM 還可以用于將信息編碼到載波脈沖中的應(yīng)用。在控制設(shè)備中可以發(fā)現(xiàn) PWM,包括伺服電機(jī)、調(diào)光器、蜂鳴器,或作為一個電信編碼器

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一些冷卻風(fēng)扇由 4 針 PWM 驅(qū)動。

那么,為什么主板上會有 4 針 PWM 接頭呢?

原因很簡單:4 針 PWM 接頭用于控制連接到機(jī)箱的冷卻風(fēng)扇。大多數(shù)現(xiàn)代主板都可能配備這樣的接頭,它連接到一個支持 PWM 的 BLDC 風(fēng)扇。在下文中,我們將探索其工作原理。

4 針 PWM 風(fēng)扇的工作原理

PWM 可以用作電壓控制的一種形式,這正是它對 PWM 風(fēng)扇所起的作用。風(fēng)扇根據(jù)通過 PWM 控制引腳提供的電壓旋轉(zhuǎn)。這樣也可以為主板的熱管理提供更好、更智能控制。

CPUGPU 因產(chǎn)生熱量而臭名昭著。然而,它們并不總是在其極限下運(yùn)行。眾所周知,全速旋轉(zhuǎn)的冷卻風(fēng)扇噪音很大。因此,PWM 用于根據(jù) CPU 或 GPU 的使用來控制風(fēng)扇的速度。

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4 針 PWM 風(fēng)扇由不同占空比的脈沖驅(qū)動。

這就把我們帶到了下一個問題。既然 3 針接頭就可以了,為什么我們還需要 4 針 PWM 連接?

4 針 PWM 風(fēng)扇不僅僅是主板的 3 針電源、接地和信號連接,它還有第四根線,從內(nèi)置轉(zhuǎn)速表傳感器向主板提供反饋。這種反饋對主板非常有用,因?yàn)樗?strong>會告訴主板風(fēng)扇是否以所需的速度運(yùn)行。如果主板溫度升高而沒有及時發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致風(fēng)扇出現(xiàn)故障,這是十分危險的,因?yàn)檫^熱會損壞內(nèi)部器件。

設(shè)計 4 針 PWM 風(fēng)扇控制器

如果我們的任務(wù)是設(shè)計一個 4 針 PWM 風(fēng)扇控制器,那么這項(xiàng)工作其實(shí)很簡單,因?yàn)槲覀兛梢哉业絻?nèi)置 PWM 模塊的微控制器。內(nèi)置 PWM 模塊免去了編寫代碼來仿真軟件 PWM 的麻煩,而這一麻煩是乏味且具有挑戰(zhàn)性的。

大多數(shù) 4 針 PWM 風(fēng)扇需要 25 kHz 頻率的信號,這應(yīng)該在大多數(shù)低端微控制器的能力范圍內(nèi)。至于控制風(fēng)扇的速度,只需將所需的值寫入 PWM 寄存器即可。此外,我們還需要一個中斷觸發(fā)的輸入引腳,以便可以檢測到轉(zhuǎn)速表反饋,從而相應(yīng)地調(diào)整風(fēng)扇速度。

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帶有 PWM 模塊的微控制器可用于 PWM 風(fēng)扇控制。

對于 PCB 設(shè)計人員來說,PWM 并不特別具有挑戰(zhàn)性,但仍應(yīng)謹(jǐn)慎行事,使模擬信號遠(yuǎn)離 PWM 走線。千萬別冒險將噪聲從 PWM 信號耦合到相鄰的模擬走線。

如果我們使用了高質(zhì)量的 PCB 設(shè)計軟件,那么在進(jìn)行 PCB Layout 時,可以設(shè)置清晰的設(shè)計規(guī)則。同時,我們也可以使用 inspectAR 軟件,利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)以交互性的方式評估和改進(jìn) PCB 設(shè)計過程,輕松準(zhǔn)確地進(jìn)行 PCB 檢查、調(diào)試、返工和組裝。

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上圖顯示了在 inspectAR 軟件中通過 AR 技術(shù)疊加在實(shí)體 PCB上的網(wǎng)絡(luò)利用AR技術(shù),工程師或制造技術(shù)人員可以在制造過程中的任何時候?qū)蝹€器件、走線、子電路或整個電路板與設(shè)計規(guī)格進(jìn)行比較,并隨時查看技術(shù)手冊、添加留言、注釋。

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