Tại sao quạt máy tính điều khiển tốc độ cần 4 chân?

Quạt máy tính "tiêu chuẩn" có hai chân; Một cho quyền lực, một cho mặt đất. Một quạt ba chân thêm một chân bổ sung được sử dụng cho tín hiệu từ cảm biến hiệu ứng hội trường. Quạt điều khiển tốc độ thường sử dụng đầu nối bốn chân và thường được gọi là quạt "PWM".

Theo hiểu biết của tôi, bất kỳ động cơ DC nào cũng có thể được điều khiển bằng PWM thay vì tín hiệu ổn định, vì vậy tôi bối rối tại sao cần phải có thêm một chân cho tín hiệu PWM. Là tín hiệu PWM được đưa vào MOSFET hoặc một số thành phần chuyển mạch tương tự trên chính quạt để kiểm soát tốc độ của quạt?

Mặc dù tuyên bố rằng "bất kỳ động cơ DC nào cũng có thể được điều khiển bằng PWM" là chính xác * nếu động cơ thực tế được điều khiển bằng PWM, trong một triển khai nhất định, động cơ thích hợp có thể được ẩn đằng sau bộ điều khiển bên trong và trường hợp này chiếm phần lớn của các thiết bị sử dụng BLDCM nhỏ (động cơ DC không chổi than).

Hầu hết người hâm mộ hiện đại nhỏ sử dụng BLDCM.
Trong BLDCM, tốc độ động cơ không phụ thuộc vào điện áp ứng dụng. Một phạm vi điện áp sẽ được yêu cầu để hoạt động chính xác nhưng trong phạm vi đó, điện áp về cơ bản sẽ không ảnh hưởng đến tốc độ động cơ hoặc thứ tự thứ hai.

Nếu một hệ thống sử dụng PWM để điều khiển tốc độ của động cơ bên ngoài, sẽ cần có sự chú ý đặc biệt để chuyển tín hiệu điều khiển tốc độ thành điều khiển tốc độ thực tế. BLDCM thường sử dụng cảm biến từ ** (thường là cảm biến Hall) để xác định vị trí cánh quạt và để chuyển đổi điện áp phù hợp. Các thiết bị điện tử có thể đơn giản như các cảm biến nhưng thông thường có IC điều khiển. Nếu điện áp bị thay đổi, bộ điều khiển thường sẽ cố gắng chống lại mọi thay đổi và duy trì tốc độ không đổi. Tín hiệu PWM hoặc mức DC có thể được sử dụng làm tín hiệu cho tốc độ phù hợp của bộ điều khiển.

• Một số động cơ DC không quá quan tâm đến việc trở thành PWM do sự sắp xếp thú vị của cuộn dây trường. Trong khi các động cơ DC được chải nhỏ trong thiết bị tiêu dùng có thể sử dụng nam châm vĩnh cửu, các động cơ lớn hơn có xu hướng có các cánh quạt vết thương và có thể có các trường nối tiếp ("Động cơ vạn năng" như trong máy hút bụi - quay vòng tử vong nếu không tải), song song hoặc sắp xếp hợp chất. Nên tham khảo ý kiến ​​về các bộ quần áo khô và bụi và các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất nếu xem xét các động cơ "thực".

• ** Một số bộ điều khiển xác định vị trí rôto từ back-emf trên cuộn dây và các sơ đồ bí truyền khác có thể tồn tại. Cảm biến Hall dường như là một giải pháp phổ biến.

Đầu vào PWM trên quạt máy tính điều khiển tốc độ điển hình mong đợi tín hiệu PWM ở mức logic, thường là khoảng 20 kHz. Những loại quạt này có bộ vi điều khiển nhúng trên bo mạch (hoặc phần cứng tương tự) điều khiển tốc độ bằng cách điều khiển thời gian trình tự động cơ (hầu hết quạt PC đều được điều khiển bằng động cơ DC không chổi than).

Theo kinh nghiệm của tôi, một động cơ BLDC sẽ không điều chỉnh tốc độ của nó một cách trơn tru nếu DC đầu vào bị cắt nhỏ. Nếu điện áp DC trung bình quá thấp, chúng thậm chí có thể không khởi động được, hoặc tốc độ trở nên thất thường. Đôi khi quạt sẽ đột ngột thay đổi tốc độ, lần khác, nó sẽ trơn tru lên xuống (điều này phụ thuộc vào nhà sản xuất quạt và logic điều khiển quạt của họ).

(Một số người hâm mộ Delta cũng không thích sự nhiễu quá mức đối với tín hiệu PWM, bằng cách từ chối thay đổi tốc độ hoặc mất nhiều thời gian để chuyển đổi.)

Chân đầu vào PWM là tín hiệu 5 volt pwm điều khiển cổng mosfet bên trong quạt.

Khả năng tương thích ngược. Tiêu chuẩn quạt có thể điều khiển 4 pin được xây dựng trên tiêu chuẩn phản hồi 3 pin được xây dựng trên tiêu chuẩn năng lượng 2 pin. Điều khá phổ biến là có thể cắm quạt 2 hoặc 3 pin vào đầu nối quạt 4 pin hoặc ngược lại.