一、風扇調速設計的背景
? ? 對于一款風冷的電子產品，風扇的作用是為了在當機器內部熱量較大時還能保證設備在工作溫度區間保持散熱安全，比如一款用于學校的中控設備，它的設計溫度范圍是≦40℃為標準設計，那么系統的散熱需要保證其在40℃以下的環境能正常工作。但是，在學校，中控產品不可能一直工作在40℃的環境溫度，也不可能從早到晚的持續工作，也不可能一直高負荷的工作。
? ?基于以上情況，沒必要讓風扇一直在進行高速運轉。因為風扇是一個內部有機械軸承的動件，轉動就會帶來噪音（異響）、產生灰塵、影響壽命，這不是用戶所希望的，
? ? 為此，需要讓風扇在機箱內溫度較高的時候可以自動檢測到并高速轉動散熱、溫度較低的時候適當降低速來散熱、待機工作溫度更低時甚至可以直接停轉，這樣讓風扇可以根據溫度情況智能調節轉速，在滿足散熱 的同時又減少了風扇的運行時間，最終可以保證產品質量和用戶體驗，時就需要對風扇進行調整設計。
? ? ?我們平時接觸的如筆記本、服務器、工作站等，我們會發現里面的風扇有時會“呼呼”的直吹風，有時又較安靜，有時甚至無聲音，這就是電子產品內部有對風扇進行了調速設計。
二、風扇調速的三大作用
1、降低產品噪音：同一風扇，轉速越低，噪音越小，用戶體驗越好。
? ?2、延長風扇壽命：風扇內部的軸承是核心部件，轉速低，磨損小，異音小、壽命才可提長。
? ?3、減少內部灰塵：風速降低，空氣擾動小，產品內積灰速度下降，降低灰塵堆積引發電氣性能問題時間和機率。
三、風扇調速設計的過程與條件
?調速過程
?調速條件
條件1：散熱風扇本身具備調整功能
調速風扇是內部有調速電路，根據外面給的控制信號進行調整轉速，一般以4線居多，不可調風扇為2線。
條件2：設備中有溫度傳感器
溫度傳感器的作用是為了知道設備內有多少溫度，以便合理的調用相對應的程序來啟動對應的風扇轉速，傳感器一般會設計一個或多個在電路板或設備內某個關鍵位置，有的是基于芯片本身傳感器，也有外置傳感器。
條件3：有對應的控制程序邏輯
程序一般寫在控制電路CPU內，如單片機，主要是風扇轉速與溫度之間關系。
3.1可調風扇介紹
根據轉速檢測和控制方式不同，散熱風扇目前主要分為兩線風扇、三線風扇、四線風扇。
1、兩線風扇：兩根紅黑線為電源正負極，通電就全速運轉
可以通過電源電壓降低、升高來改變轉速，但是電壓必需在其標稱的范圍內，過高會燒毀風扇，過低，直接停轉。因不精準也不方便，幾乎很少這樣調整。
2、三線風扇：除了紅黑供電線，還有一根為信號輸出線（輸出風扇轉速信息）
3、四線風扇：除了紅黑供電電源線、信號輸出線，還有一根信號輸入線
信號線為輸出線，將風扇的轉速或是否停轉等信息輸出給CPU檢測用于顯示，如用戶可查看轉動是否正常。該風扇也可以同兩線風扇一樣進行工作電壓調整來調整轉速，但缺點也同二線一樣，也很少用。
除了具備二三線風扇的功能，新增加的輸入信號線，則是通過外部（如單片機0產生的PWM脈沖信號來控制風扇轉速，不同占空比對應不同轉速，可以較為精準的控制轉速，也可以讀取當前風扇轉速。此常用選擇。
以下是某品牌的一個四線風扇的轉速偵測說明
3.2關于反饋溫度的傳感器
? ? 溫度傳感器就是用來檢測設備內的溫度或某重要器件的溫度，然后將模擬溫度值轉換成數字信號給到CPU識別處理，以便告訴控制電路是否因為溫度過高還是過度，需不需要調整轉速，或是全速運轉還是停傳。一般會分為幾種類型的傳感器：
3.3設備中需有的調速程序（溫度與轉速的的邏輯對應關系)
? ? 設備中有設計對應的調速軟件程序，這個程序寫入在CPU（如單片機、FPGA等），針對溫度傳感器所測溫度進行相應的風扇轉速控制。一般包括6種轉速與參考溫度間的關系，如多少溫度時，風扇該如何運行讓風扇有多種狀態運行，讓其始終轉動在最合量的溫度區間，不快也不慢，同時保證散熱效果。這樣也最大程度延長使用壽命和減少灰塵。
? ? ?以上邏輯關系供參考，實際設計中，開發人員可結合實際情況進行調整。原則上一些簡單的產品不用把轉速調速方案搞的太過于復雜 ，簡單為好，對于一些精細化設計的產品，可以把調速方案設計的精細化點。
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