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1、关于 DC 风扇（2、3、4 线）的 PWM 调速测试本次测试主要目的：测试不同额定功率的风扇可耐受的最低电压4 线风扇（+V , -V, pulse sensor , PWM control ） PWM 调速表现2 线风扇基于外部 PWM 控制的调速表现在有不间断电源情况下 3 线风扇基于外部 PWM 控制的调速表现我们的推荐一：基于山洋（SANYO DENKI）风扇的调速方式目前基于山洋（SANYO DENKI）DC 风扇的调速方式主要有以下几种：1、4 线风扇（+V , -V, pulse sensor , PWM control）的调速2、内置或外置测温元件的调速。3、电压调速。4、通
2、过外部电路对非 4 线风扇（2、3 线）风扇的 PWM 调速。以上 1、2 项调速方式，风扇在工作时的 +V 和-V 均加载风扇的额定电压，通过 PWM 值和测温元件来调速，这两种转速控制方式可以基于任何山洋（SANYO DENKI）的风扇来定制，您只需在样本根据您对风扇尺寸、风量、静压等要求选择您所需的标准风扇，之后将您对风扇转速的要求提给我们，我们即可按照您的要求来定制您的风扇。第三种调速方式是通过外围电路调整风扇的+V 和 -V 两端电压来调速风扇转速，风扇在调速过程中工作在非额定电压下。任何 DC 风扇（2、3、4 线）均可以采用此种方式来调整转速。二：几种调速方式的比较1、采用 4
3、线风扇的 PWM 调速：此方式可以在风扇可调速范围内精确的控制转速，可以良好的根据温度变化实现 PID 控制，以达到最理想的温度控制和风扇噪音之间的平衡。但需要外部 PWM 脉冲电路和测温电路的配合，相对较复杂。2、测温元件调速：此方式最大的有点就是可以在最大程度上简化控制电路的前提下实现温控。内置测温元件的风扇甚至不用搭配任何外围电路，即可实现自身的转速控制，从简化电路方面考虑此方式确为最佳选择方案。而且您只需选择您需要的风扇和您需要的温控范围，测温元件可以由山洋（SANYO DENKI）来提供或指定型号。此方案日后可编程度低， （尤其是内置测温元件的风扇）一旦选定，要改变温度和转速的对应关
4、系难度较大。3、电压调速：电压调速适用性广，几乎可以在任何 DC 风扇中使用此方法调速，但由于不同风扇对启动电压的需求不同，在有些要求启动电压较大的风扇上可调速的范围就比较小，不易实现温度和风扇转速的理想搭配。而且如果实现自动温控，此方案的外围电路也相对较复杂。4、通过外部电路对非 4 线风扇（2、3 线）风扇的 PWM 调速：此方案也是本次测试的主要目的。通过 PWM 脉冲电路对风扇两端 +V和-V 进行 PWM 控制，它可以在任何 DC 风扇实现较灵活的转速控制，不过同 4 线 PWM 调速方式一样，此方案也需要较复杂的外围电路（可能比 4 线风扇还要复杂一些） 。三：测试测试一：几款不同
5、额定功率的风扇可耐受的最低电压测试说明：由于设备限制，电压无法做到无级调整，在 5V 以下用二极管的正向压降来调整电压，所以电压间隔较大。请见下表：项目 型号 9GE0412P3J03（40x40x28） 9PH0412P3K033（40x40x28） 9S0612H401（60x60x25） 9S1212F401（120x120x25）额定电流（A） 0.65 0.5 0.11 0.19额定电压（V） 12 12 12 12额定转速（RPM） 15000 15500 3900 220011.10V 档 转速（RPM) 14400 13950 3510 208811.10V 档 工作状态 正常
6、 正常 正常 正常5.11V 档 转速（RPM) 7400 6240 1350 11345.11V 档 工作状态 正常 正常 正常 正常4.33V 档 转速（RPM) 4400 4860 1020 9604.33V 档 工作状态 正常 正常 正常 正常3.56V 档 转速（RPM) 0 3420 720 7703.56V 档 工作状态 手动转动风扇，传感器可工作 正常 正常 正常2.82V 档 转速（RPM) 0 0 0 5702.82V 档 工作状态 风扇传感器不工作手动给风扇一启动扭矩，风扇可以启动。集电极工作正常。风扇在 200rpm左右转动，最后停止手动给风扇一启动扭矩，风扇可以启动。
7、集电极工作正常。风扇在390rpm左右转动.正常2.43V 档 转速（RPM) N/A 0 0 3542.43V 档 工作状态 N/A 风扇传感器不工作 手动转动风扇，传感器可工作 正常2.28V 档 转速（RPM) N/A N/A 0 02.28V 档 工作状态 N/A N/A 手动转动风扇，传感器可工作 手动转动风扇，传感器可工作1.72V 档 转速（RPM) N/A N/A 0 01.72V 档 工作状态 N/A N/A 风扇传感器不工作 手动转动风扇，传感器可工作1.30V 档 转速（RPM) N/A N/A N/A 01.30V 档 工作状态 N/A N/A N/A 风扇传感器不工作
8、表 1 风扇耐受电压比对表通过测试一的测试，包括额定功率较高的 9GE0412P3J03 在内，通过调压的方式进行风扇调速的范围比较宽，在 4.33V 电压档，风扇至少可以稳定降速到额定转速的一半，而风扇的测速传感器即使在低于风扇可启动电压时，在一定范围内也可以工作。测试中风扇在“正常”状态下运行平稳，无杂音。测试二：4 线风扇（+V , -V, pulse sensor , PWM control）PWM 调速表现测试说明：以 9GE0412P3J03 为例，通过在 PWM control 线和 V 之间做 PWM控制。风扇最佳 PWM 频率为 25KHZ，由于脉冲发生器限制，最大 PWM
9、频率为6.5KHZ。请见下图表：PWM(%) 测试项目风扇 4PIN PWM 调速（6.5KHZ）（1-PWM%）为实际占空比运行表现0 2430 平稳无杂音5 2460 平稳无杂音10 4050 平稳无杂音15 5130 平稳无杂音20 6090 平稳无杂音25 6810 平稳无杂音30 7530 平稳无杂音35 8160 平稳无杂音40 8820 平稳无杂音45 9450 平稳无杂音50 10020 平稳无杂音55 10560 平稳无杂音60 11070 平稳无杂音65 11580 平稳无杂音70 12060 平稳无杂音75 12510 平稳无杂音80 12900 平稳无杂音85 1332
10、0 平稳无杂音90 13780 平稳无杂音95 14370 平稳无杂音100 14460 平稳无杂音表 2 9GE0412P3J03 4 线 PWM 调速表现图 1 9GE0412P3J03 4线 PWM速 度 曲 线02000400060008000100001200014000160000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100PWMPRM测试中风扇表现正常，调速平稳无杂音。测试三：2 线风扇基于外部 PWM 控制的调速表现测试说明：由于图 2 所示电路中我们通过外部 PWM 直接开、关风扇的+V 和 V（DC
11、12V） ，所以风扇的传感器在调速过程中无法正常反应风扇实际转速，故我们借此来模拟测试两线风扇使用外部 PWM 控制转速时的表现。通过第一项测试结果来看，对电压调速表现最差的 9GE0412P3J03 和表现最好的9S1212F401 两颗风扇， 我们用他们来模拟一般两线风扇，使用图 2 所示的外部 PWM 控制电路来控制风扇转速，以期从感觉体验不同功率的两款两线风扇在不同频率的外部PWM 控制中的表现。请见下表：PWM 频率 项目可启动占空比（9GE)风扇运转平稳度(9GE）可启动占空比（9S)风扇运转平稳度(9S）6.5K HZ 15%在占空比从 10%开始风扇有明显高频电流声。转速随占空
12、比变化快、跟随性很好。10%5%-90%均有明显高频电流声，速度跟随性很好。3.25K HZ 35%在占空比从 5%开始风扇有明显高频电流声。风扇在开始启动后随 PWM值加大加速很突然。5%5%-90%均有明显高频电流声，速度跟随性很好。1.63K HZ 65%在占空比从 5%开始风扇有明显高频电流声。风扇在开始启动后转速很低。风扇随 PWM 值加大加速很突然。10%3%以上均有明显高频电流声，速度跟随性很好。820 HZ 85%在占空比从 5%开始风扇有明显高频电流声。风扇在开始启动后转速很低。风扇随 PWM 值加大加速非常突然。5%（明显在失速状态）3%以上均有明显高频电流声，速度跟随性很
13、好。410 HZ 85%在占空比从 5%开始风扇有明显高频电流声。风扇在开始启动后转速很低。风扇随 PWM 值加大到 90%加速非常突然。10%3%以上均有明显高频电流声，速度跟随性很好。128 HZ 55%在占空比从 5%开始风扇有明显高频电流声。风扇在开始启动后转速很低。风扇随 PWM 值加大到 95%以后加速明显，并 PWM 值在 98-99%时风扇转速猛然增加 。10%3%以上均有明显高频电流声，速度跟随性很好。高转速有共振。60 HZ 40%在占空比从 5%开始风扇有“嗒嗒”电流声。风扇在开始启动后转速很低。风扇在 PWM 值 40%-99%之间转速变化不明显，到 100%才突然加大
14、到最高转速。10%3%以上均有明显电流声，速度跟随性很好。30 HZ 35%在占空比从 5%开始风扇有“嗒嗒”电流声。风扇在开始启动后转速很低。非线性变化，到 100%才突然加大到最高转速。风扇全程颤抖。10%风扇有“嗒嗒”低频电流声。15 HZ30%（但颤抖严重）在占空比从 5%开始风扇有“嗒嗒”低频电流声。风扇在开始启动后转速很低。风扇在 PWM 值 40%-99%之间转速变化不明显，到 100%才突然加大到最高转速。风扇全程颤抖。10%风扇有“嗒嗒”低频电流声。10 HZ25%（颤抖）在占空比从 5%开始风扇有“嗒嗒”低频电流声。风扇在开始启动后转速很低。风扇在 PWM 值 40%-99
15、%之间转速变化比较明显，但应不是线性变化。风扇全程颤抖。10%风扇有“嗒嗒”低频电流声。5 HZ15% （明显有加减速过程）在占空比从 5%开始风扇有“嗒嗒”低频电流声。风扇运转过程中加减速声音明显，运转很不平稳，但PWM 跟随性较好。5%风扇有“嗒嗒”低频电流声。运转较 9PH 的风扇相对平稳。无明显加减速声音。表 3 两款不同功率风扇模拟 2 线风扇的外部 PWM 控制表现测试中两颗风扇无论在任何频率下均有不同程度的杂音，随着 PWM 频率的变化，杂音的频率也在变化，但始终存在。测试中 9S1212F401 调速表现良好，可以使用大部分频率的外部 PWM 调速，但由于风扇本身非常静音，调速
16、时产生的杂音更加明显。而 9GE0412P3J03 对 PWM 频率变化表现起伏很大，但由于其转速很高，在高速转动中调速产生的噪音反而不明显（但肯定存在）。9GE0412P3J03 在某些 PWM 频率从低占空比向高占空比增加时可能会发生马达堵转，主要表现为：如当前加载 10%PWM，马达颤抖但不运转，这时一点一点增加 PWM 值，风扇一直会处于停止状态，直到加载到一个很大的 PWM 值才开始运转（这个值已远远大于表中的启动 PWM 值）。而如果起始 PWM 值就大于或等于表中的启动 PWM 值，则无堵转现象发生。测试四：在有不间断电源情况下 3 线风扇基于外部 PWM 控制的调速表现测试说明：同样采用 测试三 中的两颗风扇，截取两个风扇可能表现良好的 PWM 频率，在外部加载一 5V（经二极管后电压约为 4.33V）电压后通过外部 PWM 控制风扇 12V 电源来实现 PWM 调速，并记载转速变化。来测试风扇在调速过程中的实际转速和调速中的表现。图 3 为风扇外部控制示意图首先是
