电脑CPU是如何调节风扇的转速的，你知道吗？

熟悉计算机的朋友知道，无论是台式计算机还是笔记本计算机，它都有风扇。风扇起到散热作用。电脑CPU的温度越高，速度越快，可以提高电脑CPU的散热效率，以确保CPU的正常运行。那么，计算机如何调整风扇速度？这从风扇的线序开始。从一开始到现在，计算机CPU风扇分别经历了两线制，三线制和当今的四线制。它们之间有什么区别？

1-计算机上的风扇

1两线CPU风扇的工作原理

早期的风扇只有两条线，通常用红色和黑色线表示。红色表示电源为正，黑色线表示电源为负，也就是说，只要连接了适当的电压，风扇就会旋转，并会全速旋转。不可调。尽管风扇易于控制，但没有速度反馈。计算机CPU不知道风扇是否正在旋转或风扇的速度。即使风扇坏了，计算机CPU也无法检测到它，并且在温度和速度之间不会形成闭环。也可以说风扇的状态是不可控制的，有散热的隐患。

2-两线制风扇

鉴于两线风扇的上述缺点，为了提高散热效率，后来出现了三线风扇。

2三线CPU风扇的工作原理

三线风扇有三根线，分别以红色，黑色和表示。红色和黑色是电源线，是风扇速度的反馈线。通过这条线，计算机CPU可以实时检测风扇速度。风扇打开后，CPU可以知道风扇是否在工作，从而形成初步的闭环。

3-三线风扇

当计算机需要散热时，CPU检测到风扇速度为零，则可以判断风扇是否损坏或丢失，并向用户提示故障信息。

以上两个风扇的缺点是无法根据实际温度进行调节。只要它们全速运行，它们就会引起很大的噪音。为了改善这种情况，出现了四线风扇。

3四线CPU风扇的工作原理

四线CPU风扇在三线类型的基础上增加了一条速度控制线。 CPU不仅可以实时检测风扇速度，还可以根据当前CPU温度控制风扇速度。风扇速度的闭环控制提高了散热效率，降低了主机的功耗，并降低了风扇旋转时的噪音。优点是显而易见的，因此，目前，最常用的是四线风扇。

四线风扇

从先前的比较中可以看出，三线风扇比两线风扇具有更多的速度测量功能，四线风扇比三线风扇具有更多的速度控制功能。比较如下表所示。

5扇线序列比较

那么CPU如何调整风扇速度？

4 CPU如何调整风扇速度

在风扇上添加适当的额定电压后，风扇将全速运行。如果电压稍微降低，风扇的速度将降低。当电压降低到零时，风扇将缓慢停止。可以发现，只要改变风扇两端的电压，就可以调节速度。那么如何调整风扇电压呢？这使用PWM。

PWM调速原理

所谓的PWM是脉冲宽度调制。具有一定频率的方波由高电平和低电平组成。假设高电平的持续时间为T1，低电平的持续时间为T2，则周期T = T1 + T2。

6- PWM方波

通过更改高电平的持续时间，可以更改方波的平均电压。周期中高电平的比例称为占空比。计算公式为：D = T1 / T。

占空比与平均电压之间的关系

占空比越大，平均电压越高；占空比越低，平均电压越低。

占空比为100％，则风扇两端的电压为12V，风扇全速旋转；

占空比为50％，那么风扇两端的电压为6V，风扇以一半的速度旋转；

占空比为0％，则风扇电压为0V，风扇不旋转。

占空比与平均电压之间的计算关系如下图所示。

平均电压的7种计算方法

PWM速度控制电路原理图的设计

因此，CPU可以通过输出具有不同占空比的方波来控制风扇速度。占空比与温度有关。温度越高，占空比越大，风扇速度越快；温度越低，占空比越小，风扇速度越低。 CPU控制风扇速度的电路原理图如下图所示。

8-PWM调速电路原理图

在上图中，三极管用作风扇驱动器，其他功率器件（例如MOSFET）也可以使用。方波的占空比由CPU温度控制。从理论上讲，频率越高，风扇旋转越平滑，但是电源开关设备的响应速度也就越高，因此方波的频率通常控制在10K-30KHz之间。

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