1、關(guān)于DC風(fēng)扇（2、3、4線）的PWM調(diào)速測試本次測試主要目的：測試不同額定功率的風(fēng)扇可耐受的最低電壓4線風(fēng)扇（+V , -V, pulse sensor , PWM control）PWM調(diào)速表現(xiàn)2線風(fēng)扇基于外部PWM控制的調(diào)速表現(xiàn)在有不間斷電源情況下3線風(fēng)扇基于外部PWM控制的調(diào)速表現(xiàn)我們的推薦一：基于山洋（SANYO DENKI）風(fēng)扇的調(diào)速方式目前基于山洋（SANYO DENKI）DC風(fēng)扇的調(diào)速方式主要有以下幾種：1、4線風(fēng)扇（+V , -V, pulse sensor , PWM control）的調(diào)速2、內(nèi)置或外置測溫元件的調(diào)速。3、電壓調(diào)速。4、通過外部電路對非4線風(fēng)扇（2、3線）風(fēng)

2、扇的PWM調(diào)速。以上1、2項(xiàng)調(diào)速方式，風(fēng)扇在工作時(shí)的 +V和-V均加載風(fēng)扇的額定電壓，通過PWM值和測溫元件來調(diào)速，這兩種轉(zhuǎn)速控制方式可以基于任何山洋（SANYO DENKI）的風(fēng)扇來定制，您只需在樣本根據(jù)您對風(fēng)扇尺寸、風(fēng)量、靜壓等要求選擇您所需的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)扇，之后將您對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的要求提給我們，我們即可按照您的要求來定制您的風(fēng)扇。第三種調(diào)速方式是通過外圍電路調(diào)整風(fēng)扇的+V和-V兩端電壓來調(diào)速風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇在調(diào)速過程中工作在非額定電壓下。任何DC風(fēng)扇（2、3、4線）均可以采用此種方式來調(diào)整轉(zhuǎn)速。二：幾種調(diào)速方式的比較1、 采用4線風(fēng)扇的PWM調(diào)速：此方式可以在風(fēng)扇可調(diào)速范圍內(nèi)精確的控制轉(zhuǎn)速，可以良好

3、的根據(jù)溫度變化實(shí)現(xiàn)PID控制，以達(dá)到最理想的溫度控制和風(fēng)扇噪音之間的平衡。但需要外部PWM脈沖電路和測溫電路的配合，相對較復(fù)雜。2、 測溫元件調(diào)速：此方式最大的有點(diǎn)就是可以在最大程度上簡化控制電路的前提下實(shí)現(xiàn)溫控。內(nèi)置測溫元件的風(fēng)扇甚至不用搭配任何外圍電路，即可實(shí)現(xiàn)自身的轉(zhuǎn)速控制，從簡化電路方面考慮此方式確為最佳選擇方案。而且您只需選擇您需要的風(fēng)扇和您需要的溫控范圍，測溫元件可以由山洋（SANYO DENKI）來提供或指定型號。此方案日后可編程度低，（尤其是內(nèi)置測溫元件的風(fēng)扇）一旦選定，要改變溫度和轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系難度較大。3、 電壓調(diào)速：電壓調(diào)速適用性廣，幾乎可以在任何DC風(fēng)扇中使用此方法調(diào)速

4、，但由于不同風(fēng)扇對啟動電壓的需求不同，在有些要求啟動電壓較大的風(fēng)扇上可調(diào)速的范圍就比較小，不易實(shí)現(xiàn)溫度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的理想搭配。而且如果實(shí)現(xiàn)自動溫控，此方案的外圍電路也相對較復(fù)雜。4、 通過外部電路對非4線風(fēng)扇（2、3線）風(fēng)扇的PWM調(diào)速：此方案也是本次測試的主要目的。通過PWM脈沖電路對風(fēng)扇兩端+V和-V進(jìn)行PWM控制，它可以在任何DC風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)較靈活的轉(zhuǎn)速控制，不過同4線PWM調(diào)速方式一樣，此方案也需要較復(fù)雜的外圍電路（可能比4線風(fēng)扇還要復(fù)雜一些）。三：測試測試一：幾款不同額定功率的風(fēng)扇可耐受的最低電壓測試說明：由于設(shè)備限制，電壓無法做到無級調(diào)整，在5V以下用二極管的正向壓降來調(diào)整電壓，所以電壓

5、間隔較大。請見下表：項(xiàng)目 型號9GE0412P3J03（40x40x28）9PH0412P3K033（40x40x28）9S0612H401（60x60x25）9S1212F401（120x120x25）額定電流（A）0.650.50.110.19額定電壓（V）12121212額定轉(zhuǎn)速（RPM）15000155003900220011.10V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)14400139503510208811.10V檔 工作狀態(tài)正常正常正常正常5.11V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)74006240135011345.11V檔 工作狀態(tài)正常正常正常正常4.33V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)4400486010209604.3

6、3V檔 工作狀態(tài)正常正常正常正常3.56V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)034207207703.56V檔 工作狀態(tài)手動轉(zhuǎn)動風(fēng)扇，傳感器可工作正常正常正常2.82V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)0005702.82V檔 工作狀態(tài)風(fēng)扇傳感器不工作手動給風(fēng)扇一啟動扭矩，風(fēng)扇可以啟動。集電極工作正常。風(fēng)扇在200rpm左右轉(zhuǎn)動，最后停止手動給風(fēng)扇一啟動扭矩，風(fēng)扇可以啟動。集電極工作正常。風(fēng)扇在390rpm左右轉(zhuǎn)動.正常2.43V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)N/A003542.43V檔 工作狀態(tài)N/A風(fēng)扇傳感器不工作手動轉(zhuǎn)動風(fēng)扇，傳感器可工作正常2.28V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)N/AN/A002.28V檔 工作狀態(tài)N/AN/A手動轉(zhuǎn)動風(fēng)扇

7、，傳感器可工作手動轉(zhuǎn)動風(fēng)扇，傳感器可工作1.72V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)N/AN/A001.72V檔 工作狀態(tài)N/AN/A風(fēng)扇傳感器不工作手動轉(zhuǎn)動風(fēng)扇，傳感器可工作1.30V檔 轉(zhuǎn)速（RPM)N/AN/AN/A01.30V檔 工作狀態(tài)N/AN/AN/A風(fēng)扇傳感器不工作表1 風(fēng)扇耐受電壓比對表通過測試一的測試，包括額定功率較高的9GE0412P3J03在內(nèi)，通過調(diào)壓的方式進(jìn)行風(fēng)扇調(diào)速的范圍比較寬，在4.33V電壓檔，風(fēng)扇至少可以穩(wěn)定降速到額定轉(zhuǎn)速的一半，而風(fēng)扇的測速傳感器即使在低于風(fēng)扇可啟動電壓時(shí)，在一定范圍內(nèi)也可以工作。測試中風(fēng)扇在“正?！睜顟B(tài)下運(yùn)行平穩(wěn)，無雜音。測試二：4線風(fēng)扇（+V , -V,

8、 pulse sensor , PWM control）PWM調(diào)速表現(xiàn)測試說明：以9GE0412P3J03為例，通過在PWM control 線和 V之間做PWM控制。風(fēng)扇最佳PWM頻率為25KHZ，由于脈沖發(fā)生器限制，最大PWM頻率為6.5KHZ。請見下圖表：PWM(%) 測試項(xiàng)目風(fēng)扇4PIN PWM調(diào)速（6.5KHZ）（1-PWM%）為實(shí)際占空比運(yùn)行表現(xiàn)02430平穩(wěn)無雜音52460平穩(wěn)無雜音104050平穩(wěn)無雜音155130平穩(wěn)無雜音206090平穩(wěn)無雜音256810平穩(wěn)無雜音307530平穩(wěn)無雜音358160平穩(wěn)無雜音408820平穩(wěn)無雜音459450平穩(wěn)無雜音5010020平穩(wěn)無雜音

9、5510560平穩(wěn)無雜音6011070平穩(wěn)無雜音6511580平穩(wěn)無雜音7012060平穩(wěn)無雜音7512510平穩(wěn)無雜音8012900平穩(wěn)無雜音8513320平穩(wěn)無雜音9013780平穩(wěn)無雜音9514370平穩(wěn)無雜音10014460平穩(wěn)無雜音表2 9GE0412P3J03 4線PWM調(diào)速表現(xiàn)測試中風(fēng)扇表現(xiàn)正常，調(diào)速平穩(wěn)無雜音。測試三：2線風(fēng)扇基于外部PWM控制的調(diào)速表現(xiàn)測試說明：由于圖2所示電路中我們通過外部PWM直接開、關(guān)風(fēng)扇的+V和 V（DC12V），所以風(fēng)扇的傳感器在調(diào)速過程中無法正常反應(yīng)風(fēng)扇實(shí)際轉(zhuǎn)速，故我們借此來模擬測試兩線風(fēng)扇使用外部PWM控制轉(zhuǎn)速時(shí)的表現(xiàn)。通過第一項(xiàng)測試結(jié)果來看，對

10、電壓調(diào)速表現(xiàn)最差的9GE0412P3J03和表現(xiàn)最好的9S1212F401兩顆風(fēng)扇， 我們用他們來模擬一般兩線風(fēng)扇，使用圖2所示的外部PWM控制電路來控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，以期從感覺體驗(yàn)不同功率的兩款兩線風(fēng)扇在不同頻率的外部PWM控制中的表現(xiàn)。請見下表：PWM頻率 項(xiàng)目可啟動占空比（9GE)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)度(9GE）可啟動占空比（9S)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)度(9S）6.5K HZ15%在占空比從10%開始風(fēng)扇有明顯高頻電流聲。轉(zhuǎn)速隨占空比變化快、跟隨性很好。10%5%-90%均有明顯高頻電流聲，速度跟隨性很好。3.25K HZ35%在占空比從5%開始風(fēng)扇有明顯高頻電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后隨PWM值加大加速很突然

11、。5%5%-90%均有明顯高頻電流聲，速度跟隨性很好。1.63K HZ65%在占空比從5%開始風(fēng)扇有明顯高頻電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后轉(zhuǎn)速很低。風(fēng)扇隨PWM值加大加速很突然。10%3%以上均有明顯高頻電流聲，速度跟隨性很好。820 HZ85%在占空比從5%開始風(fēng)扇有明顯高頻電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后轉(zhuǎn)速很低。風(fēng)扇隨PWM值加大加速非常突然。5%（明顯在失速狀態(tài)）3%以上均有明顯高頻電流聲，速度跟隨性很好。410 HZ 85%在占空比從5%開始風(fēng)扇有明顯高頻電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后轉(zhuǎn)速很低。風(fēng)扇隨PWM值加大到90%加速非常突然。10%3%以上均有明顯高頻電流聲，速度跟隨性很好。128 HZ55%在

12、占空比從5%開始風(fēng)扇有明顯高頻電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后轉(zhuǎn)速很低。風(fēng)扇隨PWM值加大到95%以后加速明顯，并PWM值在98-99%時(shí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速猛然增加 。10%3%以上均有明顯高頻電流聲，速度跟隨性很好。高轉(zhuǎn)速有共振。60 HZ40%在占空比從5%開始風(fēng)扇有“嗒嗒”電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后轉(zhuǎn)速很低。風(fēng)扇在PWM值40%-99%之間轉(zhuǎn)速變化不明顯，到100%才突然加大到最高轉(zhuǎn)速。10%3%以上均有明顯電流聲，速度跟隨性很好。 30 HZ35%在占空比從5%開始風(fēng)扇有“嗒嗒”電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后轉(zhuǎn)速很低。非線性變化，到100%才突然加大到最高轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇全程顫抖。10%風(fēng)扇有“嗒嗒”低頻電流聲。15

13、 HZ30%（但顫抖嚴(yán)重）在占空比從5%開始風(fēng)扇有“嗒嗒”低頻電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后轉(zhuǎn)速很低。風(fēng)扇在PWM值40%-99%之間轉(zhuǎn)速變化不明顯，到100%才突然加大到最高轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇全程顫抖。10%風(fēng)扇有“嗒嗒”低頻電流聲。10 HZ25%（顫抖）在占空比從5%開始風(fēng)扇有“嗒嗒”低頻電流聲。風(fēng)扇在開始啟動后轉(zhuǎn)速很低。風(fēng)扇在PWM值40%-99%之間轉(zhuǎn)速變化比較明顯，但應(yīng)不是線性變化。風(fēng)扇全程顫抖。10%風(fēng)扇有“嗒嗒”低頻電流聲。5 HZ15% （明顯有加減速過程）在占空比從5%開始風(fēng)扇有“嗒嗒”低頻電流聲。風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)過程中加減速聲音明顯，運(yùn)轉(zhuǎn)很不平穩(wěn)，但PWM跟隨性較好。5%風(fēng)扇有“嗒嗒”低頻電流

14、聲。運(yùn)轉(zhuǎn)較9PH的風(fēng)扇相對平穩(wěn)。無明顯加減速聲音。 表3 兩款不同功率風(fēng)扇模擬2線風(fēng)扇的外部PWM控制表現(xiàn)測試中兩顆風(fēng)扇無論在任何頻率下均有不同程度的雜音，隨著PWM頻率的變化，雜音的頻率也在變化，但始終存在。測試中9S1212F401調(diào)速表現(xiàn)良好，可以使用大部分頻率的外部PWM調(diào)速，但由于風(fēng)扇本身非常靜音，調(diào)速時(shí)產(chǎn)生的雜音更加明顯。而9GE0412P3J03對PWM頻率變化表現(xiàn)起伏很大，但由于其轉(zhuǎn)速很高，在高速轉(zhuǎn)動中調(diào)速產(chǎn)生的噪音反而不明顯（但肯定存在）。9GE0412P3J03在某些PWM頻率從低占空比向高占空比增加時(shí)可能會發(fā)生馬達(dá)堵轉(zhuǎn)，主要表現(xiàn)為：如當(dāng)前加載10%PWM，馬達(dá)顫抖但不運(yùn)轉(zhuǎn)

15、，這時(shí)一點(diǎn)一點(diǎn)增加PWM值，風(fēng)扇一直會處于停止?fàn)顟B(tài)，直到加載到一個(gè)很大的PWM值才開始運(yùn)轉(zhuǎn)（這個(gè)值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表中的啟動PWM值）。而如果起始PWM值就大于或等于表中的啟動PWM值，則無堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生。測試四：在有不間斷電源情況下3線風(fēng)扇基于外部PWM控制的調(diào)速表現(xiàn)測試說明：同樣采用 測試三 中的兩顆風(fēng)扇，截取兩個(gè)風(fēng)扇可能表現(xiàn)良好的PWM頻率，在外部加載一5V（經(jīng)二極管后電壓約為4.33V）電壓后通過外部PWM控制風(fēng)扇12V電源來實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速，并記載轉(zhuǎn)速變化。來測試風(fēng)扇在調(diào)速過程中的實(shí)際轉(zhuǎn)速和調(diào)速中的表現(xiàn)。圖3為風(fēng)扇外部控制示意圖首先是9GE0412P3J03在6.5K HZ頻率下的調(diào)速表現(xiàn)：P

16、WM 風(fēng)扇情況9GE0412P3J03 6.5K HZ 轉(zhuǎn)速 (RPM)9GE0412P3J03 6.5K HZ 運(yùn)轉(zhuǎn)說明04350無噪音54380無噪音105310明顯高頻聲155880明顯高頻聲206510明顯高頻聲257050明顯高頻聲307500明顯高頻聲358310明顯高頻聲409270風(fēng)聲超過高頻聲4510080風(fēng)聲超過高頻聲5010710風(fēng)聲超過高頻聲5511190風(fēng)聲超過高頻聲6011520風(fēng)聲超過高頻聲6511880風(fēng)聲超過高頻聲7012180風(fēng)聲超過高頻聲7512480風(fēng)聲超過高頻聲8012810風(fēng)聲超過高頻聲8513170風(fēng)聲超過高頻聲9013590風(fēng)聲超過高頻聲9513

17、740風(fēng)聲超過高頻聲10013740無噪音表4 9GE0412P3J03 在有“不間斷電壓”外部6.5K HZ的PWM頻率下調(diào)速表現(xiàn)轉(zhuǎn)速曲線：9GE0412P3J03在30 HZ頻率下的調(diào)速表現(xiàn)：PWM 風(fēng)扇情況9GE0412P3J03 30 HZ 轉(zhuǎn)速 (RPM)9GE0412P3J03 30 HZ 運(yùn)轉(zhuǎn)說明04290無噪音54380貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲104410貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲154500貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲204560貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲254680貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲304860貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲355130貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲405460風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲456

18、000風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲507530風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲557890風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲608220風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲658520風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲708730風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲759060風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲809300風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲859630風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲909930風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲9510200風(fēng)聲超過“嗒嗒”聲10013740無噪音表5 9GE0412P3J03 在有“不間斷電壓”外部30 HZ的PWM頻率下調(diào)速表現(xiàn)轉(zhuǎn)速曲線：9S1212F401在6.5K HZ頻率下的調(diào)速表現(xiàn)：PWM 風(fēng)扇情況9S1212F401 6.5K HZ轉(zhuǎn)速 (RPM)9S1212F401 6.5K H

19、Z運(yùn)轉(zhuǎn)說明0960無噪音5960安靜101350明顯高頻聲151380明顯高頻聲201440明顯高頻聲251470明顯高頻聲301500明顯高頻聲351560明顯高頻聲401590明顯高頻聲451650明顯高頻聲501680明顯高頻聲551710明顯高頻聲601770明顯高頻聲651800明顯高頻聲701860明顯高頻聲751890明顯高頻聲801920明顯高頻聲851950高頻聲減小901980高頻聲更小951980高頻聲幾乎消失1002010高頻聲消失表6 9S1212F401 在有“不間斷電壓”外部6.5K HZ的PWM頻率下調(diào)速表現(xiàn)轉(zhuǎn)速曲線：9S1212F401在30 HZ頻率下的調(diào)速

20、表現(xiàn)：PWM 風(fēng)扇情況9S1212F401 10 HZ轉(zhuǎn)速 (RPM)9S1212F401 10 HZ運(yùn)轉(zhuǎn)說明0960無噪音51020貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲101080貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲151170貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲201230貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲251290貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲301350貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲351410貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲401470貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲451530貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲501560貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲551620貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲601650貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲651710貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲701770貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲7

21、51800貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲801830貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲851890貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲901920貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲951950貼近風(fēng)扇聽有“嗒嗒”聲1002010“嗒嗒”聲消失表7 9S1212F401 在有“不間斷電壓”外部30 HZ的PWM頻率下調(diào)速表現(xiàn)轉(zhuǎn)速曲線：在本測試中，選用的65K HZ和30 HZ的PWM頻率在兩顆風(fēng)扇上的表現(xiàn)如以上所示，在65K HZ的頻率下功率較高的9GE0412P3J03可以獲得比較不錯(cuò)的調(diào)速表現(xiàn)（不過參考表3，似乎它沒有過多的頻率可供選擇），而 9S1212F401 則在低頻下表現(xiàn)良好。不過即使加載了不間斷電源，風(fēng)扇調(diào)速時(shí)產(chǎn)生的噪音仍然存

22、在，幾乎和測試三得到的運(yùn)轉(zhuǎn)情況一樣，沒有減小也沒有增加。四：測試小結(jié)和我們的建議通過我們本次對幾款風(fēng)扇的不完全測試可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：額定功率和結(jié)構(gòu)不同的風(fēng)扇最低可工作電壓不同，對于三線和四線風(fēng)扇，其傳感器可的工作電壓往往比風(fēng)扇可運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓要更低一些。通過電壓調(diào)速也可以得到相對較寬的調(diào)速范圍，但在某些臨界狀態(tài)時(shí)可能風(fēng)扇馬達(dá)無法達(dá)到所需的啟動扭矩(但其實(shí)此電壓下風(fēng)扇可以運(yùn)轉(zhuǎn))，所以在調(diào)速時(shí)最好在風(fēng)扇啟動時(shí)以一個(gè)較高電壓啟動（比如額定電壓），延時(shí)一段再調(diào)低電壓。在外部PWM調(diào)速時(shí)（無“不間斷”5V電壓），也同樣可能發(fā)生以上情況，所以在使用此方法調(diào)速時(shí)也最好能已高PWM值啟動（比如100%），延時(shí)一段再調(diào)低PWM值。無論何種外部PWM調(diào)速方式，無論在本測試中使用的哪種PWM頻率，都會使風(fēng)扇在一次次加電時(shí)產(chǎn)生與PWM頻率對應(yīng)的噪音，在高頻時(shí)甚至?xí)^某些靜音風(fēng)扇本身產(chǎn)生的噪音。我們的建議：通過本次測試，我們對您提出以下幾點(diǎn)不成熟的建議，謹(jǐn)供參考：在設(shè)計(jì)初期4線風(fēng)扇的PWM調(diào)速運(yùn)行平穩(wěn)，可調(diào)節(jié)外圍廣，速度響應(yīng)快，我們推薦您在設(shè)計(jì)初期，在控制電路和風(fēng)扇都還沒有定型之前選用這種方式，這可能會提供