詳解直流風(fēng)扇的幾種調(diào)速方式

...v.vDC風(fēng)扇〔2、3、4〕的PWM調(diào)速測(cè)試本次測(cè)試主要目的：·測(cè)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,pulsesensorPWMcontrol〕PWM·2PWM·在有不連續(xù)電源狀況下3PWM·我們的推舉一：基于山洋〔SANYODENKI〕風(fēng)扇的調(diào)速方式目前基于山洋〔SANYODENKI〕DC1、4〔+V,-V,pulsesensor,PWMcontrol〕的調(diào)速2、內(nèi)置或外置測(cè)溫元件的調(diào)速。3、電壓調(diào)速。4、通過(guò)外部電路對(duì)非4線風(fēng)扇〔2、3線〕PWM1、2項(xiàng)調(diào)速方式，風(fēng)扇在工作時(shí)的+V-V通過(guò)PWM值和測(cè)溫元件來(lái)調(diào)速，這兩種轉(zhuǎn)速掌握方式可以基于任何山洋可依據(jù)您的要求來(lái)定制您的風(fēng)扇。第三種調(diào)速方式是通過(guò)外圍電路調(diào)整風(fēng)扇的+V和-V兩端電壓來(lái)調(diào)速風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇在調(diào)速過(guò)程中工作在非額定電壓下。任何DC風(fēng)扇〔2、3、4線〕均可以承受此種方式來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)速。二：幾種調(diào)速方式的比較1、承受4線風(fēng)扇的PWMPID但需要外部PWM2、測(cè)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(jiǎn)化掌握電路的前提下實(shí)現(xiàn)需選擇您需要的風(fēng)扇和您需要的溫控范圍，測(cè)溫元件可以由山洋〔SANYODENKI〕〔其是內(nèi)置測(cè)溫元件的風(fēng)扇度較大。3、電壓調(diào)速：DC現(xiàn)自動(dòng)溫控，此方案的外圍電路也相對(duì)較簡(jiǎn)單。4、通過(guò)外部電路對(duì)非4線風(fēng)扇〔2、3線〕風(fēng)扇的PWM此方案也是本次測(cè)試的主要目的。通過(guò)PWM脈沖電路對(duì)風(fēng)扇兩端+V和-VPWMDC不過(guò)同4線PWM〔可能比4線風(fēng)扇還要簡(jiǎn)單一些。三：測(cè)試測(cè)試一：幾款不同額定功率的風(fēng)扇可耐受的最低電壓9GE0412P3J039PH0412P3K0339S0612H4019GE0412P3J039PH0412P3K0339S0612H4019S1212F401工程型號(hào)〔40x40x28〕〔40x40x28〕〔60x60x25〕〔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轉(zhuǎn)速〔RPM)14400139503510208811.10V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)4400486010209604.33V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)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)工作手動(dòng)給風(fēng)扇一啟動(dòng)扭矩，風(fēng)扇可以啟動(dòng)。集電極工作正常。風(fēng)扇在200rpm左右轉(zhuǎn)動(dòng)，最終停頓左右轉(zhuǎn)動(dòng).正常2.43V檔轉(zhuǎn)速〔RPM)N/A00354扭矩，風(fēng)扇可以啟390rpm風(fēng)扇傳感器不2.43V檔風(fēng)扇傳感器不2.43V檔工作狀態(tài)N/A2.28V檔轉(zhuǎn)速〔RPM)N/A工作N/A2.28V檔工作狀態(tài)N/AN/A傳感器可工作0傳感器可工作

0傳感器可工作1.72V檔轉(zhuǎn)速〔RPM)N/AN/A1.72V檔轉(zhuǎn)速〔RPM)N/AN/A00風(fēng)扇傳感器不1.72V檔工作狀態(tài)N/AN/A工作手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇，傳感器可工作1.30V檔轉(zhuǎn)速〔RPM)N/AN/AN/A0風(fēng)扇傳感器不工1.30V檔工作狀態(tài)N/AN/AN/A作通過(guò)測(cè)試一的測(cè)試，包括額定功率較高的9GE0412P3J03在內(nèi)，通過(guò)調(diào)壓的方式進(jìn)展風(fēng)扇調(diào)速的范圍比較寬，在4.33V圍內(nèi)也可以工作。測(cè)試中風(fēng)扇在“正?！睜顟B(tài)下運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)雜音。測(cè)試二：4線風(fēng)扇〔+V-V,pulsesensorPWMcontrol〕PWM測(cè)試說(shuō)明：以9GE0412P3J03為例，通過(guò)在PWMcontrol線和–V之間做PWM掌握。風(fēng)扇最正確PWM頻率為25KHZ，由于脈沖發(fā)生器限制，最大PWM頻率為6.5KHZ。風(fēng)扇4PINPWM風(fēng)扇4PINPWMPWM(%)測(cè)試〔6.5KHZ〕運(yùn)行表現(xiàn)工程〔1-PWM%〕為實(shí)際占空比02430平穩(wěn)無(wú)雜音52460平穩(wěn)無(wú)雜音104050平穩(wěn)無(wú)雜音155130平穩(wěn)無(wú)雜音206090平穩(wěn)無(wú)雜音256810平穩(wěn)無(wú)雜音307530平穩(wěn)無(wú)雜音358160平穩(wěn)無(wú)雜音408820平穩(wěn)無(wú)雜音459450平穩(wěn)無(wú)雜音5010020平穩(wěn)無(wú)雜音5510560平穩(wěn)無(wú)雜音6011070平穩(wěn)無(wú)雜音6511580平穩(wěn)無(wú)雜音7012060平穩(wěn)無(wú)雜音7512510平穩(wěn)無(wú)雜音8012900平穩(wěn)無(wú)雜音8513320平穩(wěn)無(wú)雜音9013780平穩(wěn)無(wú)雜音9514370平穩(wěn)無(wú)雜音10014460平穩(wěn)無(wú)雜音29GE0412P3J034線PWM測(cè)試中風(fēng)扇表現(xiàn)正常，調(diào)速平穩(wěn)無(wú)雜音。測(cè)試三：2線風(fēng)扇基于外部PWM測(cè)試說(shuō)明：由于圖2所示電路中我們通過(guò)外部PWM直接開(kāi)、關(guān)風(fēng)扇的+V和–VDC12擬測(cè)試兩線風(fēng)扇使用外部PWM掌握轉(zhuǎn)速時(shí)的表現(xiàn)。通過(guò)第一項(xiàng)測(cè)試結(jié)果來(lái)看，對(duì)電壓調(diào)速表現(xiàn)最差的 9GE0412P3J03和表現(xiàn)最好的9S1212F401圖2所示的外部PWM掌握PWM掌握中的表現(xiàn)。請(qǐng)見(jiàn)下表：PWM頻率

空比〔9GE)

可啟動(dòng)占 扇運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)度(9S〕空比〔9S)10%開(kāi)頭風(fēng)扇有明顯高6.5KHZ 15% 隨性很好。在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有明顯高頻3.25KHZ 35% 電流聲。風(fēng)扇在開(kāi)頭啟動(dòng)后隨PWM值加大加速很突然。在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有明顯高頻1.63KHZ 65% 電流聲。風(fēng)扇在開(kāi)頭啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速很PWM在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有明顯高頻820HZ 85% 電流聲。風(fēng)扇在開(kāi)頭啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速很PWM然。

10%5%10%在失速狀態(tài)〕

5%-90%均有明顯高頻電5%-90%均有明顯高頻電3%以上均有明顯高頻電3%以上均有明顯高頻電5%開(kāi)頭風(fēng)扇有明顯高頻410HZ 85% 電流聲。風(fēng)扇在開(kāi)頭啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速很PWM90%加速格外突然。

10% 3%以上均有明顯高頻電在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有明顯高頻電流聲。風(fēng)扇在開(kāi)頭啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速很128HZ55%在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有明顯高頻電流聲。風(fēng)扇在開(kāi)頭啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速很128HZ55%PWM95%以后10%PWM98-99%時(shí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速猛然增加。在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有“嗒嗒”60HZ40%電流聲。風(fēng)扇在開(kāi)頭啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速很 10%PWM40%-99%之間轉(zhuǎn)100%才突然加大3%以上均有明顯電流聲，速度跟隨性很好。到最高轉(zhuǎn)速。到最高轉(zhuǎn)速。在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有“嗒嗒”30HZ35%電流聲。風(fēng)扇在開(kāi)頭啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速很100%才突然加大到最高轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇全程抖動(dòng)。10% 15HZ抖嚴(yán)峻〕在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有“嗒嗒”100%才突然加大到最高轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇全程抖動(dòng)。10% 在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有“嗒嗒”10HZ25%〔顫抖〕化。風(fēng)扇全程抖動(dòng)。10% 5HZ15%〔明在占空比從5%開(kāi)頭風(fēng)扇有“嗒嗒”聲音明顯，運(yùn)轉(zhuǎn)很不平穩(wěn)，但PWM跟隨性較好。5% 9PH穩(wěn)。無(wú)明顯加減速聲音。3兩款不同功率風(fēng)扇模擬2線風(fēng)扇的外部PWMPWM化，雜音的頻率也在變化，但始終存在。測(cè)試中9S1212F401調(diào)速表現(xiàn)良好，可PWM雜音更加明顯。而9GE0412P3J03對(duì)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(dòng)中調(diào)速產(chǎn)生的噪音反而不明顯〔但確定存在〕。9GE0412P3J03在某些PWM頻率從低占空比向高占空比增加時(shí)可能會(huì)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)抖動(dòng)但不運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)一點(diǎn)一PWMPWM開(kāi)頭運(yùn)轉(zhuǎn)〔這個(gè)值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表中的啟動(dòng)PWM值〕PWM于或等于表中的啟動(dòng)PWM測(cè)試四：在有不連續(xù)電源狀況下3線風(fēng)扇基于外部PWM測(cè)試說(shuō)明：同樣承受測(cè)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(guò)外部PWM掌握風(fēng)扇12V電源來(lái)實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速，并記載轉(zhuǎn)速變化。來(lái)測(cè)試風(fēng)扇在調(diào)速過(guò)程中的實(shí)際轉(zhuǎn)速和調(diào)速中的表現(xiàn)。圖3為風(fēng)扇外部掌握示意圖PWM狀況風(fēng)扇9GE0412P3J036.5KHZPWM狀況風(fēng)扇9GE0412P3J036.5KHZ轉(zhuǎn)速9GE0412P3J036.5KHZ運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)聲超過(guò)高頻聲聲聲聲聲聲聲聲風(fēng)聲超過(guò)高頻聲0(RPM)4350說(shuō)明無(wú)噪音54380無(wú)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4092704510080501071055111906011520651188070121807512480801281085131709013590951374010013740聲聲聲無(wú)噪音表聲聲聲無(wú)噪音轉(zhuǎn)速曲線：9GE0412P3J03在30HZ頻率下的調(diào)速表現(xiàn)：PWM 風(fēng)扇 (RPM)0429054380104410(RPM)0429054380104410154500204560254680304860

9GE0412P3J03 30HZ運(yùn)轉(zhuǎn)說(shuō)明無(wú)噪音聲聲聲聲聲聲405460聲405460聲風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲456000風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲507530風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲557890風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲608220風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲658520風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲708730風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲759060風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲809300風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲859630風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲909930風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲9510200風(fēng)聲超過(guò)“嗒嗒”聲10013740無(wú)噪音表59GE0412P3J03在有“不連續(xù)電壓”外部30HZ的PWM頻率下調(diào)速表現(xiàn)轉(zhuǎn)速曲線：PWM狀況9S1212F401在6.5KHZPWM狀況風(fēng)扇9S1212F4016.5KHZ9S1212F4016.5KHZ0轉(zhuǎn)速(RPM)960運(yùn)轉(zhuǎn)說(shuō)明無(wú)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高頻聲幾乎消逝1002023高頻聲消逝表6 9S1212F401在有“不連續(xù)電壓”外部6.5KHZ的PWM頻率下調(diào)速表現(xiàn)轉(zhuǎn)速曲線：PWM狀況風(fēng)扇9S1212F40110HZPWM狀況風(fēng)扇9S1212F40110HZ轉(zhuǎn)速(RPM)9S1212F401 10HZ運(yùn)轉(zhuǎn)說(shuō)明0960無(wú)噪音510201010801511702012302512903013503514104014704515305015605516206016506517107017707518008018308518909019209519501002023“嗒嗒”聲消逝表7 9S1212F401在有“不連續(xù)電壓”外部30HZ的PWM頻率下調(diào)速表現(xiàn)轉(zhuǎn)速曲線：65KHZ30HZPWM65KHZ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(guò)參考表3，似乎它沒(méi)有過(guò)多的頻率可供選擇，而9S1212F401則在幾乎和測(cè)試三得到的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況一樣，沒(méi)有減小也沒(méi)有增加。四：測(cè)試小結(jié)和我們的建議通過(guò)我們本次對(duì)幾款風(fēng)扇的不完全測(cè)試可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：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。風(fēng)扇馬達(dá)無(wú)法到達(dá)所需的啟動(dòng)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(dòng)時(shí)以一個(gè)較高電壓?jiǎn)?dòng)〔比方額定電壓，延時(shí)一段再調(diào)低電壓。·在外部PWM調(diào)速時(shí)〔5V電壓所以在使用此方法調(diào)速時(shí)也最好能已高PWM值啟動(dòng)〔比方100%，延時(shí)一段再PWM·無(wú)論何種外部PWMPWM頻率，PWM某些靜音風(fēng)扇本身產(chǎn)生的噪音。我們的建議：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)整外圍廣，速度響應(yīng)快，我們推舉長(zhǎng)風(fēng)扇的使用壽命。·假設(shè)您認(rèn)為PWM修改，只需要把測(cè)溫元件放在您