本帖最后由 forgot 于 2023-3-16 11:51 编辑
说到风扇，很多人可能第一时间想到的是家里的电风扇，这也是所以风扇的最主要的核心功能，就是通风散热。这里要说的风扇不是给人散热的电风扇，而是在电子电路设计中给发热器件或者是说给PCB主板进行散热的风扇。
散热风扇的散热工作原理，都是电能转换为电磁能转化为机械能然后产生动能带动散页进行排风。按照轴承的结构来分可以分为滚珠轴承、磁悬浮轴承等；按照供电方式来分可以分为直流风扇、交流风扇以及各种额定电压值的种类等，这都比较好理解，但是除了供电需要的电源线以外，很多风扇往往还有多出1根线或者是2根线，这就是三线制风扇和四线制的风扇，如电脑主板常用的风扇接口就是4pin的接口，可以兼容3线和4线。
三线制散热风扇的接线分别为GND、VCC、FG（FAN_TACH）转速信号，转速信号往往用于CPU侦测转速，该线在风扇转动时会测持续输出方波脉冲, 脉冲频率与转速成正比，当采用单片机开启计数器、捕获、或者是查询进行脉冲频率检测或者是采用单位时间内脉冲记数，都可以得到单位时间内的脉冲数，再转换为风扇的转速“转/分”。在实际的使用过程中，可以通过转速来判断风扇的好坏，如当风扇实际工作转速低于正常转速值的百分比时，可以认为风扇故障进行报修等操作。 而四线制风扇除了三线制的GND、VCC、FG线（FAN_TACH）以外，还有一条PWM调速线（FAN_CONTROL），PWM调速线可以通过方波占空比控制转速。由于方波的频率周期都可以单片机的定时器PWM输出进行调节，所以风扇转速基本可以做到连续调节。在系统设计时单片机可以通过FG的转速反馈来进行控制PWM控制转速，实现控制闭环。
在实际系统设计时，风扇的散热经常和温度检测配合使用，如NTC或者PTC温度检测，当系统检测到温度过高时，提高转速，加强散热性能；当检测到温度正常时，可以降低转速甚至停转，这样即可以降低风扇转动带来的噪音，又可以提高风扇的实际使用寿命，如果是非四线制风扇，如两线或者是三线制风扇，虽然无法做到PWM调速，只要有温度检测，也是可以通过控制电源的方式进行启动和停转的目的，如通过MOS管或者继电器等开关器件的控制来实现风扇的电源的开关控制。这也是很多产品中常用的做法。毕竟不可调速风扇相比较与可调速风扇，在成本上具有一定的优势。
不管是带不带FG测速和PWM调速功能，在散热风扇的选型时，往往转速越高、尺寸越大的风扇，风量也就越大，但是除了考虑系统的发热量和风扇是否可以带走足够的热量以外，还需要考虑到环境的温度的周围的通风条件。如果环境的温度过高，不仅风扇散热起不到好的效果，甚至风扇自己的工作都可能受到影响。在选型是除了最合适的尺寸最小的噪音及最具有性价比的成本以外，合适的电源规格、耗电量、风量及抗干扰性与可靠度也是风扇选型的关键要素。
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