Por que um ventilador de computador controlado por velocidade requer 4 pinos?

Um ventilador de computador "padrão" possui dois pinos; um pelo poder, um pelo chão. Uma ventoinha de três pinos adiciona um pino adicional usado para o sinal do sensor de efeito hall. Uma ventoinha com velocidade controlada geralmente usa um conector de quatro pinos e é geralmente chamada de ventoinha "PWM".

Entendo que qualquer motor CC pode ser acionado com PWM em vez de um sinal constante, por isso estou confuso por que é necessário um pino adicional para o sinal PWM. O sinal PWM é alimentado em um MOSFET ou em algum componente de comutação semelhante no próprio ventilador para controlar a velocidade do ventilador?

Embora a afirmação de que "qualquer motor CC possa ser acionado com PWM" esteja amplamente correta * se o motor real for controlado por PWM, em uma determinada implementação, o motor propriamente dito pode estar escondido atrás de um controlador interno, e esse é o caso da grande maioria. de dispositivos que usam pequenos BLDCMs (motores CC sem escova).

A maioria dos pequenos ventiladores modernos usa BLDCM.
Em um BLDCM, a velocidade do motor é nocionalmente independente da tensão aplicada. Uma faixa de tensões será requerida para operar corretamente, mas dentro dessa faixa, a tensão não terá essencialmente nenhum efeito na velocidade do motor ou em uma segunda ordem.

Se um sistema usa o PWM para controlar a velocidade de um motor externo, será necessária atenção especial para converter o sinal de controle de velocidade no controle real da velocidade. Um BLDCM geralmente usa sensores magnéticos ** (geralmente sensores Hall) para determinar a posição do rotor e alternar as tensões adequadamente. A eletrônica pode ser tão simples quanto os sensores, mas geralmente existe um IC de controle. Se a tensão for alterada, o controlador geralmente tentará se opor a qualquer alteração e manterá a velocidade constante. Um sinal PWM ou um nível CC pode ser usado como sinal para a velocidade apropriada do controlador.

• Alguns motores CC não estão muito interessados ​​em serem PWM devido a arranjos interessantes de bobinas de campo. Enquanto pequenos motores CC escovados em equipamentos de consumo podem usar ímãs permanentes, motores maiores tendem a ter rotores enrolados e podem ter campos em série ("Motor universal" como em aspiradores de pó - que até a morte são descarregados), paralelos ou algum arranjo composto. É recomendável consultar tomos secos e empoeirados e fichas técnicas dos fabricantes, se considerarmos os motores "reais" da PWM.

• ** Alguns controladores determinam a posição do rotor de back-emf nos enrolamentos e outros esquemas esotéricos podem existir. Os sensores de salão parecem ser uma solução comum.

A entrada PWM em um ventilador típico de computador controlado por velocidade espera um sinal PWM no nível lógico, geralmente em torno de 20 kHz. Esses tipos de ventiladores têm um microcontrolador incorporado (ou hardware similar) integrado que controla a velocidade controlando o tempo de sequência do motor (a maioria dos ventiladores de PC são acionados por motor CC sem escova).

Na minha experiência, um motor BLDC não regulará sua velocidade suavemente se a entrada DC for cortada. Se a tensão CC média estiver muito baixa, eles podem nem iniciar ou a velocidade fica irregular. Às vezes, a ventoinha muda abruptamente de velocidade, outras vezes aumenta e diminui suavemente (depende do fabricante e da lógica de controle da ventoinha).

(Alguns fãs da Delta também não gostam de tremulação excessiva no sinal PWM, recusando-se a mudar de velocidade ou demorando muito tempo para fazer a transição.)

O pino de entrada PWM é um sinal pwm de 5 volts que aciona uma porta mosfet dentro do ventilador.

Compatibilidade com versões anteriores. O padrão de ventilador controlável de 4 pinos é construído no padrão de feedback de 3 pinos, construído no padrão de alimentação de 2 pinos. É bastante comum poder conectar uma ventoinha de 2 ou 3 pinos a um conector de 4 pinos ou vice-versa.