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N卡4线PWM 风扇工作原理

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发表于 2022-11-11 17:51:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式 来自: 中国 来自 中国

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本帖最后由 小阳电脑维修 于 2022-11-11 19:08 编辑

这段时间,维修显卡生意相当不景气,这不又来发个贴子,看能不能赚个原创币用来买盐吃?
今天的主题是显卡风扇的PWM 调速原理,为了便于理解,今天只讲4 根线的风扇,至于两根线的,我有时间再做分晰。
今天以我的1060 3G 显卡为实例,显卡风扇的一切正常的情况下,工作原理,当电脑开机后,核心首先会给PWM 一个预设的PWM 波形,这个波形会形成一个电压,这个电压会启动PWM 风扇,显卡风扇就会转,当电脑进入系统后,温度正常,无高负载的时候,核心会停止输出这个pwm 电压,这个时候PWM 线被强制低平电,有些风扇低电平后,根本不会转,有的风扇,低电平后会以很低的转速运转(这个看风扇厂家怎么设计的)。温度升高后,核心开始改变的PWM 波形的占空比,这样就提高了PWM引脚的电压,就可以更高速度运转。风扇转动后,转速线通过风扇内部霍尔元件,就能检测到到风扇的运转速度。
先从一切正常说起,开机所有线路都连接正常。
进入系统后,PWM 引脚波形几乎没有,可以看到接近为0 v
因为转速引脚只是频率发生变会,图像都差不多所以我没拍。看下此时GPUZ 的图像
现在断开PWM 控制线,电脑一开机,显卡风扇就不受控了。但PWM 波形和上面一样,开机的时候的有,进系统后关闭pwm。转速显示很高。GPUZ 如图

断开PWM 控制线,控制线悬空后,有接近3伏左右的电压。
有时候这个电压会偏高,这时候那个二极管的钳位功能就起作用了,稍后电路图讲。
接着断开PWM 控制线的转速检测线。开机风扇狂转。转速检测线上的电压和波形。
在没有二极管的钳位下,这个电压还是很高的,核心对这么高的电压有点不能接受,所以这个电路中加了一个D6做钳位.
GPUZ 如图
接上pwm 控制线,不接转速检测线。开机风扇不会立即狂转,让温度升高一点,或都用软件调高一点。然后再调低,发现转速已经降不下来了。于是把电脑重启一下,还是不行的,只有断电关机后,再开机风扇又恢复正常。然后让温度升高,风扇转速又会抬高,温度降低后,转速还是不会降下来,原来多少转速,就是多少转速。我这个显卡之所以没有开机就狂转,主要原因为是开机默认风扇速度是0%。
我们来看下波形,开机,然后进入系统会一直输出PWM ,
然后温度慢慢上升,PWM 失控。
因为核心没有收到转速信号,核心只能让风扇控制信号达到最大电压值相当于3.3 v 直接上拉。风扇狂转。风扇狂转时把电脑重启一下,波形如下图。
然后,我们来看下基本电路图。说的不是很清楚,还望各位大神勿喷。
顺便提下A卡风扇的控制电路,结构有点不同,但控制原理差不多,多了一个12 V 的控制信号,然后pwm 控制用三极管隔离,转速有了限流电阻,我是这样理解的,不知道我的理解对不对?欢迎大神纠正。
个人感觉,A 卡电路设计更好。



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发表于 2022-11-12 14:43:31 来自迅维网APP | 只看该作者 来自: 上海 来自 上海
pwm高风扇转,pwm低,风扇停,
高低高低产生频率以及占空比,使风扇转速可控,
一切定义由bios定义核心发出pwm信号,
控制的是pwm的空占比,对应核心温度,从而起到控制风扇转速,最后由转速线得到风扇实际转速

点评

当然也有反向控制的,比如pwm信号高,风扇停,pwm低,或者截断,风扇最高速  详情 回复 发表于 2022-11-12 14:46
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发表于 2022-11-11 18:16:08 | 只看该作者 来自: 中国 来自 中国
太长没看完,纠正一点,PWM改变的不是频率,是占空比,风扇转速对PWM的频率变化不敏感,占空比不变,100Hz和1KHz的频率基本转速一样

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发表于 2022-11-12 14:46:35 来自迅维网APP | 只看该作者 来自: 上海 来自 上海
AZASR半月 发表于 2022-11-12 14:43
pwm高风扇转,pwm低,风扇停,
高低高低产生频率以及占空比,使风扇转速可控,
一切定义由bios定义核心发出pwm信号,
控制的是pwm的空占比,对应核心温度,从而起到控制风扇转速,最后由转速线得到风扇实际转速

当然也有反向控制的,比如pwm信号高,风扇停,pwm低,或者截断,风扇最高速

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发表于 2022-11-12 11:56:53 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
一直没有研究过这个问题,正常正好学习下

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发表于 2022-11-12 08:24:38 | 只看该作者 来自: 江苏盐城 来自 江苏盐城
谢谢大佬精彩讲解,学习了,加分必须滴!

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发表于 2022-11-11 23:51:32 | 只看该作者 来自: 山东 来自 山东
谢谢大神分享,知识又增加了。

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发表于 2022-11-11 18:06:33 | 只看该作者 来自: 广东深圳 来自 广东深圳
大神解释的非常好,看完让我感觉畅快淋漓,使我冬不觉 冷,夏不觉热,三年不食肉,亦畅然自得,膜拜膜拜

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发表于 2022-11-12 17:04:01 来自迅维网APP | 只看该作者 来自: 湖南 来自 湖南
谢谢大神分享,知识又增加了。

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发表于 2022-11-12 08:14:16 来自迅维网APP | 只看该作者 来自: 内蒙古 来自 内蒙古
谢谢楼主分享,学习一下。。。

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发表于 2022-11-11 18:40:46 来自迅维网APP | 只看该作者 来自: 中国 来自 中国
春湾扬洲电脑 发表于 2022-11-11 18:16
太长没看完,纠正一点,PWM改变的不是频率,是占空比,风扇转速对PWM的频率变化不敏感,占空比不变,100Hz和1KHz的频率基本转速一样

好的,等下更正。谢谢指导

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12#
发表于 2022-11-12 21:31:24 | 只看该作者 来自: 中国 来自 中国
这次写的有点急于求成了,所以写的不是很清楚。到时候还会再更正一下。

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13#
发表于 2022-11-13 09:29:55 | 只看该作者 来自: 江苏盐城 来自 江苏盐城
占空比的空隙时间越多,输出的平均电压就低,反之平均电压就高

点评

个人分析,核心应该输出的是低电平,也就是核心输出越多,电压越低。核心什么都不输出时候,因为风扇自身产生的电压和3.3v的上拉电压,风扇转速加快。正常情况情况下,即使风扇转速拉满,示波器也是有波形的(如图)  详情 回复 发表于 2022-11-13 10:27
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14#
发表于 2022-11-13 10:27:50 来自迅维网APP | 只看该作者 来自: 中国 来自 中国
hrh2019 发表于 2022-11-13 09:29
占空比的空隙时间越多,输出的平均电压就低,反之平均电压就高

个人分析,核心应该输出的是低电平,也就是核心输出越多,电压越低。核心什么都不输出时候,因为风扇自身产生的电压和3.3v的上拉电压,风扇转速加快。正常情况情况下,即使风扇转速拉满,示波器也是有波形的(如图),接地不良,导致有杂波。

                               
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15#
发表于 2022-11-13 11:04:45 | 只看该作者 来自: 江苏盐城 来自 江苏盐城
楼主的琢磨精神让人佩服,你试试打开示波器占空比测试功能,不同状态对比测试。

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16#
发表于 2022-11-14 11:07:33 来自迅维网APP | 只看该作者 来自: 福建福州 来自 福建福州
我记得占空比高转速变低这种是叫做反时序风扇

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17#
发表于 2022-11-15 08:50:55 | 只看该作者 来自: 中国 来自 中国
正需要                     

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18#
发表于 2022-11-16 14:37:08 | 只看该作者 来自: 辽宁鞍山 来自 辽宁鞍山
文章很详细,感谢楼主分享技术

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19#
发表于 2022-11-17 11:13:48 | 只看该作者 来自: 广东广州 来自 广东广州
专业,楼主辛苦了

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20#
发表于 2023-1-12 17:41:05 | 只看该作者 来自: 重庆 来自 重庆
大神你好。今天遇到一个A卡风扇出现问题,具体表现为GPUZ和其他软件都没有了转速显示。以前一切正常。用软件可以控制风扇转速快慢。但是就是转速不显示。如果不用软件控制,则温度上升以后只会以默认最低转速运作。
外接了一个其他显卡的风扇也是能转不显示转速。
分别检测第3根黄色测速线和接口上的针到显卡,均可连通。
请教这种该往哪里找原因呢。

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