Что такое 4-контактный разъем ШИМ и как он работает?
Ключевые выводы
-
Изучите основы того, что такое 4-контактный разъем PWM.
-
Понять, как работает 4-контактный PWM-вентилятор.
-
Узнайте, что вам нужно для разработки 4-контактного ШИМ-контроллера вентилятора.
Некоторые охлаждающие вентиляторы управляются 4-контактным ШИМ.
Если вы когда-нибудь задумывались, что делает 4-контактный ШИМ-разъем на материнской плате, вы не одиноки. Некоторым незнаком 4-контактный разъем PWM, но о его преимуществах стоит знать. В этой статье мы раскроем преимущества 4-контактного разъема ШИМ и обсудим, что вам нужно для разработки контроллера вентилятора.
Что такое 4-контактный разъем ШИМ?
Чтобы понять причину его существования, лучше всего вернуться к тому, что такое ШИМ. Широтно-импульсная модуляция
ШИМ означает широтно-импульсную модуляцию, метод, который изменяет коэффициент заполнения периодического цифрового импульса.
ШИМ обычно используется для преобразования цифрового значения в аналоговое напряжение путем отправки импульсов с рабочим циклом, который приводит к желаемому аналоговому напряжению. ШИМ также используется в приложениях, где информация кодируется в несущий импульс путем изменения интервала активного высокого состояния. Вы найдете ШИМ в управляющих устройствах, таких как серводвигатели, диммеры, зуммеры или в качестве телекоммуникационного энкодера.
Итак, почему на материнской плате существует 4-контактный разъем ШИМ?
Причина довольно проста: 4-контактный разъем PWM используется для управления охлаждающим вентилятором, прикрепленным к корпусу. Большинство современных материнских плат, вероятно, оснащены таким разъемом, который подключается к вентилятору BLDC с поддержкой ШИМ.
Как работает 4-контактный ШИМ-вентилятор?
ШИМ можно использовать как форму управления напряжением, и это именно то, что он делает для вентилятора ШИМ. Вентилятор вращается в соответствии с напряжением, подаваемым через штырь управления PWM. Это также способ обеспечить лучшее и более интеллектуальное управление температурным режимом материнской платы.
Центральные и графические процессоры печально известны тем, что выделяют тепло. Однако они не всегда работают на пределе своих возможностей. Известно, что охлаждающий вентилятор, вращающийся на полной скорости, шумит. Поэтому ШИМ используется для управления скоростью вращения вентилятора в зависимости от загрузки ЦП или ГП.
4-контактный ШИМ-вентилятор приводится в действие импульсами с различной скважностью.
Это подводит нас к следующему вопросу. Зачем нужно 4-контактное ШИМ-соединение, когда подойдет 3-контактный разъем?
4-контактный ШИМ-вентилятор выполняет больше, чем 3-контактный разъем для подключения питания, земли и сигналов к материнской плате — у него также есть четвертый провод, который обеспечивает обратную связь от встроенного датчика тахометра к материнской плате.
Эта обратная связь полезна для материнской платы, поскольку она сообщает материнской плате, работает ли вентилятор с требуемой скоростью. Было бы опасно иметь неисправный вентилятор при незаметном повышении температуры материнской платы, так как перегрев может привести к повреждению внутренних компонентов.
Разработка 4-контактного ШИМ-контроллера вентилятора
Микроконтроллер с ШИМ-модулем можно использовать для ШИМ-управления вентилятором.
Считайте себя счастливчиком, если вам поручили разработать 4-контактный ШИМ-контроллер вентилятора. На самом деле это довольно просто, потому что вы можете найти микроконтроллеры со встроенными модулями ШИМ. Встроенные модули ШИМ избавляют вас от необходимости писать код для эмуляции программной ШИМ, что может быть утомительным и сложным.
Большинству 4-контактных PWM-вентиляторов требуется сигнал с частотой 25 кГц, что должно быть в пределах возможностей большинства младших микроконтроллеров.
Что касается управления скоростью вращения вентилятора, то это вопрос записи нужного значения в регистр PWM. Вам также понадобится входной контакт, запускаемый прерыванием, чтобы можно было обнаружить обратную связь тахометра и соответствующим образом отрегулировать скорость вращения вентилятора.
Для проектировщиков печатных плат ШИМ не является исключительно сложной задачей, но все же целесообразно не допускать аналоговых сигналов к трассе ШИМ. Вы не хотите рисковать шумовой связью от ШИМ-сигнала с соседними аналоговыми трассами.
Если вы используете качественное программное обеспечение для проектирования печатных плат, вы можете установить четкие правила проектирования при работе над топологией печатной платы. Allegro PCB Designer пригодится при проектировании 4-контактного ШИМ-контроллера вентилятора. Вы также можете использовать InspectAR для интерактивной оценки и улучшения процесса проектирования печатных плат с помощью дополненной реальности.
Если вы хотите узнать больше о том, как у Cadence есть решение для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов. Чтобы посмотреть видео по связанным темам или узнать, что нового в нашем наборе инструментов для проектирования и анализа, подпишитесь на наш канал YouTube.
Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.
Подпишитесь на Linkedin Посетите вебсайт Больше контента от Cadence PCB Solutions
OrCAD
Начать бесплатную пробную версию
— что это за 4-контактный разъем вентилятора Lenovo?
\$\начало группы\$ У меня есть машина Lenovo p620, и я пытаюсь заменить ужасно громкие вентиляторы вентиляторами Noctua PWM.
Проблема в том, что 2 вентилятора корпуса используют странный 4-контактный разъем, выступы которого находятся на дальних сторонах.
См. рисунки. Как они называются и есть ли адаптер для их преобразования в обычные PWM или даже обычные 3-контактные вентиляторы Noctua, управляемые напряжением?
- вентилятор
- материнская плата
- разъем
Похоже, они только что использовали обычный 4-контактный разъем Molex KK. Это отличается от стандартного разъема вентилятора, который представляет собой модифицированную версию с установочным штифтом, предназначенную для подключения как 3-контактных, так и 4-контактных вентиляторов. Я предполагаю, что они не хотели, чтобы кто-нибудь мог подключить к нему 3-контактные вентиляторы, а почему, кто знает.
Хотя это всего лишь предположение, похоже, что они использовали стандартную распиновку.
Вы можете проверить это, измерив напряжение между желтым и черным проводами. На желтом должно быть +12 В относительно GND на черном.
Кроме того, контакты ШИМ/Тахометра должны иметь довольно низкий риск повреждения, если они неправильные — выход вентилятора с открытым стоком без подтягивания, поэтому он может тянуть только к земле. Вход ШИМ на вентилятор также должен быть с высоким значением Z без подтяжки, поэтому не должен вызывать повреждений.
Если вы довольны тем, что распиновка верна, один из вариантов — изменить разъем на новом вентиляторе с помощью ножа или ножниц (просто удалите выступ для выравнивания, который мешает).
В качестве альтернативы, с помощью крошечной ювелирной отвертки или другого плоского предмета относительно легко нажать на маленькие отверстия на задней стороне разъема и осторожно вытащить провода. В этом случае вы можете перенести корпус со старого вентилятора на новый или купить новый корпус (Molex 22-01-3047 или аналогичный). Лично я бы просто отрезал внутренний язычок выравнивания.
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google Зарегистрироваться через Facebook Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и парольОпубликовать как гость
Электронная почтаТребуется, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почтаТребуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.
