自动温调速风扇，让你的电脑更冷静

电脑机箱内的风扇声总是一个噩梦，好风扇太贵，便宜风扇太差，中等风扇各种难挑……虽然现在有4线PWM主板调速技术，但是往往只有CPU风扇能用，其他的风扇依然是传统的3线不可调速的。而且还有很多好风扇并非4线。面对便宜大碗的风扇而又讨厌其噪声的我，只能选择加装PWM温控电路来智能调节风扇的转速，变相的在不下降太多散热性能的情况下来降低机箱内的风扇噪声。不要和我提手动调速，那种需要动手拧旋钮的东西我才不稀罕呢！

 

 

电路设计

 

 

 

 

基础电路就是一个LM555无稳态多谐振荡器，用两个二极管控制电容C1 100NF的充放电回路，电路的占空比可以从0~100自动的根据温度可调，具体值为R3（50K）/R1（15K）。整体电路的工作频率是T＝C1*(R1+R3)*ln2。用MJE13003扩流。

 

元器件选择

 

 

 

 

作为一个温控电路，传感器是不可缺少的。在这里用传统的热敏电阻来作为温度的感应，这里用的是玻璃封装的负温度系数热敏电阻，温度越高阻值越小，耐高温，大家可以在电磁炉的线圈中心找到这货（不一定是负温度系数的，可能是正温系数的）。 

 

为了控制体积，设想就是应该体积很小当一个插头直接插主板上面最好了，所以绝大部分的元器件都选用了贴片件。

 

 

 

 

 

 

 

控制芯片选用了SOP8贴片封装的LM555时基电路来完成，这个逆天的牛叉芯片可以广泛的作为控制电路使用，各种电路非常多，大家可以参照其PDF文档选用。

 

 

 

 

其他的元器件也都选用贴片器件，因为555本身的输出能力有限，而风扇动不动就上几W的功率，所以加了一只NPN管作为功率输出，这里选用了巨便宜的TO220封装直插MJE13003，输出可以达到20W，恩恩，满意了。

 

PCB设计

 

 

 

 

因为要尽量的缩小体积，都使用了贴片元器件，输出功率管选择背后折叠安装，板子作为一个插件直接安装在风扇插头上，尾部加装一个插座。测速功能还是有保留的，方便主板检测。

 

左边部分安装进插头，右边部分是风扇用插座。整体面积控制在10*30MM以内，还算不错吧。其实挤挤还能短点，不过意义不大，也就算了。因为走线小复杂就使用了双面电路板，FR4材质，1.0MM的厚度，成功的控制了体积和成本。

 

安装

 

板子在好几天的等待之后终于到了，做的还算不错哈。

 

 

 

 

这是正面。

 

 

 

 

这是反面。

 

双面裸板，没有做阻焊，只做了过孔。铜箔实际上是镀锡的，银色闪亮的，因为拍摄的缘故变身包公了。因为都是贴片，焊接起来比较费眼神，当然对于熟练工是我来说还是完全没问题的。速度焊接起来。

 

 

 

 

唔，看起来焊接还行，没给咱师傅丢脸，哈哈。

 

 

 

 

看看反面。严格来说还是可以控制体积的，以后再改进！

 

 

 

 

和即将合作的SUNON风扇放一起，是不是很小巧？感温电阻这样焊接的用意，是为了用线单独牵出去，可以贴风扇上，也可以贴其他地方，根据实际情况来决定测温点，这样效果会比较可控。

 

 

 

 

在原来的皮管里面穿两根线，作为热敏电阻的连线。

 

 

 

 

在这里，热敏电阻选择安装在风扇的出风口，用耐高温胶带捆扎固定在电源线的线槽内，这样可以感应到气流的温度，控制风扇的转速。

 

 

 

 

控制电路侧。热敏电阻没有正反，直接焊接就行了。

 

调试和测试

 

 

 

 

通上12V直流电，风扇立刻启动，转速很低，接上示波器看输出波形，环境温度11.4摄氏度。

 

 

 

 

示波器的输出如图，占空比大概只有0.17的样子，声音很低，风量比较小。

 

 

 

 

手心的表面温度大概是33.3摄氏度，把热敏电阻拿出来，用手心捂住，稳定一会，测试结果如下：

 

 

 

 

占空比迅速变化，大概是0.26不到一点。风扇转速有显著的变化。

 

因为这只建准的风扇没有输出转速信号，所以另接了一只带测速输出的风扇来作为实际转速变化的对比。

首先测定这只风扇的满载转速。

 

 

 

 

脏兮兮的小酷冷，P4 478专用。

 

 

 

 

 

 

 

运转中，开机进入bios，可以直接看到满载转速是：3375RPM，也就是说，每分钟转3375圈。实际听上去噪声还是蛮大的。

 

接上温控板后，转速显示变的不稳定且差别太大，看来是PWM太低了无法正常显示。

 

 

 

 

回到实验室，看满载下的示波器能看见的转速信号输出脉冲。

 

大概是这样的，102HZ的方波，电脑主板的芯片也是根据这个方波来识别实际转速。一般霍尔器件控制的电脑风扇都是4脉冲一圈。

 

 

 

 

接上温控板，11.4摄氏度下显示这样，实际上因为有PWM信号的输出间隙，可以看出来转一圈是4个脉冲，且转速明显变慢了。 

 

 

 

 

热敏电阻放手心的脉冲显示，比之前稍快一些。

 

总结

 

从个人使用经验看，这些元件参数已经足够平时使用了。如果初始的转速过低，或者启动不了有咔哒声，可以适当的加大15K电阻的阻值或者干脆外接一个3296可调电阻来做实际调整。工作电压从12V-5V都能正常工作，无需改动，接低压的话风扇也要换低启动电压的才行。整个电路成本极低，也就几块钱的事情，但是可以把原本不能自动调速的风扇变成自动调速的品种，还是很值得的。长时间工作完全没问题，可靠性还是很好的。

 

本文来源于果壳网。