CPU一体式水冷散热器电脑PWM风扇的继电器接口电路

       现代电脑技术的发展日新月异，CPU、lC的主频和集成度在不断提高，因此产生了大量的热量，使机箱内部温度上升，通常使用风扇来通风散热。现在多数个人电脑和电脑服务器都装有硬件监控电路，实时监测和控制电脑的运行状况，例如CPU温度、电脑主板温度、风扇转速、电压等，在这些监控电路中的冷却风扇广泛应用了脉冲宽度调制(PWM)和自动控制技术，电脑运行过程中监控电路会根据被测元件的温度调节风扇转速，给CPU和电脑器件降温。电脑监控程序或应用程序配合硬件工作，当元件温度下降时，CPU一体式水冷散热器转速自动降低，当元件温度上升时，风扇转速自动上升，目的是降低风扇噪声，节约电量使用，延长风扇寿命和系统的有效工作。

       个人电脑和电脑服务器中，尽管品牌、厂商和CPU主频不同，电脑冷却风扇外型和转速不一，但电脑主板上的风扇插座尺寸和电气参数却为众厂商共同遵守的事实标准，3引线风扇插座的定义和参数见表l

     电脑主板上通常提供2个以上风扇插座，表1中插头2是电源正极，为直流风扁提供+12V工作电源，用脉冲宽度调制输出控制风扇转速时此端电压可以调节(也可设为定值，电脑默认12V)；插头3是公共地；插头l是检测风扇转速快慢的反馈信号端。2引线风扇插座相比表1则少了转速反馈端。但每个插座仅能连接一个风扇，也无法与其它电气装置连接。

      大多数电脑主板硬件监控电路都具有PWM风扇转速调节功能，电脑主板上提供PWM风扇插座作接口，PWM输出控制风扇转速时电路原理如图1，电路包括了PWM控制信号输入，滤波、隔离放大和输出驱动，输出电流Io=lOOOmAmax，可直接驱动继电器。硬件监控电路多采用高度集成的专用集成电路如W83782D、ADM1031等，以W83637HF为例进行讨论说明，W83637HF具有3路PWM风扇转速控制(fan speed control)，调节风扇转速使用调节风扇工作电压的方法，调节风扇工作电压使用的是调节PWM占空比，PWM输出经平滑滤波后变为模拟电压，调节PWM的占空比使输出电压的摆幅（调节范围）是0-12伏直流，其实质是一个数模转换器。脉冲宽度的占空比(Duty cycle)能够用程序控制，默认占空比是100%，对应12V (Vcc)输出电压，不调速时风扇运行在这种情况下。调速时：电路输出电压Vo=Vcc×Duty cycle，Vorriiri=Vcc×0%=0 V，Vx=Vcc×lOO%=Vcc=12V，在电脑和智能仪器电路中也有直流5V、24V、48V电压等级工作电源，同样适用上述分析。