原创 CPU风扇接口技术-3pin;4pin接口

新一代的LGA775主板将会改用全新的4Pin接口主板来看，未来风扇的接口将逐渐从3Pin向4Pin转变。当然，并不是说3Pin接口的风扇不能用于4Pin接口，只要插前三个针角就可以了
775架构的PWM智能温控风扇原理浅析  
2004年Intel最大的一个举措莫过于推出了新的架构Soket T，在这个新的架构中，除了大家熟知的没有了针脚的cpu，新的扣具方式外，有一个明显的变化，却很少有人提及，那就是风扇的电源接口变成了4pin。有经验的朋友知道，以往的风扇都是3pin的，其中的功能是，一个电源，一个接地，一个是信号线，用来向主板发送风扇转速的信息。那么4pin风扇多出来的一根线是做什么的呢？这根线就是Intel在soket T架构的原包风扇中采用的PWM只能温控风扇的PWM信号线。下面就来简单介绍一下PWM风扇的技术背景，功能特点，和简单原理。
1.PWM的技术背景
随着CPU技术的发展，更多的晶体管和更高的主频，以及纳米级的工艺，都造成了cpu功率的飙升。尤其是第一个走进90纳米的Intel。更高的功率，就需要更好的散热设备。Intel为了对付prescott核心，开始从多方面加强散热，比如38度主板的cpu温度侦测相结合，将其应用于散热器风扇的转速精确控制上，取得了良好的效果。
2.PWM智能温控风扇的功能特点
首先，PWM风扇调节风扇转速是直接从CPU获取温度信息，在风扇上无任何测温装置。根据不同的CPU温度，温控风扇会有不同的转速调节与之对应，并且风扇的转速变化可以做到四级五级，甚至更多，基本上是无极变速的感觉。由于是脉宽信号的实时调节，风扇转速的变化非常灵敏，转速和cpu温度的变化几乎是同步的。
第二，PWM风扇在计算机待机的时候，可以保持在一个非常低的转速上。例如原包的Intel风扇，在待机时候，CPU温度在四五十度以下，其转速仅为一千多转，大大降低了运转的噪音。而设计的最高转速，四千多转，只有在cpu温度接近极限温度，即65-67度时候，才会出现。相比传统的温控风扇有着更大的转速控制范围，更好的解决了噪音和性能的问题。
第三，PWM温控风扇在开机的瞬间，转速会提升到最高，持续数秒后，降低到待机的低转速水平。这个特点也是PWM智能温控风扇的最明显特征，可以用来判断风扇和主板是不是真的具有PWM功能，或者其功能是否有故障，甚至可以用来作为真假盒包散热器的参考判断标准。
3.PWM 智能温控风扇的简单原理。
在具有PWM功能的主板上，除了原先的测温电路之外，多了一个PWM的控制芯片，他的作用是根据测温电路测得的cpu温度，发出不同占空比的PWM脉冲信号。这个脉冲是一种方波，在一个周期内，此方波信号的高电平时段占整个周期的比例，我们称之为占空比。整个周期都是高电平信号，则占空比为100%，反之占空比为零。最简单的PWM温控电路，在风扇的电路板上多了个控制电路，我们把它简单
的理解为一个三极管，其中一级和PWM的方波脉冲连接，这个级上如果出现高电平，则三极管另外两极处于导通状态，如果是低电平，则另外两极处于断开状态。如果发出的方波脉冲信号的占空比为50%，即高电平信号占一个周期的一半时间，那么此三极管在一个周期内就有一半时间处于导通状态。通过此三极管在一个周期内的导通时间长短，我们很容易实现对风扇转速的控制。如果PWM的方波脉冲信号的占空比可以做到多种级别，那么风扇的转速也可以做到多种级别。
以上就是最简单的PWM智能温控风扇的原理，其中很多地方都简化了，在实际中，不是一个三极管这么简单，还有一个另外的电路和芯片负责此功能，但是其原理都是类似的。我不是电子专业的，上述有什么不专业和不标准的地方，请大家包涵。
4.最后，有一点需要注意。此只能温控风扇的信息来源是主板的测温电路。但是我们知道，目前各个厂家在测温时候的误差有大有小，温度的补偿也不一样。比如我我知道的865PE主板，华硕的测温就比Intel原包的低4-5度。所以，相同的风扇，上到不同的主板上，可能带来的最低转速不尽相同。这也是目前Intel最头疼的事情。至少，由富士康代工的Intel原包主板相对更接近真实的cpu表面温度一些。在品牌电脑中，各家O的产品都会根据自己的机箱的情况让主板供应商提供合适的最低占空比，以及温度补偿。diy市场目前还比较混乱。最后提一句，千万不要把4pin的散热器插在3pin的电源口使用。这样使用只要插的对，不会有任何危险，但是这样的话风扇就是工作在最高转速的定转速风扇了，噪音，估计谁都受不了

应用技术图示:
前言
　　去年底，Intel推出了新的LGA 775 P4 CPU，但它的功耗高，发热量大，所需的散热器也要搭配有高转速风扇，但高转速风扇必然带来很大的噪音。智能温控风扇技术的推出就是来解决这个问题，它以实时准决的温控调速，缓解了LGA 775散热器所带来的高噪音。这项技术现在已经应用于大多数支持LGA 775 cpu的主板上，但是它到底是什么样子的？是用什么技术原理实现实时调速功能的？在实际应用中的效果是否令人满意呢？本文中我们将进行对此进行详细的介绍。

外型简介



从直观上看就是将传统风扇的3针变成了4针。4针插头带有防呆设计，可向下兼容3针插座。





主板插座的设计也做了改进，新的4针插座也可以兼容上一代的3针插头。



从针脚定义上来看，这种4针设计，的前3针的定义和上一代是一样的，区别就是多了一根转速控制线。


原理分析
　　这种智能调速风扇的官方名称为4针脉宽调节风扇，英文名是4-Wire Pulse Width Modulation (PWM) Controlled Fans。它的原理是通过CPU内部感应器感知cpu的功耗及温度，通过相关芯片及PWM脉宽调节式电子开关电路对风扇供电的脉冲频率进行调节，从而实现风扇调速。这种调速技术相比老式的调电压和调电流控制有着电路设计简单，感应灵敏，控制精确和成本低廉等优点。


　　从电路原理图上看，4针的设计比3针在电压输入上多了一路场效应管，用以调节电流的脉冲频率。





　这种调节是利用电子开关将直流斩波成一定频率的方波，调节方波的宽度以改变输出电压或电流。





　　 在实际应用中，这种调节是由CPU和风扇协作完成的。cpu提供温度功耗等信息给风扇，通过风扇内部集成的芯片及PWM调节电路进行调速。依据intel标准主板芯片组并不参加调速过程，bios中的选项只是控制是否打开调速功能并设定CPU温度上限。这样看来，不论是865、875、915、925、945和955芯片组还是nvidia的nForce4 SLi Intel Edition 芯片组，只要是搭配LGA 775 P4 CPU的平台都可以享受到这项新技术。这项技术的采用即能在能最大化控制噪音的情况下确保cpu安全稳定。