2024年1月12日发(作者：睦长兴)

笔记本 PWM FAN原理及实例分析

三线/四线 PWM FAN

1) 三线 FAN 结构 (简图)

(图1)

- 供电方式: 5V PWM脉冲转换供电给结型场效Q1/Q2/FG转速检测等电路

- 旋转磁场: 由PWM CTL送来脉冲加载到线圈组和Q1/Q2, 脉冲的相位改变形成旋转磁场

- 反馈脉冲生成: 在旋转过程产生脉冲串(每圈脉冲数) ,送回PWM脉冲控制单元稳定转速,

及报警信息

- 优缺点: 电路简单, 适用所有3线风扇, 但工作频率较低( 22KHz左右) , 转速控制精度较差, 最低速度仅在全速的50%, 工作噪音较大

2) 四线 FAN 结构

(图2)

- 供电方式: 外加5V 给Q1//Q2/Q3, 电路元件和FG检测电路

- 旋转磁场: PWM 脉冲由Q1驱动线圈组和Q2/Q3回路, 同样形成旋转磁场

- 反馈脉冲: 在旋转过程磁电转换检测形成同步脉冲, 送回PWM脉冲控制单元, 形成同样闭环控制管理

- 控制器: PWM CTL脉冲驱动给风扇, 接受风扇测速反馈脉冲供PWM调节脉宽，稳定转速. 同时接收由CPU/显卡等热传感系数, A/D转换后送PWM脉宽调制. 此外, 具有与系统MSBus的通讯功能, 风扇故障报警，过热报警，实现逻辑挂机，S0转S5等

- 优缺点: 工作频率较高(达35KHz左右) , 产生噪音很小, 转速高(消耗低) , 最低调速可到全速的10%, 但必须用4线风扇

3) PWM FAN控制单元

(图3)

图中控制器G792, 多用于笔记本温度和风扇控制, 有的机器会用EC 芯片直接完成,

主要功能:

PWM CTL输出脉冲驱动给风扇, 接受风扇测速反馈脉冲供PWM模块调制脉宽，稳定当前转速. PWM单元与MSBus单元通讯, 接受由CPU 显卡等热传感数据参与PWM脉宽调制.

同时发送风扇工作状态给MSBus单元, 包括风扇停转,低速等报警数据. MSBus还要将由CPU和显卡的温度系数( DXP1/2/3输入) 经A/D转换和MSBus的数据分析后分别送PWM单元和控制逻辑复位，S0转S5等, G792 适用于三线风扇控制, EC的PWM驱动能力小仅使用四线风扇

图3

三线/四线 PWM FAN电路改造实例

1) 三线 FAN (图4)

DELL 1530 intel 独显

如图, 风扇温控芯片G792, 主要端口:

- 1脚PWMFAN脉冲送入风扇, 脉冲幅度5V, 最大电流达500mA

- 4脚接由风扇产生的同步脉冲形成闭环控制, 由PWM 控制实现稳定准确的转速(RPM),

PWM控制单元需要几个控制信号: 参考图3

- 13脚SHUTDOWN过热报警, 硬件回到S5状态,

- 2脚控制南桥的PWROK,当G792 有供电偏低或内部硬件故障被拉低, 系统重启或S0转S5

- 7/9/11脚来自CPU和显示芯片的温度传感数据， 参与速度控制和测温报警

- 15脚通过G792 的MSBus单元，送报错的中断请求, 逻辑系统将停止工作

- 16/18也可通过SMBus 与基本系统EC 8763通讯, 扩展系统对其控制能力

- 14脚外部时钟

图4

机器故障不显示, 新机器使用一年, CPU出风口有点脏, 开机电流1.3A, 检查发现显卡很烫时CPU FAN 还不转, 做好显卡BGA后, 机器工作正常, 但用测温软件得到打游戏半小时显卡温度接近95度, 而CPU/NB的测温在85度 先将风扇FAN 红线切断, 风扇端直接到USB5V,

然后, 再测半小时温度80度, 但继续打游戏会发现显卡温度继续上升, 而CPU就稳定在75度,

检查发现显卡的导热铜较CPU长, 铜条温度差很大, 热量不能快速导到出风口处, 属于材料缺陷, 需要进一步解决显卡导热受阻问题, 如果附加一段铜条较为理想, 还可以在显卡上方附加导热材料到底壳金属片, 用后者改造之后, 实测打游戏2-4小时温度最高85度, 用户使用一年多效果很好

2) 四线 FAN (图5)

HP 9000 AMD Nvidia

如图, 风扇控制直接由EC KB3920 芯片完成, 使用4线风扇, 由EC 30脚送控制脉冲，32脚接收闭环反馈同步脉冲，控制功能全部在EC 内部综合产生，控制原理基本相同(略)

图5

本机也是CPU和显卡温度过热, 通常改造可以将3V通过10K电阻直接到白线(PWMFAN白线不用切断), 使风扇工作在恒定最高速, 如果风扇工作噪音太大, 可用分压电阻调节幅度适当减速（当然在满足散热要求前提下）

有人只切断白线, 风扇可以常转了, 原因是有的风扇内部的结型场效应管栅极有上偏电阻,

断白线后风扇会常转的 (图1) , 如果栅极完全悬空, 有可能不转或不稳定

本贴归 chinafix版权所有，技术资料为个人经验, 谨供参考

章大侠 frankzjm

Jan 23. 2011

2024年1月12日发(作者：睦长兴)

笔记本 PWM FAN原理及实例分析

三线/四线 PWM FAN

1) 三线 FAN 结构 (简图)

(图1)

- 供电方式: 5V PWM脉冲转换供电给结型场效Q1/Q2/FG转速检测等电路

- 旋转磁场: 由PWM CTL送来脉冲加载到线圈组和Q1/Q2, 脉冲的相位改变形成旋转磁场

- 反馈脉冲生成: 在旋转过程产生脉冲串(每圈脉冲数) ,送回PWM脉冲控制单元稳定转速,

及报警信息

- 优缺点: 电路简单, 适用所有3线风扇, 但工作频率较低( 22KHz左右) , 转速控制精度较差, 最低速度仅在全速的50%, 工作噪音较大

2) 四线 FAN 结构

(图2)

- 供电方式: 外加5V 给Q1//Q2/Q3, 电路元件和FG检测电路

- 旋转磁场: PWM 脉冲由Q1驱动线圈组和Q2/Q3回路, 同样形成旋转磁场

- 反馈脉冲: 在旋转过程磁电转换检测形成同步脉冲, 送回PWM脉冲控制单元, 形成同样闭环控制管理

- 控制器: PWM CTL脉冲驱动给风扇, 接受风扇测速反馈脉冲供PWM调节脉宽，稳定转速. 同时接收由CPU/显卡等热传感系数, A/D转换后送PWM脉宽调制. 此外, 具有与系统MSBus的通讯功能, 风扇故障报警，过热报警，实现逻辑挂机，S0转S5等

- 优缺点: 工作频率较高(达35KHz左右) , 产生噪音很小, 转速高(消耗低) , 最低调速可到全速的10%, 但必须用4线风扇

3) PWM FAN控制单元

(图3)

图中控制器G792, 多用于笔记本温度和风扇控制, 有的机器会用EC 芯片直接完成,

主要功能:

PWM CTL输出脉冲驱动给风扇, 接受风扇测速反馈脉冲供PWM模块调制脉宽，稳定当前转速. PWM单元与MSBus单元通讯, 接受由CPU 显卡等热传感数据参与PWM脉宽调制.

同时发送风扇工作状态给MSBus单元, 包括风扇停转,低速等报警数据. MSBus还要将由CPU和显卡的温度系数( DXP1/2/3输入) 经A/D转换和MSBus的数据分析后分别送PWM单元和控制逻辑复位，S0转S5等, G792 适用于三线风扇控制, EC的PWM驱动能力小仅使用四线风扇

图3

三线/四线 PWM FAN电路改造实例

1) 三线 FAN (图4)

DELL 1530 intel 独显

如图, 风扇温控芯片G792, 主要端口:

- 1脚PWMFAN脉冲送入风扇, 脉冲幅度5V, 最大电流达500mA

- 4脚接由风扇产生的同步脉冲形成闭环控制, 由PWM 控制实现稳定准确的转速(RPM),

PWM控制单元需要几个控制信号: 参考图3

- 13脚SHUTDOWN过热报警, 硬件回到S5状态,

- 2脚控制南桥的PWROK,当G792 有供电偏低或内部硬件故障被拉低, 系统重启或S0转S5

- 7/9/11脚来自CPU和显示芯片的温度传感数据， 参与速度控制和测温报警

- 15脚通过G792 的MSBus单元，送报错的中断请求, 逻辑系统将停止工作

- 16/18也可通过SMBus 与基本系统EC 8763通讯, 扩展系统对其控制能力

- 14脚外部时钟

图4

机器故障不显示, 新机器使用一年, CPU出风口有点脏, 开机电流1.3A, 检查发现显卡很烫时CPU FAN 还不转, 做好显卡BGA后, 机器工作正常, 但用测温软件得到打游戏半小时显卡温度接近95度, 而CPU/NB的测温在85度 先将风扇FAN 红线切断, 风扇端直接到USB5V,

然后, 再测半小时温度80度, 但继续打游戏会发现显卡温度继续上升, 而CPU就稳定在75度,

检查发现显卡的导热铜较CPU长, 铜条温度差很大, 热量不能快速导到出风口处, 属于材料缺陷, 需要进一步解决显卡导热受阻问题, 如果附加一段铜条较为理想, 还可以在显卡上方附加导热材料到底壳金属片, 用后者改造之后, 实测打游戏2-4小时温度最高85度, 用户使用一年多效果很好

2) 四线 FAN (图5)

HP 9000 AMD Nvidia

如图, 风扇控制直接由EC KB3920 芯片完成, 使用4线风扇, 由EC 30脚送控制脉冲，32脚接收闭环反馈同步脉冲，控制功能全部在EC 内部综合产生，控制原理基本相同(略)

图5

本机也是CPU和显卡温度过热, 通常改造可以将3V通过10K电阻直接到白线(PWMFAN白线不用切断), 使风扇工作在恒定最高速, 如果风扇工作噪音太大, 可用分压电阻调节幅度适当减速（当然在满足散热要求前提下）

有人只切断白线, 风扇可以常转了, 原因是有的风扇内部的结型场效应管栅极有上偏电阻,

断白线后风扇会常转的 (图1) , 如果栅极完全悬空, 有可能不转或不稳定

本贴归 chinafix版权所有，技术资料为个人经验, 谨供参考

章大侠 frankzjm

Jan 23. 2011