2023年11月24日发(作者:)

自制风扇调速器

方法1

时值盛夏,酷热难耐的天气真是让人烦恼,而高温的天气对于本身就高烧不褪的计

算机来说,害处也是非常大的!为了使自己的爱机体温降低,许多玩家在机箱内增添了许多

机箱风扇、硬盘风扇等辅助散热设备,这样一来温度倒是降低了,但另一个扰人心烦的家伙

来了--噪音对于常在夜晚用计算机写作的朋友来说,噪音是最难以忍受的,那么能不

能在拥有凉爽的同时,也不会受到噪音的干扰呢??方法是有的,只要降低风扇的转速,

可以使噪音降下来。

目前市场上销售的CPU风扇产品就有不少的具有调速功能,通过调速器,您就可以根据

室温的高低以及自己对噪音标准的忍耐程度来对风扇转速进行调整,非常方便实用。今天,

我就来带领您制做一个这样的风扇调速器,通过自己动手,就可以来实现既要凉爽,又要安

静的愿望。

市场上销售的风扇调速器原理简单的要命,只是在风扇的正级端串接一个1K欧或10K

欧的炭膜变阻器,通过它来改变对风扇供电电压的强度,从而使风扇的转速发生改变。这种

电路成本非常低,也很好生产,但缺点是当您将风扇扇速调到较低的位置时,加在炭膜变阻

器上的电压和电流过大,从而使它发热,变阻器变成了电暖器,长久以往就会使其损坏。

今天我带领大家制作的这个调速器,采用了LM317T稳压IC来做为电路的核心,在调整

的过程中由LM317T来控制电压的强度,从而使风扇转速发生改变,同时又不会使变阻器

过热,是一个很简洁又很高效的电路。

在制作之前我们先来看看电路的结构图:

看到这个图是不是有点发晕,别害怕,我同样也不是电子科班出身,对电子技术也是一

窍不通,这个电路非常简单,所以稍加理解就可以明白它的工作原理了。

图中的R2则是炭膜变阻器,这个阻值为1K欧,C1C2是两个电容,C1是无极电容,

容值是0.1UFC2是有级电容,容值是1UF电容的作用我想很多朋友都知道,隔直通交

和净化、稳定电流是它的主要作用。图中的R1R3是两个电阻,阻值分别为240欧和680

欧,这两个电阻是用来分配电流的,均衡电流加在R2炭膜可调电阻和LM稳压IC上的强

度,减少对R2的冲击。

图中的LM317T是一款非常常见的稳压IC,它可以调整和稳定电压的作用,因此它有很

广泛的用武之地,在电子市场上它也可以很容易的买到。

在这个调速电路中,LM317T扮演着举足轻重的位置,整个电路的电压强度是由R2来进

行调整的,而LM317T则肩负着稳定整个调速电路中的电压,控制电压和电流的强度,以

确保R2不会因电压强度过强而发热损坏,同时也控制风扇能够均衡平稳的工作。

OK,纸上谈兵后,开始进入实战阶段,了解了电路图的结构后我们要进行原材料的采购

工作了,整个电路需要的元件不算多,主要是LM317T一枚、电阻两只、电容两只、可变

电阻一只。全套原料的价格一般不会超过5元钱。

怎么样,转眼间就置办齐了,速度够快吧!哈!!上图则是我们要进行动手做的全部元

件,对于没有搞过电子的朋友来说,这些东西看起来是不是很有趣呢??

这个调速器中还需要使用到一些其它的附件:

1、电源插头:这个调速器需要使用一个普通的D型电源插头,这个我们可以从废旧的

CPU或机箱风扇上剪下来。

2、风扇的电源插头:用来插接用来调速的机箱或CPU风扇,这是一个三针的风扇插座,

可以从废旧的主板上拆一个下来。如果你的CPU、机箱风扇使用的是D型大电源插头而不

是小的三针插头,那么您就不需要安装这个插座了。

除了上述的原件以外,我们还要购买一片上图这样的空白PCB板,方便我们安装、焊接

元件之用。市场上这种PCB板的体积不小,我们只能用上它的一小部分。

首先,我们把这些元件插在PCB板上,这个过程在工厂里叫做插件,生产任何一种电

器都有这个工序的。

插的原则是既要紧凑,又要合理,不要将元件插的过于紧密,也不要让元件距离太远,

不方便焊接。

有一点特别提醒注意的是,由于PCB板后面覆铜的地方有些是连接在一起的,所以插的

时候千万不要把两个引脚插在已连接的两个孔里面,这样的话焊接的时候就会短路,元件就

会损坏。因此在插的时候一定要按PCB板后面的覆铜走向仔细的判断,然后再将元件插好。

左图就是我的插件作品。

插好元件后,我们要把PCB板翻过来,通过后面露出的长长的引脚,来判断我们需要焊

接的地方,这个过程是比较麻烦的,因为您需要动脑,要将平面的电路图变成立体的元件连

接图,所以要沿着电路图中的线路走向,一点点的核对,必要的时候,可以用元子笔在PCB

板上做以标记,像图中我做的这样!!标记之后再来焊接就容易的多了。

电路图确认无误之后,我们就可以来进行焊接了,焊接需要使用到焊枪和焊锡,这是搞

电子维修不可缺少的两样重要设备。由于空白PCB板的覆铜做了抛光处理,所以很容易着

焊锡,焊起来还是很容易的,有过电子制作基础的朋友,这件工作对于他们来说,应该是小

菜一碟。

在焊接的过程中,可能需要使用导线连接两个点,这需要我们使用一段导线来进行表面

的焊接,俗称飞线,这对于专业级的电子产品,例如主板、显卡来说是非常忌讳的,不过

由于我们的简易电路先天不足,所以也是没有办法的下下策。在连接的过程中,我们可以使

用一段从导线中抽取的铜线,或是像我这样使用从电子元件上剪下来的多余引脚来进行焊

接。

所有的焊接工作进行完毕后,我们还要比照平面电路图,详细的对照一下,看看焊接的

引线是否有误,因为错接都会使这些可爱的电子元件矢折。

一切确认无误之后,我们就可以用钢锯将多余的,没有用的PCB板锯掉,只留下我们需

要使用的这一小条。由于PCB板反面的引脚都是裸露的,这样安装在机箱内十分容易短路,

所以我们要动动脑筋来将这些引脚保护起来,我找到了一个电话分线器的塑料盒子,正好可

以放下这块小小的电路板。上图就是完工后的样子。

最后我们就可以将调速器安装在机箱内了,首先将调速器的电源插头与空闲的主机电源

中引出的D型电源插头相连,然后将需要进行调速的机箱或CPU风扇插头从主板上拨下来,

插在这个调速器的三相插头上。图中的红黑线就是连接电源的电源线,蓝白线则是连接风扇

的输出线。灰色粗线是连接外接炭膜可调电阻的调速导线。

上图就是调速器安装在机箱内部的样子,这里我们建议您可以用双面胶将调速器的电路

板粘在机箱底板上,以防止它和其它板卡相接触,引起短路,烧毁元件。

为了方便调整,没有将炭膜可变电阻设计在PCB板上,而是找一个带有孔的机箱挡板,

然后用螺母将可调电阻固定好。然后通过导线焊接在调速电路的相应引脚上。最后将买电阻

器送的塑料帽插在电阻器上,然后将挡板固定在机箱空的PCI插槽上。这样在机箱的后面

就会有一个漂亮的旋钮开关了,通过转动这个旋钮,就可以控制你的机箱或CPU风扇的转

速了。

万事俱备,只欠东风。所有的准备工作完成后,我们就可以来试一下,看看这个自制的

调速器是否可以很好的工作。连接好之后打开计算机,此时你会惊奇的发现,风扇运转的噪

音没有了,而是以很低速的状态运行,您只要轻轻调整可变电阻,风扇就可以随着您的调速

平滑的改变它的转速,是要强劲还是要安静随您的意愿来选择。

怎么样,这个风扇调速器是不是很实用,也很好玩呢?而且运用自己的智慧和技艺来制

作这个小东西,其中的乐趣是无可比拟的,只需几元钱,加上你的心灵手巧,就可以换来又

凉爽又安静的使用感受,如果您有兴趣也不妨试试看。

方法2

我们在领略到高性能电脑无以伦比的效率的同时,又不得不面对高温这样一个严重的问题。的确,

当今主流CPU的工作温度是越来越高了,为了保证CPU能够安全、可靠地工作,为CPU充分降温已经显

得越来越重要了。目前普遍采用的方法是加大风扇的有效排风功率和提高风扇的转速,这种方法虽然行之

有效,但是它带来的负面影响也是显而易见的。首先它不管周围环境如何变化,都在那里不知疲倦地为CPU

服务,给人一种与当今提倡的环保、节能意识格格不入的感觉;另一方面,风扇长期高强度工作必定会降

低其使用寿命,同时高转速还会带来高噪音。 那么,究竟如何才能解决好降温与用电、噪音影响之间

的矛盾?我将要介绍的全自动CPU风扇调速器可以很好地解决这个难题,并且它还具备三个比较明显的

优点:

1.可以有效地延长散热风扇的使用寿命;

2.在冬季使用降低风扇转速的方法,可以直接、有效地降低风扇产生的噪声;

3.改装简单、容易,制作成本低廉、效果明显且比较实用。

因为每一台电脑CPU的实际工作情况不尽相同,温升情况也各异。因此,我们有必要具体地测试一下

风扇在各种温度下的最佳转速,这样才能达到最佳的调速效果。以前我为了给超频做准备,以便掌握CPU

在最炎热的夏季和最寒冷的冬季的情况,利用电脑中CPU自带的风扇,在原来主板的标准供电电压下的具

体温度数值,曾经在冬季室温为18℃,夏季室温在34℃的情况下,用带有测温功能的数字式万用表,测

得我的老赛扬266配原装风扇的实际工作温度,分别为22℃和46℃。而且是在系统不超频,CPU的负荷

不算太大的情况下测得的。在室温为22℃的时候,用一台可调节输出电压的稳压电源,代替主板上的风扇

供电电源来为风扇供电,将输出电压由标准的12V下调为11V后观察,CPU的温度值仅上升了1℃左右;

当输出电压调整为8V时,CPU的温度已经由原来的26℃,直线上升到了34℃左右,此时观察风扇转速,

比原来有较明显的降低,噪声更是比原来要小得多;运行一会儿游戏后CPU的温度又上升了4℃。据此测

试数据推断,我认为风扇在冬、夏季之间的调速电压应该在9V14V之间变化比较适合。您也许会问:

这个调速装置是利用主板的风扇供电电压来工作的,它只有12V为何要考虑将其提高为14V?又如何来实

现?这主要是考虑到由于风扇调整电路的接入会不可避免地带来一定的电压降,这一压降对9V的低压供电

段还可以通过电路的调整来加以弥补,但对于标准的12V风扇供电电压段来说,由于它最高供给电压只有

12V,因此该压降是无法通过电路得到补偿的,其造成的直接后果就是风扇的标准转速将会降低一些,影

响散热能力。解决的方法就是将风扇调速器的接地端,连接到主板电源的负5V供电端。这样调速器的供电

电压达到了18V,然后由调速器电路将其调整到14V左右,便可保证风扇的转速不会降低,而且还可以进

一步调整风扇调速器的最高输出电压,来达到让风扇超频的目的,这样处理一举两得。

工作原理

该风扇调整装置的外形请见图一,而具体电路见图二。主要由二极管测温探头及取样电路、电压跟随

器、高增益放大器、晶体管风扇电压调整电路,以及三端集成稳压器等电路所组成。图中的测温二极管T/D

是一枚普通的玻璃纯化封装的4148二极管,经实测在温度从0-100℃之间变化时,其输出电压变化范围

-2.265mV/℃,而且线性度极佳。它在室温20℃时在图中选配零件参数的条件下,输出电压大约是

-45.3mV,用电吹风机将其加热到50℃之后,该电压值进一步降低为-113.25mV。将这一变化范围经过后

级的电压跟随器、高增益放大器以及功率调整等电路,使风扇的工作电压在9V-14V之间变化,即可以实

现散热风扇跟随季节温度的高低而自动变化,从而获得自动调整转速的效果。为了防止过大的电流造成测

温二极管出现热效应,设置电阻R1来降低流过二极管的电流。图中A1是一级电压跟随器电路,利用它输

入阻抗高、输出阻抗低的特性,隔离测温二极管对高增益放大器输入电阻的影响,起到一个缓冲的作用。

A2与其周边元件共同组成放大电路,A2的同相输入端接有由稳压管、可调电阻R3、降压电阻R2所组成

的基准电压源。调整可调电阻R3即可确定CPU在最低室温下风扇的最低转速值。而可调电阻R5则决定了

最高室温时的最高风扇转速,A2的输出电压直接加到控制风扇转速功率晶体管的基极,来改变它的集电极

与发射极之间的导通电流,进而达到调整风扇转速的目的。

图一

制作及调试

图二

图二中的测温二极管可选择任何型号,普通小功率硅整流管。如果外壳是金属封装的品种,则可以直

接安装在CPU的散热器上。但是目前的小型整流管,基本都是采用玻璃封装的形式,因此需要用环氧树脂

将其封固,并用导线将两个电极引出,具体的制作方法见图三,其外形如图四所示。运放集成电路选择单

电源双运放,型号为LM-385(可根据个人的元件条件决定,我使用的是LM-324四运放集成电路,只使用

了其中的两个运放,原则上通用型运放集成电路都可以利用),稳压管DW可以选用稳压值为12V的品种,

型号无特殊要求。大功率晶体三极管可选用任何NPN型大功率高、低频管都可以。

使用时需加一小片铝板作散热器,以便提高工作时的安全系数。具体尺寸大约为20mm×20mm×3mm

左右即可,当然也可以根据个人的条件选择可利用品。可调电阻R3R5选择WSW小型有机实芯为调电

位器。三端集成稳压器可以选择LM-7815,由于供电电流不大,所以加上一小块铝片做散热器即可。由于

电路比较简单,因此印刷电路板可根据自身条件来绘制、制作。我的印刷电路板就是利用一块旧的数字计

数器电路板改制的。当然也可到电子市场购买那种万能试验印刷板,其售价也非常便宜。其它元件按图中

标注的数值选择即可。

图三

按照电路图焊接所有零件无误后,仔细检查有无漏焊、虚焊、端路、短路等现象。当一切确认正常,

便可以开始进行调试了。先将一个风扇作为负载,接于晶体三极管的集电极与电源正极之间,再将稳压电

源的输出电压调整到18V,与该装置的电源输入正、负端相连,在室温20℃左右时调整R3,并用数字电

压表监视风扇两端的电压,当表的读数达到9V时即可,接着用电吹风或者功率较大的电烙铁,烘烤测温二

极管,并用带测温功能的万用表的测温探头,监视此时的温度值,当温度达到50℃左右时,调整可调电阻

R5使接在风扇两端的数字万用表的电压读数为14V即可。显然,这样的电路调整应该在室温较低的冬季,

或者是具有空调条件的室内进行,气温较高的夏季没有特殊的降温条件是不能进行这种调整的。

图四

最后,在机箱内选择一个比较空旷的位置,将整个风扇调速装置固定好(见图五),测温二极管做成的

探头,则设法固定于CPU的散热器之上(见图六)。然后先讲该装置的接地线设法接于电源的-5V接线端,

接着再把风扇的正极连接线(一般为红色)在适当的部位剥去一小段塑料绝缘层,并把该装置的电源12V

输入线并接在上面。接下来再把风扇的负极连线(一般为绿色),在靠近风扇插头的根部剪断,转而连接到

该装置引出的控制三极管集电极连线接上。最后用塑料绝缘胶布将所有裸露的电线接头做好决缘处理,即

可大功告成。该装置使用后给我印象最深的,就是其噪音比原来明显地减小了,至于其它的效果,就只有

静候您的佳音了。

图五

DIY是一个永恒的话题,而且它是永无止境的。只要不断摸索、不断实践、不断学习,我们就能够达

到一个较高的境界。我个人认为,不管是成功也好抑或是失败也罢,都是在DIY中为我们带来的乐趣,是

伸手拿来主义者永远也体会不到的一种乐趣。愿大家都能成功地DIY

图六

小知识∶如何判断风扇是否具有测速功能?

有些电脑BIOS中显示风扇转速为0,而实际上风扇却在正常旋转,通常是因为风扇没有测速功能。风

扇是否具有测速功能,可以从风扇连线的数目来区别,具有测速功能的风扇至少有三根线,通常红色线为

12V,黑色线为地线,黄色线或白色线就是测速信号线。如果还有第四根线——一根蓝色的信号线,那是

用于变频调速的脉宽调制信号PWM