適用于所有直流風扇的PWM調速方案以及由此產生噪音的解決 

——使本身不具備PWM調速功能的風扇使用外部PWM信號調速并盡可能解決其產生的開關噪音。 

本篇測試只針對其中比較不常用的一種調速方式：即本身不具備PWM功能的風扇（可能是2線或者3線）的普通風機利用開關其供電電路實現PWM調速（原理圖可參見本文中圖一），并盡可能解決由此產生的在調速過程中的額外噪音。 

請注意：本次測試之結果只代表在測試環境下使用本次待測樣品：日本SANYO DENKI的9G0948G103無刷直流風機，而得到之結果，不同環境、不同參數的樣品所得到之結果可能會有很大差異。由于測試設備有限，測試中某些判斷基于主觀感受，但由于本次測試的目的是以降低噪音為主，故，主觀判斷也有其一定合理性。 

測試背景：在PWM電源（開關管加在風扇主電源兩側直接開關風扇供電之48V）調速模式下，經客戶測試反映在調速過程中風扇出現異響，影響風扇噪音水平和整體效果。 

測試目的：在不改變（或者不需要大規模改變）客戶目前供電以及控制電路的情況下，實現風扇穩定調速的同時消除或降低風扇產生的異響。 

被測風扇：日本SANYO DENKI 山洋電機出品 9G0948G103 主要性能參數：

測試一：模擬客戶環境使用PWM電源直接控制風扇轉速  

此測試的基本電路圖請參加下（圖一）：

驅動電路簡要說明：模擬中使用一OMRON歐姆龍PLC來產生PWM信號，DC12V電源

經過上拉電阻得到PWM信號后觸發一NPN型功率管，借此功率管的開閉來模擬客戶目前PWM電源情況。圖中A和B兩點既是風扇+（紅線）和-（黑線）連接至客戶供電電路之位置。PWM頻率保持和客戶使用頻率一致：75Hz。  

測試一 測試結果：調整PWM占空比，風扇在約10-100%占空比可調速，低于10%占空比風扇無法啟動。風扇轉速隨著占空比變化明顯，基本可以實現線性調速。風扇在調速過程中全程存在抖動，越低的占空比抖動現象越加明顯；在占空比低于70%以后，由于轉速降低，可以聽到風扇馬達在主電源開關時產生的噪音，噪音頻率應與PWM頻率一致；此噪音在調速低于50%以后非常明顯，在低占空比的情況下甚至超過了風扇出風產生的噪音，而且風扇抖動加劇。本測試結果基本與客戶描述一致。  

測試二：改進后的測試  

改進方案：我們在開關供電兩端，也即是圖一的A和B兩端加如下電路：

測試說明：在A和B兩端做如上改動后，我們希望能盡量減小紋波，從而減小或消除開關風扇供電電路對風扇的影響。 

風扇測速說明：由于風扇本身輸出的脈沖信號在調速過程中輸出不準確，故使用一光電開關檢測風扇標記位的方式測速。測速為每1秒變化，所以風扇轉速是以每60轉為一變化單位。即測速的準確度為60/5000~=1.2%. 

關于風扇狀態說明：測試中風扇本身正常的切風產生的噪音與電源開關時馬達產生的噪音在高轉速時不易分辨，我們的記錄多憑人耳判斷，其具體噪音表現如果需要，還是需要有專業設備測試；風扇在調速中的抖動問題可以很直觀的判斷。我們盡量將這些感官判斷寫的明確，但由于無法量化，難免會有不清楚的地方，在此表示歉意，還請諒解。 

測試二 風扇隨PWM變化轉速表

測試二 測試結果：從測試二的測試過程來看，本LC濾波電路基本可以做到降低風扇在調速過程中風扇馬達的噪音和抖動問題，比之測試一 風扇表現有較大差異，應該說：已經達到“可用”的狀態。 

從以上“9G0948G103 改進后調速曲線0-100% ”的曲線圖中可以看到，風扇速度變化呈指數趨勢。我分別用不同深度的背景表示了基于風扇表現的轉速工作區：從左到右的區域中，由淺到深表示了風扇的噪音表現，越深的區域風扇工作越穩定，噪音和抖動越小。而中間區域（15-20%占空比左右）雖表現不是很好，但應也可以使用。 

由于風扇調速的指數效應，我希望下面即在穩定工作區域，風扇轉速變化又比較明顯的區域的轉速變化可以對客戶在設定PWM占空比的時候可能會有一定幫助：

測試總結： 

可能由于風扇啟動扭矩的不同，不同參數的風扇在使用PWM電源通過開關風扇兩端供電電路的形式調速時的表現差異很大，就目前本次測試的9G0948G103這款風扇，如不做任何電路上的改動去調速，風扇產生的噪音和振動將比較大，直接影響風扇噪音表現，不能很好的達到調速降低噪音的目的（但是節能還是應該可以做到的） 

在增加LC濾波電路以后，電路會消耗一點電能，同時風扇轉速的控制不再趨于線性，給控制轉速增加了一些難度。但作為改善風扇在調速過程中的振動和噪音，確實起到很大的左右，具體的改善我想可能還是實地測試才能比較直觀的體會。而且從可行性上，在目前現有的風扇上改造，或者在風扇接插件與客戶供電板之間加裝一個電路是完全可行的，且體積應不會超過客戶要求之體積。