速度制御されたコンピュータファンに4つのピンが必要なのはなぜですか？

「標準」のコンピュータファンには2つのピンがあります。1つは電源用、もう1つはアース用です。3ピンのファンは、ホール効果センサーからの信号に使用される追加のピンを追加します。速度制御ファンは一般に4ピンコネクタを使用し、一般に「PWM」ファンと呼ばれます。

どのDCモーターも定常信号の代わりにPWMで駆動できると私は理解しています。そのため、PWM信号用に追加のピンが必要なのはなぜか混乱しています。ファンの速度を制御するために、PWM信号がファン自体のMOSFETまたは同様のスイッチングコンポーネントに供給されていますか？

実際のモーターがPWM制御されている場合、「任意のDCモーターをPWMで駆動できる」という記述は広く正しいですが、特定の実装ではモーター本体が内部コントローラーの背後に隠れている可能性があり、これは非常に大多数の場合に当てはまります。小型BLDCM（ブラシレスDCモーター）を使用するデバイスの数。

現代のほとんどの小さなファンはBLDCMを使用しています。
BLDCMでは、モーターの速度は、概念的には印加電圧に依存しません。電圧の範囲は正常に動作する必要がありますが、その範囲内では、電圧は本質的にモーター速度に影響を与えないか、2次電圧に影響を与えます。

システムがPWMを使用して外部モーターの速度を制御する場合、速度制御信号を実際の速度制御に変換するために特別な注意が必要です。BLDCMは通常、磁気センサー**（通常はホールセンサー）を使用して、ローターの位置を決定し、電圧を適切に切り替えます。電子機器はセンサーと同じくらい簡単かもしれませんが、より一般的には制御ICがあります。電圧が変化すると、コントローラーは通常、変化に対抗して一定の速度を維持しようとします。PWM信号またはDCレベルは、コントローラの適切な速度への信号として使用できます。

• 一部のDCモーターは、フィールドコイルの興味深い配置により、PWMにあまり熱心ではありません。民生機器の小型ブラシ付きDCモーターは永久磁石を使用する場合がありますが、大型のモーターはローターが巻かれている傾向があり、直列にフィールド（掃除機のような「ユニバーサルモーター」-無負荷の場合は回転数）、並列、またはいくつかの複合配置があります。「実際の」モーターのPWMを検討する場合は、乾いた埃の多いトームとメーカーのスペックシートを参照することをお勧めします。

• **一部のコントローラーは、巻線の逆起電力からローター位置を決定し、他の難解なスキームが存在する場合があります。ホールセンサーは一般的な解決策のようです。

典型的な速度制御されたコンピュータファンのPWM入力は、ロジックレベルのPWM信号（通常は約20 kHz）を想定しています。これらの種類のファンには、モーターシーケンスタイミングを制御することにより速度を制御するオンボードの組み込みマイクロコントローラー（または同様のハードウェア）があります（ほとんどのPCファンはブラシレスDCモーター駆動です）。

私の経験では、入力DCが途切れる場合、BLDCモーターは速度をスムーズに調整しません。平均DC電圧が低すぎると、まったく起動しないか、速度が不安定になります。場合によっては、ファンの速度が突然変化することもあれば、スムーズに増減することもあります（ファンの製造元とファンの制御ロジックによって異なります）。

（一部のデルタファンは、速度の変更を拒否したり、遷移に長い時間をかけたりすることにより、PWM信号の過度のジッターを嫌います。

PWM入力ピンは、ファン内部のMOSFETゲートを駆動する5ボルトのPWM信号です。

下位互換性。4ピンの制御可能なファン標準は、2ピンの電力標準に基づいて構築された3ピンのフィードバック標準に基づいて構築されています。2ピンまたは3ピンのファンを4ピンのファンコネクタに接続できること、またはその逆が可能です。