ZHDT041 August 2026 AMC6821-Q1 , AMC80 , FAN31790 , LM63 , LM81 , LM87 , LM93 , LM94 , LM96000 , LM96063 , LM96080 , LM96163 , LM96194
德州仪器 (TI) 风扇控制器 IC 为监测和控制 2 线制、3 线制和 4 线制无刷直流 (BLDC) 机箱风扇提供了完整的解决方案。风扇控制器的一个关键特性是其转速计 (TACH) 输入引脚及其 PWM（脉宽调制）输出引脚。TACH 输入测量风扇所生成脉冲之间的时间，从而确定风扇的转速 (RPM)。PWM 输出通过改变提供给风扇的占空比来调节风扇转速。
图 1 适用于 4 线制 12V 风扇的风扇控制器
图 2 风扇控制器产品组合德州仪器 (TI) 提供从单风扇设计到多通道控制器的各种风扇控制器。FAN31790 支持多达 6 个独立控制的 PWM 输出，并配有 6 个相应的 TACH 输入。当不需要 PWM 输出时，该器件可改为监测多达 12 个 TACH 输入。FAN31790 可进行配置以调节风扇转速，单位为 RPM（每分钟转数）。FAN31790 没有温度传感器，无法自行调节风扇转速以匹配温度条件。
AMC6821 及其汽车级型号支持单个 4 线制风扇，并包含闭环 RPM 控制算法。可以在 AMC6821 中配置 RPM 目标；检测到风扇故障时，它将尝试重新启动风扇以及触发警报输出。AMC6821 同时具备本地和远程温度通道。它能够根据当前远程温度和配置的线性斜坡速率来调节风扇转速。这在表 1 中描述为线性 RPM。
多个器件支持本地和/或远程温度监测，可以根据测得的温度自动调节风扇转速。在表 1 的“风扇控制”列中，根据查找表调节风扇转速的器件列为 TBL。LM94 系列器件同时支持比例/积分控制以及查找表，因此列为 PI/TBL。远程温度通道的数量如 Temp# 列中所列。一些风扇控制器还可以监测系统电源，例如 12V、5V 和 3.3V。这些电压监测通道的存在情况在 ADC 列中说明。
| 器件 | Temp# | PWM | TACH# | ADC | 风扇控制 | 尺寸 (mm) | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FAN31790 | 0 | 6 | 6+ | RPM | 4 × 4 | 六通道 PWM 输出风扇控制器 | |
| LM96000 | 2 | 3 | 4 | x | 线性 | 7.8 × 6.4 | 电压和远程/本地温度监测；PWM 温度控制 |
| LM96194 | 5 | 2 | 4 | x | PI/TBL | 7 × 7 | 双风扇；带电压监测器的 4 通道远程监测；ß 补偿；PWM PI 控制 |
| LM94 | 4 | 2 | 4 | x | PI/TBL | 14 × 8.1 | 电压和远程/本地温度监测；PWM LUT 控制；ß 补偿 |
| LM93 | 2 | 2 | 4 | x | 表 | 14 × 8.1 | 电压和远程/本地温度监测；PWM LUT 控制 |
| AMC6821-Q1 | 1 | 1 | 1 | 线性 RPM | 4.9 × 6 | AMC6821 的汽车级版本 | |
| AMC6821 | 1 | 1 | 1 | 线性 RPM | 4.9 × 6 | 单风扇，基于温度或设置 RPM 的闭环控制 | |
| LM96063 | 1 | 1 | 1 | 表 | 3 × 3 | QFN-10，具有闭环 LUT 控制的单风扇控制器；2 条警报 | |
| LM96163 | 1 | 1 | 1 | 表 | 3 × 3 | QFN-10，具有闭环 LUT 控制的单风扇控制器；2 条警报 | |
| LM63 | 1 | 1 | 1 | 表 | 4.9 × 6 | SOIC-8，具有 LUT 闭环控制的单风扇控制器 | |
| AMC80 | 0 | 0 | 2 | x | 7.8 × 6.4 | 具有本地温度和 TACH 输入的电压监控器 | |
| LM96080 | 0 | 0 | 2 | x | 7.8 × 6.4 | 具有本地温度和 TACH 输入的电压监控器 | |
| LM87 | 2 | 0 | 4 | x | 7.8 × 6.4 | 电压和远程/本地温度监测；线性输出和 TACH | |
| LM81 | 0 | 0 | 2 | x | 7.8 × 6.4 | 具有线性输出和 TACH 的电压和本地温度监测 |
3 线制风扇的转速控制
| 引脚 | 2 线制风扇 | 3 线制风扇 | 4 线制风扇 |
|---|---|---|---|
| 1 | V+ | V+ | V+ |
| 2 | GND | GND | GND |
| 3 | TACH | TACH | |
| 4 | PWM |
对于 4 线制风扇应用，风扇控制器的 PWM 输出可直接连接到风扇的 PWM 控制输入（第四根线）。由于 PWM 输出为开漏，因此必须提供上拉电阻器。在大多数情况下，风扇的 PWM 输入呈现高阻抗负载，因此风扇控制器输出的电流需求可以忽略不计。
图 3 适用于 4 线制 12V 风扇的风扇控制器使用 3 线制风扇时，风扇控制器的 PWM 输出无法直接切换电机电源线。在该示例中，典型应用电路使用 NMOS FET 作为风扇接地返回路径中的低侧开关。同样，PMOS 可以作为风扇电源引脚的高侧开关实现。大多数风扇控制器都提供 PWM 反相功能来支持这些变化。
图 4 适用于 3 线制 12V 风扇的风扇控制器在 3 线制和 4 线制应用中，PWM 引脚上拉电阻器的最小值不得超过 PWM 引脚的电流额定值 (IOL)。电流额定值通常表示为 VOL 规格中的测试条件。
支持 12V 风扇及更高规格
图 5 风扇控制器电阻器网络大多数风扇控制器的绝对最大电压额定值为 6V。当风扇转速计信号上拉至大于控制器输入电压额定值的电压时，需要一个电阻分压器电路来保护风扇控制器的 TACH 输入，防止其超过绝对最大额定值。风扇的转速计输出通常为集电极开路（或漏极开路）输出，需要一个上拉电阻器。通常将该上拉电阻连接到与风扇电源相同的电压。即使转速计上拉电阻连接到较低的电压，使用电阻分压器也可针对意外的工作条件提供保护，因此其成为较高电压风扇应用的推荐实现方案。电阻分压器的公式如下所示。
将 PWM 连接到超出绝对最大电压的 4 线制风扇时，PWM 上拉电阻器仍如常连接到与风扇控制器相同的 VCC。这是因为 4 线制风扇内部有一个 FET 或 BJT 用于控制电源开关。这样，PWM 输入便可根据逻辑电平电压开启和关闭。使用需要在其 PWM 输入端具有更高电压或电流处理能力的风扇时，应采用与 3 线制风扇所用相同的 NMOS 低侧开关，并配合上拉电阻使用。
图 6 适用于 4 线制 5V 风扇的风扇控制器使用未超出风扇控制器绝对最大额定值的 5V 或更低电压风扇时，可以省略电阻分压器电路。