PCHardwarePro » Windows » PWM风扇与DC风扇：实际区别以及哪种更适合您
3 针风扇在直流模式下由电压控制，4 针风扇在 PWM 模式下由数字信号控制，两者的转速范围差异很大。
在 BIOS 中正确配置每个风扇接口（直流、PWM 或在自动模式出现故障时阻止其运行）是降低噪音和充分发挥每种风扇性能的关键。
PWM风扇具有更好的控制性能、低负载时更低的噪音和更长的使用寿命，而直流风扇价格更低，足以满足简单系统的需求。
风扇的质量和良好的调校曲线对于实现凉爽安静的电脑来说，其重要性不亚于甚至超过控制方式本身。
如果你曾经进入过主板的BIOS或相关软件，你可能见过常见的风扇控制选项：PWM、DC或AUTO，并且可能对此感到一头雾水。然后，如果你在谷歌上搜索“PWM vs. DC PC风扇”，你会发现成千上万种不同的解释，有些非常专业，有些则完全自相矛盾。
让我们先理清思路。在本指南中，您将通过简单易懂的语言，详细了解PWM风扇和DC风扇的区别，以及在每种情况下应该使用哪种模式，并了解这些模式如何影响噪音、温度、寿命和功耗。我们的目标是，读完本指南后，您就能准确地知道该购买哪种风扇、如何连接它们，以及如何在BIOS中进行配置，从而保持电脑的低温静音运行。
PWM风扇与DC风扇：基本区别一览
首先要澄清的关键概念是：所有电脑机箱风扇和CPU风扇都是直流（DC）风扇，即使是PWM风扇也不例外。区别不在于电机类型，而在于其转速控制方式。
实际上，在 PC 领域，“直流风扇”一词指的是通过改变电压来控制的 3 针风扇，“PWM 风扇”指的是使用非常快的数字开/关信号来调节转速而不改变电压的 4 针风扇。
乍一看，你可以通过连接器来识别它们：3 针 = 直流电压，4 针 = PWM。我们稍后会详细介绍，但现在，请记住以下两个非常重要的实用规则：
3针风扇：在BIOS中将其设置为直流（电压）模式。
4针风扇：尽可能在BIOS中将其配置为PWM模式。
此外，如果主板上的风扇接口（连接风扇的接口）只有3个针脚，即使风扇是4针PWM风扇，也只能以直流模式运行。在这种情况下，风扇虽然可以工作，但性能就像普通的直流风扇一样，存在相应的限制。
PWM（4针）风扇的工作原理
PWM风扇本质上是直流风扇，它多了一个第四根针脚，作为控制“大脑”。这个额外的针脚接收来自主板或专用控制器的数字信号。
4针连接器通常具有以下引脚排列：
引脚 1：接地 (GND)
引脚 2：+12 V（或标称电压）
引脚 3：转速表（向电路板传输 RPM 信号）
引脚 4：PWM 控制信号
关键在于， PWM风扇的电源引脚始终接收12V的电压，但其转速并非通过降低电压来调节，而是通过电机内部电源的快速开关来实现的。这种开关模式由我们熟知的“占空比”决定。
例如，如果PWM信号30%的时间处于“开启”状态，70%的时间处于“关闭”状态，风扇的运行功率就相当于其功率的30%。如果占空比为90%，风扇的转速将接近全速。这种开关循环每秒发生数千次，因此电机不会突然停止，而是接收到非常快速的脉冲，使其即使在极低的转速下也能稳定运转。
因此，优质的PWM风扇可以将转速降低到最大转速的10-20%。例如，一个3000转的风扇可以稳定地以300-600转的转速运行，在正常环境下几乎听不到声音，然后在CPU或GPU温度升高时迅速提升至全速。
三针直流风扇的工作原理
3针风扇，也就是很多机箱标配或者在一些价格较低的系统中常见的风扇，没有第四个PWM控制针脚。它们的接口更简单：
引脚 1：接地 (GND)
引脚 2：+V（通常为 12V）
引脚 3：转速表（RPM）
在这种情况下，改变风扇转速的唯一方法是改变风扇的供电电压。电压为 12V 时，风扇以最大额定转速运转；如果将电压降低到 7-9V，风扇转速就会降低，噪音也会减小。整个过程非常简单明了。
问题在于电机需要一定的最低电压才能启动和持续运转。低于某个阈值（例如 5-6 伏），某些型号的电机就会停止运转，或者出现异常行为：振动、电噪声、间歇性停转……
这就是为什么大多数三针风扇的有效转速控制范围只有最大转速的40-50%左右。如果风扇的最大转速是2000转/分，那么通常情况下，如果转速低于800-1000转/分，就会出现稳定性问题。
如何设置智能电视？这意味着，虽然理论上电压控制简单且成本低廉，但它的精度较低，并且对你能达到的最小噪声有一个明显的限制，因为你无法对最低转速进行太多的微调。
BIOS中的自动模式、直流模式和PWM模式
几乎所有现代主板都允许用户将每个风扇接口配置为直流模式、PWM 模式或自动模式。很多用户正是在这里感到困惑，最终导致电脑发出不必要的噪音，就像喷气式飞机起飞一样。
理论很简单：
直流模式： 主板通过降低或升高电压来控制风扇转速。这是风扇的正确模式。 3松树.
PWM模式： 主板通过第四根引脚发送PWM信号。这是风扇的正确工作模式。 4松树.
自动模式： 主板会尝试检测风扇类型并自动选择工作方式。
问题在于自动模式有时会失效。它可能会错误检测风扇类型，或者应用过于激进的出厂设置，导致风扇即使在正常温度下也以最高转速运转。如果您发现异常情况、持续噪音，或者风扇转速忽快忽慢，请谨慎使用自动模式，并手动进行设置。
此外，还值得检查一下典型的冷启动情况：许多主板，尤其是较老的型号，在启动时会先给所有接口施加几秒钟的12V全压，然后再激活PWM控制或风扇曲线。这就是为什么开机时会发出那种初始的“轰鸣”声，即使之后声音会逐渐消失。这并非缺陷，而只是一个略显粗糙的设计。
如果混用不同的模式和连接器会发生什么情况？
最常见的问题之一是混用不同风扇以及使用不合适的模式。让我们来看一些典型案例以及实际情况。
直流风扇（3针）通过PWM模式连接到接头上。
如果将一个3针风扇连接到4针连接器上，并在BIOS中将其设置为PWM模式，风扇就没有第四根针脚来“理解”信号。它只能在电源针脚上看到恒定的12V电压，因此会一直以最高速度运转。
这是用户经常遇到的情况：“我的机箱风扇一直全速运转，我无法控制它们。” 如果你的风扇是3针接口，并且BIOS中该接口设置为PWM模式，那么主板尝试用它无法识别的“语言”与风扇通信。解决方法：将该接口设置为直流模式。
PWM风扇（4针）固定在DC模式下，位于接头上
相反，如果将一个 4 针 PWM 风扇连接到配置为直流 (DC) 的接口上，则会出现更正常的情况：风扇会像普通的直流风扇一样工作。主板会改变电压，风扇的转速也会像任何 3 针风扇一样波动。
然而，这样一来，你就失去了PWM控制的优势：你无法达到风扇允许的极低最低转速，也无法获得同样的温度响应精度。这虽然不是什么大问题，但你确实错失了一些你为此付费的功能。
物理兼容性：3针转4针，反之亦然
在连接器层面，还有另一个问题值得关注。从物理角度来看，只需对准导轨，3 针风扇就可以插入 4 针主板接口。第四根针脚将保持空置，这完全没问题：只要将该接口设置为直流模式，兼容性就完全没问题。
反之，4针PWM风扇可以插入3针接口，但这种情况下，你只能通过电压来控制它，因为主板接口上根本没有第四根针脚。换句话说，它能工作，但只能作为直流风扇使用。
这就是为什么很多人会简单地说“ 3针和4针风扇不兼容”。他们的真正意思是，如果没有正确的风扇接口，你就无法使用PWM模式，但风扇仍然会转动。
噪音：PWM风扇与DC风扇的实际对比
大家更换机箱风扇的主要原因在于噪音问题。许多原装机箱风扇，例如一些知名品牌常见的3针风扇，即使在温度正常的情况下，也会持续以过高的转速运转，发出类似涡轮机的噪音。
在其他条件相同的情况下，PWM风扇在低负载时通常更安静，因为它可以低速运转。如果你的风扇曲线调校得当，当你坐在办公桌前工作或浏览网页时，它可以以300-500转/分钟的速度运行，某些型号甚至可以停止运转，几乎没有任何噪音。
由于直流风扇受到最低电压限制，通常无法以极低的速度运行。这导致噪音较高：即使在空闲状态下，风扇转速也能达到 800-1000 转/分钟，产生持续的嗡嗡声，在安静的房间里也能明显听到。
这里有个细微差别：有时，在超静音配置中，一些低质量的PWM风扇在特定占空比下运行时，可能会发出轻微的“滴答”声或电流嗡嗡声。而优质风扇则能很好地消除这种声音，通常情况下，空气动力噪音才是主要因素，而空气动力噪音更多地取决于扇叶设计、轴承以及机箱内的气流。
如何更换 RAID 1 NAS 中出现故障的硬盘在中高转速（超过最大转速的50%）下，优质的PWM风扇和优质的直流风扇的声音几乎相同。在这些转速下，主要的噪音来自气流，而不是控制电路。因此，选择一款优质的风扇至关重要，而不仅仅关注它是否支持PWM。
速度控制、精度和热响应
在精细控制和运行范围方面，PWM风扇远胜于直流风扇。由于其电机始终有12V电压供应，即使在极低的转速下也能提供足够的扭矩，而直流风扇由于电压不足，难以做到这一点。
这意味着您可以定义更平滑、更详细的风扇曲线：例如，将机箱风扇保持在 300-400 RPM，直到 CPU 温度超过 50°C，当 CPU 温度达到 70°C 时，将其提高到 800-900 RPM，只有在 CPU 温度超过 80-85°C 等非常高负荷的情况下，才将其保持在全速运转。
直流风扇的转速曲线通常更陡峭：低于 40-50% 的转速空间很小，因此噪音和风量会出现更明显的峰值。此外，由于电压控制的分辨率通常较低，其对温度快速变化的响应也往往不够精确。
在热负载波动较大的环境中（例如游戏、渲染、工作站、服务器、峰值负载的工业设备），PWM 的更高精度和更宽范围优势至关重要。您可以确保系统在低负载运行时非常安静，同时在高负载运行时也能快速响应。
风扇的能效和使用寿命
直流风扇和脉宽调制风扇的能效差异本身并不大，但在大型系统（数据中心、机架、工业机柜）中却很明显。在家用电脑中，这种优势则更为间接。
由于能够以较低的转速运行更长时间，PWM风扇在其使用寿命的大部分时间里都处于低速运转状态。这可以减少轴承摩擦，降低电机压力，从而延长使用寿命。许多高品质制造商正是凭借这种控制方式，宣称其产品寿命可达数万小时（50.000-70.000小时）。
直流风扇由于无法进一步减速以免停转，大部分时间都被迫以半速或更高的速度运转，因此机械磨损和噪音都会更高。它们会提前失效吗？大多数情况下不会：它们完全能够满足制造商的规格要求。但是，在专业环境中，当数百台风扇同时运行时，每一小时都至关重要。
关于系统的总能耗，一些专业环境的研究表明，与简单的电压解决方案（风扇以高于必要速度的固定速度拧紧）相比，使用先进的 PWM 控制可使通风系统的能耗降低 20-30% 。
既然PWM风扇看起来“更好”，为什么直流风扇还在销售？
这是一个非常合乎逻辑的问题：如果PWM风扇更灵活、低负载时更安静、更精准，那么如今3针直流风扇的意义何在？答案是，并非每个人都需要或愿意为PWM风扇支付额外的成本。
直流风扇的制造成本和采购成本都更低。在许多入门级设备、办公室、简单的工业设备、电气柜或热负荷非常可预测的电源中，无需复杂的控制系统。只需设定一个固定转速或一个非常简单的曲线即可。
此外，直流风扇的电子元件结构更简单，因此可能更可靠。元件越少，故障点就越少。对于需要在相对稳定的条件下全天候运行的“一劳永逸”系统来说，这是一个非常合理的选择。
在对成本高度敏感的领域，例如某些消费电子产品，生产和认证高质量的直流风扇可以降低设备的最终价格。而且，更重要的是，只要您能接受其控制方面的局限性，一款设计精良的直流风扇，凭借其叶片和轴承的良好性能，就能提供卓越的性能和低噪音水平。
因此，与其说哪种方案绝对“更好”，不如具体情况具体分析，考虑系统需求。在需要静音和精细控制的游戏或办公电脑中，PWM 通常是最佳选择。而在简单、稳定且价格适中的系统中，优质的直流转换器仍然是理想的选择。
如何为你的电脑选择PWM风扇和DC风扇？
最终，选择散热器取决于你对散热的需求、噪音容忍度、预算以及主板的兼容性。我将以一台典型的台式电脑为例为你详细讲解。
1. 检查你的主板有哪些接口
在说明书中（或印在主板上），你会看到诸如CPU_FAN、CPU_OPT、CHA_FAN、SYS_FAN、AIO_PUMP、PUMP_FAN等标识。其中许多是 4 针接口，但有些可能是 3 针接口，尤其是在较旧或低端的主板上。
LED 电视上的图像是如何形成的？理想情况下，为了充分发挥PWM风扇的性能，您的主风扇接口（至少包括CPU_FAN接口和机箱上的任何CHA_FAN接口）应该是支持真正PWM的4针接口。如果您只有3针接口，仍然可以使用4针风扇，但它们将以直流模式运行，您将无法使用其全部转速范围。
2. 明确你的优先考虑因素：静音、性能还是价格
如果您正在寻找一台非常安静的电脑，在桌面运行时速度会显著降低，只有在玩游戏或渲染时才会启动，那么您肯定需要安装高质量的 PWM 风扇（特别是 CPU 风扇和机箱的关键位置风扇）。
如果你的系统配置比较基础，发热量不大，而且你不介意稍微大一点的噪音，但又想控制成本，那么你可以选择性能不错的稳压直流风扇。通过在BIOS中设置适中的风扇转速曲线，就能将噪音控制在完全可以接受的范围内。
3. 考虑使用类型和热负荷
对于游戏电脑、工作站、视频编辑电脑、3D建模电脑或配备高性能GPU的系统而言，温度可能在几分钟内剧烈波动。而PWM（脉冲宽度调制）技术正能胜任这项工作：低转速下平滑的温度曲线、对温度升高的快速响应以及高度精细的控制。
对于办公电脑、几乎不发热的客厅电脑或负载非常稳定的机器来说，额外的PWM可能并不会带来太多好处。在这些情况下，一个电压固定或风扇曲线简单的直流风扇就足够了。
4. 这不仅仅是 PWM 与 DC 的区别：型号和制造商也很重要。
平庸的PWM风扇永远无法比得上设计精良的高端直流风扇。电机、轴承、扇叶、框架的质量以及整体平衡性，比控制方式更为重要。
专业制造商多年来不断改进其直流和脉宽调制风扇产品线，并制定了明确的规格，包括使用寿命（数万小时）、支持的温度范围、防尘防潮等级（IP等级）、转速信号精度等等。良好的机械设计对噪音和风量的影响，往往比控制方式本身更大。
典型用户案例和实用解决方案
让我们举一个现实生活中的例子，这样如果你的电脑噪音过大，你就能看到自己的问题所在。
情况 1：机箱内配备 3 针风扇，这些风扇始终以全速运转
非常常见的情况：你买了一个带内置风扇的机箱，把所有东西都插到主板上，从第一次开机开始，机箱风扇就发出持续而强烈的噪音，即使 CPU 温度只有 35-40°C。
通常情况下，问题在于风扇是三针接口，主板识别错误，或者风扇接口处于PWM模式或预设了非常激进的转速曲线。典型解决方法：
进入BIOS 并将这些军鼓鼓皮配置为 直流（电压）不像PWM或AUTO那样。
调整 更平滑的曲线例如，在 50°C 以下，它们的运行速度为 30-40%，并且只会从那里开始增加。
如果电压控制出现故障或发动机转速几乎没有变化，而你又想要绝对的安静， 考虑将这些风扇更换为高质量的PWM风扇。.
案例二：机箱PWM风扇转速忽高忽低。
另一个例子：你安装了一个 PWM 机箱风扇，并将其安装在合适的 PWM 接头上，但现在当你打开程序、玩一些轻量级游戏等时，你会听到它的转速不断上下波动，这甚至比稳定的噪音更令人烦恼。
问题不在于PWM，而在于风扇曲线过于激进，即使CPU温度发生最轻微的变化也会立即启动。以下两项调整可以显著改善这种情况：
创建一个不那么敏感的曲线斜率较小：因此，对于较小的温度变化，转速几乎不会改变。
激活选项 “风扇平滑”、“温度滞后”或类似术语如果你的主板有这个功能，它可以让你在改变速度之前等待几秒钟，防止出现持续的“手风琴效应”。
这样一来，PWM风扇将继续根据负载进行调节，但过程平稳安静，这正是我们想要的效果。
最终，在PC风扇中选择PWM风扇还是DC风扇，关键在于根据实际使用情况选择合适的技术，而不是非要找出绝对的赢家。如果您想要一台现代、静音且高度可控的电脑，并且需要应对波动较大的热负载（例如游戏、高负载工作、多任务处理），那么配备配置良好的PWM接口的PWM风扇将提供卓越的控制性能：待机时噪音更低，温度升高时控制更精准，并且由于长时间低转速运行，使用寿命也更长。然而，如果您正在构建一个预算有限、散热简单的系统，或者您的工作环境对简洁性和成本要求极高，那么只要您在BIOS中正确配置，防止风扇不必要地全速运转，一款优秀的3针稳压DC风扇仍然是一个可靠且稳定的选择。
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