Datorfläktar med 3- och 4-pinskontakter – vad skiljer egentligen?

Att styra fläktarna i datorn kan vara något av en djungel beroende på kontakt. SweClockers reder ut hur de vanligaste två kontakterna fungerar och vad det finns för- och nackdelar med dessa.

Fläktar är idag mer eller mindre en nödvändighet inuti datorer, där dessa används för att transportera bort värmen som alstras från dagens högpresterande komponenter. Förutom att komma i ett flertal olika storlekar och färger så kan även kontaktdonet skilja sig mellan modellerna. Men vad skiljer egentligen rent praktiskt mellan de två vanligaste kontakterna?

Fläktar med 3-pinskontakt

Till skillnad från processorkylare brukar chassifläktar traditionellt sett kopplas in med en 3-pinskontakt. Från kontakten löper totalt tre ledare till själva fläkten, där den första av dessa används som jord, den andra för själva strömmatningen och den tredje för att vidarebefordra en varvtalssignal till moderkortet för att det sistnämnda ska kunna läsa av hur snabbt fläkten snurrar.

3pin.jpg

Fläktar avsedda för datorbruk med 3-pinskontakt matas vanligtvis med en drivspänning på 12 V och kommer vid den spänningen att snurra i fläktens specificerade varvtal. För att sänka hastigheten på denna typ av fläkt behöver man justera spänningen som matas till den – antingen via moderkortet eller någon form av extern fläktkontroller.

I takt med att spänningen sänks minskar även fläktens varvtal. Hur långsamt man kan köra en fläkt hänger på hur pass låg spänning den kan matas med innan motorn stannar. Detta varierar kraftigt mellan olika modeller av fläktar, där vissa kan hållas snurrande med en matning under 5 V medan andra tar stopp betydligt högre upp på stegen.

Fläktar med 4-pinskontakt (PWM)

År 2004 introducerade Intel en ny kontaktstandard för fläktar som använde sig av fyra ledare istället för tre. Kontakten togs fram med syftet att standardisera och underlätta hur fläktstyrning sker i datorer med det slutgiltiga målet att få ned den genomsnittliga ljudnivån på framtida byggen.

Medan övergången till 4-pinskontakter för fläktar var något långsam i början är det numera standard för processorkylare att använda sig av dessa kontakter. För chassifläktar är det dock inte lika självklart, även om många av de mer påkostade modellerna har gått över till kontaktdon med fyra ledare.

4pin.jpg

Fläktar med 4-pinskontakt delar egenskaper med 3-pinsvarianter sett till att det finns en ledare för jord, en ledare för ström samt en ledare för varvtalssignal. Det som skiljer dock är en fjärde ledare som har möjlighet att bära en PWM-signal från moderkortet till fläkten.

Denna PWM-signal är direkt kopplad till hur styrningen av fläktar med en 4-pinskontakt fungerar. Till skillnad från 3-pinsfläktar, där hastighetsjusteringen sker genom att höja eller sänka spänningen, drivs en 4-pinskopplad fläkt alltid med samma drivspänning oavsett hastighet.

pwm_100.png

Istället för att justera spänningen används här istället PWM-signalen för att bestämma när, och hur länge, ström ska flöda till fläktens motor. Själva signalen är i praktiken ett strömflöde med en matspänning på 5 V, där detta antingen är på eller av. Om den är på konstant innebär detta att fläkten kommer snurra i sitt maximala varvtal, då motorn matas oavbrutet med ström.

pwm_80.png

För att sänka hastigheten på fläkten kommer moderkortet att skicka ut en upphackad PWM-signal, där denna alternerar mellan att att vara på och av. Fläkten kommer då att slå på och av strömmatningen till motorn i snabb följd, vilket resulterar i att varvtalet sänks.

pwm_20.png

Själva hastigheten dikteras av hur signalen hackas upp och då specifikt hur långa perioder strömflödet är på- respektive avstängt. En signal som under en given period är avstängd längre än påslagen kommer exempelvis att resultera i en lägre fläkthastighet än en signal som alternerar jämnt mellan att vara på- och avslagen.

Fördelen med att styra en fläkt efter en PWM-signal är dels att det finns en mer finkornig, och därtill standardiserad, kontroll över hastigheten, men även att det finns potential att få fläkten att snurra långsammare då man inte begränsas på samma sätt av hur lågt modellen klarar av att drivas spänningsmässigt.

Med detta sagt är inte PWM-styrning något form av universellt mirakel för fläktstyrning, utan det krävs fortfarande en fullgod implementation i fläktens kretsuppsättning att tolka PWM-signalen på ett vettigt vis. En dålig implementation, vilket inte är helt ovanligt i billigare fläktar, kan exempelvis leda till klickande missljud vid låga hastigheter i takt med att motorn sätts på och stängs av.

Sist men inte minst är det nämnvärt att det inte är ett krav att styra 4-pinsfläktar via en PWM-signal, utan dessa kan även, likt 3-pinsfläktar, regleras genom att sänka spänningen till dem om användaren önskar att använda den metoden istället.

Sammanfattning om fläktkontakter

Kontentan av det vi har gått igenom i denna artikeln är att det finns möjlighet att justera hastigheten på fläktar med 3- och 4-pinskontakter, men att det sker på olika sätt. Fläktar med 3-pinskontakter styrs genom att sänka eller höja spänningen medan 4-pinsfläktar regleras via en PWM-signal som slår på och av motorn.

Fläktar med 4-pinskontakt är generellt sett enklare att styra tack vare en standardiserad PWM-signal som används på i princip samtliga moderkort på marknaden. Samtidigt kan denna typ av fläktar ofta nå lägre varvtal utan att stanna då de inte begränsas på samma sätt av fläktens lägsta startspänning.

dc.png

Moderna moderkort är oftast bestyckade med just 4-pinskontakter, men denna kontakttyp är även bakåtkompatibel med 3-pinsfläktar. Något som däremot inte är garanterat är huruvida moderkortstillverkaren har implementerat stöd att styra 3-pinsfläktar via spänningsreglering över 4-pinskontakten. Detta är ofta specificerat i manualen till moderkortet och brukar kallas för "DC-mode" eller något liknande.

Den som önskar att ha så finkornig kontroll som möjligt över sina fläktar och samtidigt vill maximera kompatibilitet att kunna styra dessa med dagens moderkort gör dock gott i att lägga någon slant extra för att få 4-pinsvarianten med PWM-styrning. Läs dock gärna ett extra varv i manualen till moderkortet för att se att fläktkontakten som ska användas har stöd för styrning överhuvudtaget, då detta inte är en självklarhet på billigare modeller.

Vilken typ av fläktar använder du dig av i din dator? Dela gärna med dig i kommentarstråden till den här artikeln!