115_555FanPWM

用 12V~15V 輸入，先透過 TL431 + TIP41C 做出 5V，再以 NE555 產生約 25kHz PWM 訊號，提供給四線式風扇的 PWM 控制腳。

這個專案是偏向實驗與手作驗證的電路紀錄，重點是用常見零件完成一個不依賴 MCU 的四線風扇調速方案，並保留麵包板實作、手繪草圖與 Fritzing 檔，方便後續重做或再修改。像是機車也可以利用這類電路調整水冷排風扇風速，幫助散熱控制。

---

專案重點

• 12V~15V 輸入，板上額外產生 5V 給 555 電路使用
• 另附簡易 Zener 12.1V 方案，可把 12V~16V 壓到約 11V~12V，作為 555 的另一種供電方式，不能直接供應風扇
• 使用 NE555 產生四線式風扇可接受的 PWM 控制訊號
• 以可變電阻調整占空比，改變風扇轉速
• 保留 Fritzing 麵包板圖、實拍照片與手繪原理草圖
• 目標是簡單、可重現、容易在工作台上快速搭起來

---

電路架構

整體分成兩塊：

1. 12V~15V -> 5V 降壓電路
2. NE555 PWM 產生器

另外也補了一個可供 555 使用的簡易供電方案：

3. 12V~16V -> 約 12V Zener 限壓電路

四線式風扇的供電仍走 12V，控制端則吃 555 產生的 PWM 訊號。
此做法適合拿來做基礎調速、測試風扇反應，或作為後續正式電路的前期驗證。

---

風扇控制說明

四線式風扇一般包含以下接線：

• 紅：風扇電源正極
• 黑：GND
• 黃：轉速回授 (本電路沒用到)
• 藍：PWM 控制

本專案主要使用：

• 紅 / 黑 供應風扇電源 正/負
• 藍 接 555 的 PWM 輸出

附圖中的規格截圖可看到，該風扇控制訊號偏好約 25kHz，因此本電路以這個頻率附近為目標。

---

主要元件

以下元件以目前圖面與實作照片為主：

• NE555
• TL431
• TIP41C
• Zener 12.1V
• 220R
• VR 50K
• 100Ω
• 560Ω
• 1KΩ
• 10KΩ x2
• 1N4148 x2
• 陶瓷電容 0.01uF (103)
• 陶瓷電容 1nF (102)
• 陶瓷電容 0.1uF (104)
• 電解電容 470uF / 50V
• 四線式 12V PWM 風扇 如: PFC1212DE (2.98A)、FFB1212EH (1.7A)
• 直流輸入電源 12V~20V

如果您要照著重做，仍建議先以手邊風扇的 datasheet 再確認一次 PWM 腳位需求與建議頻率。

---

檔案內容

• README.md
  • 專案說明與圖片索引
• 電路圖/circuit7~20Vto5V.fzz
  • TL431 + TIP41C 的降壓 Fritzing 檔
• 電路圖/circuit12~16Vto12V.fzz
  • 簡易 Zener 12.1V 限壓電路 Fritzing 檔
• 電路圖/circuit_PWM.fzz
  • 555 風扇 PWM 控制電路 Fritzing 檔
• screenshot/circuit_PWM.png
  • 完整麵包板配置圖
• screenshot/circuit12~16Vto12V.png
  • 12V~16V -> 約 12V 簡易限壓電路圖
• screenshot/circuit12to5.png
  • 12V~15V -> 5V 降壓電路麵包板圖
• screenshot/hand_circuit.png
  • 手繪原理草圖
• screenshot/circuit_1.jpg
  • 實作工作台照片
• screenshot/circuit_2.jpg
  • PWM 麵包板近拍
• screenshot/25k_spec.png
  • 風扇 PWM 規格截圖

---

圖片

1. 手繪草圖

先用手繪方式確認 555 腳位與 PWM 接法：

2. 12V~15V -> 5V 降壓電路圖

獨立整理出供應 555 使用的 5V 降壓部分：

3. 12V~16V -> 約 12V 簡易限壓電路圖

如果輸入略高於 12V，也可以先用簡單的 Zener 12.1V + 220R + 470uF 做供電前級，把輸出控制在約 11V~12V 區間，作為 555 的另一種電源方案；這一路只適合供應 555，不能直接拿來供應風扇：

4. Fritzing 麵包板圖

完整配置包含降壓、電壓顯示與風扇 PWM 控制：

5. 實作照片

實際在工作台上的測試狀態：

PWM 區域近拍：

---

工作原理簡述

12V~15V -> 5V

使用 TL431 作為參考，搭配 TIP41C 組出簡單的線性降壓，提供 555 電路穩定的 5V 工作電壓。

12V~16V -> 約 12V

這個版本使用 12.1V Zener 做簡易限壓，搭配 220R 與 470uF 電容，適合把稍高的輸入電壓先壓到接近 12V 的區間，作為 555 的另一種供電方式；這一路輸出僅供控制電路使用，不適合直接供應風扇負載。如果應用在機車上，可用它提供 555 控制端電源，再由原本的風扇供電路徑搭配 PWM 做水冷排風扇調速。

555 PWM

NE555 依照 RC 與二極體配置產生 PWM 訊號，再透過可變電阻調整充放電比例，改變輸出占空比，最後把 PWM 送到四線式風扇的控制端。

這個方案的重點不是高效率，而是：

• 零件容易取得
• 不需要 MCU 或燒錄環境
• 適合快速驗證四線風扇 PWM 控制

---

使用方式

1. 準備 12V~15V 直流輸入
2. 依照 Fritzing 圖或手繪圖完成接線
3. 確認 555 端工作電壓約為 5V
4. 將四線風扇的 PWM 線接到控制輸出
5. 旋轉 VR，觀察風扇轉速與電壓表變化

---

注意事項

• 四線式風扇的 PWM 規格可能因品牌或型號不同而有差異
• 本電路是實驗用途，正式使用前建議自行量測頻率與占空比
• Zener 方案屬於簡易限壓，不適合高精度或大電流穩壓需求
• Zener 12.1V 這一路只能供 555 之類的控制電路使用，不能直接拿來供應風扇
• TIP41C 屬線性降壓用法，若壓差較大或負載較重，可能需要留意發熱
• 若要長時間運作，建議補上散熱、保護與更穩定的電源設計
• 接線前請再次確認風扇腳位定義，避免把 PWM 腳與回授腳接反

---

作者

羽山
https://3wa.tw

---

License

MIT License