Wie die Temp über ein INT ausgelesen? In der Schleife wird sie ja nicht ausgelesen und kann das Verhältnis ja nicht beeinflussen.

Mit An/Auszeiten von 1ms und 1us bewegst du dich ja im kH-Bereich. Ich denke das ist viel zu schnell (zumindest für ein Lüfter). Probier mal 100ms Aus und 200/300ms An.

Und warum keine Hardware-PWM?