návrh a analýza PCB

Klíčové cesty

  • chladicí ventilátory jsou důležitou součástí počítačového hardwaru, protože ochlazují CPU a větrají kryt.

  • DC ventilátory jsou napájeny stejnosměrným proudem z regulovaného stejnosměrného napájení nebo čepů záhlaví základní desky. Tyto ventilátory se také nazývají 3-pinové ventilátory, protože přicházejí se 3 kolíky: napájecí kolík (obvykle 12 V DC), uzemňovací kolík a signální kolík.

  • PWM ventilátory jsou DC ventilátory s extra drátem pro PWM. Ventilátory PWM jsou 4pinové ventilátory, kde čtvrtý vodič vysílá signál PWM do motoru ventilátoru. Signál PWM je řídicí vstup ventilátoru PWM.

chladicí podložky jsou připojeny externě k notebooku pomocí USB

chladicí podložka pro notebook

chladicí ventilátory jsou důležitou součástí počítačového hardwaru, protože ochlazují CPU a větrají kryt, což umožňuje aktivní chlazení v počítačích. Všechny počítače mají vestavěné ventilátory, protože jsou jedním ze schválených chladicích mechanismů pro procesory. Ventilátory v počítačích shromažďují chladný vzduch z okolního prostředí a vytlačují teplý vzduch ven. Pomáhají také při práci chladičů distribucí vzduchu přes ně. Zde diskutujeme dva typy chladicích ventilátorů – Pulse Width Modulated (PWM) ventilátory A DC ventilátory.

DC ventilátor se také nazývá 3-pinový ventilátor

DC ventilátor

PWM vs. DC ventilátory v počítačích

když pracujete na notebooku, můžete pozorovat změny produkovaného tepla. Tato změna odvodu tepla často vede k otázkám ohledně ventilátorů chlazení a jejich rychlosti. Když je teplo notebooku menší, není třeba spouštět ventilátor plnou rychlostí. Pokud je však notebook extrémně horký, počítač může dokonce potřebovat další ventilátory. Regulace rychlosti chladicích ventilátorů je velmi diskutovaným tématem a nejčastěji diskutovanými řešeními jsou ventilátory PWM a ventilátory DC.

DC ventilátory nebo 3-Pin ventilátory

obecně se stejnosměrné ventilátory používají jako ventilátory podvozku s nízkou spotřebou energie. Jsou napájeny stejnosměrným proudem. Tito fanoušci se také nazývají 3-pin fanoušci, protože přicházejí s 3 kolíky. 3 kolíky jsou napájecí kolík (obvykle 12 V DC), uzemňovací kolík a signální kolík. U stejnosměrných ventilátorů může být napájení z regulovaného stejnosměrného zdroje nebo z kolíků záhlaví základní desky. Signální kolík shromažďuje informace o rychlosti otáčení ventilátoru (výstup otáčkoměru), i když není implementována žádná regulace rychlosti. Některé počítače monitorují signální kolík a signalizují upozornění, když selže provoz ventilátoru.

PWM ventilátor se také nazývá 4-pinový ventilátor

PWM ventilátor

pokud chcete měnit rychlost stejnosměrných ventilátorů, jedinou možností je změnit vstupní stejnosměrný zdroj. Stejnosměrné napájení může být sníženo pod 12 V pro nižší rychlosti. Stále existují omezení v procentuálním snížení rychlosti stejnosměrných ventilátorů. Všechny stejnosměrné ventilátory jsou specifikovány s minimálním prahovým napětím; pokud napětí klesne pod prahovou hodnotu, ventilátor se začne zastavovat. Pro nepřetržitý spřádací pohyb musí být toto minimální napětí dodáno.

řízení stejnosměrného napětí je způsob, jak měnit otáčky stejnosměrného ventilátoru, a to může být realizováno začleněním odporů do napájecího drátu. Pokles napětí napříč sériovým odporem snižuje napětí dosahující napájecího kolíku ventilátoru a automaticky zpomaluje rychlost ventilátoru. Pokud je připojený odpor variabilní, lze rychlost ventilátoru měnit, dokud se nezastaví při minimálním prahovém napětí. V současné době jsou pro tento typ řízení otáček stejnosměrného ventilátoru k dispozici samostatné regulátory ventilátorů s knoflíky.

PWM ventilátory nebo 4-Pin ventilátory

Pulse width modulation (PWM) ventilátory jsou DC ventilátory s extra drátem pro PWM. Ventilátory PWM jsou 4pinové ventilátory, kde čtvrtý vodič vysílá signál PWM do motoru ventilátoru. Signál PWM je řídicí vstup ventilátoru PWM. Řídicí vstup je obvykle výstup s otevřeným odtokem nebo otevřeným kolektorem s vytažením 5 V nebo 3.3 V. Řídicí signály PWM jsou čtvercové vlny vysoké frekvence, obvykle 25kHz nebo vyšší, aby hluk z ventilátoru nad slyšitelným rozsahem člověka. Signál PWM může spustit nebo zastavit motor v závislosti na jeho vysokém a nízkém stavu. Když je signál PWM vysoký, motor běží, jinak je motor stacionární.

pracovní cyklus signálu PWM řídí otáčky motoru ventilátoru. Motor bude dodáván s 12 V po celou dobu, pracovní cyklus signálu PWM však rozhoduje o tom, jak dlouho má ventilátor běžet nebo ne. Pracovní cyklus 40% udržuje ventilátor zapnutý po dobu 40% z celkového časového období signálu PWM a dalších 60% času zůstane vypnutý. Změna rychlosti ventilátorů chlazení je v rozmezí 30-100% jmenovitých otáček, přičemž technika PWM a minimální rychlost dosažená ventilátory PWM jsou mnohem nižší než ventilátory DC. Teplota podvozku a CPU jsou dva faktory, které ovlivňují rychlost chladicích ventilátorů. Nové technologické pokroky přinesly firmware a software řízené ventilátory PWM, kde je rychlost řízena podle teploty procesoru nebo pouzdra. Ventilátory PWM jsou běžně považovány za chladiče CPU s vyšší spotřebou energie.

DC ventilátor

PWM Fan

3-pin ventilátor

4-pin ventilátor

řízení napětí

PWM control

napájecí napětí se mění pro regulaci rychlosti

napájecí napětí je po celou dobu provozu konstantní, pracovní cyklus signálu PWM řídí otáčky ventilátoru

přesné řízení rychlosti je obtížné

bezproblémové řízení rychlosti

omezeno snížením rychlosti pod úroveň, která odpovídá minimálnímu prahovému napětí

minimální dosažená rychlost může být nižší než ventilátory DC

rychlost může být snížena až na 40% jmenovité rychlosti

nejnižší rychlost může být menší než 20% jmenovité rychlosti

možnost zastavení motoru pod minimální prahové napětí

žádná šance na zastavení motoru

běžně se používá jako ventilátory podvozku s nízkým spotřeba energie

běžně se používá jako chladič CPU s vyšší spotřebou energie

srovnání mezi ventilátory DC a ventilátory PWM

pokud chcete implementovat ventilátory PWM nebo ventilátory DC pro řízení rychlosti chladicího ventilátoru počítače, mohou vám pomoci nástroje pro návrh a analýzu PCB od Cadence. OrCAD software od Cadence vám může poskytnout širší pohled na řízení stejnosměrného napětí nebo řízení pracovního cyklu. Pokud se chcete dozvědět více o tom, jak má Cadence pro vás řešení, promluvte si s námi a naším týmem odborníků.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.