Wichtige Erkenntnisse
-
Lüfter sind ein wichtiger Bestandteil der Computerhardware, da sie die CPU kühlen und das Gehäuse lüften.
-
DC-Lüfter werden mit Gleichstrom von geregelten DC-Versorgungs- oder Motherboard-Header-Pins versorgt. Diese Lüfter werden auch als 3-polige Lüfter bezeichnet, da sie über 3 Pins verfügen: einen Versorgungspin (normalerweise 12 V DC), einen Massepin und einen Signalpin.
-
PWM-Lüfter sind DC-Lüfter mit einem zusätzlichen Kabel für PWM. PWM-Lüfter sind 4-polige Lüfter, wobei der vierte Draht ein PWM-Signal an den Lüftermotor sendet. Das PWM-Signal ist der Steuereingang des PWM-Lüfters.
Ein Cooling Pad für Laptop
Lüfter sind ein wichtiger Bestandteil der Computerhardware, da sie die CPU kühlen und das Gehäuse lüften, wodurch eine aktive Kühlung in Computern ermöglicht wird. Alle Computer verfügen über eingebaute Lüfter, da sie einer der zugelassenen Kühlmechanismen für Prozessoren sind. Die Lüfter in Computern sammeln kühle Luft aus der Umgebung und vertreiben die warme Luft nach draußen. Sie unterstützen auch das Arbeiten von Kühlkörpern, indem sie Luft über sie verteilen. Hier diskutieren wir zwei Arten von Lüftern – pulsweitenmodulierte (PWM) Lüfter und DC-Lüfter.
DC fan
PWM vs. DC Fans in Computer
Wenn sie sind arbeits auf einem laptop, sie könnte beobachten variationen in die wärme produziert. Diese Variation der Wärmeableitung führt häufig zu Fragen zu Lüftern und deren Geschwindigkeit. Wenn die Wärme des Laptops geringer ist, muss der Lüfter nicht mit voller Geschwindigkeit betrieben werden. Wenn der Laptop jedoch extrem heiß ist, benötigt der Computer möglicherweise sogar zusätzliche Lüfter. Die Drehzahlregelung von Lüftern ist ein viel diskutiertes Thema und PWM-Lüfter und DC-Lüfter sind die am häufigsten diskutierten Lösungen.
DC-Lüfter oder 3-polige Lüfter
Im Allgemeinen werden DC-Lüfter als Gehäuselüfter mit geringem Stromverbrauch verwendet. Sie werden mit Gleichstrom versorgt. Diese Lüfter werden auch als 3-Pin-Lüfter bezeichnet, da sie mit 3 Pins geliefert werden. Die 3 pins sind die versorgung pin (in der regel 12 V DC), boden pin, und ein signal pin. Bei Gleichstromlüftern kann die Stromversorgung von einer geregelten Gleichstromquelle oder von den Motherboard-Header-Pins erfolgen. Der Signalstift sammelt die Informationen über die Drehzahl des Lüfters (Tachometerausgang), auch wenn keine Drehzahlregelung implementiert ist. Einige Computer überwachen den Signalpin und signalisieren eine Warnung, wenn der Lüfterbetrieb fehlschlägt.
PWM fan
Wenn sie wollen zu variieren die geschwindigkeit von DC fans, die nur option ist zu variieren die eingang DC liefern. Die Gleichstromversorgung kann für niedrigere Drehzahlen unter 12 V reduziert werden. Es gibt immer noch Einschränkungen bei der prozentualen Verringerung der Geschwindigkeit von Gleichstromlüftern. Alle DC-Fans werden mit einer minimalen Schwellenspannungsbewertung spezifiziert; wenn die Spannung unter die Schwelle fällt, fängt der Fan an zu blockieren. Für eine kontinuierliche Spinnbewegung muss diese Mindestspannung zugeführt werden.
Die Gleichspannungsregelung ist die Methode zum Variieren der Gleichstromlüfterdrehzahl, die durch Einbau von Widerständen in das Versorgungskabel implementiert werden kann. Der Spannungsabfall am Vorwiderstand verringert die Spannung, die den Lüfterversorgungsstift erreicht, wodurch die Drehzahl des Lüfters automatisch verlangsamt wird. Wenn der angeschlossene Widerstand variabel ist, kann die Lüfterdrehzahl variiert werden, bis sie bei einer minimalen Schwellenspannung zum Stillstand kommt. Heutzutage sind Standalone-Lüfterregler mit Knöpfen für diese Art der DC-Lüfterdrehzahlregelung verfügbar.
PWM-Lüfter oder 4-polige Lüfter
PWM-Lüfter (Pulsweitenmodulation) sind DC-Lüfter mit einem zusätzlichen Kabel für PWM. PWM-Lüfter sind 4-polige Lüfter, bei denen der vierte Draht ein PWM-Signal an den Lüftermotor sendet. Das PWM-Signal ist der Steuereingang des PWM-Lüfters. Der Steuereingang ist normalerweise ein Open-Drain- oder Open-Collector-Ausgang mit einem Pull-Up von 5 V oder 3,3 V. Die PWM-Steuersignale sind Rechteckwellen mit hoher Frequenz, normalerweise 25 kHz oder höher, um das Geräusch des Lüfters über dem hörbaren menschlichen Bereich zu erzeugen. Das PWM-Signal kann den Motor je nach High- und Low-Zustand starten oder stoppen. Wenn das PWM-Signal hoch ist, läuft der Motor, andernfalls steht der Motor still.
Das Tastverhältnis des PWM-Signals steuert die Drehzahl des Lüftermotors. Der Motor wird durchgehend mit 12 V versorgt, das Tastverhältnis des PWM-Signals entscheidet jedoch darüber, wie lange der Lüfter laufen soll oder nicht. Ein Tastverhältnis von 40% hält den Lüfter für 40% der Gesamtzeit des PWM-Signals eingeschaltet und die anderen 60% der Zeit bleibt er ausgeschaltet. Die geschwindigkeit variation von lüfter ist innerhalb von 30-100% der nenndrehzahl, mit die PWM technik und die minimale geschwindigkeit erreicht durch PWM fans als viel niedriger als DC fans. Die Chassis- und CPU-Temperatur sind die beiden Faktoren, die die Geschwindigkeit der Lüfter beeinflussen. Die neuen technologischen Fortschritte haben Firmware- und softwaregesteuerte PWM-Lüfter gebracht, bei denen die Geschwindigkeit entsprechend der CPU- oder Gehäusetemperatur gesteuert wird. Die PWM-Lüfter werden allgemein als CPU-Kühler mit höherem Stromverbrauch angesehen.
Vergleich zwischen DC-Lüftern und PWM-Lüftern
Wenn Sie PWM-Lüfter oder DC-Lüfter implementieren möchten, um die Geschwindigkeit des Lüfters Ihres Computers zu steuern, können die PCB-Design- und Analyse-Tools von Cadence helfen. Die OrCAD-Software von Cadence kann Ihnen einen umfassenderen Überblick über die Gleichspannungsregelung oder die Arbeitszyklussteuerung geben. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Cadence die Lösung für Sie hat, sprechen Sie mit uns und unserem Expertenteam.