PCB設計と解析

主な注意事項

  • 冷却ファンはCPUを冷却し、包装を換気するので、コンピュータハードウェアの重大な部分である。

  • DCファンには、安定化されたDC電源またはマザーボードヘッダピンからのDC電源が供給されます。 これらのファンは、電源ピン(通常は12V DC)、グラウンドピン、および信号ピンの3つのピンが付属しているため、3ピンファンとも呼ばれます。

  • PWMファンはPWMのための余分ワイヤーが付いているDCファンである。 PWMファンは4ピンファンで、4本目のワイヤがファンモータにPWM信号を送信します。 PWM信号はPWMファンの制御入力です。

冷却パッドは、USBを使用してラップトップに外部接続されています

ラップトップ用冷却パッド

冷却ファンは、CPUを冷却し、ケーシングを換気し、コンピュー 彼らはプロセッサのための承認された冷却機構の一つであるとして、すべてのコンピュータは、内蔵のファンを持っています。 コンピュータのファンは包囲されたからの涼しい空気を集め、暖かい空気を外に排出します。 それらはまたそれらを渡る空気の分配によって脱熱器の働きを助ける。 ここでは,パルス幅変調(PWM)ファンとD Cファンの二つのタイプの冷却ファンについて論じた。

DCファンは3ピンファンとも呼ばれます

DCファン

コンピュータのPWM対DCファン

ノートパソコンで作業しているとき、発生する熱の変化 放熱のこの変化は、多くの場合、冷却ファンとその速度に関する質問につながります。 ラップトップの熱が少ない場合は、フルスピードでファンを実行する必要はあまりありません。 ただし、ラップトップが非常に高温の場合、コンピュータには追加のファンが必要になる場合があります。 冷却ファンの速度制御は大いに議論されたトピックであり、PWMファンおよびDCファンは最も頻繁に論議された解決である。

DCファンまたは3ピンファン

一般に、DCファンは低消費電力のシャーシファンとして使用されています。 それらはDC電源と供給される。 これらのファンはまた3ピンと来るので、3ピンファンと呼ばれます。 3つのピンは、電源ピン(通常は12V DC)、グランドピン、および信号ピンです。 DCファンでは、電源は安定化されたDCソースまたはマザーボードヘッダピンから供給することができます。 信号ピンは、速度制御が実装されていない場合でも、ファンの回転速度(タコメーター出力)に関する情報を収集します。 一部のコンピュータは、信号ピンを監視し、ファンの動作が失敗したときに警告を通知します。

PWMファンは4ピンファンとも呼ばれます

PWMファン

DCファンの速度を変えたい場合、唯一のオプションは入力DC電源を変えることです。 DC電源は低速のための12ボルトの下で減らすことができる。 DCファンの速度の低下率にはまだ制限があります。 すべてのDCファンは最低の境界の電圧評価と指定されます;電圧が境界の下で下る場合、ファンは停止し始めます。 連続的な回転の動きのために、この最低の電圧は供給される必要があります。

DC電圧制御は、DCファン速度を変化させる方法であり、これは電源ワイヤに抵抗を組み込むことによって実現することができます。 直列抵抗の両端の電圧降下は、ファン電源ピンに到達する電圧を減少させ、ファンの速度を自動的に遅くします。 接続された抵抗が可変のものであれば、ファン速度は最小スレッショルド電圧で停止するまで変化させることができます。 この頃は、ノブが付いている独立ファンのコントローラーはこのタイプのDCファンの速度制御のために利用できる。

PWMファンまたは4ピンファン

パルス幅変調(PWM)ファンは、PWM用の余分なワイヤを備えたDCファンです。 PWMファンは、4本目のワイヤがファンモータにPWM信号を送信する4ピンファンです。 PWM信号はPWMファンの制御入力です。 制御入力は、通常、5Vまたは3.3Vのプルアップを備えたオープンドレイン出力またはオープンコレクタ出力です。 PWM制御信号は高周波の方形波であり、通常は25kHz以上であり、ファンからの騒音を人間の可聴範囲よりも上にします。 PWM信号は、モーターのハイ状態とロー状態に応じて、モーターを起動または停止することができます。 PWM信号がハイのとき、モーターは動きます、さもなければ、モーターは静止しています。

PWM信号のデューティサイクルは、ファンモータの速度を制御します。 モータには12Vが供給されますが、PWM信号のデューティサイクルによって、ファンがどれくらいの時間稼働するかが決まります。 デューティサイクルが40%の場合、ファンはPWM信号の全期間の40%の間オンになり、残りの60%の時間はオフのままになります。 冷却ファンの速度変動は定格速度の30-100%以内であり、PWM技術とPWMファンによって達成される最小速度はDCファンよりもはるかに低い。 シャーシとCPUの温度は、冷却ファンの速度に影響を与える2つの要因です。 新技術の進歩は速度がCPUか場合の温度に従って制御されるファームウェアおよびソフトウェアによって制御されるPWMファンを持って来ました。 PWMファンは、一般的に、より高い消費電力を有するCPUクーラーとして見られています。

DCファン

PWMファン

3-ピンファン

4-ピンファン

電圧制御

PWM制御

供給電圧は速度制御のために変わります

供給電圧は操作中一定しています、PWM信号の使用率はファンの速度を制御します

精密な速度制御は困難です

シームレスな速度制御

最小しきい値電圧に相当する以下の速度を低下させることに制限されています

達成される最低速度はDCファンの下である場合もあります

速度は定格速度の40%まで下げることができます

最低速度は定格速度の20%未満にすることができます

モーターが最低の境界の電圧の下で失速する可能性

モーター失速のチャンス無し

低いのシャーシファンとして一般的 パワー消費量

消費電力が高いCPUクーラーとして一般的に使用されています

DCファンとPWMファンの比較

コンピュータの冷却ファンの速度を制御するためにPWMファンまたはDCファンを実装する場合は、CadenceのPCB設計および解析ツー CadenceのOrCADソフトウェアはDC電圧制御または使用率制御のより広い展望を与えることができる。 Cadenceがどのようにソリューションを提供しているかについて詳しく知りたい場合は、当社および当社の専門家チームにお問い合わせください。

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