Chiave Takeaways
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Le ventole di raffreddamento sono una parte vitale dell’hardware del computer, poiché raffreddano la CPU e ventilano l’involucro.
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I ventilatori DC sono forniti con alimentazione DC da alimentazione DC regolata o pin di intestazione della scheda madre. Queste ventole sono anche chiamate ventole a 3 pin, poiché sono dotate di 3 pin: un pin di alimentazione (solitamente 12 V DC), un pin di massa e un pin di segnale.
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Le ventole PWM sono ventole DC con un filo aggiuntivo per PWM. Le ventole PWM sono ventole a 4 pin, dove il quarto filo invia un segnale PWM al motore della ventola. Il segnale PWM è l’ingresso di controllo della ventola PWM.
Un pad di raffreddamento per laptop
Le ventole di raffreddamento sono una parte vitale dell’hardware del computer, poiché raffreddano la CPU e ventilano l’involucro, consentendo il raffreddamento attivo nei computer. Tutti i computer hanno ventilatori integrati, in quanto sono uno dei meccanismi di raffreddamento approvati per i processori. I ventilatori nei computer raccolgono aria fresca dall’ambiente ed espellono l’aria calda all’esterno. Aiutano anche il funzionamento dei dissipatori di calore distribuendo aria attraverso di loro. Qui, discutiamo due tipi di ventole di raffreddamento: ventole modulate a larghezza di impulso (PWM) e ventole DC.
DC fan
PWM vs DC Fan in Computer
Quando si lavora su un computer portatile, si potrebbe osservare variazioni nel calore prodotto. Questa variazione nella dissipazione del calore porta spesso a domande sulle ventole di raffreddamento e sulla loro velocità. Quando il calore del portatile è inferiore, non c’è molto bisogno di far funzionare la ventola a piena velocità. Tuttavia, se il laptop è estremamente caldo, il computer potrebbe anche aver bisogno di ulteriori fan. Il controllo della velocità delle ventole di raffreddamento è un argomento molto dibattuto e le ventole PWM e le ventole DC sono le soluzioni più frequentemente discusse.
Ventole CC o ventole a 3 pin
Generalmente, le ventole CC vengono utilizzate come ventole per chassis a basso consumo energetico. Sono forniti con alimentazione CC. Questi fan sono anche chiamati fan a 3 pin, in quanto sono dotati di 3 pin. I 3 pin sono il pin di alimentazione (di solito 12 V DC), il pin di massa e un pin di segnale. Nelle ventole DC, l’alimentazione può provenire da una sorgente DC regolata o dai pin dell’intestazione della scheda madre. Il pin del segnale raccoglie le informazioni sulla velocità di rotazione della ventola (uscita contagiri) anche quando non è implementato il controllo della velocità. Alcuni computer monitorano il pin del segnale e segnalano un avviso quando il funzionamento della ventola non riesce.
PWM fan
Se si desidera variare la velocità di DC fan, l’unica opzione è quella di variare l’ingresso DC di alimentazione. L’alimentazione DC può essere ridotta al di sotto di 12 V per velocità inferiori. Ci sono ancora limitazioni nella diminuzione percentuale della velocità delle ventole DC. Tutte le ventole DC sono specificate con una tensione di soglia minima; se la tensione scende al di sotto della soglia, la ventola inizia a bloccarsi. Per il movimento continuo di filatura, questa tensione minima deve essere fornita.
Il controllo della tensione CC è il metodo per variare la velocità della ventola CC e questo può essere implementato incorporando resistenze nel cavo di alimentazione. La caduta di tensione attraverso la resistenza di serie riduce la tensione che raggiunge il pin di alimentazione della ventola, rallentando automaticamente la velocità della ventola. Se il resistore collegato è variabile, la velocità della ventola può essere variata fino a quando non si blocca a una tensione di soglia minima. Al giorno d’oggi, controller di fan standalone con manopole sono disponibili per questo tipo di controllo della velocità della ventola DC.
PWM ventole o 4-Pin Ventole
Pulse width modulation (PWM) ventole sono DC ventole con un filo supplementare per PWM. Le ventole PWM sono ventole a 4 pin in cui il quarto filo invia un segnale PWM al motore della ventola. Il segnale PWM è l’ingresso di controllo della ventola PWM. L’ingresso di controllo è di solito un open-drain o open-collector uscita con un 5 V o 3.3 V pull-up. I segnali di controllo PWM sono onde quadrate ad alta frequenza, di solito 25 kHz o superiore, per rendere il rumore dalla ventola sopra la gamma umana udibile. Il segnale PWM può avviare o arrestare il motore, a seconda dello stato alto e basso di esso. Quando il segnale PWM è alto, il motore funziona, altrimenti il motore è fermo.
Il ciclo di lavoro del segnale PWM controlla la velocità del motore della ventola. Il motore sarà fornito con 12 V per tutto, tuttavia, il ciclo di lavoro del segnale PWM decide per quanto tempo la ventola deve essere in funzione o meno. Un ciclo di lavoro del 40% mantiene la ventola accesa per il 40% del periodo di tempo totale del segnale PWM e l’altro 60% del tempo rimarrà spento. La variazione di velocità delle ventole di raffreddamento è compresa tra il 30 e il 100% della velocità nominale, con la tecnica PWM e la velocità minima raggiunta dalle ventole PWM molto più basse delle ventole DC. Il telaio e la temperatura della CPU sono i due fattori che influenzano la velocità delle ventole di raffreddamento. I nuovi progressi tecnologici hanno portato firmware e ventilatori PWM controllati dal software, dove la velocità è controllata in base alla CPU o alla temperatura del caso. I ventilatori PWM sono comunemente visti come refrigeratori della CPU con un maggiore consumo energetico.
Confronto tra ventole DC e ventole PWM
Se si desidera implementare ventole PWM o ventole DC per controllare la velocità della ventola di raffreddamento del computer, gli strumenti di progettazione e analisi PCB di Cadence possono aiutare. Il software OrCAD di Cadence può darti una visione più ampia sul controllo della tensione CC o sul controllo del ciclo di lavoro. Se stai cercando di saperne di più su come Cadence ha la soluzione per te, parla con noi e con il nostro team di esperti.