Pwm: pentru ce este vorba și pentru ce este vorba în fani

Ceva care sigur că puțini oameni știu deja ceea ce aproape nimeni nu observă în ceea ce privește caracteristicile ventilatoarelor de PC este în funcția PWM, pentru care trebuie să aveți cunoștințe importante legate de partea tehnică de calcul. Cu toate acestea, utilizatorii de computere sunt mai obișnuiți cu această funcție decât credem.

Sarcinile efectuate de PWM se execută în fundal și fără a fi observate, deși avantajele sale sunt vizibile pe calculatoarele pe care le folosim.

În ultimii ani, producătorii de hardware au acordat o atenție deosebită posibilității ca viteza ventilatoarelor care răcește diverse dispozitive electronice, cum ar fi computerele, să poată fi controlată eficient prin circuitele integrate ale componentelor. personală.

Evoluția pe care tehnologia folosită de ventilatoarele electrice pe care le regăsim în echipamentele electronice de astăzi este foarte importantă. Ventilatoare utilizate de mai mulți ani și care, la rândul lor, au fost modificate pentru a oferi tot mai multe avantaje.

Dar acest lucru nu a fost întotdeauna, deoarece până nu cu mulți ani în urmă, posibilitatea ca un computer să tacă și să includă o funcție de control al vitezei ventilatoarelor nu era prezentă în niciun model.

Cu câțiva ani în urmă, nu am găsit nicio formă de răcire activă pe computerele x86, în principal pentru că nu au generat exces de căldură în interiorul carcaselor PC. Dar acest lucru a început să se schimbe odată cu primele 486 de computere, care au necesitat mai multe resurse pentru a efectua tot mai multe sarcini.

Din acel moment și până astăzi, calculatoarele au început să consume din ce în ce mai multă energie și să genereze, de asemenea, mai multă căldură, deși au început să obțină și randamente mai mari.

Pentru toate acestea, pe lângă evoluția componentelor, sistemele de răcire au suferit și modificări și evoluții importante, în principal în ceea ce privește modul de control al vitezei ventilatoarelor, ceea ce se face prin PWM.

Printr-un simplu „volt mod”, cu care puteți selecta 5, 7 sau 12V dintr-un conector Molex clasic, puteți controla viteza fanilor în urmă cu câțiva ani.

Ulterior, rezistențele au început să fie utilizate pentru a scădea viteza ventilatoarelor, precum și utilizarea potențiometrelor și a rezistențelor termice, exercitând astfel un control manual al vitezelor. Cunoscutul reobob.

În prezent, dacă doriți să controlați viteza ventilatoarelor și a pompelor, cea mai utilizată și eficientă opțiune este controlul PWM sau utilizarea de drivere de la producători precum Corsair sau NZXT pentru a gestiona viteza fanilor noștri prin software sau BIOS..

Indice de conținut

caracter

Astăzi, producătorii își lansează plăcile de bază din gama medie, echipate cu o antetă PWM cu 4 pini. Pentru un buget mai mare, plăcile de bază de înaltă calitate includ patru sau mai mulți conectori cu 4 pini care controlează viteza sistemelor de răcire ale echipamentului.

În ciuda acestei evoluții, există încă multe persoane care nu știu despre această funcție a plăcii de bază apărută în 2003 sau care nu o iau în calcul la cumpărarea unui computer. Și mai surprinzător este faptul că astăzi mai putem găsi producători de fani care își creează componentele, inclusiv conectori învechiți cu 3 pini.

Din acest motiv, vom explica ce este controlul PWM, cum gestionează viteza pompelor și ventilatoarelor și ce avantaje se obțin prin știința utilizării acestei funcții, care este încă ignorată de majoritatea utilizatorilor.

Cum funcționează PWM

Funcționarea PWM are nevoie de un circuit care să aibă piese care îndeplinesc diferite funcții. În acest circuit, comparatorul funcționează ca o legătură și este format dintr-o ieșire și două intrări diferite.

Când efectuați configurația, rețineți că una dintre cele două intrări va avea grijă să ofere spațiu semnalului modulatorului. Pe de altă parte, a doua intrare trebuie să fie atașată la un oscilator de tip ferăstrău, astfel încât funcția să poată fi îndeplinită corect.

Semnalul furnizat de oscilatorul cu dinți este ceea ce stabilește ieșirea de frecvență. De-a lungul anilor, sistemul PWM a dovedit deja că funcționează corect, ceea ce îl face o caracteristică larg utilizată atunci când vine vorba de gestionarea disponibilității resurselor energetice.

Tipuri de ventilatoare pentru PC

Ținând cont de numărul de cabluri cu care un ventilator provine din fabrică, este posibil să le diferențiați în funcție de trei tipuri principale de conexiuni.

1. Dacă vin doar cu două fire la sol, acești fani au conexiuni pozitive și negative. Al doilea grup de fani vine cu trei fire; doi sunt responsabili de alimentarea ventilatorului, în timp ce al treilea poartă semnalul tach, cunoscut și sub denumirea de "Tach". Prin acest al treilea cablu, un semnal cu o frecvență egală poate fi transferat la viteza ventilatorului, care este măsurată în RPM (revoluții pe minut). Ultimul tip de ventilatoare vine cu patru cabluri și sunt ceea ce cunoaștem ca "fani PWM". Un fir este împământat, cel de-al doilea este responsabil pentru putere, al treilea contează RPM, iar al patrulea transferă impulsuri în ventilator.

Utilizări control PWM

Deși s-ar putea crede că termenul PWM (Pulse Width Modulation) sau Pulse Width Modulation, în limba spaniolă, este puțin utilizat, adevărul este că este de obicei utilizat pe scară largă în domenii precum inginerie electrică și poate fi util în diverse sectoare, cum ar fi în telecomunicații, dispozitive servo motor, echipamente audio și multe altele.

În cele din urmă, PWM îndeplinește funcția de un comutator, pornind și oprit continuu, reglând astfel cantitatea de putere pe care o primește motorul pompei sau ventilatorul.

Acest motor este o parte fundamentală pentru un sistem PWM însărcinat cu controlul vitezei pompelor și ventilatoarelor, care funcționează la + 12V (putere maximă) sau 0V (putere zero).

Vitezele atinse de pompe și ventilatoare vor fi determinate direct de lățimea semnalului PWM, sau ceea ce este același, în momentul în care motorul rămâne pornit.

Pentru a ne face o idee, un ciclu de serviciu de 10% înseamnă că PWM va trimite câteva impulsuri de putere într-o anumită perioadă de timp, determinând motorul să funcționeze cu o viteză mică. Dimpotrivă, cu un ciclu de serviciu de 100%, un ventilator sau o pompă este acționat cu viteză maximă, adică cu o pornire continuă a motorului.

Răcire lichidă

Consumul de energie solicitat de pompele utilizate la răcirea cu apă este considerabil mai mare, motiv pentru care energia este conectată în mare parte la conectorul Molex, în timp ce celelalte două cabluri ale PWM și ale tahometrului sunt conectate la antetul plăcii de bază pentru a gestiona PWM, precum și viteza.

În cazul în care nu există semnal PWM în ventilatoare, atunci funcționarea va fi la puterea maximă, în timp ce pompele de răcire a lichidului vor avea o viteză medie. Cu alte cuvinte, dacă doriți să rulați pompa la putere maximă, va trebui să o conectați la un semnal PWM care este setat la 100% ciclu de serviciu.

Conexiune Molex în D5 Pump (Corsair Hydro X Series), deși poate fi achiziționată și cu o conexiune PWM cu 4 pini.

Ventilatoarele premium includ propriile drivere IC unice din miezul motorului care creează un semnal PWM înclinat în loc de un pătrat plat. Aceste ultime semnale tind să producă picături enervante în momentul în care viteza ventilatorului este minimă.

Acest zgomot enervant se datorează faptului că atunci când motorul primește o creștere bruscă a puterii, acest lucru determină mișcarea rotorului, generând astfel aceste clicuri care uneori enervează utilizatorul.

Pentru a evita acest lucru, trebuie să recurgeți la utilizarea unor circuite integrate speciale, care vă vor asigura că aprinderea motorului este mai lină atunci când primiți un impuls.

De ce este atât de importantă PWM?

Este normal ca aproape toți ventilatorii dintr-un computer să se oprească atunci când tensiunea este setată la aproximativ 5V sau mai puțin. În aceste cazuri, ventilatoarele nu mai funcționează și nu se mai rotesc, motiv pentru care intervalul de viteză declarat al producătorului de fani este adesea realizabil numai cu ajutorul reglării PWM.

În acest fel, prin controlul PWM, ventilatoarele pot fi făcute să funcționeze cu viteze foarte mici, în jur de 300 - 600 RPM.

Când aceste viteze sunt atinse fără ca ventilatoarele să se oprească, obțineți o funcționare cu adevărat liniștită, în plus, cu ajutorul controlului PWM, acestea pot fi oprite dacă utilizatorul dorește.

O altă caracteristică interesantă despre controlul PWM este că, cu un semnal simplu, este posibil să controlați toți fanii. Având în vedere că ventilatoarele primesc 12 volți în mod continuu, se pot folosi separatoare speciale pentru a trimite un semnal PWM tuturor pompelor și ventilatoarelor din echipament. În acest fel se realizează o armonie în funcționarea tuturor ventilatoarelor și pompelor.

În prezent, producătorii de plăci de bază acordă din ce în ce mai multă relevanță subiectului reglementării PWM, motiv pentru care există pe piață configurații foarte solide și detaliate care facilitează utilizarea mai ușoară și mai ușoară a acestei resurse.

Cu ajutorul PWM nu vor fi zgomote mai enervante atunci când componentele echipamentului sunt complet funcționale, deoarece vor putea lucra la viteze mici, precum și vor regla curba ciclului de funcționare PWM pe baza temperaturilor.

Avantajele controlului PWM

Utilizarea unui regulator în viteza pompelor și a ventilatoarelor ne poate avantaja în mai multe aspecte:

• Un ventilator care rulează cu o viteză mai lentă produce mai puține zgomote enervante.Acționând la o viteză lentă, ventilatorul consumă mai puțină energie.Vitezele mici ale ventilatorului își cresc viața și performanța.

Dar, mai presus de toate, cel mai mare avantaj obținut cu controlul PWM este nivelul ridicat de eficiență, funcționarea simplă și costul redus al implementării acestuia, ținând cont de faptul că ventilatorul va rămâne complet pornit sau oprit.

Există mai multe motive pentru care controlul PWM continuă să fie nu numai un sistem extrem de popular, ci și unul extrem de eficient.

Este un fapt faptul că motoarele în ansamblu, dar motoarele cu curent continuu, în special, acționează foarte repede la controlul PWM, permițându-le, de exemplu, să își regleze viteza în câteva secunde când primesc semnalul PWM. De asemenea, aceste semnale care controlează viteza motoarelor sunt foarte rapide, în special atunci când nu este nevoie de calcul sau nu.

Când viteza implicită PWN este combinată cu receptivitatea motorului, eficiența de înaltă calitate este obținută de la controlerele PWM, în special în aplicațiile sensibile la temperatură ridicată și necesită schimbări de temperatură instant.

Dezavantaje ale controlului PWM

Printre punctele negative care pot fi găsite la controlul PWM, trebuie menționat faptul că informațiile conținute în tahometru sunt limitate la primirea semnalului PWM, deoarece puterea nu ajunge întotdeauna la ventilator.

Cu toate acestea, este posibilă preluarea acestor informații din tahometru folosind o tehnică denumită în mod obișnuit „întinderea pulsului”, care presupune pornirea ventilatorului atât timp cât este necesar pentru a colecta informațiile tahometrului. Acest lucru poate duce la o creștere a zgomotului generat de ventilator.

Un alt dezavantaj al PWM cu frecvență joasă este legat de zgomotul generat de comutare. Adică, atunci când ventilatoarele sunt continuu pornite și oprite, există potențial de zgomot. Același lucru este valabil și pentru viteza acestei comutări, care, dacă nu devine rapid, o clipire poate deveni vizibilă.

În cele din urmă, atât prețul acestui regulament, cât și problemele de interferență cauzate de frecvența radio sunt, de asemenea, puncte negative.

Cuvinte finale și concluzii despre conexiunea PWM

Dacă ne concentrăm asupra aspectelor de fiabilitate, zgomot acustic și eficiență energetică, nu există nici o îndoială că cea mai bună modalitate de reglare a vitezei ventilatorului este utilizarea unei unități PWM cu o frecvență mai mare de 20 kHz.

La fel cum elimină cerințele pentru întinderea zgomotului pulsului și zgomotele de comutare enervante asociate cu unități PWM cu frecvență joasă, acesta are o gamă de control mult mai largă decât oferă alte comenzi PWM.

Prin intermediul controlului PWM de înaltă frecvență, este posibil ca ventilatorul să funcționeze la viteze minime, aproape de 10% din puterea maximă, contrar vitezei minime pe care o poate atinge un ventilator cu control liniar, putând funcționa în acest caz la 50% din viteza maximă.

Controlul PWM este extrem de benefic în ceea ce privește consumul de energie, deoarece ventilatoarele rulează continuu sau opresc.

Vă recomandăm să citiți:

În cele din urmă, datorită faptului că un ventilator poate funcționa cu viteză foarte mică cu control PWM, durata sa utilă crește, la fel și fiabilitatea sistemului.