Pwm: kaj je to in za kaj gre pri oboževalcih

Nekaj, kar zagotovo malo ljudi že ve, česar skoraj nihče ne opazi glede značilnosti PC ventilatorjev, je v funkciji PWM, za kar morate imeti pomembno znanje v zvezi s tehničnim delom računalništva. Vendar so uporabniki računalnikov na to funkcijo bolj vajeni, kot si mislimo.

Naloge, ki jih izvaja PWM, tečejo v ozadju in ne da bi jih opazili, čeprav so njegove prednosti vidne na računalnikih, ki jih uporabljamo.

V zadnjih letih so proizvajalci strojne opreme posebno pozornost namenili možnosti, da je mogoče hitrost ventilatorjev, ki hladijo različne elektronske naprave, kot so računalniki, učinkovito nadzorovati s pomočjo integriranih vezij komponent. osebno.

Razvoj, ki ga uporablja tehnologija električnih ventilatorjev, ki jo najdemo v današnji elektronski opremi, je zelo pomemben. Ventilatorji, ki se uporabljajo že vrsto let in ki so bili spremenjeni, ponujajo vedno več prednosti.

A to ni bilo vedno tako, saj do pred mnogimi leti možnost, da je računalnik tiho in da vključuje funkcijo za nadzor hitrosti ventilatorjev, ni bila prisotna v nobenem modelu.

Pred nekaj leti na računalnikih x86 nismo našli nobene oblike aktivnega hlajenja, predvsem zato, ker niso ustvarili odvečne toplote v ohišjih osebnih računalnikov. A to se je začelo spreminjati s prvimi 486 računalniki, ki so potrebovali več sredstev za opravljanje vedno več nalog.

Od takrat do danes so računalniki začeli porabljati vse več energije in tudi ustvarjati več toplote, čeprav so tudi oni začeli dosegati večje donose.

Zaradi vsega tega so hladilni sistemi poleg razvoja komponent doživeli tudi pomembne spremembe in evolucije, predvsem glede načina nadzora hitrosti ventilatorjev, kar poteka prek PWM.

S preprostim "volt mod", s katerim ste lahko iz klasičnega konektorja Molex izbrali 5, 7 ali 12 V, ste lahko pred nekaj leti nadzirali hitrost ventilatorjev.

Nato so se uporabili upori za zmanjševanje hitrosti ventilatorjev, pa tudi uporaba potenciometrov in toplotnih uporov, s čimer se izvaja ročno krmiljenje hitrosti. Znani rehobus.

Trenutno pa, če želite nadzirati hitrost ventilatorjev in črpalk, sta najpogostejša in najučinkovitejša možnost PWM nadzor ali uporaba gonilnikov proizvajalcev, kot sta Corsair ali NZXT, za upravljanje hitrosti naših ventilatorjev s pomočjo programske opreme ali BIOS-a..

Kazalo vsebine

Lik

Danes proizvajalci lansirajo matične plošče srednjega razreda, opremljene z vsaj 4-polno PWM glavo. Za večji proračun matične plošče višjega razreda vključujejo štiri ali več 4-polnih konektorjev, ki nadzorujejo hitrost hladilnih sistemov opreme.

Kljub temu razvoju še vedno obstaja veliko ljudi, ki ne vedo za to funkcijo matične plošče, ki se je pojavila leta 2003, ali je ne upoštevajo pri nakupu računalnika. Še bolj presenetljivo je, da danes še vedno lahko najdemo proizvajalce ventilatorjev, ki ustvarjajo svoje sestavne dele, vključno s zastarelimi 3-pinski priključki.

Zaradi tega bomo razložili, kaj je krmiljenje PWM, kako upravlja s hitrostjo črpalk in ventilatorjev in kakšne prednosti dobimo z vednostjo uporabe te funkcije, ki jo večina uporabnikov še vedno ignorira.

Kako deluje PWM

Za delovanje PWM je potrebno vezje, ki ima vsak del, ki izpolnjuje različne funkcije. V tem vezju primerjalnik deluje kot vez in je sestavljen iz enega izhoda in dveh različnih vhodov.

Pri konfiguraciji ne pozabite, da bo eden od obeh vhodov poskrbel za oddajo prostora signalu modulatorja. Na drugi strani je treba drugi vhod pritrditi na oscilator tipa žage, da lahko funkcijo pravilno izvajate.

Signal, ki ga daje zobat oscilator, je tisto, kar nastavi frekvenčni izhod. Z leti je sistem PWM že dokazal, da deluje pravilno, zaradi česar je široko uporabljana funkcija upravljanja razpoložljivosti energetskih virov.

Vrste ventilatorjev PC

Ob upoštevanju števila kablov, s katerimi ventilator prihaja iz tovarne, jih je mogoče ločiti glede na tri glavne vrste priključkov.

1. Če imajo samo dve ozemljitveni žici, imajo ti ventilatorji pozitivne in negativne povezave. Druga skupina ventilatorjev ima tri žice; dva sta odgovorna za napajanje ventilatorja, tretji pa prenaša tach signal, znan tudi kot "Tach". Preko tega tretjega kabla se lahko prenese signal enake frekvence s hitrostjo ventilatorja, ki se meri v RPM (vrtljaji na minuto). Zadnji tip ventilatorjev je s štirimi kabli in so ti, ki jih poznamo kot "PWM ventilatorji". Ena žica je ozemljena, druga je odgovorna za moč, tretja šteje RPM, četrta pa impulze prenaša na ventilator.

PWM Krmilne uporabe

Čeprav bi si morda mislili, da se v španščini izraz PWM (Pulse Width Modulacija) ali Pulse Width Modulacija malo uporablja, resnica je, da se običajno uporablja na področjih, kot je elektrotehnika, in je lahko uporaben v različnih sektorjih, kot so telekomunikacije, servo motorji, avdio oprema in še veliko več.

Na koncu PWM opravlja funkcijo stikala, ga nenehno vklaplja in izklaplja, s čimer prilagodi količino moči, ki jo dobi črpalka ali ventilator.

Ta motor je temeljni del sistema PWM, ki je odgovoren za nadzor hitrosti črpalk in ventilatorjev, ki deluje pri + 12V (polna moč) ali 0V (nič moči).

Hitrost, ki jo dosežejo črpalke in ventilatorji, bo neposredno določena s širino PWM signala ali s tem, ko bo motor vklopljen.

Da bi nam predstavili, 10-odstotni delovni cikel pomeni, da bo PWM v določenem času poslal nekaj impulzov moči, zaradi česar motor deluje pri nizki hitrosti. Nasprotno, s 100-odstotnim delovnim ciklom deluje ventilator ali črpalka z največjo hitrostjo, torej s stalnim zagonom motorja.

Tekoče hlajenje

Poraba energije, ki jo zahtevajo črpalke, ki se uporabljajo pri vodnem hlajenju, je bistveno večja, zato je energija večinoma povezana s priključkom Molex, druga dva kabla PWM in tahometra pa sta povezana na glavo matične plošče, da bi upravljali PWM in hitrost.

V primeru, da v ventilatorjih ni PWM signala, bo delovanje potekalo pri največji moči, črpalke s tekočino za hlajenje pa s povprečno hitrostjo. Z drugimi besedami, če želite črpalko zagnati s polno močjo, jo boste morali priključiti na PWM signal, ki je nastavljen na 100% delovni cikel.

Molex povezava v črpalki D5 (Corsair Hydro X Series), čeprav jo je mogoče kupiti tudi s 4-polnim priključkom PWM.

Ventilatorji Premium vključujejo svoje lastne edinstvene IC gonilnike znotraj jedra motorja, ki namesto ravnega kvadrata ustvarijo poševen PWM signal. Ti zadnji signali povzročajo moteče škripanje v trenutku, ko je hitrost ventilatorja minimalna.

Ta moteči hrup je posledica dejstva, da ko motor dobi naglo povečanje moči, to povzroči premikanje rotorja, kar ustvarja te klike, ki včasih motijo ​​uporabnika.

Če se želite temu izogniti, se morate zateči k uporabi posebnih integriranih vezij, ki bodo poskrbele, da bo pri vžiganju motorja vžig motorja nemotene.

Zakaj je PWM tako pomemben?

Normalno je, da se skoraj vsi ventilatorji v računalniku izklopijo, ko je napetost nastavljena na približno 5 V ali manj. V teh primerih ventilatorji prenehajo delovati in se ne vrtijo več, zato je navedeno hitrostno območje proizvajalca ventilatorjev pogosto dosegljivo le z uporabo regulacije PWM.

Tako lahko ventilatorji s pomočjo PWM krmiljenja delujejo pri zelo nizkih hitrostih, okrog 300 do 600 vrtljajev na minuto.

Ko dosežete te hitrosti, ne da bi se ventilatorji ustavili, dobite resnično tiho delovanje, plus s PWM-kontrolo jih je mogoče izklopiti, če uporabnik to želi.

Še ena zanimivost upravljanja PWM je, da je s preprostim signalom mogoče nadzorovati vse ventilatorje. Glede na to, da ventilatorji nenehno prejemajo 12 voltov, se lahko posebni razdelilniki uporabijo za PWM signal vsem črpalkam in ventilatorjem v opremi. Na ta način se doseže harmonija delovanja vseh ventilatorjev in črpalk.

Dandanes proizvajalci matičnih plošč vse bolj in bolj postavljajo vprašanje regulacije PWM, zato so na trgu zelo robustne in natančne konfiguracije, ki olajšajo uporabo tega vira.

S pomočjo PWM ne bo več motečih hrupov, ko bodo komponente opreme popolnoma delujoče, saj bodo lahko delovale pri nizkih hitrostih, kot tudi uravnavali krivuljo delovnega cikla PWM na podlagi temperaturnih odčitkov.

Prednosti upravljanja PWM

Uporaba regulatorja hitrosti črpalk in ventilatorjev nam lahko koristi v več vidikih:

• Ventilator, ki deluje z manjšo hitrostjo, proizvaja manj motečih zvokov, saj deluje pri počasni hitrosti, ventilator porabi manj energije, nizke hitrosti ventilatorja pa povečajo njegovo življenjsko dobo in zmogljivost.

Predvsem pa je največja prednost, pridobljena s krmilnikom PWM, njena visoka stopnja učinkovitosti, preprosto delovanje in nizki stroški njenega izvajanja, ob upoštevanju, da bo ventilator ostal popolnoma vklopljen ali izklopljen.

Obstaja več razlogov, zakaj nadzor nad PWM še naprej ni le zelo priljubljen sistem, ampak tudi zelo učinkovit.

Dejstvo je, da motorji kot celota, zlasti motorji z enosmernim tokom, zelo hitro delujejo na PWM krmiljenje, kar jim omogoča, da na primer prilagodijo svojo hitrost v nekaj sekundah, ko prejmejo signal PWM. Tudi ti signali, ki krmilijo hitrost motorjev, so zelo hitri, predvsem takrat, ko ni potrebno malo ali nič izračuna.

Ko je privzeta hitrost PWN združena z odzivnostjo motorja, se od regulatorjev PWM doseže visokokakovostna učinkovitost, zlasti v aplikacijah, ki so zelo občutljive na temperaturo in zahtevajo takojšnje spremembe temperature.

Slabosti upravljanja PWM

Med negativnimi točkami, ki jih lahko najdemo krmilniku PWM, je treba omeniti, da so informacije, ki jih vsebuje tahometer, pri sprejemanju PWM signala omejene, saj moč vedno ne doseže ventilatorja.

Vendar je mogoče te podatke iz tahometra pridobiti s tehniko, ki se običajno imenuje "raztezanje impulzov", ki vključuje vklop ventilatorja toliko časa, kot je potrebno za zbiranje podatkov tahometra. To lahko povzroči povečanje hrupa, ki ga ustvari ventilator.

Druga pomanjkljivost nizkofrekvenčnega PWM je povezana s hrupom, ki ga povzroča komutacija. Se pravi, ko ventilatorji nenehno vklapljajo in izklapljajo, obstaja možnost hrupa. Enako velja za hitrost tega preklopa, ki, če ne postane hitro, lahko utripa.

Nenazadnje so tudi cena te uredbe in težave z motnjami, ki jih povzroča radiofrekvenca.

Zaključne besede in zaključek o PWM povezavi

Če se osredotočimo na vidike zanesljivosti, zvočnega hrupa in energetske učinkovitosti, ni dvoma, da je najboljši način za regulacijo hitrosti ventilatorja uporaba enote PWM s frekvenco večjo od 20 kHz.

Tako kot odpravlja zahtevo po hrupnem raztezanju impulzov in motečih stikalnih hrupih, povezanih z nizkofrekvenčnimi PWM enotami, ima veliko širši nadzorni razpon, kot ga ponujajo druge vrste krmilnih sistemov PWM.

S pomočjo visokofrekvenčnega krmilja PWM je mogoče, da ventilator deluje pri minimalnih hitrostih, blizu 10% največje moči, v nasprotju z najmanjšo hitrostjo, ki bi jo lahko dosegel ventilator z linearnim krmiljenjem in bi lahko v tem primeru deloval pri 50% največje hitrosti.

PWM nadzor je zelo koristen v smislu porabe energije, saj ventilatorji nenehno delujejo ali izklapljajo.

Priporočamo branje:

Nazadnje, zahvaljujoč dejstvu, da lahko ventilator deluje z zelo nizko hitrostjo s krmiljenjem PWM, se njegova uporabna življenjska doba povečuje, kot tudi zanesljivost sistema.