Pwm: čo je to a na čo slúži fanúšikom

Niečo, čo už určite vie, čo si takmer nikto nevšimne z hľadiska charakteristík PC fanúšikov, je vo funkcii PWM, pre ktorú musíte mať dôležité vedomosti týkajúce sa technickej časti výpočtovej techniky. Používatelia počítačov sú však na túto funkciu zvyknutí viac, ako si myslíme.

Úlohy, ktoré vykonáva PWM, prebiehajú na pozadí a bez toho, aby boli zaznamenané, hoci jeho výhody sú viditeľné na počítačoch, ktoré používame.

V posledných rokoch výrobcovia hardvéru venovali osobitnú pozornosť možnosti, že rýchlosť ventilátorov, ktoré ochladzujú rôzne elektronické zariadenia, napríklad počítače, sa dá efektívne integrovať prostredníctvom integrovaných obvodov komponentov. osobné.

Vývoj, ktorý používajú technológie elektrických ventilátorov, ktoré nachádzame v dnešných elektronických zariadeniach, je veľmi dôležitý. Ventilátory, ktoré sa používajú už mnoho rokov a ktoré sa zas upravili tak, aby ponúkali stále viac výhod.

To však nebolo vždy tak, pretože až donedávna nie je v žiadnom modeli prítomná možnosť, že počítač mlčí a že zahŕňa funkciu ovládania rýchlosti ventilátorov.

Pred niekoľkými rokmi sme na počítačoch s procesorom x86 nenašli žiadnu formu aktívneho chladenia, hlavne preto, že nevytvorili prebytočné teplo vo vnútri skriniek PC. To sa však začalo meniť s prvými 486 počítačmi, ktoré vyžadovali viac zdrojov na vykonávanie stále väčšieho počtu úloh.

Od tej doby do dnešných dní počítače začali spotrebovávať viac a viac energie a tiež generovali viac tepla, aj keď tiež začali získavať vyššie výnosy.

Je to všetko preto, že okrem vývoja komponentov prešli chladiace systémy tiež dôležitými zmenami a vývojmi, najmä pokiaľ ide o spôsob regulácie rýchlosti ventilátorov, ktorý sa uskutočňuje prostredníctvom PWM.

Prostredníctvom jednoduchého „voltového módu“, pomocou ktorého ste si mohli vybrať 5, 7 alebo 12 V z klasického konektora Molex, ste mohli ovládať rýchlosť ventilátorov pred niekoľkými rokmi.

Následne sa začali používať odpory na zníženie rýchlosti ventilátorov, ako aj na použitie potenciometrov a tepelných odporov, čím sa vykonáva široká škála manuálnej regulácie rýchlosti. Známy rehabilitácia.

Ale v súčasnosti, ak hľadáte ovládanie rýchlosti ventilátorov a čerpadiel, najpoužívanejšou a najúčinnejšou možnosťou je riadenie PWM alebo použitie ovládačov od výrobcov ako Corsair alebo NZXT na riadenie rýchlosti našich fanúšikov pomocou softvéru alebo systému BIOS.,

Index obsahu

caracter

Dnes výrobcovia uvádzajú na trh svoje základné dosky strednej triedy vybavené aspoň 4-kolíkovou hlavičkou PWM. Hlavné dosky základnej dosky s vyšším rozpočtom obsahujú štyri alebo viac 4-kolíkových konektorov, ktoré regulujú rýchlosť chladiacich systémov zariadenia.

Napriek tomuto vývoju stále existuje veľa ľudí, ktorí nevedia o tejto funkcii základnej dosky, ktorá sa objavila v roku 2003, alebo ju nezohľadňujú pri kúpe počítača. Ešte prekvapivejšie je, že v súčasnosti môžeme nájsť výrobcov ventilátorov, ktorí vyrábajú svoje komponenty vrátane zastaraných 3-kolíkových konektorov.

Z tohto dôvodu vysvetlíme, čo je to PWM riadenie, ako riadi rýchlosť čerpadiel a ventilátorov a aké výhody získava tým, že vieme, ako používať túto funkciu, ktorú väčšina používateľov stále ignoruje.

Ako PWM funguje

Prevádzka PWM vyžaduje obvod, ktorý má časti, z ktorých každá plní rôzne funkcie. V tomto obvode pracuje komparátor ako prepojenie a pozostáva z jedného výstupu a dvoch rôznych vstupov.

Pri konfigurácii majte na pamäti, že jeden z dvoch vstupov sa postará o poskytnutie priestoru pre signál modulátora. Na druhej strane musí byť druhý vstup pripojený k oscilátoru typu pílových zubov, aby sa dala funkcia správne vykonávať.

Signál poskytovaný zubatým oscilátorom je to, čo nastavuje frekvenčný výstup. V priebehu rokov už systém PWM preukázal, že funguje správne, čo z neho robí široko používanú funkciu, pokiaľ ide o riadenie dostupnosti energetických zdrojov.

Typy PC fanúšikov

Berúc do úvahy počet káblov, s ktorými ventilátor prichádza z výroby, je možné ich rozlíšiť podľa troch hlavných typov pripojení.

1. Ak majú iba dva uzemňovacie vodiče, majú tieto kladné a záporné kontakty. Druhá skupina fanúšikov je dodávaná s tromi vodičmi; dve sú zodpovedné za napájanie ventilátora, zatiaľ čo tretí vysiela signál tach, známy aj ako „Tach“. Prostredníctvom tohto tretieho kábla je možné prenášať signál rovnakej frekvencie pri rýchlosti ventilátora, ktorá sa meria v otáčkach za minútu (RPM) (otáčky za minútu). Posledný typ ventilátorov sa dodáva so štyrmi káblami, ktoré označujeme ako „ventilátory PWM“., Jeden vodič je uzemnený, druhý je zodpovedný za napájanie, tretí počíta RPM a štvrtý prenáša impulzy do ventilátora.

Použitie riadenia PWM

Aj keď si môžete myslieť, že výraz PWM (Pulse Width Modulation) alebo Pulse Width Modulation, v španielčine, je málo používaný, pravda je taká, že sa zvyčajne používa v oblastiach ako elektrotechnika a môže byť užitočný v rôznych odvetviach, napríklad v telekomunikáciách, servomotoroch, zvukových zariadeniach a mnoho ďalších.

Nakoniec PWM vykonáva funkciu spínača, zapína ho a vypína nepretržite, čím upravuje množstvo energie, ktorú dostane motor čerpadla alebo ventilátor.

Tento motor je základnou súčasťou systému PWM zodpovedného za reguláciu otáčok čerpadiel a ventilátorov pracujúcich pri + 12 V (plný výkon) alebo 0V (nulový výkon).

Rýchlosti dosiahnuté čerpadlami a ventilátormi budú priamo determinované šírkou signálu PWM alebo tým, čo je rovnaké, v čase, keď motor zostane zapnutý.

Pre predstavu, 10% pracovný cyklus znamená, že PWM vyšle niekoľko impulzov energie v určitom časovom období, čo spôsobí, že motor bude bežať pri nízkych otáčkach. Naopak, pri 100% pracovnom cykle je ventilátor alebo čerpadlo prevádzkované pri maximálnych otáčkach, to znamená pri nepretržitom naštartovaní motora.

Kvapalné chladenie

Spotreba energie vyžadovaná čerpadlami používanými pri chladení vody je výrazne vyššia, preto je energia väčšinou pripojená k konektoru Molex, zatiaľ čo ostatné dva káble PWM a tachometer sú spojené do záhlavia základnej dosky za účelom riadenia PWM a rýchlosti.

V prípade, že vo ventilátoroch nie je signál PWM, potom bude prevádzka na maximálny výkon, zatiaľ čo čerpadlá na kvapalné chladenie budú mať priemernú rýchlosť. Inými slovami, ak chcete čerpadlo prevádzkovať na plný výkon, budete ho musieť pripojiť k signálu PWM nastavenému na 100% prevádzkový cyklus.

Pripojenie Molex v čerpadle D5 (Corsair Hydro X Series), hoci sa dá kúpiť aj so 4-kolíkovým PWM pripojením.

Prémioví fanúšikovia zahŕňajú svoje vlastné jedinečné ovládače IC v jadre motora, ktoré namiesto plochého štvorca vytvárajú šikmý signál PWM. Tieto posledné signály majú tendenciu vytvárať nepríjemné vŕzganie v okamihu, keď je rýchlosť ventilátora minimálna.

Tento nepríjemný hluk je spôsobený skutočnosťou, že keď motor dostane náhle zvýšenie výkonu, spôsobí to pohyb rotora, čím sa generujú tieto kliknutia, ktoré obťažujú užívateľa.

Aby ste tomu zabránili, musíte sa uchýliť k použitiu špeciálnych integrovaných obvodov, ktoré zaistia, že zapaľovanie motora bude pri prijímaní posilňovania plynulejšie.

Prečo je PWM tak dôležitý?

Je normálne, že takmer všetky ventilátory v počítači sa vypnú, keď je napätie nastavené na približne 5 V alebo menej. V týchto prípadoch prestanú ventilátory pracovať a prestanú sa otáčať, preto je rozsah otáčok stanovený výrobcom ventilátora často dosiahnuteľný iba pomocou regulácie PWM.

Týmto spôsobom je možné pomocou riadenia PWM dosiahnuť, aby ventilátory pracovali pri veľmi nízkych rýchlostiach, okolo 300 až 600 ot / min.

Keď sa tieto rýchlosti dosiahnu bez zastavenia ventilátorov, získate skutočne tichý chod a pomocou ovládania PWM ich možno podľa potreby vypnúť.

Ďalšou zaujímavou vlastnosťou ovládania PWM je to, že jednoduchým signálom je možné ovládať všetky ventilátory. Vzhľadom na to, že ventilátory prijímajú nepretržite 12 voltov, je možné použiť špeciálne rozbočovače na odosielanie signálu PWM do všetkých čerpadiel a ventilátorov v zariadení. Týmto spôsobom sa dosiahne súlad pri prevádzke všetkých ventilátorov a čerpadiel.

V súčasnosti dodávajú výrobcovia základných dosiek otázke regulácie PWM čoraz väčší význam, a preto sú na trhu veľmi robustné a podrobné konfigurácie, ktoré uľahčujú použitie tohto zdroja.

S pomocou PWM už nebudú viac nepríjemné zvuky, keď budú komponenty zariadenia plne funkčné, pretože budú schopné pracovať pri nízkych otáčkach a regulovať krivku pracovného cyklu PWM na základe odčítania teploty.

Výhody ovládania PWM

Použitie regulátora rýchlosti čerpadiel a ventilátorov môže byť pre nás prínosom v niekoľkých aspektoch:

• Ventilátor, ktorý beží pomalšie, vytvára menšie nepríjemné zvuky. Pri prevádzke pomalým prúdom spotrebúva ventilátor menej energie. Nízke rýchlosti ventilátora zvyšujú jeho životnosť a výkon.

Najdôležitejšia výhoda získaná pomocou riadenia PWM je však predovšetkým vysoká účinnosť, jednoduchá obsluha a nízke náklady na jeho implementáciu, pričom sa berie do úvahy, že ventilátor zostane úplne zapnutý alebo vypnutý.

Existuje niekoľko dôvodov, prečo PWM regulácia zostáva nielen veľmi populárnym, ale aj vysoko efektívnym systémom.

Je faktom, že motory ako celok, ale najmä jednosmerné motory, pôsobia veľmi rýchlo na riadenie PWM, čo im umožňuje napríklad upravovať svoju rýchlosť v priebehu niekoľkých sekúnd, keď prijímajú signál PWM. Tiež tieto signály, ktoré regulujú rýchlosť motorov, sú veľmi rýchle, hlavne keď je potrebný malý alebo žiadny výpočet.

Ak je predvolená rýchlosť PWN kombinovaná s odozvou motora, dosahuje sa vysoko kvalitná účinnosť z regulátorov PWM, najmä v aplikáciách, ktoré sú vysoko citlivé na teplotu a vyžadujú okamžité zmeny teploty.,

Nevýhody regulácie PWM

Medzi negatívne body, ktoré možno nájsť pri ovládaní PWM, je potrebné uviesť, že informácie obsiahnuté v tachometri sú pri prijímaní signálu PWM obmedzené, pretože výkon nie vždy dosiahne ventilátor.

Je však možné získať tieto informácie z tachometra pomocou techniky bežne nazývanej „napínanie impulzov“, ktorá má zapnúť ventilátor tak dlho, ako je potrebné na zhromažďovanie informácií z tachometra. To môže viesť k zvýšeniu hluku generovaného ventilátorom.

Ďalšou nevýhodou nízkofrekvenčného PWM je hluk generovaný komutáciou. To znamená, že keď sú ventilátory neustále zapnuté a vypnuté, existuje potenciál pre hluk. To isté platí pre rýchlosť tohto prepínania, ktoré, ak sa nestane rýchle, môže blikať zreteľne.

Nakoniec, tak cena tohto nariadenia, ako aj problémy s rušením spôsobeným rádiovou frekvenciou sú tiež negatívnymi bodmi.

Záverečné slová a záver o pripojení PWM

Ak sa zameriame na aspekty spoľahlivosti, akustického hluku a energetickej účinnosti, nie je pochýb o tom, že najlepším spôsobom regulácie otáčok ventilátora je použitie jednotky PWM s frekvenciou vyššou ako 20 kHz.

Rovnako ako eliminuje požiadavku na hlučné rozťahovanie impulzov a nepríjemné spínacie zvuky spojené s nízkofrekvenčnými jednotkami PWM, má oveľa širší rozsah ovládania, ako ponúkajú iné typy ovládačov PWM.

Prostredníctvom vysokofrekvenčnej regulácie PWM je možné, že ventilátor pracuje pri minimálnych otáčkach, čo je takmer 10% maximálneho výkonu, na rozdiel od minimálnych otáčok, ktoré by ventilátor s lineárnym ovládaním mohol dosiahnuť, pričom v tomto prípade môže pracovať pri: 50% maximálnej rýchlosti.

Regulácia PWM je veľmi výhodná z hľadiska spotreby energie, pretože ventilátory neustále bežia alebo sú vypnuté.

Odporúčame prečítať si:

A konečne, vďaka tomu, že ventilátor môže pracovať s veľmi nízkou rýchlosťou s ovládaním PWM, jeho životnosť sa zvyšuje, ako aj spoľahlivosť systému.