Управление скоростью охлаждающего вентилятора
Сейчас увеличивается энтузиазм к накопленным микросхемам, созданным для администрирования пропеллерами замораживания в компьютерах и другом электронном оснащении. Малогабаритные вентиляторы недороги и применяются в замораживании электронного оборудования не менее полвека. Но в последнее время техника использования пропеллеров стала не менее раскрученной.
В электронике есть линия к понижению объемов механизмов при одновременном повышении перспектив. При этом огромное количество элементов «втискивается» в небольшой размер. Наиболее ослепительный образец – индивидуальные компьютеры-нотбуки. PC-нотбуки владеют очень малогабаритными габаритами, однако при этом их мощность не проигрывает стандартным настольным PC.
Другой образец – мультимедийные проекторы либо телевизионные приставки (set-top box). Совместное между данными устройствами, кроме небольших (и продолжающих понижаться) объемов, это то, что число развеиваемого тепла не понижается, а часто даже возрастает.
В PC- нотбуках множество тепла производится микропроцессором; в проекторах – источником света. Это тепло должно отводиться оперативно и действенно. Наиболее мгновенный маршрут отвода тепла – это использование инертных элементов – радиаторов.
Но такой подход во всех вариантах неэффективен, к тому же несколько дорог. Сильной заменой считается серьезное остывание, для чего нужен вентилятор, гарантирующий поток воздуха вокруг элементов и так что предоставляющий тепло.
Вентилятор, разумеется, считается источником гула. Еще он употребляет электрическую энергию – это весьма значительный момент, если питание выполняется от батареи. Также, вентилятор – это машинный элемент системы, что не считается оптимальным решением с позиции долговечности.
Есть очень много разных видов пропеллеров и способов администрирования скоростью вращения.
Одна из вероятных классификаций пропеллеров следующая:
2-выводные вентиляторы;
3-выводные вентиляторы;
4-выводные вентиляторы.
Политика руководства можно обозначать так:
Неимение администрирования скоростью вращения;
Управление подключением/выключением;
Прямолинейное управление;
Низкочастотная широтно-импульсная модулирование (ШИМ);
Частотная ШИМ.
2-выводной вентилятор имеет вывод земли и вывод питания.
3-выводной вентилятор кроме выводов питания и земли имеет еще пульсирующий тахометрический выход, частота импульсов на котором отвечает скорости вращения вентилятора.
4-проводной вентилятор имеет выводы: земли, питания, тахометрический и вход администрирования ШИМ.
2-проводной вентилятор управляется за счет перемены вложенного усилия, либо перемены длины импульсов низкочастотного ШИМ знака. Такое управление пропеллером именуется регулированием с открытой петлей.
Скорость вращения 3-выводного вентилятора может обращаться теми же методами, что и при 2-выводном пропеллере: развитием значения регулярного усилия либо низкочастотной ШИМ. Отличие трехвыводного вентилятора от двухвыводного состоит в присутствии обратной связи от вентилятора к правящей схеме.
Тахометрический знак при питании вентилятора знаком регулярного тока представляет из себя квадратные импульсы. Данный знак находится, когда вентилятор питается регулярным током. Однако в случае наличия низкочастотной ШИМ тахометрический знак достоверен лишь когда знак питание подано на вентилятор, другими словами в процессе импульса ШИМ.
Управление вращением вентилятора — неимение администрирования. Легче всего подключить вентилятор регулярно на общую производительность. Главные преимущества этого способа – гарантировано предельное остывание и предельно упрощается модель.
Но в связи с тем что вентилятор регулярно интегрирован, его источник производится и потребляется очень много энергии, даже если остывание в настоящее время не требуется. Также вентилятор при функционировании шумит.
Пороговая модель подключения/выключения — это следующий по простоте способ. Вентилятор включается лишь когда требуется остывание и располагается в неработающем пребывании все другое время. Нужно только установить требование, при котором включается вентилятор – как правило подключение происходит, когда температура превзойдет поставленный уровень.
Следующий способ администрирования – прямолинейное управление – при этом меняется усилие, отданное на вентилятор. Для принятия небольшой скорости (минимальная скорость замораживания и самый слабый порядок) усилие понижается, для увеличения витков – возрастает.
Так как механизм должен одолеть инерцию и трение спокойствия, усилие, которое требуется для старта вентилятора, превосходит то усилие, которое требуется для удержания вращения. Усилие может понижаться и скорость вращение вентилятора понижается, пока он не остановится при усилии, к примеру, 4 В. Эти величины отличны у пропеллеров различных изготовителей, различных модификаций и у разных единиц пропеллеров одного вида.
ШИМ управление — оптимальный способ, который сейчас применяется для управление скоростью вентилятора – это ультранизкочастотный ШИМ. При этом усилие, отданное на вентилятор, вполне может быть или свежим, или предельным – что снимает неприятность рассеивания лишнего тепла в прямолинейном регуляторе.
С позиции звукового гула, долговечности и КПД наиболее оптимальным способом управления скорости вращения вентилятора считается частотная ШИМ с частотой не менее 20 кГц. Способ освобождает от потребности «вытягивать» импульсы ШИМ и потому его применение не сопровождается звуковым гулом в отличии от низкочастотной ШИМ, и он гарантирует более высокий КПД, чем прямолинейное управление.
При помощи частотной ШИМ можно вынудить вентилятор обращаться со скоростью 10% от нарицательной, а при помощи прямолинейного управления этот же самый вентилятор можно замедлить лишь до 50% от нарицательной скорости. Большой КПД поддерживается потому, что вентилятор в любой момент времени или целиком интегрирован, или целиком выключен.
Частотная ШИМ имеет превосходство перед простой схемой администрирования подключением/выключением вентилятора, т.к. лучше с позиции гула и гарантирует больше градаций скорости вращения. И в конце концов, применение частотной ШИМ улучшает долговечность системы и повышает время наработки на отказ.