Pwm: nó là gì và nó dành cho người hâm mộ

Một cái gì đó chắc chắn ít người biết những gì hầu như không ai chú ý đến các đặc điểm của quạt PC là trong chức năng PWM, mà bạn phải có kiến ​​thức quan trọng liên quan đến phần kỹ thuật của máy tính. Tuy nhiên, người dùng máy tính đã quen với chức năng này hơn chúng ta nghĩ.

Các tác vụ được thực hiện bởi PWM chạy trong nền và không được chú ý, mặc dù các ưu điểm của nó có thể nhìn thấy trên các PC chúng ta sử dụng.

Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất phần cứng đã đặc biệt chú ý đến khả năng tốc độ của quạt làm mát các thiết bị điện tử khác nhau, như máy tính, có thể được kiểm soát hiệu quả thông qua các mạch tích hợp của các thành phần. cá nhân.

Sự phát triển mà công nghệ được sử dụng bởi quạt điện mà chúng ta tìm thấy trong các thiết bị điện tử ngày nay là rất quan trọng. Quạt đã được sử dụng trong nhiều năm, và đến lượt nó đã được sửa đổi để cung cấp nhiều lợi thế hơn.

Nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng, vì cho đến cách đây không nhiều năm, khả năng máy tính im lặng và nó có chức năng kiểm soát tốc độ của quạt không có trong bất kỳ model nào.

Cách đây vài năm, chúng tôi không tìm thấy bất kỳ hình thức làm mát tích cực nào trên máy tính x86, chủ yếu là do chúng không tạo ra nhiệt dư thừa bên trong vỏ máy tính. Nhưng điều này đã bắt đầu thay đổi với 486 máy tính đầu tiên, đòi hỏi nhiều tài nguyên hơn để thực hiện nhiều nhiệm vụ hơn.

Từ thời điểm đó cho đến ngày hôm nay, máy tính bắt đầu tiêu thụ ngày càng nhiều năng lượng và cũng tạo ra nhiều nhiệt hơn, mặc dù chúng cũng bắt đầu thu được năng suất cao hơn.

Đối với tất cả những điều này, ngoài sự phát triển của các bộ phận, các hệ thống làm mát cũng trải qua những thay đổi và tiến hóa quan trọng, chủ yếu là về cách kiểm soát tốc độ của quạt, được thực hiện thông qua PWM.

Thông qua một "mod mod" đơn giản, trong đó bạn có thể chọn 5, 7 hoặc 12V từ đầu nối Molex cổ điển, bạn có thể kiểm soát tốc độ của quạt vài năm trước.

Sau đó, các điện trở bắt đầu được sử dụng để giảm tốc độ của quạt, cũng như sử dụng chiết áp và điện trở nhiệt, do đó thực hiện kiểm soát tốc độ thủ công trên phạm vi rộng. Các Rehobus nổi tiếng.

Nhưng hiện tại, nếu bạn đang muốn kiểm soát tốc độ của quạt và máy bơm, tùy chọn hiệu quả và được sử dụng nhiều nhất là điều khiển PWM hoặc sử dụng trình điều khiển từ các nhà sản xuất như Corsair hoặc NZXT để quản lý tốc độ của quạt thông qua phần mềm hoặc BIOS..

Chỉ số nội dung

Nhân vật

Hôm nay, các nhà sản xuất ra mắt bo mạch chủ tầm trung của họ được trang bị ít nhất một tiêu đề PWM 4 chân. Đối với ngân sách lớn hơn, bo mạch chủ cao cấp bao gồm bốn hoặc nhiều đầu nối 4 chân điều khiển tốc độ của hệ thống làm mát của thiết bị.

Bất chấp sự phát triển này, vẫn có nhiều người không biết về chức năng bo mạch chủ này xuất hiện vào năm 2003 hoặc không tính đến nó khi mua máy tính. Đáng ngạc nhiên hơn nữa là ngày nay chúng ta vẫn có thể tìm thấy các nhà sản xuất quạt tạo ra các bộ phận của họ bao gồm các đầu nối 3 chân đã lỗi thời.

Vì lý do này, chúng tôi sẽ giải thích điều khiển PWM là gì, cách quản lý tốc độ của máy bơm và quạt và những lợi thế có được khi biết cách sử dụng chức năng này, điều mà hầu hết người dùng vẫn bỏ qua.

Cách thức hoạt động của PWM

Hoạt động của PWM cần một mạch có các bộ phận đáp ứng các chức năng khác nhau. Trong mạch này, bộ so sánh hoạt động như một liên kết và được tạo thành từ một đầu ra và hai đầu vào khác nhau.

Khi thực hiện cấu hình, hãy nhớ rằng một trong hai đầu vào sẽ đảm nhiệm việc cung cấp không gian cho tín hiệu bộ điều biến. Mặt khác, đầu vào thứ hai phải được gắn vào bộ tạo dao động kiểu răng cưa để chức năng có thể được thực hiện đúng.

Tín hiệu được cung cấp bởi bộ dao động răng là những gì đặt đầu ra tần số. Trong những năm qua, hệ thống PWM đã chứng minh rằng nó hoạt động chính xác, làm cho nó trở thành một tính năng được sử dụng rộng rãi khi nói đến việc quản lý sự sẵn có của các nguồn năng lượng.

Các loại quạt PC

Có tính đến số lượng cáp mà quạt đến từ nhà máy, có thể phân biệt chúng theo ba loại kết nối chính.

1. Nếu chúng chỉ đi kèm với hai dây nối đất, những quạt này có kết nối tích cực và tiêu cực. Nhóm quạt thứ hai đi kèm với ba dây; hai là chịu trách nhiệm cung cấp năng lượng cho quạt, trong khi thứ ba mang tín hiệu tach, còn được gọi là "Tách". Bằng cáp thứ ba này, tín hiệu có tần số bằng nhau có thể được truyền với tốc độ của quạt, được đo bằng RPM (vòng quay mỗi phút). Loại quạt cuối cùng đi kèm với bốn dây cáp, đó là những gì chúng ta biết là quạt quạt PWM. Một dây được nối đất, dây thứ hai chịu trách nhiệm về nguồn điện, dây thứ ba đếm RPM và dây thứ tư truyền xung cho quạt.

Điều khiển PWM sử dụng

Mặc dù bạn có thể nghĩ rằng thuật ngữ PWM (Điều chế độ rộng xung) hoặc Điều chế độ rộng xung, trong tiếng Tây Ban Nha, ít được sử dụng, nhưng sự thật là nó thường được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kỹ thuật điện và có thể hữu ích trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như trong viễn thông, thiết bị động cơ servo, thiết bị âm thanh, và nhiều hơn nữa.

Cuối cùng, PWM thực hiện chức năng của một công tắc, bật và tắt liên tục, từ đó điều chỉnh lượng điện năng của động cơ bơm hoặc quạt.

Động cơ này là một bộ phận cơ bản cho một hệ thống PWM chịu trách nhiệm kiểm soát tốc độ của máy bơm và quạt, hoạt động ở mức + 12V (toàn bộ công suất) hoặc 0V (công suất 0).

Tốc độ đạt được của máy bơm và quạt sẽ được xác định trực tiếp bởi độ rộng của tín hiệu PWM, hoặc tương tự, tại thời điểm động cơ vẫn bật.

Để cho chúng tôi một ý tưởng, chu kỳ nhiệm vụ 10% có nghĩa là PWM sẽ gửi một vài xung công suất trong một khoảng thời gian nhất định, khiến động cơ chạy ở tốc độ thấp. Ngược lại, với chu kỳ làm việc 100%, quạt hoặc bơm được vận hành ở tốc độ tối đa, nghĩa là, với một động cơ khởi động liên tục.

Làm mát bằng chất lỏng

Mức tiêu thụ năng lượng mà các máy bơm sử dụng trong làm mát nước yêu cầu cao hơn đáng kể, đó là lý do tại sao năng lượng chủ yếu được kết nối với đầu nối Molex, trong khi hai cáp còn lại của PWM và máy đo tốc độ được kết nối đến tiêu đề bo mạch chủ để quản lý PWM cũng như tốc độ.

Trong trường hợp không có tín hiệu PWM trong quạt, thì hoạt động sẽ ở công suất tối đa, trong khi các bơm làm mát bằng chất lỏng sẽ có tốc độ trung bình. Nói cách khác, nếu bạn muốn chạy máy bơm ở công suất tối đa, bạn sẽ phải kết nối nó với tín hiệu PWM được đặt ở chu kỳ nhiệm vụ 100%.

Kết nối Molex trong Bơm D5 (Corsair Hydro X Series), mặc dù nó cũng có thể được mua bằng kết nối PWM 4 chân.

Quạt cao cấp bao gồm các trình điều khiển IC độc đáo của riêng chúng trong lõi động cơ tạo ra tín hiệu PWM nghiêng thay vì hình vuông. Những tín hiệu cuối cùng này có xu hướng tạo ra tiếng rít khó chịu vào lúc này khi tốc độ quạt là tối thiểu.

Tiếng ồn khó chịu này là do khi động cơ nhận được công suất tăng đột ngột, điều này làm cho rôto di chuyển, do đó tạo ra những nhấp chuột này đôi khi gây khó chịu cho người dùng.

Để tránh điều này, bạn phải sử dụng các mạch tích hợp đặc biệt, điều này sẽ đảm bảo việc đánh lửa động cơ mượt mà hơn khi nhận được tăng tốc.

Tại sao PWM rất quan trọng?

Hầu như tất cả các quạt trong máy tính đều tắt khi điện áp được đặt ở mức khoảng 5V trở xuống. Trong những trường hợp này, quạt ngừng hoạt động và không còn quay nữa, đó là lý do tại sao phạm vi tốc độ đã nêu của nhà sản xuất quạt thường chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng quy định PWM.

Bằng cách này, thông qua điều khiển PWM, quạt có thể được chế tạo để hoạt động ở tốc độ rất thấp, khoảng 300 đến 600 vòng / phút.

Khi đạt được các tốc độ này mà không có quạt dừng, bạn sẽ có được hoạt động thực sự yên tĩnh, cộng với điều khiển PWM, chúng có thể bị tắt nếu người dùng muốn.

Một tính năng thú vị khác về điều khiển PWM là với tín hiệu đơn giản, có thể điều khiển tất cả các quạt. Xem xét rằng các quạt nhận được 12 volt liên tục, các bộ chia đặc biệt có thể được sử dụng để gửi tín hiệu PWM đến tất cả các máy bơm và quạt trong thiết bị. Bằng cách này, một sự hài hòa đạt được trong hoạt động của tất cả các quạt và máy bơm.

Ngày nay, các nhà sản xuất bo mạch chủ ngày càng liên quan nhiều hơn đến vấn đề điều chỉnh PWM, đó là lý do tại sao có các cấu hình rất mạnh mẽ và chi tiết trên thị trường giúp sử dụng tài nguyên này dễ dàng hơn.

Với sự trợ giúp của PWM, sẽ không còn tiếng ồn khó chịu khi các thành phần thiết bị hoạt động đầy đủ, vì chúng sẽ có thể hoạt động ở tốc độ thấp cũng như điều chỉnh đường cong chu kỳ nhiệm vụ của PWM dựa trên chỉ số nhiệt độ.

Ưu điểm của điều khiển PWM

Sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ của máy bơm và quạt có thể mang lại lợi ích cho chúng tôi ở một số khía cạnh:

• Quạt chạy ở tốc độ chậm sẽ tạo ra ít tiếng ồn khó chịu hơn. Bằng cách chạy ở tốc độ chậm, quạt sẽ tiêu thụ ít năng lượng hơn. Tốc độ quạt thấp làm tăng tuổi thọ và hiệu suất.

Nhưng trên hết, ưu điểm lớn nhất có được với điều khiển PWM là mức độ hiệu quả cao, hoạt động đơn giản và chi phí thấp khi thực hiện nó, có tính đến việc quạt sẽ vẫn bật hoặc tắt hoàn toàn.

Có một số lý do tại sao điều khiển PWM tiếp tục không chỉ là một hệ thống rất phổ biến, mà còn là một hệ thống có hiệu quả cao.

Có một thực tế là toàn bộ động cơ, nhưng đặc biệt là động cơ DC, hoạt động rất nhanh với điều khiển PWM, ví dụ, cho phép chúng điều chỉnh tốc độ trong vài giây khi nhận được tín hiệu PWM. Ngoài ra, các tín hiệu điều khiển tốc độ của động cơ rất nhanh, chủ yếu là khi cần ít hoặc không cần tính toán.

Khi tốc độ mặc định PWN được kết hợp với độ nhạy của động cơ, hiệu quả chất lượng cao đạt được từ các bộ điều khiển PWM, đặc biệt là trong các ứng dụng nhạy cảm với nhiệt độ cao và yêu cầu thay đổi nhiệt độ xảy ra ngay lập tức.

Nhược điểm của điều khiển PWM

Trong số các điểm tiêu cực có thể tìm thấy đối với điều khiển PWM, cần đề cập rằng thông tin chứa trong máy đo tốc độ bị hạn chế khi nhận tín hiệu PWM, vì công suất không phải lúc nào cũng đến được quạt.

Tuy nhiên, có thể lấy thông tin này từ máy đo tốc độ bằng cách sử dụng một kỹ thuật thường gọi là "kéo dài xung", liên quan đến việc bật quạt miễn là cần thiết để thu thập thông tin về máy đo tốc độ. Điều này có thể dẫn đến sự gia tăng tiếng ồn do quạt tạo ra.

Một nhược điểm khác của PWM tần số thấp có liên quan đến tiếng ồn do giao hoán tạo ra. Đó là, khi các quạt liên tục bật và tắt, có khả năng gây ra tiếng ồn. Điều tương tự cũng đúng với tốc độ của chuyển đổi này, nếu nó không trở nên nhanh, một cái chớp mắt có thể trở nên đáng chú ý.

Cuối cùng, cả giá của quy định này và các vấn đề nhiễu do tần số vô tuyến gây ra cũng là những điểm tiêu cực.

Lời cuối cùng và kết luận về kết nối PWM

Nếu chúng ta tập trung vào các khía cạnh về độ tin cậy, tiếng ồn âm thanh và hiệu quả năng lượng, không có nghi ngờ gì rằng cách tốt nhất để điều chỉnh tốc độ quạt là sử dụng một đơn vị PWM có tần số lớn hơn 20 kHz.

Giống như nó loại bỏ yêu cầu kéo dài xung nhiễu và tiếng ồn chuyển đổi khó chịu liên quan đến các đơn vị PWM tần số thấp, nó có phạm vi điều khiển rộng hơn nhiều so với các điều khiển PWM khác.

Nhờ điều khiển PWM tần số cao, có thể quạt hoạt động ở tốc độ tối thiểu, gần 10% công suất tối đa, trái với tốc độ tối thiểu mà quạt có điều khiển tuyến tính có thể đạt được, có thể hoạt động trong trường hợp này tại 50% tốc độ tối đa.

Điều khiển PWM rất có lợi về mặt tiêu thụ điện năng, vì quạt liên tục chạy hoặc tắt.

Chúng tôi khuyên bạn nên đọc:

Cuối cùng, nhờ vào việc một chiếc quạt có thể hoạt động ở tốc độ rất thấp với điều khiển PWM, tuổi thọ hữu ích của nó tăng lên, cũng như độ tin cậy của hệ thống.