散热风扇知识学习
散热器基础知识手册.doc
散热器基础知识手册目录一、风扇结构二、风扇技术术语三、散热片材质介绍四、热管介绍五、测试篇章六、超频篇章七、CPU技术简介八、CPU ROADMAP九、导热膏第一章、风扇结构（工作原理）CPU散热器又称为CPU冷却器，英文名称CPU COOLER，它是针对CPU而设计的散热器装臵，其目的是通过CPU散热器的运作，将CPU之热能散发掉，以达到降低温度的效果。
它通过散热片迅速将CPU之热能传导出去，再借由风扇将其热量强制吹走。
1.1风扇的分类散热风扇是利用旋转叶片与气体的相互作用来压缩与输送气体的，其本体主要由转子和定子组成。
散热风扇一般分以下三类：1.1.1轴流式风扇：气流出口方向与叶片转动方向相同，在轴向剖面上，气流在旋转叶片的流道中沿着轴线方向流动。
1.1.2 离心式风扇：利用离心力作用实现气体输送，扇叶在电机的驱动下高速旋转，使充满叶片间的气体沿着叶片向外甩出，在蜗壳内将动能转换成压力能后从出风口排出。
在轴向剖面上，气流沿着半径方向流动。
1.1.3 混流式风扇：气流沿轴向进入叶轮后，近似地沿着锥面流动，气流方向界于离心式与轴流式之间。
1.2风扇的基本结构一般的风冷散热器使用的主要是轴流式风扇，我们以它为例加以说明。
轴流式风扇可分为两部分1.2.1转子：包括扇叶（含磁框）、轴芯、油圈及卡簧等1.2.2 定子：包括电机、轴承、扇框等。
1.3风扇运转的基本原理根据安培右手法则，导体通过电流，周围会产生磁场，若将此导体臵于另一固定磁场中，则会产生吸力或斥力，造成物体移动。
依据此原理，在直流风扇的扇叶底部，事先安装一个充有磁性的橡皮胶磁铁。
环绕着矽钢片，轴心部分缠绕两组线圈，并使用霍尔感应元件作为同步侦测装臵，控制一组电路，该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流工作。
矽钢片产生不同磁极，此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。
当吸斥力大于风扇的静摩擦力时，扇叶自然转动，由于霍尔感应元件提供同步信号，扇叶因此得以持续运转，至于其运转方向，可依右手法则而定。
手摇风扇知识点总结
手摇风扇知识点总结手摇风扇是一种常见的便携式电风扇，通过手动转动把风扇叶片带动产生风，从而达到降温的效果。
它的设计简单，操作方便，适用于各种场合，特别适合用于户外活动、露营和旅行等场合。
本文将从手摇风扇的原理、结构、使用方法、维护保养等方面进行详细介绍。
一、手摇风扇的原理手摇风扇的原理是通过人力带动风扇叶片旋转，从而产生气流，达到降温的效果。
当人通过手柄转动风扇时，风扇叶片跟随着手柄的旋转而旋转，从而形成气流。
由于风扇叶片的旋转速度较快，产生的气流效果明显，可以有效地降低周围的温度。
二、手摇风扇的结构手摇风扇通常由以下几个部分组成：手柄、风扇叶片、扇架和支架。
手柄是风扇的转动部分，由于人体的力量有限，因此手柄通常设计成可以握住并方便旋转的形状。
风扇叶片是产生气流的关键部分，它的设计和数量直接影响着风扇的风力大小。
扇架和支架是用来支撑风扇叶片和手柄的部分，通常采用轻便但坚固的材质制成，以便于携带和使用。
三、手摇风扇的使用方法使用手摇风扇非常简单，只需握住手柄，通过旋转手柄来带动风扇叶片转动即可。
在使用过程中，要注意手柄的旋转速度和力度，可以根据实际需要来调节。
此外，为了保持风扇叶片的清洁和有效性，也需要定期清洁和维护风扇叶片。
四、手摇风扇的维护保养要保持手摇风扇的使用效果和寿命，需要注意以下几点维护保养方法：1. 定期清洁：由于手摇风扇在使用过程中会产生灰尘和污垢，因此需要定期清洁风扇叶片和扇架。
可以使用软布或者刷子来清洁风扇叶片和扇架，避免沉积的灰尘和污垢影响风扇的风力和效果。
2. 防止受潮：手摇风扇通常用于户外活动和旅行中，因此需要注意防止受潮。
在雨天和潮湿环境中，可以使用防水罩或者避免将风扇暴露在潮湿的环境中，以防止损坏风扇的电动部分。
3. 储存注意：在长时间不使用手摇风扇时，需要将其放置在干燥通风的环境中，避免受潮和发霉。
在储存时可以使用防尘罩或者将风扇叶片和支架拆卸下来，方便清洁和保养。
汽车散热器风扇直流电机基础知识
性
能 轉速變化率 5---15%
特
點
削弱磁場恒功率
与串勵程 25----30% .
度有關﹐
可達
很大﹐空載轉速甚高。
調速范圍
調速﹐轉速升高﹔ 降低電樞電壓恒 轉速 調速﹐轉速 降低﹔調速范圍
削弱磁場恒 功率調速﹐ 轉 速 比 1﹕ 2----1﹕4
削弱磁場調速﹐轉速可上 升至額定轉速的 2 倍左 右。
5、永磁电電動机
這种直流電動机沒有勵磁繞組﹐直接以永久磁 鐵建立磁場來使轉子轉動。這种電動机在許多小 型電子產品上得到了廣泛應用。
在以上四种类型的直流电动机中，以并励直流 电动机和他励直流电机应用最为广泛。
二﹑直流電動的工作原理
1﹑直流电动机的结构
直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成，其结构如图5所示。
用外接電阻与串勵繞 組串聯或并聯﹐或將串 勵繞組串并聯換接﹐調 速范圍寬。
路寬。
選用范圍
用 同 要 小求 型于 負調机驅 載速床動 下的﹑相 要机印對 求械刷功 轉﹐机率 速如械路 變泵等大 化﹑。﹑ 不風在 大机不 和﹑用 較 或 机 等沖 。大于 ﹑擊而驅 冶性轉動 金的要 輔机求 助速械啟 傳變﹐動 動 化如不轉 机壓縮大矩 械
(3)根据環境條件﹑運行條件﹑安裝方式﹑傳動方式﹐選定電動机的結构﹑安裝﹑防護 形式﹐保証電動机可靠工作。
(4)綜合考慮一次投資及運行費用﹐整個驅動系統經濟﹑節能﹑合理﹑可靠和安全。
2﹑選用方法
下面主要介紹一下各种直流電動机的性能特點及選用范圍﹐便可根据需要對電動机進 行選擇。
表 3 電磁式直流電動机的性能特點及選用范圍
必须指出，若电动机在额定状态下运行，则电枢电 流Ia为额定值，如果调速时负载转矩仍旧保持不变（为额 定值），由于T=KTΦIa，故减小磁通量Φ后Ia必然超过额 定值，因此调速后负载转矩必须减小。这种调速方法适用 于转矩与转速成反比而输出功率基本不变（恒功率调速） 的场合。
直流风扇基本知识培训
风扇性能----异音
3Pin风扇无方波或波形有长短波，突波，都可能导致主板无法测速或出现测速误差。
风扇除正负两条电源线以外,还有第三条导线,输出FG信号。
FG信号的作用是供主板计算风扇 的转速,还有当风扇出现异常停止转动时,信号线输出高压信号反馈给主板报警。
应用于notebook cooler:2010、2507、2510、3007、3010、4007、4010等。
应用于GPU\VGA cooler：4007、4010、5010等。
应用于CPU cooler：5010、5015、6010、6015、6025、7015、7025、8025、9025等。
风冷散热器的工作噪音主要有三个来源：轴承的摩擦与振动、扇叶的振动、风噪。
通常一般嘈杂大街为90分贝，普通会话为60分贝，深夜、图书馆为30分贝，噪音控制好的风扇应在２７分贝以内为宜，越低越好。
噪音值的单位为dB（A），它通常可用噪音计测量得到。
01
03
02
风扇性能----噪音
轴承的摩擦与振动：不但产生噪音，而且影响性能，缩短器件寿命。
双滚珠轴承
低
高
高
50000
液压来福轴承
高
中
低
40000
陶瓷轴承
低
高
低
80000
风扇的组成----扇叶
叶片倾角：倾角越大，叶片上下表面间 压力差越大，相同转速下风压越大。 叶片数目：风扇的叶片数目多数是7、9、 11等奇数 ，若采用偶数扇叶，很容易使 系统发生共振 ，将会使叶片或轴心发生 断裂。 叶片弧度：向着旋转方向略有弯曲，呈一 定弧度，可保证吹出气流集中在出风口正前方的柱 状空间内，增加送风距离与风压 。 主轴直径：由于电机与轴承的存在，轴流风扇主轴所在的中心部分难免存在无气流通过的盲区，主轴直径便决定着此盲区的大小。 扇叶平衡：扇叶的物理质心与轴心不在同一轴上，扇叶在运转时会造成扇叶的不平衡，即震动。
散热器知识
散热器知识金旗舰散热器知识；一、风冷散热器的组成和各部分作用；风冷散热器由风扇、散热片、扣具、导热介质四部分构；A、风扇是散热器重要的强制对流机械，它将一定风量；B、散热片的作用是吸收和传导热量，是散热器的主要；C、扣具是风冷散热器的固定组件，固定散热片在CP；D、导热介质的功能在于克服散热片与CPU接触面的；1、风扇的性能参数——材质，寿命，转速，风量，风；A、材质以P B散热器知识一、风冷散热器的组成和各部分作用风冷散热器由风扇、散热片、扣具、导热介质四部分构成，缺一不可。
A、风扇是散热器重要的强制对流机械，它将一定风量一定风压的冷气流自入风口通过风扇扇叶的旋转驱动，送入散热片鳍片部分，将散热片上的热量带走。
B、散热片的作用是吸收和传导热量，是散热器的主要散热部件。
C、扣具是风冷散热器的固定组件，固定散热片在CPU上，确保散热片与CPU有最大的接触面积，保证热传导效果。
D、导热介质的功能在于克服散热片与CPU接触面的微小缝隙，增大热传导量。
1、风扇的性能参数——材质，寿命，转速，风量，风压，噪音A、材质以PBT料为上，因为它耐高温耐高压，还能阻燃，是高档风扇通用的材料。
B、寿命主要决定于轴承。
各类轴承的对比情况，请参看后面的轴承对比图。
同是滚珠轴承，国产滚珠轴承的质量比起日本进口轴承就差很多，寿命短，噪音大，价钱也相对便宜。
金旗舰铜铝复合暖气片85*50影响轴承精度的主要因素有轴承与内径公差、风扇转轴轴芯外径尺寸及配合公差等，如果配合不好，就会有异音，风扇运转振动加大等现象发生，从而影响风扇的使用寿命。
现在国产滚珠轴承就有这些毛病，导致风扇运转效果并不好。
而日本进口的NSK公司的滚珠轴承就非常精密可靠，在全世界都享有声誉。
C、转速是可以根据需要调节的。
风扇转速在出厂时都被调到适当的值，以满足散热需要。
在其它条件相同的情况下，转速越高，风量越大，噪音也越大。
高档的散热器都流行选用大尺寸，小转速的风扇，在保证风量的同时尽量降低噪音。
从零开始学散热
精彩摘录
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精彩摘录
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散热风扇知识点 (很全)
风扇的分类：散热风扇通常分为以下三类： 1轴流式：气流出口方向与轴心方向相同。
2离心式：利用离心力作用将气流沿着叶片向外甩出。
3混流式：拥有以上两种气流方式。
风扇的分类：散热风扇通常分为以下三类：1 轴流式：气流出口方向与轴心方向相同。
2 离心式：利用离心力作用将气流沿着叶片向外甩出。
3 混流式：拥有以上两种气流方式。
散热风扇的原理原理：风扇的工作原理是按能量转化来实现的，即：电能→电磁能→机械能→动能。
其电路原理一般分为多种形式，采用的电路不同，风扇的性能就会有差异。
轴流式风扇的组成：扇框、扇叶、轴承、PCB控制电路、驱动电机贝富美直流散热风扇 5020 系列散热风扇转速：转速指风扇旋转的速度，通常以1分钟内转动的圈数来衡量，即：rpm。
转速与机电绕线匝数、线径、扇叶叶轮外径与底径，叶片形状及所用轴承等因素有关，转速增大，风量相应增大。
转速值的大小，在一定程度上代表了风量的大小，在条件一定时，转速越大，则噪音及振动会相应加大，因此，在风量满足散热要求的情况下，应尽量使用低转速风扇。
一般转速大小（以DC轴流风扇为例）：2510风扇7000～12000rpm；3010风扇5000～9000rpm；4010风扇5000～7000rpm；5010风扇3500～5000rpm；6025风扇2600～4500rpm；7025风扇2400～3600rpm；8025风扇2000～3500rpm；9225风扇1600～3100rpm；12025风扇1500～2500rpm；12038风扇2000～3200rpm。
风扇转速可在启动电脑时通过BIOS测试，或通过其他主板自带的监控软件测试；也可以通过转速测试仪测试。
注意：前两种方式必须是支持测速功能的风扇才能测出。
风扇的轴承系统：风扇的轴承系统一般建议最好选用滚珠轴承，因为扇热风扇的寿命通常取决于其轴承的可靠性，滚珠轴承系统已被证实具有高效率与低生热的特点。
滚珠轴承属滚动摩擦，由金属珠滚动，接触面小，摩擦系数小；而含油轴承为滑动摩擦，接触面大，长期使用后，油会挥发，轴承容易磨损，摩擦系数大，后期噪音较大，寿命短。
汽车散热器知识
发动机冷却系统概述
一、冷却系统的意义
1.发动机适宜工作温度： 80 ℃ -90 ℃
气缸盖、活塞顶部的温度不超过573K~673K(300℃~400℃)；润 滑油的温度在343K～363K(70℃～90℃)，保证发动机具有较 好的动力性、经济性和净化性，使零件的运动和磨损正常。
发动机冷却系统概述
汽车散热器
汽车散热器（汽车水箱）
汽车散热器是水冷式发动机冷却系统的关键部件。通过 强制水循环对发动机进行冷却，是保证发动机在正常温 度范围内连续工作的换热装置。
气缸盖内冷却水温度始终保持 在80~90℃
汽车散热器
散热器由上水室、下水室、散热器芯等组成。
来散热自器发上动水机室水顶套部的有热加水水口，，自冷上却而水下由或此横注向入整的个被冷分却成系许并多用小散股热并器盖将盖住。 其在上热水量室散和给下周水围室的分空别装气有。进增水大管散和热出面水积管，进加水速管水和的出冷水却管。分冷别却用橡水胶软管 经和气过缸散盖热的器出后水，管其和温水泵度的可进降水低管1相0～连1，5这℃样，，为既了便将于散安热装器，而传且出当的发热动机和 量散热尽器快之带间走产，生在少散量热位移器时后不面会装漏有水风。扇在与散散热器热下器面配一合般工装作有。减震垫，防止散
的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，
旁通阀开度逐渐减小。 c.当发动机内水温升高到359K(86℃)，主
阀门完全开启，旁通阀完全关闭，冷却水全 部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却 水流动路线长，流量大，冷却强度强。
节温器：实现冷却液做不同循环的控制 部件。节温器实际上是一个阀门，其原 理是利用可随温度伸缩的材料，例如石 蜡或乙醚之类的材料做开关阀门，当水 温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行 大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门， 冷却液小循环。
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散热风扇知识学习
本文主要针对散热风扇的原理、分类以及重要参数给予介绍。
另介绍一种新型无叶风扇。
一、散热风扇的原理
原理：风扇的工作原理是按能量转化来实现的，即：电能→电磁能→机械能→动能。
二、散热风扇的分类
1. 按送风形式
（1）轴流风扇
轴流风扇的叶片推动空气以与轴相同
的方向流动。
轴流风扇的叶轮和螺旋桨有
点类似，它在工作时，绝大部分气流的流
向与轴平行，换句话说就是沿轴线方向。
轴流风扇当入口气流是0静压的自由空气
时，其功耗最低，当运转时会随着气流反
压力的上升功耗也会增加。
轴流风扇通常
装在电气设备的机柜上，有时也整合在电
机上，由于轴流风扇结构紧凑，可以节省
很多空间，同时安装方便，因此得到广泛
的应用。
图片见右图
其特点：较高的流率，中等风压
（2）离心风扇（涡轮风扇）
离心风扇工作时，叶片推动空气以与
轴相垂直的方向（即径向）流动，进气是
沿轴线方向，而出气却垂直于轴线方向。
大多数情况下，使用轴流风扇就可以达到
冷却效果，然而，有时候如果需要气流旋
转90度排出或者需要较大的风压时，就必
须选用离心风扇。
风机严格而言，也属于
离心风扇。
图片见右图
其特点：有限流率，高风压
2.散热风扇的常见轴承结构
散热风扇的常见轴承有：滚珠轴承，含油轴承，磁悬浮轴承。
（1）滚珠轴承
滚珠轴承（Ball Bearing）改变了轴承的摩擦方式，采用滚动摩擦，两个铁环中间有一些钢球或者钢柱，并辅以一些油脂润滑。
这一方式更为有效的降低了轴承面之间的摩擦现象，有效提升了风扇轴承的使用寿命，也因此将散热器的发热量减小，使用寿命延长。
所带来的缺点就是工艺更为复杂，导致成本提升，同时也带来更高的工作噪音。
滚珠轴承有单滚珠轴承和双滚珠轴承。
单滚珠轴承是对传统油封轴承的改进。
它的转子与定子之间用滚珠进行润
滑，并配以润滑油。
它克服了油封轴承寿命短，运行不稳定的毛病，而成本上升极为有限。
单滚珠轴承吸收了油封轴承和双滚珠轴承的优点。
将轴承的使用寿命提升到了40,000小时，加入滚珠之后，运行噪声有所增大，但仍小于双滚珠轴承。
单滚珠轴承结构示意图
双滚珠轴承属于比较高档的轴承。
轴承中有数颗微小钢珠围绕轴心，当扇页或轴心转动时，钢珠即跟着转动。
因为都是球体，所以摩擦力较小，且不存在漏油的问题。
双滚珠风扇优点是寿命较长，大约在50000 ~100000小时；抗老化性能好，适合转速较高的风扇。
双滚珠轴承的缺点是制造成本高，并且在同样的转速水平下噪音最大(因为滚珠轴承摩擦点增加了2 倍)。
双滚珠风轴承和液压轴承的封闭性较好，尤其是双滚珠轴承。
双滚珠轴承被整个嵌在风扇中，转动部分没有与外界直接接触。
在密封的环境中，轴承的工作环境比较稳定。
因此5000转级别的大口径风扇几乎都使用双滚珠轴承。
而液压轴承由于具备独特的还回式油路，所以润滑油泄露的可能性较小。
双滚珠轴承结构示意图
（2）含油轴承
含油轴承（Sleeve Bearing)）是使用滑动摩擦的套筒轴承，使用润滑油作为润滑剂和减阻剂，初期使用时运行噪音低，制造成本也低，但是这种轴承磨损严重，寿命较滚珠轴承有很大差距。
而且这种轴承使用时间一长，由于油封的原因(电脑散热器产品都不可能使用高档油封，一般也就是普通的纸油封)，润滑油会逐渐挥发，而且灰尘也会进入轴承，从而引起风扇转速变慢，噪音增大等问题，严重的还会因为轴承磨损造成风扇偏心引发剧烈震动。
出现这些现象，要么打开油封加油，要么就只有淘汰另购新风扇。
含油轴承示结构意图
（3）磁悬浮轴承（汽化轴承VAPO Bearing）
汽化轴承(VAPO Bearing) 是由Sunon将磁悬浮技术改进而来的，就是把含油轴承的轴套硬度加强，并且采用特殊的材料，其内层表面也是经过特殊加工的，这样就克服了含油轴承不耐高温的缺点，再和磁悬浮技术配合，就大大延长了使用寿命。
又称为磁悬浮轴承，是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触的一种新型、高性能轴承。
与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。
磁悬浮轴承示结构意图
各种风扇轴承对比
序号轴承结构寿命成本噪音
1 单滚珠轴承短较高较大
2 双滚珠轴承长高大
3 含油轴承较长低一般
4 磁悬浮轴承一般一般低
三、散热风扇的常见技术指标
1.风量（CFM）
风量是指散热风扇每分钟排出或纳入的空气总体积，如果按立方英尺来计算，风量单位就是CFM；如果按立方米来算，就是CMM。
散热风扇经常使用的风量单位是CFM(约为0.028立方米/分钟)。
风量是衡量散热风扇散热能力的最重要的指标。
显然，风量越大的散热风扇其散热能力也越高。
这是因为空气的热容比率是一定的，更大的风量，也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。
当然，同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。
2.风压（Inch-H2O）
风压和风量是两个相对的概念。
一般来说，在厂商节约成本的考量下，要设计风扇的风量大，就要牺牲一些风压。
如果风扇可以带动大量的空气流动，但风压小，风就吹不到散热器的底部(这就是为什么一些风扇转速很高，风量很大，但就是散热效果不好的原因)，相反地，风压大则往往意味着风量就小，没有足够的冷空气与散热片进行热交换，也会造成散热效果不好。
3.风扇转速（rpm）
风扇转速是指风扇扇叶每分钟旋转的次数，单位是rpm。
风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇叶的数量、倾角、高度、直径和轴承系统共同决定。
转速和风扇质量没有必然的联系。
风扇的转速可以通过内部的转速信号进行测量，也可以通过外部进行测量。
随着应用情况与环境温度的变化，有时需要不同转速风扇来满足需求。
一些厂商特意设计出可调节风扇转速的散热风扇，分手动和自动两种。
手动的主要是让用户可以在冬天使用低转速获得低噪音，夏天时使用高转速获得好的散热效果。
自动类调温散热器一般带有一个温控感应器，能
够根据当前的工作温度自动控制风扇的转速，温度高则提高转速，温度低则降低转速，以达到一个动态的平衡，从而让风噪与散热效果保持一个最佳的结合点。
4.风扇噪音(dB)
除了散热效果之外，风扇的工作噪音也是人们普遍关注的问题。
风扇噪音是风扇工作时产生杂音的大小，受多方面因素影响，单位为分贝(dB)。
测量风扇的噪声时需要在噪声小于17dB的消音室中进行，距离风扇一米，并沿风扇转轴的方向对准风扇的进气口，采用A加权的方式进行测量。
风扇噪声的频谱特性也很重要，因此还需要用频谱仪记录风扇的噪声频率分布情况，一般要求风扇的噪声要尽量的小，而且不能存在异音。
风扇噪音与摩擦力、空气流动有关。
风扇转速越高、风量越大，造成的噪音也会越大，另外风扇自身的震动也是不可忽视的因素。
当然高品质的风扇的自身震动会很小，但前面两个者却是难以克服的。
要解决这个问题，我们可以尝试使用尺寸较大的风扇。
应在在风量相同的情况下，大风扇在较低转速时的工作噪声要小于小风扇在高转速时的工作噪声。
另外一个我们容易忽略的因素是风扇的轴承。
由于风扇高速转动时转轴和轴承之间要摩擦碰撞，所以也是风扇噪声的一个主要来源。
四、无叶风扇
无叶风扇的工作原理为:基座中带有的40瓦电力马达每秒钟将33升的空气吸入风扇基座内部，经由气旋加速器加速后，空气流通速度最大被增大16倍左右，经由无叶风扇扇头环形内。