电脑风扇的结构和调速原理祥解

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电脑风扇原理

电脑风扇原理

电脑风扇原理一、引言电脑风扇作为电脑散热系统中的重要组成部分,起到了散热和保护电脑硬件的关键作用。

了解电脑风扇的原理,有助于我们更好地理解其工作方式和性能特点。

二、电脑风扇的结构电脑风扇通常由电机、叶片、外壳和电路控制模块等部分组成。

其中,电机是风扇的核心部件,它通过电能转化为机械能,驱动叶片旋转产生风流。

叶片则是将电机输出的旋转力矩转化为气流的关键部分。

三、电机工作原理电机是电脑风扇的动力来源,其工作原理主要是利用电磁感应和电磁力的作用。

电机通常由定子和转子两部分组成。

定子是由绕组和铁芯构成的,绕组中通有交流电流,产生磁场。

转子是由磁铁构成的,当定子磁场和转子磁场相互作用时,会产生电磁力,推动转子旋转。

四、叶片工作原理叶片是电脑风扇中起到扇叶作用的部分,其工作原理类似于传统风扇。

当电机驱动叶片旋转时,叶片产生离心力,将周围的空气吸入并加速,形成气流。

这样的气流通过散热片,带走电脑内部产生的热量,起到散热的作用。

五、电路控制模块电脑风扇的电路控制模块主要用于控制电机的转速和工作状态。

通过控制电路,可以实现电脑风扇的自动调速、故障保护等功能。

电路控制模块通常由电路板、传感器和控制芯片组成,能够根据温度变化自动调节电机的转速,保持电脑的稳定工作状态。

六、电脑风扇的工作过程电脑风扇的工作过程可以概括为:电源供电→电机转动→叶片产生气流→气流散热→热量带走→温度降低→电机停止工作。

当电脑内部温度升高时,电路控制模块会感知到并启动电机,使风扇开始工作,通过产生的气流散热,将热量带走,降低温度。

当温度降低到一定程度时,电机会停止工作,以节省能源。

七、电脑风扇性能指标电脑风扇的性能指标主要包括风量、噪音和寿命等。

风量是指风扇每分钟产生的气流量,通常以立方米/小时为单位。

噪音是指风扇工作时产生的噪声水平,通常以分贝为单位。

寿命则是指风扇的使用寿命,受到电机和叶片等部件的质量和制造工艺的影响。

八、电脑风扇的应用领域电脑风扇广泛应用于个人电脑、服务器、笔记本电脑、游戏机等设备中,用于散热和保护硬件。

电脑风扇原理

电脑风扇原理

电脑风扇原理
电脑风扇是通过利用电能将电能转化为机械能,驱动叶片旋转,从而产生风力,达到散热和降温的目的。

它通常由电机、叶片和外壳三部分组成。

电机是电脑风扇的核心部件,使用电能产生转动力。

电机通常采用直流电机,它包括一个通电线圈和一个永磁体。

当电脑风扇接通电源时,电流通过线圈产生磁场,与永磁体产生相互作用,从而产生转动力。

叶片是电脑风扇的转动部分,通常由金属或塑料制成。

当电机转动时,其转子上的叶片也会随之旋转。

叶片设计成弯曲的形状,可以更好地吸取空气,并将其沿同一方向排出。

外壳是用来固定电机和叶片的部件,也可以保护电机和叶片不受外界物体的影响。

外壳通常由塑料或金属材料制成,具有良好的导热性能,有助于散热。

当电脑风扇工作时,电流经过电机的线圈,产生磁场。

磁场与永磁体相互作用,使电机转动。

转动的电机带动叶片一起旋转,产生风力。

风力产生后,通过风扇的出风口排出。

同时,电脑风扇将空气吸入进风口,形成一个闭合的循环系统。

通过不断地吸入和排出空气,电脑风扇能够保持空气流动,达到散热和降温的目的。

总之,电脑风扇通过电力驱动叶片旋转,产生风力,从而实现
散热和降温的功能。

它的原理是利用电能转化为机械能,将空气吸入并排出,保持空气流通。

这样就能有效地散热,保护电脑的正常运行。

电脑风扇的结构和调速原理祥解

电脑风扇的结构和调速原理祥解

风扇是目前电脑中最常用的一种强制冷却设备。

风扇由电机、轴承、叶片和壳体几个部分构成。

电机是风扇的动力来源,风扇的转速高低、劲头大小都取决于电机的性能。

普通风扇一般只几元钱一只,而一些高档风扇却卖几百元一只。

价格上的巨大差异,并不因为轴承类型和扇叶形状、气流方向等方面,而主要因为风扇电机性能上的差异,一台好的风扇关键是有一台好的电机。

例如,Tt出品的金星12型风扇转速可在2000~5500rpm之间进行无级变速。

序列号为A1745的散热风扇,连同散热片及调速器一起售价高达480元人民币(如图1)。

图1 金星12型风扇套件高档风扇的控制功能很强(如图2),电机的结构也较为复杂。

由于风扇电机的技术含量越来越高,如果对其细节不甚了解,就难以正确地安装和使用。

因此,本文重点对风扇中所使用的电机进行剖析。

图2 金星12型风扇的外观一、直流电机的基本工作原理根据供电方式的不同,电机有直流电机和交流电机两种类型。

电脑中使用的风扇电机为直流电机,供电电压为+12V,转速在1000~10000转/分之间。

直流电机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。

它由定子、转子和换向器三个部分组成,如图3。

图3 有刷直流电机的构造定子(即主磁极)被固定在风扇支架上,是电机的非旋转部分。

转子中有两组以上的线圈,由漆包线绕制而成,称之为绕组。

当绕组中有电流通过时产生磁场,该磁场与定子的磁场产生力的作用。

由于定子是固定不动的,因此转子在力的作用下转动。

换向器是直流电动机的一种特殊装置,由许多换向片组成,每两个相邻的换向片中间是绝缘片。

在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷,使转动的电枢绕组得以同外电路联接。

当转子转过一定角度后,换向器将供电电压接入另一对绕组,并在该绕组中继续产生磁场。

可见,由于换向器的存在,使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变,在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转,如图4。

图7 无刷直流电机原理图转子利用轴承与外壳之间实现动配合。

pwm电子风扇调速原理

pwm电子风扇调速原理

pwm电子风扇调速原理
PWM(脉冲宽度调制)电子风扇调速原理是通过改变电源输
入的脉冲宽度来控制风扇电机的转速。

具体操作如下:
1. 风扇电机接收电源供电。

风扇通常使用直流电源供电,可以是电池或者交流转直流适配器。

2. 控制器接收调速信号。

PWM调速电路需要一个控制器,通
常是微控制器或特定的PWM调速芯片。

该控制器可以接收来
自用户或传感器的信号,以确定风扇的期望转速。

3. 控制器通过PWM电压。

一旦接收到调速信号,控制器会生
成一系列的PWM脉冲。

脉冲的宽度可以在一定的范围内调整,通常在几十万分之一秒的时间尺度上。

4. PWM信号作用于驱动电路。

PWM信号由控制器发送到驱
动电路,驱动电路会根据脉冲的宽度来控制电源供给给风扇电机。

脉冲的宽度越长,电源供给时间越长,电机转速越快。

5. 风扇电机响应调速信号。

根据PWM信号的宽度,风扇电机
会自动调整转速。

当脉冲宽度较长时,电机会加快转速;脉冲宽度较短时,电机会减慢转速。

通过以上方式,利用PWM调速原理可以实现对电子风扇转速
的精确控制。

不同的PWM脉宽会导致不同的转速,从而满足
用户的需求和环境的要求。

了解电脑风扇的不同类型和控制方法

了解电脑风扇的不同类型和控制方法

了解电脑风扇的不同类型和控制方法电脑风扇在计算机硬件中扮演着重要的角色,它们的类型和控制方法直接影响着计算机的散热效果和噪音水平。

本文将详细介绍电脑风扇的不同类型和控制方法。

一、电脑风扇的类型1. 机箱风扇机箱风扇是安装在电脑机箱内的风扇,主要负责散热和增加空气流通。

根据尺寸的不同,机箱风扇可以分为80mm、120mm和140mm等不同尺寸。

通常,较大的风扇可以提供更好的散热效果,但也会产生更高的噪音。

2. CPU风扇CPU风扇是安装在CPU上方的散热器,用于散热并保持CPU温度在安全范围内。

根据散热方式的不同,CPU风扇可以分为气冷散热器和水冷散热器。

气冷散热器通过风扇将热空气吹走,而水冷散热器通过水循环来降低CPU温度。

3. 显卡风扇显卡风扇是安装在独立显卡上的散热器,用于散热并保持显卡温度在安全范围内。

随着显卡的性能提升,显卡风扇的散热能力也不断增强。

一些高性能显卡还配备了双风扇或者三风扇散热解决方案,以确保显卡的稳定工作。

二、电脑风扇的控制方法1. 直流控制直流控制是最常见的电脑风扇控制方法之一。

通过改变直流供电电压的大小,可以调节风扇的转速。

通常,电脑主板上会提供3针或4针的风扇接口,其中3针接口只能实现基本的转速调节,而4针接口则支持更精确的控制。

2. PWM控制PWM(Pulse Width Modulation)控制是一种利用脉冲信号调节设备的工作的方法。

在电脑风扇中,PWM控制可以通过调节脉冲宽度来改变电流的平均值,从而调节风扇的转速。

相比直流控制,PWM控制在低转速下更为稳定,减小了噪音和功耗。

3. 温度控制温度控制是根据计算机硬件的温度来调节风扇转速的方法。

通常,主板上会集成温度传感器,用于监测CPU、显卡和硬盘等硬件的温度。

根据温度传感器的反馈,主板会自动调节风扇的转速,以保持硬件的温度在安全范围内。

4. 手动控制除了自动控制外,用户还可以通过手动控制风扇的转速。

一些电脑主板和风扇控制器提供了手动控制的功能,通过调节旋钮或者使用软件来改变风扇的转速。

电脑风扇的类型和转速控制方法

电脑风扇的类型和转速控制方法

电脑风扇的类型和转速控制方法随着电脑的使用越来越普及,CPU(中央处理器)的散热问题变得越来越突出。

为了保证电脑的正常运行和延长其使用寿命,有效的散热系统是必不可少的。

电脑风扇作为散热系统中的重要组成部分,其类型和转速控制方法对散热性能和噪音水平有着重要影响。

本文将介绍电脑风扇的常见类型以及转速控制方法。

一、电脑风扇的类型1. 传统风扇传统电脑风扇是最常见的一种类型,它采用旋转叶片通过对空气的传递来实现散热作用。

这种风扇通常由直流电机、叶片和外壳组成,叶片在电机驱动下旋转,带动空气进行流动,散热效果较好。

然而,传统风扇的噪音较大,转速一般无法调节。

2. 静音风扇为了解决传统风扇噪音过大的问题,静音风扇应运而生。

静音风扇采用了改进的叶片设计和高质量轴承,使得其运转时噪音更低。

此外,静音风扇还可以通过降低转速来减少噪音产生,达到静音效果。

静音风扇在散热性能上相对传统风扇有所减弱,但对于追求安静工作环境的用户来说,是一个不错的选择。

3. 水冷风扇水冷风扇是一种通过水冷却方式来实现散热的风扇。

它由一个散热器和带有水泵的水冷头组成,通过液态冷却方式将热量散发出去。

相比传统风扇,水冷风扇的散热效果更好,噪音更低。

然而,水冷风扇的安装和维护比较复杂,成本较高,适合一些对散热要求较高的高性能电脑用户使用。

二、电脑风扇的转速控制方法1. BIOS控制BIOS(基本输入输出系统)是电脑主板上的一个固件,可以对电脑硬件进行设置和控制。

在BIOS设置中,用户可以对风扇的转速进行调整。

通过设置相应的选项,用户可以选择不同的风扇转速模式,如静音模式、性能模式等。

BIOS控制对于那些不需要频繁调整风扇转速的用户来说是一个简单有效的方法。

2. 软件控制除了BIOS控制,还有一些第三方软件可以用来进行风扇转速控制。

例如SpeedFan、MSI Afterburner等软件可以通过监控电脑温度并调整风扇转速来实现散热。

这些软件通常提供了更多的选项,使用户可以根据实际情况进行更精确的调节。

风扇调速器的原理

风扇调速器的原理

风扇调速器的原理风扇调速器是一种用于控制风扇运行速度的设备,通过调节电流或电压的大小来实现风扇速度的调节。

风扇调速器的原理主要包括以下几个方面:1. 电流控制原理:风扇调速器中常用的电流控制原理是采用可调电阻或可控硅等元件来改变电路中的电流大小,从而实现调节风扇转速的目的。

通过改变电路的串联或并联电阻的值可以改变电路的总电阻大小,从而改变电路中的电流大小。

当电流减小时,风扇转速也会随之减小;反之,当电流增加时,风扇转速也会随之增加。

2. 电压控制原理:风扇调速器中另一种常用的原理是通过改变电路中的电压值来实现风扇转速的调节。

通常采用调压器、变压器或者CPU风扇专用的电压调节电路来实现。

当电压减小时,风扇转速也会随之减小;反之,当电压增加时,风扇转速也会随之增加。

3. PWM调速原理:PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种常用的风扇调速原理。

通过控制一个方波的脉冲宽度和频率来调节风扇转速。

脉冲宽度越宽代表占空比越高,风扇转速也越快;脉冲宽度越窄则代表占空比越低,风扇转速也越慢。

通过改变方波的脉冲宽度和频率可以实现对风扇的精确调速。

4. 温度控制原理:风扇调速器中还有一种常见的原理是基于温度的控制原理。

利用温度传感器监测环境温度,并通过控制电路内嵌的温度传感器来控制风扇转速。

当环境温度升高时,温度传感器会检测到变化并向风扇调速器发送信号,风扇调速器会据此调整风扇的转速,以达到降温的目的。

综上所述,风扇调速器的原理可以通过电流控制、电压控制、PWM调速以及温度控制等方式来实现对风扇转速的调节。

各种原理各具特点,适用于不同场合的调速需求。

风扇调速器的应用广泛,常见于电脑散热设计、工业自动化、空调等领域,通过实时监测环境的需求,调节风扇的转速,以达到节能、降温或其他特定目的。

cpu风扇 调速 原理

cpu风扇 调速 原理

cpu风扇调速原理
CPU风扇调速原理是根据CPU温度的变化来调整风扇转速,
以达到降低CPU温度的目的。

一般来说,CPU温度越高,风
扇转速就越高,以增加散热效果;而当CPU温度较低时,风
扇转速会相应降低,以减少噪音和电力消耗。

实现CPU风扇调速的原理通常包括以下几个步骤:
1.监测CPU温度:通过传感器等硬件设备实时监测CPU的温度。

2.计算风扇转速:将监测到的CPU温度传递给主控芯片(如
电脑主板上的风扇控制芯片),芯片根据预先设定的风扇转速曲线或算法来计算需要的风扇转速。

3.控制风扇转速:主控芯片通过PWM(脉冲宽度调制)技术控
制风扇转速。

PWM是一种调节电流或电压的技术,通过调整PWM信号的占空比来改变风扇的转速,占空比越大,风扇转
速越高。

4.调整风扇转速:根据计算得出的风扇转速,主控芯片会发送
相应的PWM信号给风扇,风扇根据PWM信号的脉冲宽度调
整转速,从而控制风扇的转速。

这样,CPU风扇就可以根据CPU温度的变化来自动调整转速,以达到最佳的散热效果。

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风扇是目前电脑中最常用的一种强制冷却设备。

风扇由电机、轴承、叶片和壳体几个部分构成。

电机是风扇的动力来源,风扇的转速高低、劲头大小都取决于电机的性能。

普通风扇一般只几元钱一只,而一些高档风扇却卖几百元一只。

价格上的巨大差异,并不因为轴承类型和扇叶形状、气流方向等方面,而主要因为风扇电机性能上的差异,一台好的风扇关键是有一台好的电机。

例如,Tt出品的金星12型风扇转速可在2000~5500rpm之间进行无级变速。

序列号为A1745的散热风扇,连同散热片及调速器一起售价高达480元人民币(如图1)。

图1 金星12型风扇套件高档风扇的控制功能很强(如图2),电机的结构也较为复杂。

由于风扇电机的技术含量越来越高,如果对其细节不甚了解,就难以正确地安装和使用。

因此,本文重点对风扇中所使用的电机进行剖析。

图2 金星12型风扇的外观一、直流电机的基本工作原理根据供电方式的不同,电机有直流电机和交流电机两种类型。

电脑中使用的风扇电机为直流电机,供电电压为+12V,转速在1000~10000转/分之间。

直流电机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。

它由定子、转子和换向器三个部分组成,如图3。

图3 有刷直流电机的构造定子(即主磁极)被固定在风扇支架上,是电机的非旋转部分。

转子中有两组以上的线圈,由漆包线绕制而成,称之为绕组。

当绕组中有电流通过时产生磁场,该磁场与定子的磁场产生力的作用。

由于定子是固定不动的,因此转子在力的作用下转动。

换向器是直流电动机的一种特殊装置,由许多换向片组成,每两个相邻的换向片中间是绝缘片。

在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷,使转动的电枢绕组得以同外电路联接。

当转子转过一定角度后,换向器将供电电压接入另一对绕组,并在该绕组中继续产生磁场。

可见,由于换向器的存在,使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变,在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转,如图4。

图7 无刷直流电机原理图转子利用轴承与外壳之间实现动配合。

风扇的扇叶固定在转子上,因此,当转子旋转时,扇叶将与转子一起转动起来。

普通风扇一般采用滚珠轴承(如图5),而高档风扇为了提高运转的稳定性和增加使用寿命,通常采用更为先进的液态轴承(如图6)。

图5 滚珠轴承图6 液态轴承的结构二、有刷电机与无刷电机如前所述,直流电机是利用碳刷实现换向的。

由于碳刷存在摩擦,使得电刷乃至电机的寿命减短。

同时,电刷在高速运转过程中会产生火花,还会对周围的电子线路形成干扰。

为此,人们发明了一种无需碳刷的直流电机,通常也称作无刷电机(brushless motor)。

无刷电机将绕组作为定子,而永久磁铁作为转子(如图7),结构上与有刷电机正好相反。

无刷电机采用电子线路切换绕组的通电顺序,产生旋转磁场,推动转子做旋转运动。

图7 无刷直流电机原理图无刷电机由于没有碳刷,无需维护寿命长,速度调节精度高。

因此,无刷电机正在迅速取代传统的有刷电机,带变频技术的家用电器(如变频空调、变频电冰箱等)就是使用了无刷电机,目前散热风扇中几乎全部使用无刷电机。

三、变频电机工作原理图8(a)是拆开的风扇电机的照片,风扇采用的是变频电机,这从线圈所在的位置就可以辨认出来。

图8(b)是变频电机控制电路板,控制芯片将集DSP 功能与驱动器于一体,简化了电路结构。

通过对控制芯片编程,可改变电机转速。

图8 直流电机的构造变频电机具有直流电机特性、却采用交流电机的结构。

也就是说,虽然外部接入的是直流电,却采用直流-交流变压变频器控制技术,电机本体完全按照交流电机的原理去工作的。

因此,变频电机也叫“自控变频同步电机”,电动机的转速n取决于控制器的所设定的频率f。

图9是三相星形接法的变频电机控制电路,直流供电经MOS管组成的三相变流电路向电机的三个绕组分时供电。

每一时刻,三对绕组中仅有一对绕组中有电流通过,产生一个磁场,接着停止向这对绕组供电,而给相邻的另一对绕组供电,这样定子中的磁场轴线在空间转动了120°,转子受到磁力的作用跟随定子磁场作120°旋转。

将电压依次加在A B-、A C-、B C-、B A-、C A-、C B-上,定子中便形成旋转磁场,于是电机连续转动。

图9 无刷直流电机工作原理变频电机的驱动电路由主回路和控制回路两部分组成,现在已经将这两部分集成到同一个芯片中,这样只要使用一个器件便可实现变频电机的全部控制功能,简化了电路结构,常用的控制芯片有日本三洋公司的LB1964、美国MAXIM公司的MAX6625、和意法半导体公司的ST72141等。

随着工业界对节能和噪声抑制的日益重视,许多工业产品都趋向采用无刷电机,对电机微控制器提出了更高要求。

作为新一代电机控制DSP芯片,TI公司高性价比的TMS320C240 非常适合于完成这一任务。

四、变频电机的电路组成为了对风扇电机的运行状况进行监控,需要从风扇电机向主板输出速度信号,实现风扇运行情况的监控。

监控电路用来显示风扇转速,并可实现报警和电脑的自动停机,以防止因风扇停转而烧毁CPU或其它器件的情况出现。

现在变频电机普遍采用集成功率器件来实现这一功能,使控制线路大为简化。

为了实现精确控制效果,必须向集成功率器件输入反映转子位置的信号,因此变频电机必须具有电机位置反馈机制。

目前通常使用霍尔元件或和光电传感器两种手段进行位置和转速检测。

霍尔器件是一种基于霍尔效应的磁传感器,霍尔效应是美国科学家爱德文·霍尔于1879年发现的。

目前,使用霍尔效应的磁传感器产品已得到广泛的应用。

图10为霍尔效应原理图。

在一块通电的半导体薄片上,加上和片子表面垂直的磁场B,在薄片的横向两侧会出现一个电压(图中的Vh称为霍尔电压)。

图10 霍尔效应变频电机利用霍尔器件测量转子的相对位置,所获得的信号输入到控制芯片中,驱动电机旋转。

同时,还可将该信号通过主板输出,作为测速信号使用,可谓一箭双雕。

由于换向脉冲为方波信号,在主板上经过简单处理便可输送给主板进行显示和控制。

由于电机的相数一般在2个以上,换向信号的频率为电机的转速的若干倍,因此,如果利用换向脉冲作为测速信号,必须经过除法运算才能得到真实的电机转速。

图11为霍尔锁定型开关电路CS2018构成的无刷电机控制电路,CS2018内部集成了霍尔电压发生器、差分放大器、史密特触发器和集电极开路的输出级等,它可直接驱动小功率的电机绕组。

图11 用CS2018霍尔开关锁定电路直接驱动电机有些风扇采用光电传感器来检测风扇的速度,具体做法是:在电动机转子上设置一个遮光板,这样电机每转过一圈,遮光板就会将发光二极管照射到光敏管上的光线阻断一次,光敏管的集电极上电压改变一次,这样便可得到反映电机转速的脉冲信号,如图12所示。

图12 光电传感器原理从上面的介绍可以看出,利用霍尔传感器和光电传感器所得到的测速信号是有区别的。

利用光电传感器测速,速度信号的频率与电机转速相同,而利用霍尔器件输出的换向信号作为测速信号时,两者相差若干倍:如果是两相电机,换向信号的频率为转速的2倍,三相电机中换向信号的频率则是转速的3倍。

在这里,BIOS中显示的速度是不是真实的风扇转速,在使用中务必请大家注意!五、转速调节方法直流电机调速方式有两种:调压调速和调频调速。

采用有刷电机的普通风扇可以通过调压方式改变转速,而采用变频电机的风扇,只能通过调频方式进行调速。

对于有刷电机来说,改变供电电压,则是改变转子绕组中电流从而改变磁场强度和转矩,电机的转速随着转矩的增加而升高,随着转矩的减小而降低。

这种电机在负载阻力增大时,电机的转速会随之下降。

要想在荷载变化时维持转速不变,必须采用闭环控制,通过速度负反馈来实现,因此控制电路比较复杂。

图13是一个实用的有刷电机控制方案,它是利用MIC501专用芯片为核心结合一些外围元件实现的。

和图10所示的无刷电机控制电路进行一个简单的比较,便可发现两者电路结构的明显区别。

图13 调压调速电路在有刷电机电路中,电机主回路中与功率晶体管VT串联,VT的作用相当于一个可变电阻,芯片7脚输出的信号通过基极电阻Rb与其基极相连,对VT的导通程度进行控制,电机转速随VT的导通程度的变化而变化。

VT截止时,电机停转;VT饱和导通时,电机全速(Full Speed)旋转。

图中T1为热敏电阻,接入控制芯片的第一个控制端VT1,实现转速-温度自动控制;从第二个控制输入端接入一个由可变电阻组成的偏置电路,可实现转速的手动控制。

由于有刷电机的转速受到荷载大小的影响,采用这种电机的风扇在使用过程中容易因为灰尘和润滑不良等因素造成转速下降甚至停转,对CPU等昂贵部件的安全构成威胁。

在电脑故障中,因为风扇转速下降导致的电脑死机、蓝屏和重启动等故障经常发生,其中也有因风扇停转而导致芯片烧毁的案例。

变频电机则很少出现这些问题,因为其转速只与所设定的频率有关,而与载荷和供电电压无关,无需转速反馈控制,即可实现恒定转速,因此风扇运转的稳定性和可靠性大大增强。

读到此处,细心的读者也许要问,金星12型风扇配件中用来调速的旋钮是一个电位器(如图14),难道这款风扇采用了技术落后的有刷电机而不是变频电机吗?因为有刷电机通常通过调节串联电阻来调节供电电压,以实现转速调整,调节电阻阻值实际上就是调节供电电压。

图14 venus12型风扇调速器其实不然,与有刷电机控制电路输出模拟信号不同,变频电机的转速控制完全基于DSP(数字信号处理)控制过程。

电位器本身实现的直流电压调节,它从DSP芯片的模拟信号输入端接入,其参数经过A/D转换后,控制芯片的输出仍为数字信号。

简言之,有刷电机的控制过程,从输入到输出是完全模拟的,而变频电机的控制电路输入模拟信号(如温度、电压或PWM信号),而输出数字信号。

一些高档风扇可根据被散热设备的温度变化自动调节转速,其过程是:利用温度传感器(热敏电阻等)测量被散热设备的温度,并将其数值反馈给风扇控制电路,控制电路根据所设定的温度-转速特性曲线(如图15)调节风扇转速。

风扇的这种自适应功能既能有效地保护被散热设备,又能在温度较低时减少耗电和噪音。

一些厂商之所以给他们的产品冠以“智能风扇”的美名(如曜越科技的SMART CASE FAN II风扇),正是因为具有这种功能。

图15 温度-转速曲线六、风扇的监控与保护尽管变频电机有很高的可靠性,但它仍然是机械器件,在长时间使用时,其速度可能会下降甚至停转,所以最好对风扇的运行状态进行实时监测,便于及时发现问题。

目前,对风扇自身的监控方式有报警传感器和速度传感器两种类型,利用报警传感器可在风扇速度低于某个门限值时给出报警信号,而速度信号输出则可实现风扇速度的实时监控。

从风扇电路输出的报警信号有“高电平”和“低电平”两种状态,两种电平所代表的意义一般按照正逻辑体制,高电平表示“故障”,“低电平”表示“正常”。

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