Меню

Блок питания с регулировкой вращения кулера

Блок питания с регулировкой вращения кулера

Краткое описание способов снижения шума вентиляторов процессорного кулера и блока питания.

Мы уже не раз на страницах журнала «Компьютерра» и сайта Ferra.ru обращались к теме шума компьютера вообще и снижения шума вентиляторов и кулеров в частности (см., например, «КТ» #381, www.ferra.ru/online/supply/5961 , www.ferra.ru/online/supply/9668 и www.ferra.ru/online/supply/20793 ). Предлагаем вашему вниманию еще один краткий взгляд на эту проблему.

Помнится, в конце 1980-х один мой приятель жаловался, что его «Спектрум» не дает спать соседям: шаговый двигатель пятидюймового флоппи-дисковода, лежащего на столе (а где вы тогда видели «Спектрум» в корпусе?), входил в резонанс с этим самым столом и был слышен этажом ниже ничуть не хуже электродрели.

Позже уже мои соседи наслаждались воем подшипников пятидюймового двадцатимегабайтного винчестера Seagate, и его приходилось укутывать в два слоя пористой резины. Сейчас времена не те, основные компоненты компьютеров стали «тише воды, ниже травы», но для людей, работающих ночами, особенно когда остальные члены семьи уже спят, шум компьютера, как и раньше, выходит на первое место. Приходится выбирать «мягкую» клавиатуру, переключать винчестеры в Acoustic mode в ущерб производительности (звук головок, кстати, бывает очень разным: на мой изощренный слух сухой «треск» дисков от IBM или Maxtor значительно приятнее, например, «консервной банки» Seagate U-серии, но в «тихом» режиме все они практически беззвучны), воздерживаться от установки пиратских CD-ROM с огромным эксцентриситетом.

Впрочем, есть компоненты, с шумом которых приходится мириться, — это вентиляторы. Обычно их два: в блоке питания и на процессоре. И тот и другой можно заменить более тихими, но, если для процессорных кулеров можно найти хоть какие-то результаты тестов с указанием шумности, то вентилятор блока питания приходится выбирать «на глаз» или путем перебора вариантов. Единственное, что может помочь, — указанная на этикетке мощность: чем она выше, тем производительнее и, соответственно, шумнее вентилятор («на глаз» могу отметить лишь, что прямые «рубленые» лопасти издают больше шума, нежели гнутые серповидные).

В большинстве случаев создаваемый вентилятором процессорного кулера воздушный поток избыточен, особенно учитывая, что он циркулирует в замкнутом пространстве корпуса. Воздух, продуваемый через ребра радиатора, просто не успевает нагреваться. Гораздо большее значение имеет площадь поверхности и материал радиатора, плотность прилегания к кристаллу, а также температура внутри корпуса (вернее, разность температуры радиатора и воздуха); обороты же вентилятора зачастую можно снизить вдвое, при этом температура процессора возрастет лишь на вполне безопасные 3–5 градусов.

С вентиляторами блоков питания дело обстоит сложнее. Вопреки распространенному мнению, вентилятор этот охлаждает не только и не столько блок питания, сколько обеспечивает циркуляцию воздуха внутри корпуса (обычно в корпусах ATX блок питания размещен сверху, и вентилятор работает на вытяжку), которая сильно влияет на эффективность работы процессорного кулера. Здесь вмешивается еще и сам корпус: его объем и высота, размещение блока питания, наличие и расположение вентиляционных отверстий. Обладателям мощных процессоров, желающим снизить шум вентилятора блока питания, могу рекомендовать снижать его обороты, компенсируя воздушный поток установкой в нижней части корпуса дополнительного нагнетающего вентилятора (его тоже можно не «крутить на всю катушку»).

Теперь перейдем к способам снижения оборотов вентиляторов.

Один из самых простых — переключение на пониженное напряжение питания. Штатно все вентиляторы запитаны от 12 В, но большинство вполне работоспособно и при питании 5 В. Для процессорного кулера достаточно лишь извлечь наконечник среднего провода (обычно красный) из трехконтактного вентиляторного разъема и вставить его в 5-вольтовое гнездо свободной «фишки» питания (тоже красный провод). В блоке питания — перепаять красный провод вентилятора со штатного места на выход 5 В (опять же красные силовые провода). Работоспособность схемы контроля оборотов при этом сохраняется. Шум падает почти до нуля, впрочем, и обороты снижаются слишком сильно, поэтому способ годится разве что для маломощных систем.

Лучшие результаты дает переключение питания на 7 В. Надеюсь, читатели уже догадались: это разность между 5- и 12-вольтовым питанием. Выполняется аналогично первому варианту, за исключением того, что к 5-вольтовому питанию подключается не красный, а черный провод вентилятора. Недостаток — перестает работать схема контроля оборотов.

Более грамотное решение — снижение тока с помощью резистора, включенного в разрыв провода питания вентилятора. Номинал зависит от мощности вентилятора и степени снижения оборотов; для типовых кулеров применимы резисторы от 10 до 75 Ом мощностью 0,25 Вт. Подобный способ применяется не только на любительском уровне: промышленно выпускаются переходники (на фото); обычно там используется резистор 10 Ом, который снижает обороты незначительно. Недостаток такого решения — сильное ограничение пускового тока вентилятора. В один прекрасный момент забившийся пылью подшипник может не позволить ротору сдвинуться с места.

Самое же корректное, на мой взгляд, решение — включение в разрыв цепи питания вентилятора стабилитрона с напряжением стабилизации 3–6 В. Подбором типа стабилитрона можно выбрать нужные обороты, при этом сохраняется и большой пусковой ток, и работоспособность схемы контроля оборотов.

Читайте также:  Чем можно зарядить ноутбук без блока питания

Используя подобные решения, не забывайте о программах мониторинга, контролирующих вентиляторы. Если монитор системной платы плохо совместим с низкооборотным вентилятором, обновите BIOS: большинство производителей добавили в последнее время поддержку низкооборотных кулеров.

Напоследок расскажу одну историю. Месяц назад, покупая самый дешевый привод CD-RW, я спросил продавца: что взять при равной цене — NEC или Mitsumi? И без всяких наводящих вопросов получил ответ: конечно же, Mitsumi — он тише, а скорость… да что тебе скорость?

Источник



Как работает полупассивная и пассивная система охлаждения в блоках питания компьютера

Система охлаждения в БП? Вы серьезно? Да еще и несколько типов? Да. В блоках питания тоже есть система охлаждения (СО), и есть несколько вариантов ее исполнения. Активная, полупассивная, пассивная — как они устроены, в чем разница и БП с какой системой охлаждения лучше?

Существуют три типа СО компьютерных блоков питания:
— активная. Вентилятор постоянно работает.
— полупассивная. Вентилятор не работает при небольших нагрузках.
— пассивная. Вентилятор отсутствует.

БП с полупассивной системой охлаждения

Большинство блоков, особенно бюджетного сегмента, имеют активную схему охлаждения. Такая система стояла в БП изначально. Первые блоки обходились без регулировки оборотов, вентилятор подключался непосредственно к линии питания 12 В. Иногда, если проектировщикам казалось, что вентилятор системы охлаждения заглушает шум двигателей взлетающих реактивных лайнеров, ставили последовательно мощный гасящий резистор.

Полупассивную СО чаще всего имеют блоки среднего и топового сегмента. Хотя сейчас появились модели с весьма демократичной ценой.

Эти БП схожи по конструкции с блоками с активной, но имеют более высокий КПД. Современные электронные компоненты и новые схемотехнические решения позволяют при небольших нагрузках работать блокам без принудительного обдува. Внешне они ничем не отличаются от БП с активной СО.

Современные БП имеют высокий КПД при небольших нагрузках. При нагрузке в 200 Вт рассеиваимая мощность составляет всего 17-25 Вт. С таким тепловыделением вполне можно справиться без обдува.

Управление включением вентилятора

Управление включением вентилятора в таких блоках обычно реализовано либо при превышении определенной мощности, либо от температуры.

Температурный датчик (чаще всего это термистор — полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит от температуры) устанавливается на радиатор выходных цепей, температура которых непосредственно зависит от выдаваемой в нагрузку мощности. Это самая простая схема реализации, управление вентилятором, которую можно выполнить из десятка недорогих деталей.

Запуск вентилятора при превышении определенной мощности чуть более сложен. Но тоже несложно реализуется при помощи шунта и компаратора.

В блоках питания с цифровым управлением, где уже имеется микропроцессор, часто делают оба вида, и от температуры и от мощности. (Возможностей любого современного микроконтроллера обычно более чем с запасом для управления БП, его подсветкой и прочим, так что не сложно реализовать и управление системой охлаждения).

При грамотном проектировании нет разницы, при выполнении какого условия запускается вентилятор, так что это выбор проектировщика, и пользователя это волновать не должно.

Достоинства БП с полупассивной СО

  • бесшумная работа при небольших нагрузках
  • экономия ресурса вентилятора

К тому же когда вентилятор работает — он засасывает пыль внутрь БП. А пыль, как мы знаем, вредна для электроники.

Хочется предупредить и о БП, которые номинально имеют полупассивную СО, но реально используются в активном режиме. Читайте обзоры или смотрите характеристики на сайте производителя. Обычно на графике оборотов вентилятора указывается момент начала его работы.

БП с пассивной системой охлаждения

Такие блоки проектируются изначально под пассивное охлаждение и имеют очень развитые радиаторы, собираются из высококлассных элементов по прогрессивной схемотехнике. Часто вместо радиатора используются панели корпуса, выполненные из толстых алюминиевых деталей сложной формы.

Ранее такие БП выпускались мощностью не более 400-450 Вт, но сейчас есть блоки мощностью 700 Вт, чего вполне хватит для весьма производительного копьютера. Такое стало возможно опять же благодаря прогрессу в электронике.

Рассмотрим, например, наиболее доступный Seasonic PRIME Fanless.

БП имеет сертификат 80 Plus Platinum, то есть его КПД при максимальной нагрузке не ниже 91 %. Корпус блока максимально перфорирован для лучшего охлаждения. Радиаторы имеют развитое оребрение и присутствуют даже на трансформаторе, чего в блоках с обычной СО обычно не делают.

Компоненты расположены внутри корпуса максимально свободно. Благодаря таким схемотехническим решениям и высокому КПД данный блок вполне справляется с полной нагрузкой без всякого обдува.

Цена на такие БП очень высока, и покупка подобной техники — удел пользователей, максимально ориентированных на полную бесшумность системного блока. Хотя сейчас и БП с вентиляторами чаще всего никаких неудобств в данном плане не доставляют.

Достоинства и недостатки

К достоинствам таких БП можно отнести:

  • полную бесшумность;
  • долгий срок службы, как следствие более тщательного проектирования и использования высококачественных компонентов (Seasonic, например, на БП PRIME Titanium 600W Fanless дает гарантию 12 лет).

Минусы таких блоков:

  • исключительная дороговизна;
  • скудный выбор (сейчас имеющиеся в продаже подобные БП можно перечислить по пальцам);
  • недоступность (наверняка выбранного вами блока не будет не то что в магазине возле вашего дома, но и вообще в вашем городе, и его придется заказывать).
Читайте также:  Ремонт блока питания стиральной машины индезит

На момент написания статьи в каталоге товаров DNS в городе Новосибирске из 296 представленных моделей БП только один с пассивной СО, 271 с активной СО и 24 с полупассивной. Наличие товара определяет спрос.

Небольшой видеоролик по теме.

Установка блоков с полупассивной и пассивной СО в корпус

Идеальным корпусом для БП с полупассивной и пассивной СО является просторный кейс с нижним расположением блока и развитой вентиляцией.

Для блоков с пассивной СО чаще всего производитель сам пишет, как его ставить и куда. Это дорогой агрегат, и производитель подробно описывает установку и эксплуатацию — просто читайте внимательно инструкцию.

Блоки с полупассивной СО лучше ставить в просторный корпус внизу (у вас же денег хватило не только на видеокарту и процессор?). Вентилятором вверх.

К корпусам с кожухом внизу надо относиться осторожно. Даже при наличии отверстий в кожухе, они неизбежно ухудшают условия для охлаждения БП.

Этих отверстия иногда может не хватить для нормального охлаждения в безвентиляторном режиме.

А вот такой вариант вполне подойдет.

Но хотелось бы иметь отверстия еще и по бокам.

Идеальным для таких БП будет корпус «открытый стенд».

Большинство пользователей покупают блоки питания с активной системой охлаждения. Это не плохо. Чаще всего они не заметят никаких неудобств по сравнению с полупассивной.

БП с полупассивной СО — выбор пользователей, которые более тщательно относятся к выбору комплектующих. Такие блоки бесшумны на средней и малой нагрузке и чаще всего более аккуратно сделаны и прослужат дольше.

Болки с пассивной СО — вариант для энтузиастов, которые не пожалеют денег и личного времени для конфигурации ПК под свои, очень специфичные нужды.

Источник

Управление вентилятором в блоках питания

Всем здравствуйте. Для многих не секрет, что в блоках питания или других устройствах в охлаждении используются вентиляторы. В промышленных устройствах это уже предусмотрено схемотехническим решением. А как быть тем, кто сам делает для себя, вот такая простая схема приходит на помощь. На рисунке показана схема простого управления вентилятором.

Конечно наверняка схема многим будет знакома, но из своей простоты до сих пор считаю ее актуальной. Предполагается, что скорость вентилятора регулируется в зависимости от тепловыделения того или иного прибора. И так если мы собираем блок питания плата обычно размещается вместе с вентилятором в отдельном корпусе. Силовые полупроводники на печатной плате снабжены радиаторами, которые выделяют больше всего тепла. Поэтому лучше всего замерять воздушный поток, выходящий через эти радиаторы. Таким образом, температура этих радиаторов определяет скорость вращения вентилятора.

Схема, которая отслеживает это, состоит из трех обычных транзисторов и нескольких пассивных компонентов. Сама схема питается от разъема 12В, которое несомненно будет присутствовать в блоке питания. Вентилятор, в свою очередь, подключен к выходу управления. Если посмотреть на схему, то окажется, что в основе регулирования лежит некая дифференциальная ступень, состоящая из транзисторов Т1 и Т2. База T2 устанавливается фиксированное напряжение с помощью делителя на резисторах R3 / R4.

На транзисторе T1 находится переменный делитель напряжения, состоящий из PTC (R1) и резистора R2. Таким образом, напряжение на базе транзистора T1 будет изменяться в зависимости от температуры, поскольку сопротивление PTC увеличивается с увеличением температуры. Конденсатор C1 гарантирует, что напряжение не изменится слишком резко в случае внезапных небольших колебаний температуры. Кроме того, его задача — на короткое время подать на вентилятор напряжение при включенном питании, чтобы он нормально запустился.

Транзисторы T1 и T2 имеют общий резистор в эмиттере, поэтому разница напряжений на базах определяет, какой транзистор открыт больше всего. Коллектор транзистора T2 управляет драйвером T3, который, в свою очередь, отвечает за напряжение питания вентилятора. Когда температура увеличивается, сопротивление PTC увеличивается, а напряжение на базе T1 падает. Тогда T2 будет открываться больше, и он откроет T3, так что вентилятор будет вращаться быстрее.

Задача делителя из резисторов R6 / R7 всегда открывать транзистор T3 до тех пор, пока минимальное напряжение на вентиляторе не упадет ниже примерно 7В. Это предотвращает остановку вентилятора при низкой температуре. Для регулятора возможный вариант небольшой печатной платы, которая показана на рисунке

Источник

Undocumented: способы снижения оборотов вентиляторов

Краткое описание способов снижения шума вентиляторов процессорного кулера и блока питания.

Мы уже не раз на страницах журнала «Компьютерра» и сайта Ferra.ru обращались к теме шума компьютера вообще и снижения шума вентиляторов и кулеров в частности (см., например, «КТ» #381, www.ferra.ru/online/supply/5961 , www.ferra.ru/online/supply/9668 и www.ferra.ru/online/supply/20793 ). Предлагаем вашему вниманию еще один краткий взгляд на эту проблему.

Помнится, в конце 1980-х один мой приятель жаловался, что его «Спектрум» не дает спать соседям: шаговый двигатель пятидюймового флоппи-дисковода, лежащего на столе (а где вы тогда видели «Спектрум» в корпусе?), входил в резонанс с этим самым столом и был слышен этажом ниже ничуть не хуже электродрели.

Читайте также:  Проверенные блоки питания с алиэкспресс

Позже уже мои соседи наслаждались воем подшипников пятидюймового двадцатимегабайтного винчестера Seagate, и его приходилось укутывать в два слоя пористой резины. Сейчас времена не те, основные компоненты компьютеров стали «тише воды, ниже травы», но для людей, работающих ночами, особенно когда остальные члены семьи уже спят, шум компьютера, как и раньше, выходит на первое место. Приходится выбирать «мягкую» клавиатуру, переключать винчестеры в Acoustic mode в ущерб производительности (звук головок, кстати, бывает очень разным: на мой изощренный слух сухой «треск» дисков от IBM или Maxtor значительно приятнее, например, «консервной банки» Seagate U-серии, но в «тихом» режиме все они практически беззвучны), воздерживаться от установки пиратских CD-ROM с огромным эксцентриситетом.

Впрочем, есть компоненты, с шумом которых приходится мириться, — это вентиляторы. Обычно их два: в блоке питания и на процессоре. И тот и другой можно заменить более тихими, но, если для процессорных кулеров можно найти хоть какие-то результаты тестов с указанием шумности, то вентилятор блока питания приходится выбирать «на глаз» или путем перебора вариантов. Единственное, что может помочь, — указанная на этикетке мощность: чем она выше, тем производительнее и, соответственно, шумнее вентилятор («на глаз» могу отметить лишь, что прямые «рубленые» лопасти издают больше шума, нежели гнутые серповидные).

В большинстве случаев создаваемый вентилятором процессорного кулера воздушный поток избыточен, особенно учитывая, что он циркулирует в замкнутом пространстве корпуса. Воздух, продуваемый через ребра радиатора, просто не успевает нагреваться. Гораздо большее значение имеет площадь поверхности и материал радиатора, плотность прилегания к кристаллу, а также температура внутри корпуса (вернее, разность температуры радиатора и воздуха); обороты же вентилятора зачастую можно снизить вдвое, при этом температура процессора возрастет лишь на вполне безопасные 3–5 градусов.

С вентиляторами блоков питания дело обстоит сложнее. Вопреки распространенному мнению, вентилятор этот охлаждает не только и не столько блок питания, сколько обеспечивает циркуляцию воздуха внутри корпуса (обычно в корпусах ATX блок питания размещен сверху, и вентилятор работает на вытяжку), которая сильно влияет на эффективность работы процессорного кулера. Здесь вмешивается еще и сам корпус: его объем и высота, размещение блока питания, наличие и расположение вентиляционных отверстий. Обладателям мощных процессоров, желающим снизить шум вентилятора блока питания, могу рекомендовать снижать его обороты, компенсируя воздушный поток установкой в нижней части корпуса дополнительного нагнетающего вентилятора (его тоже можно не «крутить на всю катушку»).

Теперь перейдем к способам снижения оборотов вентиляторов.

Один из самых простых — переключение на пониженное напряжение питания. Штатно все вентиляторы запитаны от 12 В, но большинство вполне работоспособно и при питании 5 В. Для процессорного кулера достаточно лишь извлечь наконечник среднего провода (обычно красный) из трехконтактного вентиляторного разъема и вставить его в 5-вольтовое гнездо свободной «фишки» питания (тоже красный провод). В блоке питания — перепаять красный провод вентилятора со штатного места на выход 5 В (опять же красные силовые провода). Работоспособность схемы контроля оборотов при этом сохраняется. Шум падает почти до нуля, впрочем, и обороты снижаются слишком сильно, поэтому способ годится разве что для маломощных систем.

Лучшие результаты дает переключение питания на 7 В. Надеюсь, читатели уже догадались: это разность между 5- и 12-вольтовым питанием. Выполняется аналогично первому варианту, за исключением того, что к 5-вольтовому питанию подключается не красный, а черный провод вентилятора. Недостаток — перестает работать схема контроля оборотов.

Более грамотное решение — снижение тока с помощью резистора, включенного в разрыв провода питания вентилятора. Номинал зависит от мощности вентилятора и степени снижения оборотов; для типовых кулеров применимы резисторы от 10 до 75 Ом мощностью 0,25 Вт. Подобный способ применяется не только на любительском уровне: промышленно выпускаются переходники (на фото); обычно там используется резистор 10 Ом, который снижает обороты незначительно. Недостаток такого решения — сильное ограничение пускового тока вентилятора. В один прекрасный момент забившийся пылью подшипник может не позволить ротору сдвинуться с места.

Самое же корректное, на мой взгляд, решение — включение в разрыв цепи питания вентилятора стабилитрона с напряжением стабилизации 3–6 В. Подбором типа стабилитрона можно выбрать нужные обороты, при этом сохраняется и большой пусковой ток, и работоспособность схемы контроля оборотов.

Используя подобные решения, не забывайте о программах мониторинга, контролирующих вентиляторы. Если монитор системной платы плохо совместим с низкооборотным вентилятором, обновите BIOS: большинство производителей добавили в последнее время поддержку низкооборотных кулеров.

Напоследок расскажу одну историю. Месяц назад, покупая самый дешевый привод CD-RW, я спросил продавца: что взять при равной цене — NEC или Mitsumi? И без всяких наводящих вопросов получил ответ: конечно же, Mitsumi — он тише, а скорость… да что тебе скорость?

Источник