現(xiàn)代電腦技術(shù)的發(fā)展日新月異,CPU、lC的主頻和集成度在不斷提高,因此產(chǎn)生了大量的熱量,使主機(jī)殼內(nèi)部溫度上升,通常使用風(fēng)扇來通風(fēng)散熱。 現(xiàn)在多數(shù)個人電腦和電腦伺服器都裝有硬體監(jiān)控電路,即時監(jiān)測和控制電腦的運行狀況,例如CPU溫度、電腦主機(jī)板溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、電壓等,在這些監(jiān)控電路中的冷卻風(fēng)扇廣泛應(yīng)用了脈衝寬度調(diào)製(PWM)和自動控制技術(shù), 電腦運行過程中監(jiān)控電路會根據(jù)被測元件的溫度調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,給CPU和電腦器件降溫。 電腦監(jiān)控程式或應(yīng)用程式配合硬體工作,當(dāng)元件溫度下降時,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自動降低,當(dāng)元件溫度上升時,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自動上升,目的是降低風(fēng)扇雜訊,節(jié)約電量使用,延長風(fēng)扇壽命和系統(tǒng)的有效工作。
個人電腦和電腦伺服器中,儘管品牌、廠商和CPU主頻不同,電腦冷卻風(fēng)扇外型和轉(zhuǎn)速不一,但電腦主機(jī)板上的風(fēng)扇插座尺寸和電氣參數(shù)卻為眾廠商共同遵守的事實標(biāo)準(zhǔn), 3引線風(fēng)扇插座的定義和參數(shù)見表l
表1
序 號 |
名 稱 |
參 數(shù) |
1 |
轉(zhuǎn) 速 |
脈衝信號 |
2 |
風(fēng) 扇 |
12V DC |
3 |
地 |
0 |
電腦主機(jī)板上通常提供2個以上風(fēng)扇插座,表1中插頭2是電源正極,為直流風(fēng)扁提供+12V工作電源,用脈衝寬度調(diào)製輸出控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時此端電壓可以調(diào)節(jié)(也可設(shè)為定值,電腦預(yù)設(shè)12V) ;插頭3是公共地;插頭l是檢測風(fēng)扇轉(zhuǎn)速快慢的回饋信號端。 2引線風(fēng)扇插座相比表1則少了轉(zhuǎn)速回饋端。 但每個插座僅能連接一個風(fēng)扇,也無法與其它電氣裝置連接。
大多數(shù)電腦主機(jī)板硬體監(jiān)控電路都具有PWM風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)功能,電腦主機(jī)板上提供PWM風(fēng)扇插座作介面,PWM輸出控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時電路原理如圖1,電路包括了PWM控制信號輸入,濾波、 隔離放大和輸出驅(qū)動,輸出電流Io=lOOOmAmax,可直接驅(qū)動繼電器。 硬體監(jiān)控電路多採用高度集成的專用積體電路如W83782D、ADM1031等,以W83637HF為例進(jìn)行討論說明,W83637HF具有3路PWM風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制(fan speed control), 調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速使用調(diào)節(jié)風(fēng)扇工作電壓的方法,調(diào)節(jié)風(fēng)扇工作電壓使用的是調(diào)節(jié)PWM占空比,PWM輸出經(jīng)平滑濾波後變?yōu)轭惐入妷?,調(diào)節(jié)PWM的占空比使輸出電壓的擺幅(調(diào)節(jié)範(fàn)圍)是0-12伏直流,其實質(zhì)是一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器。 脈衝寬度的占空比(Duty cycle)能夠用程式控制,預(yù)設(shè)占空比是100%,對應(yīng)12V (Vcc)輸出電壓,不調(diào)速時風(fēng)扇運行在這種情況下。 調(diào)速時:電路輸出電壓Vo=Vcc×Duty cycle,Vorriiri=Vcc×0%=0 V,Vx=Vcc×lOO%=Vcc=12V,在電腦和智慧型儀器器電路中也有直流5V、24V、48V電壓等級工作電源,同樣適用上述分析。