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散熱風扇最新資訊報道

自動溫調速風扇,讓你的電腦更冷靜

電腦機箱內的風扇聲總是一個噩夢,好風扇太貴,便宜風扇太差,中等風扇各種難挑……雖然現在有4線PWM主板調速技術,但是往往只有CPU風扇能用,其他的風扇依然是傳統的3線不可調速的。而且還有很多好風扇并非4線。面對便宜大碗的風扇而又討厭其噪聲的我,只能選擇加裝PWM溫控電路來智能調節風扇的轉速,變相的在不下降太多散熱性能的情況下來降低機箱內的風扇噪聲。表和我提手動調速,那種需要動手擰旋鈕的東西我才不稀罕呢!

電路設計

基礎電路就是一個LM555無穩態多諧振蕩器,用兩個二極管控制電容C1 100NF的充放電回路,電路的占空比可以從0~100自動的根據溫度可調,具體值為R3(50K)/R1(15K)。整體電路的工作頻率是T=C1*(R1+R3)*ln2。用MJE13003擴流。

元器件選擇

作為一個溫控電路,傳感器是不可缺少的。在這里用傳統的熱敏電阻來作為溫度的感應,這里用的是玻璃封裝的負溫度系數熱敏電阻,溫度越高阻值越小,耐高溫,大家可以在電磁爐的線圈中心找到這貨(不一定是負溫度系數的,可能是正溫系數的)。 

為了控制體積,設想就是應該體積很小當一個插頭直接插主板上面最好了,所以絕大部分的元器件都選用了貼片件。

控制芯片選用了SOP8貼片封裝的LM555時基電路來完成,這個逆天的牛叉芯片可以廣泛的作為控制電路使用,各種電路非常多,大家可以參照其PDF文檔選用。

其他的元器件也都選用貼片器件,因為555本身的輸出能力有限,而風扇動不動就上幾W的功率,所以加了一只NPN管作為功率輸出,這里選用了巨便宜的TO220封裝直插MJE13003,輸出可以達到20W,恩恩,滿意了。

PCB設計

因為要盡量的縮小體積,都使用了貼片元器件,輸出功率管選擇背后折疊安裝,板子作為一個插件直接安裝在風扇插頭上,尾部加裝一個插座。測速功能還是有保留的,方便主板檢測。

左邊部分安裝進插頭,右邊部分是風扇用插座。整體面積控制在10*30MM以內,還算不錯吧。其實擠擠還能短點,不過意義不大,也就算了。因為走線小復雜就使用了雙面電路板,FR4材質,1.0MM的厚度,成功的控制了體積和成本。

安裝

板子在好幾天的等待之后終于到了,做的還算不錯哈。

這是正面。

這是反面。

雙面裸板,沒有做阻焊,只做了過孔。銅箔實際上是鍍錫的,銀色閃亮的,因為拍攝的緣故變身包公了。因為都是貼片,焊接起來比較費眼神,當然對于熟練工是我來說還是完全沒問題的。速度焊接起來。

唔,看起來焊接還行,沒給咱師傅丟臉,哈哈。

看看反面。嚴格來說還是可以控制體積的,以后再改進!

和即將合作的建準風扇放一起,是不是很小巧?感溫電阻這樣焊接的用意,是為了用線單獨牽出去,可以貼風扇上,也可以貼其他地方,根據實際情況來決定測溫點,這樣效果會比較可控。

在原來的皮管里面穿兩根線,作為熱敏電阻的連線。

在這里,熱敏電阻選擇安裝在風扇的出風口,用耐高溫膠帶捆扎固定在電源線的線槽內,這樣可以感應到氣流的溫度,控制風扇的轉速。

控制電路側。熱敏電阻沒有正反,直接焊接就行了。

調試和測試

通上12V直流電,風扇立刻啟動,轉速很低,接上示波器看輸出波形,環境溫度11.4攝氏度。

示波器的輸出如圖,占空比大概只有0.17的樣子,聲音很低,風量比較小。

手心的表面溫度大概是33.3攝氏度,把熱敏電阻拿出來,用手心捂住,穩定一會,測試結果如下:

占空比迅速變化,大概是0.26不到一點。風扇轉速有顯著的變化。

因為這只建準的風扇沒有輸出轉速信號,所以另接了一只帶測速輸出的風扇來作為實際轉速變化的對比。
首先測定這只風扇的滿載轉速。

臟兮兮的小酷冷,P4 478專用。

運轉中,開機進入bios,可以直接看到滿載轉速是:3375RPM,也就是說,每分鐘轉3375圈。實際聽上去噪聲還是蠻大的。

接上溫控板后,轉速顯示變的不穩定且差別太大,看來是PWM太低了無法正常顯示。

回到實驗室,看滿載下的示波器能看見的轉速信號輸出脈沖。

大概是這樣的,102HZ的方波,電腦主板的芯片也是根據這個方波來識別實際轉速。一般霍爾器件控制的電腦風扇都是4脈沖一圈。

接上溫控板,11.4攝氏度下顯示這樣,實際上因為有PWM信號的輸出間隙,可以看出來轉一圈是4個脈沖,且轉速明顯變慢了。 

熱敏電阻放手心的脈沖顯示,比之前稍快一些。

總結

從個人使用經驗看,這些元件參數已經足夠平時使用了。如果初始的轉速過低,或者啟動不了有咔噠聲,可以適當的加大15K電阻的阻值或者干脆外接一個3296可調電阻來做實際調整。工作電壓從12V-5V都能正常工作,無需改動,接低壓的話風扇也要換低啟動電壓的才行。整個電路成本極低,也就幾塊錢的事情,但是可以把原本不能自動調速的風扇變成自動調速的品種,還是很值得的。長時間工作完全沒問題,可靠性還是很好的。

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