ШИМ, PWM, DC и автоматические режимы системных и корпусных вентиляторов

Россия+7 (910) 990-43-11
Обновлено: 2022-09-23

Если вы когда-нибудь рылись в BIOS, возможно, вы натыкались на термины PWM, DC и Auto в разделе управления вентилятором.

В этой статье я расскажу о вентиляторах с ШИМ и постоянным током, а также о том, какие режимы использовать для эффективного охлаждения и низкого уровня шума.

PWM, DC и автоматические режимы вентилятора

Прежде чем приступить к объяснению, я сокращу его для тех, кто хочет быстрого ответа

  • Если у вас 3-контактный разъём для вентилятора, выберите режим постоянного тока. С другой стороны, если у вас 4-контактный разъём для вентилятора, выберите режим PWM.
  • Если разъём вентилятора вашей материнской платы имеет только 3 контакта, выберите DC независимо от того, какой у вас вентилятор.

Если вы хотите узнать больше об этих загадочных терминах, читайте дальше!

Что такое ШИМ и как он работает

Вентиляторы с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) или PWM позволяют материнским платам управлять скоростью вращения вентиляторов с помощью быстрых импульсов питания (циклов включения-выключения). Говоря просто, ШИМ-вентилятор выключается и включается очень быстро, чтобы работать на более низких скоростях.

Для этого типа вентилятора требуется 4-контактный разъём вентилятора, как показано ниже:

Автоматическое управление вентилятором в режиме PWM

Как вы можете видеть на схеме выводов PWM-вентилятора выше, 4-й контакт (синий) позволяет материнской плате посылать PWM-сигнал вентилятору, который управляет его скоростью.

Постоянные импульсы мощности используются для изменения скорости вращения вентилятора в режиме ШИМ, это означает, что двигатель вентилятора быстро переключается из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ и снова в состояние ВКЛ.

Однако, напряжение (12В), подаваемое на ШИМ-вентилятор, не изменится независимо от скорости вращения вентилятора в этом режиме.

График подачи мощности для PWM-вентилятора выглядит примерно так (называемый прямоугольной или импульсной волной):

Рабочие циклы ШИМ-вентиляторов

Видите эти всплески мощности («верблюжьи горбы») в каждом рабочем цикле? Это импульсы, которые поддерживают скорость вентилятора на уровне, необходимом системе.

Таким образом, скорость вентилятора в 10% рабочем цикле фактически означает, что вентилятор «включен» только в течение 10% от общего времени его работы.

Благодаря такому поведению вентиляторы с ШИМ обычно могут достигать более низких скоростей, чем их аналоги постоянного тока, при этом снижая энергопотребление в процессе.

Примечание. Некоторые вентиляторы премиум-класса с ШИМ также могут содержать компоненты, которые немного «сглаживают» этот прямоугольный сигнал, придавая ему наклон вверх и/или вниз каждый раз при обнаружении импульса.

Что такое вентиляторы постоянного тока

Вентиляторы постоянного тока немного отличаются. Во-первых, они оснащены 3-контактным разъёмом, подобным этому:

Разъём вентилятора постоянного тока

Как видите, 4-я распиновка отсутствует на вентиляторах DC.

В то время как PWM-вентиляторы полагаются на подачу одного и того же напряжения (12В), но быстро включают и выключают питание для достижения более низких скоростей, вентиляторы постоянного тока могут изменять скорость только путём изменения подаваемого на них напряжения.

Это означает, что вентилятор постоянного тока будет работать на полной скорости, когда на него подаётся напряжение 12В, но замедлится, когда это напряжение составит, скажем, 7В.

Тем не менее, эти вентиляторы по-прежнему ограничены минимальным пороговым напряжением, необходимым для поддержания вращения вентилятора, что ограничивает минимальную скорость, которую они могут достичь.

Например, вот график, показывающий, как скорость вращения вентилятора постоянного тока (в %) зависит от приложенного напряжения:

Управление напряжением вентилятора постоянного тока

Что насчет режима авто?

Выбор AUTO оставляет за вашей материнской платой возможность определять и подавать правильный тип питания на вентилятор.

Однако, этот автоматический выбор МОЖЕТ быть неправильным, поэтому, если вы заметили какое-либо странное поведение скорости вращения вентилятора, измените его вручную.

Какой режим выбрать – DC или PWM

Приведенный выше раздел, вероятно, дал вам представление о том, что происходит, когда вы выбираете неправильный режим для вентилятора.

Если у вас есть вентилятор постоянного тока, и вы выбрали режим PWM на этом разъёме вентилятор всегда будет получать напряжение 12В. У него просто нет 4-го контакта для распознавания или управления импульсами, и, в итоге, вы получаете вентилятор, который всё время работает на 100%.

Если вы заметили, что вентиляторы вашего ПК вращаются на полной скорости при запуске, а затем останавливаются, вот почему – на некоторых платах (в основном, старых) есть небольшая задержка при пробуждении после холодного запуска, когда на вентилятор подаётся полное напряжение 12В, прежде чем перейти в режим PWM. Это одна из причин того раздражающего «оборота», когда ваш компьютер загружается.

С другой стороны, что произойдёт, если вы выберете режим постоянного тока для 4-контактного PWM-вентилятора? Ничего особо интересного. Он будет работать как обычный вентилятор постоянного тока. Вы будете ограничены определенной минимальной скоростью, но в остальном всё будет работать нормально.

PWM и шум вентилятора постоянного тока

ШИМ-вентиляторы, как правило, тише, чем вентиляторы постоянного тока, потому что иногда вы слышите больше электрического шума в некоторых двигателях, когда они работают ниже определенного напряжения.

Более того, как я уже говорил выше, вентиляторы с ШИМ могут достигать гораздо более низких скоростей, что опять же помогает бороться с шумом.

Вентиляторы постоянного тока дешевле в производстве, и вы увидите, что они широко используются в системах, предназначенных для поддержания скорости вращения вентиляторов на 100%.

Отличным примером здесь являются серверы.


5.0/1