Управление процессорным вентилятором pwm mode что это

Обновлено: 30.09.2022

Автоматическое обновление информации о наличии вентиляторов, подключенных к материнской плате при загрузке системы.

Next Boot – информация о наличии вентиляторов, подключенных к материнской плате, будет единовременно обновлена (при следующей загрузке ПК);

Silent Mode – при выборе данного режима будет выбираться минимальное оптимальное значение вращения вентиляторов – так чтобы и температуру снизить и шум от работы вентилятора был не очень висок;

Performance Mode – первостепенной задачей данного режима является снижение температуры внутри корпуса (шум от работы вентилятора не учитывается).

Проверка скорости вращения вентилятора процессорного кулера во время загрузки системы. В случае проблем с вентилятором на экран будет отображена соответствующая информация.

Silent Mode – при выборе данного режима регулировка температуры процессора будет основываться в первую очередь на уменьшении шума от вентилятора (то есть будет выбираться минимальное оптимальное значение вращения вентилятора процессорного кулера – так чтобы и температуру снизить и шум от работы вентилятора был не очень висок);

Performance Mode – первостепенной задачей данного режима является снижение температуры процессора (шум от работы вентилятора не учитывается).

Установка значения температуры, превышение которого позволит вентилятору работать на полную мощность.

Auto – автоматический выбор типа конструкции вентилятора и, соответственно, автоматическая регулировка скорости вращения вентилятора;

Voltage (или 3pins) – используется вентилятор с трехконтактным разъемом и, соответственно, прямая регулировка скорости вращения вентилятора;

PWM (или 4pins) – используется вентилятор с четырехконтактным разъемом и, соответственно, регулировка скорости вращения вентилятора изменением напряжения.

Установка погрешности системы регулировки температуры внутри системного блока дополнительными вентиляторами (разница температур при переходе от пониженных оборотов вентилятора к повышенным и обратно).

авно уже прошли те времена, когда в компьютерах использовалось пассивное охлаждение — такие компьютеры были абсолютно бесшумными, но малопроизводительными. По мере роста производительности процессоров и других компонентов ПК росло и их энергопотребление и, как следствие, компоненты ПК становились все более «горячими». Поэтому процессоры стали оснащать массивными радиаторами, а вскоре к ним добавились и вентиляторы, то есть пассивное охлаждение процессоров уже не могло обеспечить требуемый теплоотвод для поддержания надлежащей температуры, из-за чего стали использовать воздушное охлаждение. По мере роста тактовых частот процессоров увеличивалась эффективность теплоотвода, что достигалось за счет более массивных радиаторов и более быстрых вентиляторов.

Повышение максимальной скорости вращения вентиляторов влекло за собой рост уровня создаваемого ими шума. Известно, что при увеличении скорости вращения вентилятора от значения N1 до N2 уровень создаваемого им шума возрастает от значения NL1 до NL2, причем:

Предположим, требуется увеличить скорость вращения вентилятора на 10%. При этом на 2 дБ увеличится и уровень шума, создаваемого вентилятором. Зависимость изменения уровня шума вентилятора от нормализованной скорости вращения показана на рис. 1.


Рис. 1. Зависимость изменения уровня шума (DNL) вентилятора от нормализованной скорости вращения (N2/N1)

Не менее остро, чем проблема охлаждения процессоров, стоит проблема снижения уровня шума. Идеи, заложенные в технологии энергосбережения и снижения тепловыделения, можно использовать и для снижения уровня шума систем охлаждения. Поскольку тепловыделение (и, следовательно, температура) процессора зависит от его загрузки, а при использовании технологий энергосбережения — и от его текущей тактовой частоты и напряжения питания, в периоды слабой активности процессор остывает. Соответственно нет необходимости постоянно охлаждать процессор с одинаковой интенсивностью, то есть интенсивность воздушного охлаждения, определяемая скоростью вращения вентилятора кулера процессора, должна зависеть от текущей температуры процессора.

Существует два основных способа динамического управления скоростью вращения вентиляторов, реализуемых на современных материнских платах: управление по постоянному току и управление с использованием широтно-импульсной модуляции напряжения.

Общие сведения для настройки кулера

Для начала вам необходимо войти в меню базовой системы ввода-вывода. Поэтому при запуске компьютера нажмите определённую клавишу, назначенную производителем вашего оборудования. Обычно это «F2» или «Delete», но встречаются и другие.

В целом, настройки производятся в соответствующем разделе интерфейса, который отвечает за мониторинг вентиляторов системы. Вы можете либо уменьшить, либо увеличить частоту вращения лопастей в зависимости от того, какую максимально допустимую температуру зарегистрировал термодатчик. Некоторые модели БИОС могут осуществить регулировку автоматически, другие позволяют пользователю настроить кулер по своему усмотрению (подробнее, по каждому типу БИОС, о данных параметрах рассказано ниже).

После всех сделанных изменений настройки нужно сохранить. Делается это при помощи клавиши «F10», нажатие которой, открывает окно подтверждения, где необходимо выбрать утвердительный вариант ответа.

Вариант 2: Вкладка «Power»

Как настроить кулер в биосе 16

В основном все настройки кулера производители устройств с модернизированным AMI помещают в раздел «Power». Здесь вам требуется перейти к пункту «Hardware Monitor» или его смысловому аналогу, в котором и будут нужные параметры.

«CPU Q-Fan Control»

На некоторых материнских платах регулировку скорости вентилятора можно произвести при помощи опции «CPU Q-Fan Control». Делается это следующим образом:

    Переключите строчку «CPU Q-Fan Control» из положения «Disabled» в значение «Enabled».

Как настроить кулер в биосе 17

Как настроить кулер в биосе 18

«Chassis Q-Fan Control»


Если в вашей материнской плате установлена дополнительная система охлаждения, то в меню «Hardware Monitor» вы обнаружите функцию «Chassis Q-Fan Control».

    Чтобы воспользоваться ей, активируйте его, установив значение «Enabled».

Как настроить кулер в биосе 20

Как настроить кулер в биосе 21

Как настроить кулер в биосе 22

Как настроить кулер в биосе 23

«Smart Q-FAN Function»

В некоторых версиях AMI регулировка вентилятора может называться «Smart Q-FAN Function». В таком случае скорость вращения кулера будет зависеть от величины поданного на него напряжения, что позволит провести более тонкую настройку. Чтобы осуществить такую настройку:

    Активируйте этот параметр, переключив его в режим «Enabled», и выберите пункт «Fan Auto Mode Start Voltage».

Как настроить кулер в биосе 25

Как настроить кулер в биосе 26

Как настроить кулер в биосе 27

Award

Как настроить кулер в биосе 1

В БИОС компании Phoenix – Award кулер настраивается в подразделе «PC Health Status».

В первую очередь вас будут интересовать данные о работе кулера: температура и скорость вращения вентиляторов. Если их значения не соответствуют допуску, будь то большой нагрев или медленное вращение лопастей, значит, возникли проблемы с охлаждением. О значениях работы кулера рассказывают следующие параметры:

  • «Current System Temperature» — общая температура внутри системного корпуса (допускается от 25 до 50°C);
  • «Current CPU Temperature» – температура кристалла процессора (нормальный предел: 65–85°C, в состоянии покоя составляет 30—50°C);
  • «Current CPU FAN Speed» – скорость вращения основного вентилятора;
  • «Current SYSTEM FAN Speed» – скорость вращения каких-либо дополнительных вентиляторов внутри корпуса компьютера.

«CPU Warning Temperature»

Доступна настройка звукового сигнала, предупреждающего вас о том, что процессор начал перегреваться. Для этого требуется выбрать опцию «CPU Warning Temperature».

В открывшемся меню предлагается выставить допустимый предел температуры, достигнув которого, термодатчик процессора оповестит вас соответствующим образом.

«CPU FAN Fail Warning»

Опция «CPU FAN Fail Warning» будет сообщать о проблемах с вентилятором. Чтобы её активировать, следует перейти к настройке данного подпункта.

Если хотите, чтобы аппаратура определяла невозможность преодоления нагрузки на кулер, следует установить значение «Enabled», в противном случае поставьте «Disabled».

«SYSTEM FAN Fail Warning»

Как настроить кулер в биосе 6

В параметре «SYSTEM FAN Fail Warning» производится настройка оповещения о сбоях других кулеров, которые предназначены для охлаждения корпуса и материнской платы. В зависимости от того, хотите ли получать соответствующие звуковые сигналы или присутствуют ли вообще другие вентиляторы в вашем компьютере: выставьте «Enabled» для активации или «Disabled» для деактивации.

«CPU Smart Fan Control»

Как настроить кулер в биосе 7

«CPU Smart Fan Control» — своеобразный «умный» режим работы кулера. Этот параметр напрямую зависит от количества тепловыделения процессора.

Активируйте его по желанию, выставив значение «Enabled», — тогда при большом нагреве процессора кулер станет работать в усиленном режиме. В моменты же простоя частота вращения вентилятора снизится, соответственно, компьютер перестанет так сильно шуметь.

Как настроить кулер в биосе 8

Если поставить «Disabled», устройство охлаждения станет работать постоянно, из-за чего компьютер начнёт шуметь на протяжении всей своей работы.

«CPU Smart Fan Mode»

Как настроить кулер в биосе 9

Также вы можете настроить, какой конкретно вентилятор используется в системе: трёхконтактный («3-pin») или четырёхконтактный(«4-pin»).

Доступна настройка автоматического определения кулера («Auto») либо указание режима работы самостоятельно:

  • «Voltage» — для работы с «3-pin»;
  • «PWM» — для кулеров с дополнительным, четвёртым, проводом «4-pin».

«System Smart Fan Control»

Как настроить кулер в биосе 11

Опция предназначена для автоконтроля скорости дополнительных вентиляторов. Если у вас в компьютере присутствуют другие кулеры, охлаждающие компоненты системного блока, рекомендуется установить значение «Enabled», чтобы они работали только когда термодатчик зафиксирует высокую температуру внутри корпуса устройства.

С БИОС компании American Megatrends, Inc всё немного сложнее. К разным материнским платам существует множество различных модификаций данной системы, из-за чего настройка кулера может находиться в разных вкладках и подразделах.

Однако список значений компонентов системы, будь то скорость вращения кулера или температура аппаратной части устройства, зачастую одинаковый. Единственное — та или иная опция в разных ревизиях БИОС может отсутствовать, так как не предусматривается конструкцией материнской платы. В AMI вы можете обнаружить следующие параметры:

  • «CPU Temperature» — температура процессора;
  • «M/B Temperature» — температура материнской платы;
  • «CPU Fan Speed» — скорость вращения центрального кулера;
  • «Chassis Fan 1/2/3/4 Speed» — скорость вращения дополнительных кулеров;
  • «Power Fan Speed» — скорость вращения вентилятора блока питания.

В некоторых БИОС даже предоставляется возможность настроить видимость этих опций посредством выбора их строчек в меню настроек системы охлаждения.

Указав на один из таких параметров, установите значение в состояние «Ignored», если хотите его скрыть.

Вариант 3: Вкладка «Hardware Monitor»

Иногда производители материнских плат выносят раздел «Hardware Monitor» в отдельную вкладку. При этом здесь тоже может присутствовать несколько вариаций одного и того же параметра, который, однако, настраивается немного по-разному.

«CPU Quiet Fan»

Вам может встретиться строка «CPU Quiet Fan», которую следует перевести в режим «Enabled».

После активации этого параметра станут доступны функции регулировки скорости вращения лопастей. Первая из них — «Target CPU Temperature» — позволяет отрегулировать температуру процессора, при которой вентилятор начнёт работать в усиленном режиме. Меняются значения в этой строке клавишами «+» или «-» (большее или меньшее соответственно).

Также параметр регулирования кулера открывает доступ к опции «Target Fan Speed».

Выбор этой опции выведет на экран список значений стандартной скорости вращения лопастей, а именно:

  • «Fast» — максимальный режим;
  • «Middle» — средний режим;
  • «Slow» — тихий режим.

«CPU Fan Setting»

Как настроить кулер в биосе 38

«CPU Fan Setting» — это ещё одна разновидность параметра регулировки скорости. Она также имеет некоторые отличия касательно точности настройки и вида его меню.

Нажав на такой параметр, вы попадёте в соответствующий подраздел настроек. Чтобы начать непосредственно саму регулировку:

    Выберите самую верхнюю строчку (она же бывает и единственной) — «CPU Fan Setting».

Как настроить кулер в биосе 39

Как настроить кулер в биосе 40

Как настроить кулер в биосе 41

Как настроить кулер в биосе 42

«Chassis Fan Settings»

Как настроить кулер в биосе 44

Данный параметр ответственен за дополнительные кулеры, охлаждающие остальные компоненты системы. Их настройка идентична регулировке основного вентилятора.

Управление по постоянному току

ри технологии управления по постоянному току (Direct Current, DC) меняется уровень постоянного напряжения, подаваемого на электромотор вентилятора. Диапазон изменения напряжения составляет от 6 до 12 В и зависит от конкретной материнской платы. Данная схема управления скоростью вращения вентилятора довольно проста: контроллер на материнской плате, анализируя текущее значение температуры процессора (через встроенный в процессор термодатчик), выставляет нужное значение напряжения питания вентилятора. До определенного значения температуры процессора напряжение питания минимально, и потому вентилятор вращается на минимальных оборотах и создает минимальный уровень шума. Как только температура процессора достигает некоторого порогового значения, напряжение питания вентилятора начинает динамически меняться, вплоть до максимального значения в зависимости от температуры. Соответственно меняются скорость вращения вентилятора и уровень создаваемого шума (рис. 2).

Рис. 2. Реализация динамического управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора при изменении напряжения питания

Рис. 2. Реализация динамического управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора при изменении напряжения питания

Рассмотренная технология реализована на всех современных материнских платах — как процессоров Intel, так и процессоров AMD. Для ее реализации необходимо установить соответствующую схему управления в BIOS материнской платы и использовать трехконтактный вентилятор (отметим, что большинство процессорных кулеров являются именно трехконтактными): два контакта — это напряжение питания вентилятора, а третий контакт — сигнал тахометра, формируемый самим вентилятором и необходимый для определения текущей скорости вращения вентилятора. Сигнал тахометра представляет собой прямоугольные импульсы напряжения, причем за один оборот вентилятора формируется два импульса напряжения. Зная частоту следования импульсов тахометра, можно определить скорость вращения вентилятора. Например, если частота импульсов тахометра равна 100 Гц (100 импульсов в секунду), то скорость вращения вентилятора составляет 50 об./с, или 3000 об./мин.

Вариант 1: Вкладка «Advanced»

Как настроить кулер в биосе 28

Иногда в раздел параметров кулера позволяется попасть через вкладку расширенных настроек. Для этого нужно перейти в «Advanced» и открыть подпункт «Smart Fan Configuration».

На открывшемся экране будут доступны необходимые вам параметры.

«CPU Smart Fan»

Как настроить кулер в биосе 29

При помощи «CPU Smart Fan» устанавливается режим калибровки вентилятора. Здесь предлагается выставить либо значение «Auto», которое активирует данный параметр, либо «Disabled» — оно переведёт опцию в режим «Выключено».

«Smart Fan Calibration»

Как настроить кулер в биосе 30

Если вы активировали «CPU Smart Fan», станет доступен параметр «Smart Fan Calibration», выбор которого запустит калибровку кулера. Дождитесь, пока форма заполнится значениями частот вращения, в зависимости от которых, вентилятор будет переключать скорость. После нажмите «Enter».

«Control Mode»

«Control Mode» позволяет более тонко регулировать режим работы вентилятора. Тут есть три значения:

  • «Quiet» — постоянно поддерживает процессор при оптимальной температуре;
  • «Performance» — включается только при сильном нагреве ЦПУ;
  • «Manual» — ручная настройка.

Выбрав «Manual», вы сможете самостоятельно отрегулировать температуру, при которой кулер будет включаться. Подробное описание значений этой настройки:

  • «Fan Ctrl OFF (℃)» — вентилятор выключится, если температура ЦПУ станет ниже этого показателя.
  • «Fan Ctrl On (℃)» — вентилятор включится, если температура ЦПУ превысит этот показатель.
  • «Fan Ctrl Start Value» — включает функцию «CPU Smart Fan» при достижении установленного вами значения.
  • «Fan Ctrl Sensitive» — чувствительность частоты вращения вентилятора к скорости нагрева процессора. Если процессор быстро нагревается — нужно повысить, в противном случае лучше будет немного снизить.

Как настроить кулер в биосе 32

Настройка кулера в UEFI

На современных платах от разных производителей настройки вентилятора по большей части перенесены из старого интерфейса. В основном они находятся на всё тех же вкладках и разделах: «Power», «Hardware Monitor» или просто «Monitor». Здесь вас встретят уже ранее описанные параметры умного переключения режимов работы устройства: «Q-Fan Control», «CPU Fan Setting» и т.д.

А также функции тонкой ручной регулировки скорости вращения, если выбрать значение кастомизируемого профиля, где, в зависимости от температуры, этот показатель увеличивается или уменьшается.

Все настройки в современных графических интерфейсах достаточно похожи, однако некоторые производители в свои базовые настройки добавляют специальную утилиту, которая визуализирует значения параметров кулера. Опять же, разные изготовители материнских плат называют эту микропрограмму по-своему. Например, в ASUS это «Q-Fan Tuning» или «Q-Fan Control», в MSI – «Command Center», в Gigabyte — «Smart Fan 5». Чтобы воспользоваться утилитой:

    В настройках своего UEFI отыщите одно из обозначенных выше наименований микропрограммы и запустите её при помощи щелчка мыши.

Непонимание работы ШИМ или PWM ( Pulse-width modulation ) часто приводит не только к их неправильному использованию, но даже к ошибкам в проектировании устройств использующих ШИМ для управления. Здесь, ограничившись конкретным применением, я попытаюсь рассказать что такое ШИМ, для чего она требуется и как работает.

Сначала, что такое ШИМ.
Когда нужна ШИМ

Главной причиной применения ШИМ является необходимость обеспечить пониженным постоянным напряжением силовых устройств электроники при сохранении высокого КПД, особенно в управляемых электроприводах.

Во внутренних сетях аппаратуры для питания устройств используется постоянное напряжение ограниченного набора напряжений, которые часто требуется изменить под требования конкретного устройства, стабилизировать или регулировать его. Это могут быть электроприводы постоянного тока, чипы, узлы радиоаппаратуры.

Регулировку можно осуществлять с помощью гасящих напряжение устройств: резисторов, транзисторов (если требуется регулировка). Главный недостаток такого решения потери мощности и повышенное тепловыделение на регулирующих устройствах.

Поскольку известно что выделяемая мощность равна :

P = I x U или P = I 2 x R Вт.

то чем больше ток I в цепи и падение напряжения U , тем больше потери мощности. Здесь R - величина сопротивления регулирующего элемента.

Представьте что требуется погасить хотя бы 3 V при токе нагрузки 10 A , это уже 30 Вт истраченных в пустую. А каждый ватт теряемой мощности не только снижает продолжительность работы источников питания, но и требует дополнительного оборудования для вывода выделяемого, этой мощностью, тепла.

Это относится к гасящим резисторам и полупроводниковым приборам тоже.

Но хорошо известно, что полупроводниковые приборы очень хорошо (с малыми потерями и тепловыделением) работают как ключи, когда имеют только два состояния открыт/закрыт.

Этот режим позволяет снизить потери на коммутирующем полупроводниковом приборе до уровня:

U нас для современных полупроводниковых коммутаторов приближается к 0,3 v и при потребляемых токах 10 А потери мощности будут приближаться к 3 Вт. Это в режиме ключа, а при работе в устройствах ШИМ и меньше.

Реализовать преимущества ключевого режима в схемах понижающих и регулирующих напряжение постоянного тока, позволило использование ШИМ.

Повторюсь, широтно-импульсная модуляция — управление средним значением напряжения на интегрирующей нагрузке путём изменения скважности импульсов, с помощью управляющего ключа.

Работа ШИМ на интегрирующую нагрузку показана на рис. 1.


Главным условиям такого применения ШИМ является наличие интегрирующей нагрузки.

Потому что амплитудное значение напряжения равно E .

Это могут быть интегрирующая RC, LC, RLC или RL цепи и механические интеграторы (например электромотор).

При работе ШИМ на интегрирующей нагрузке напряжение - эквивалентное постоянное напряжение изменяется в зависимости от скважности ( Q ) импульсов.

здесь: Q - скважность, t и - длительность импульса, T - период следования импульсов.

С учетом скважности эквивалентное постоянное напряжение будет равно:

E экв = Q x E Вольт

здесь: E экв - эквивалентное постоянное напряжение ( Вольт ), Q - скважность, E - напряжение источника от которого запитан ШИМ преобразователь ( Вольт ).

Реально на зажимы нагрузки ШИМ подается напряжение равное E , а работа совершаемая электрическим током (или число оборотов электродвигателя) определяется именно E экв . При восстановлении на интегрирующем конденсаторе получаем именно напряжение E экв.

Мощность выделяемая на управляющем ключе, управляемом ШИМ равна:

Схема подключения нагрузки к ШИМ.

Никаких отличных от схемы включения электродвигателя на постоянном токе (частный случай нагрузки) схемных решений ШИМ не требует. Просто электродвичатель подключается к источнику питания работающего в режиме ШИМ. Разве что, в определенных ситуациях требуется ввести дополнительную фильтрацию помех возникающих на фронтах импульсов. Этот фильтр на рис. 2 в виде конденсаторов и демпфирующего диода.

На рис. 2 показано такое подключение.

Мы видим, что коммутатор (полевой транзистор) можно просто заменить на переменный резистор.

Схема PWM

здесь: GND - земля (общий), Control - контакт P WM управления, +12 - напряжение питания, Sense - вывод датчика оборотов.

В данной схеме управление возможно скорее постоянным током +I упр, чем ШИМ сигналом.

Для управления импульсным (ШИМ) сигналом требуется схема изображенная на рис. 4. Да и судя по параметрам транзистора "PWM" он выбирался именно для управления постоянным током. По крайней мере он будет нормально работать в таком режиме с вентилятором до 1,6 Вт.

А вот в импульсном режиме без конденсатора C , транзистор BC879 будет греться немного меньше чем на постоянном токе и возможен останов электродвигателя на малых длительностях токового импульса (малых оборотах) из-за его интегрирования на входной емкости C вх транзистора.

Основные параметры кремниевого биполярного высокочастотного n-p-n транзистора BC879 от SIEMENS

В случае необходимости отключить PWM (ШИМ) управление в схеме показанной на рис. 3 необходимо просто соединить вывод Control с проводом +12v .

Существенных отличий от рис. 3 нет, только в качестве управляемого ШИМ ключа используется МОП полевой транзистор со встроенным или индуцированным каналом p- типа. Данная схема тоже может управляться как P WM так и постоянным напряжением (но рисковать не стоит - надо знать параметры транзистора).

Данная схема вполне работоспособна и не имеет недостатков схемы показанной на рис. 3.

Для отключения (в зависимости от типа транзистора) достаточно соединить вывод Control с проводом + или -.

Вниманию самодельщиков!

Я бы не рекомендовал применение вентиляторов имеющих встроенный PWM (4- pin ) одновременно с какими либо иным регуляторам оборотов вентилятора.

В случае если Вас не устраивает алгоритм управления PWM встроенного на материнскую (системную) плату.

И у Вас есть устраивающий Вас реобас (контроллер управления вентилятором), то используйте вентилятор с 3-pin соединитель.

Если вентилятор с PWM вам дорог или не имеет замены - то необходимо отключить PWM , способом описанным выше, заменив соединитель 4-pin на 3-pin и подключить к реобасу.

Но помните применение вентилятора с PWM в любом нештатном режиме не позволит достичь его максимальной производительности.

Применение одновременно с PWM - токового управления на постоянном токе не рекомендуется по причине снижение напряжения питания вентилятора на 10-20%, что не даст вывести такой вентилятор на полную производительность.

Применение одновременно с PWM - ШИМ по цепи питания может привести к периодической нестабильности работы вентилятора (возможно возникновение скользящих биений между частотами PWM - ШИМ по цепи питания систем) и создать неоднозначность для систем оснащенных системой стабилизации оборотов. Кроме того как и в предыдущем случае на 10-15% снизится результирующее напряжение на вентиляторе, что не даст вывести такой вентилятор на полную производительность.

Так что остановитесь на чем-то одном. Или используйте вентилятор с PWM , или применяйте внешнее управление вентилятором по цепи питания на вентиляторе с 3-pin разъемом.

Заключение

Применение PWM или ,как привыкли говорить мы, ШИМ повышает КПД понижающих напряжение устройств постоянного тока, что снижает общее тепловыделение электронных устройств с ШИМ.

ШИМ позволяет создавать компактные системы регулируемого электропривода постоянного тока большой мощности.

В современных устройствах постоянного тока управляющих напряжением и понижающих стабилизаторах напряжениях обычно регулировки выполняются с помощью ШИМ. Для этого выпускаются контроллеры требующие минимум навесных элементов.

Управление с использованием широтно-импульсной модуляции напряжения

льтернативной технологией динамического управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора является широтно-импульсная модуляция (Pulse Wide Modulation, PWM) напряжения питания вентилятора. Идея здесь тоже проста: вместо изменения амплитуды напряжения питания вентилятора напряжение подают на вентилятор импульсами определенной длительности. Амплитуда импульсов напряжения и частота их следования неизменны, и меняется только их длительность, то есть фактически вентилятор периодически включают и выключают. Подобрав частоту следования импульсов и их длительность, можно управлять скоростью вращения вентилятора. Действительно, поскольку вентилятор обладает определенной инертностью, он не может мгновенно ни раскрутиться, ни остановиться (рис. 3).

Рис. 3. Реакция вентилятора

Рис. 3. Реакция вентилятора на импульс напряжения

Если длительность импульса напряжения (Ton) меньше характерного времени раскрутки вентилятора (Ton < Tраскр), а длительность промежутка времени, в течение которого на вентилятор не подается напряжение (Toff), меньше характерного времени останова вентилятора (Toff < Tост), то при подаче на вентилятор последовательности таких импульсов он будет вращаться с некоторой средней скоростью, значение которой определяется соотношением времен Ton и Toff (рис. 4).

Рис. 4. Управление скоростью вращения вентилятора при широтно-импульсной модуляции напряжения

Рис. 4. Управление скоростью вращения вентилятора при широтно-импульсной модуляции напряжения

Отношение времени Ton к периоду следования импульсов (Ton + Toff), измеряемой в процентах, то есть

называется скважностью импульсов. Если, к примеру, скважность составляет 30%, то время, в течение которого на вентилятор подается напряжение, составляет 30% от периода импульса.

Реализации широтно-импульсной модуляции напряжения вентилятора осуществляется с помощью PWM-контроллера на материнской плате, причем данный тип управления поддерживается только материнскими платами для процессоров Intel.

PWM-контроллер, в зависимости от текущей температуры процессора, формирует последовательность импульсов напряжения с определенной скважностью, однако это — еще не импульсы напряжения, которые подаются на электродвигатель вентилятора. Последовательность импульсов, формируемая PWM-контроллером, используется для управления электронным ключом (транзистором), отвечающим за подачу напряжения (12 В) на электродвигатель. Упрощенная схема управления скоростью вращения кулера показана на рис. 5.

Рис. 5. Схема управления скоростью вращения вентилятора

Рис. 5. Схема управления скоростью вращения вентилятора
при использовании PWM-сигнала

Кулеры, поддерживающие PWM-управление, должны быть четырехконтактными: два контакта необходимы для подачи напряжения 12 В, третий контакт — это сигнал тахометра, формируемый самим вентилятором и необходимый для определения текущей скорости вращения, а четвертый контакт используется для связи с PWM-контроллером.

Как уже говорилось, при широтно-импульсной модуляции напряжения для изменения скорости вращения вентилятора меняется скважность импульсов, но не частота их следования. Типичная минимально возможная скважность импульсов составляет 30%, а максимально возможная — 100%, что соответствует постоянному напряжению на вентиляторе. Частота следования PWM-импульсов составляет от 21 до 25 кГц (типичное значение 23 кГц), то есть в течение одной секунды вентилятор включается и отключается приблизительно 23 тыс. раз! На рис. 6 показан пример осциллограммы PWM-импульсов с частотой следования 25 кГц и скважностью 78%.

Рис. 6. Осциллограмма PWM-последовательности со скважностью 78% при частоте следования 25 кГц

Рис. 6. Осциллограмма PWM-последовательности со скважностью 78% при частоте следования 25 кГц

Скважность PWM-импульсов определяется текущей температурой процессора. Если температура процессора ниже некоторого порогового значения, то скважность импульсов минимальна — следовательно, вентилятор будет вращаться на минимальной скорости и создавать минимальный уровень шума. При превышении температуры процессора порогового значения скважность импульсов начинает линейно меняться в зависимости от температуры, увеличиваясь вплоть до 100%. Соответственно и скорость вращения вентилятора, равно как и уровень создаваемого им шума, будет изменяться в зависимости от температуры процессора (рис. 7).

Рис. 7. Зависимость скважности PWM-импульсов

Рис. 7. Зависимость скважности PWM-импульсов
от температуры процессора

В заключение отметим, что, как и в случае с DC-технологией, для реализации PWM-управления скоростью вращения кулера необходимо активировать данный режим управления в BIOS материнской платы.

Собственно,в названии темы сам вопрос.Да,знаю,что DC-ты регулируешь напряжение,поступающее на крутилятор,а PWM-напрямую им управляешь,но что предпочтительнее,лучше и эффективней?Желательно поподробней,где лучше PWM,а где DC и при каких обстоятельствах.И еще вопрос:Если я поставлю в биосе например 50% оборотов кулера при температуре 50 градусов и 20% оборотов при 20 градусах(это через PWM регулировку естественно),то при температуре в 35 градусов кулер будет вращаться с оборотами 20% или же с усредненным значением тоже в 35%?Что будет,если сделать также,но в DC(Например,5 вольт напруга на кулер при 20 градусах и 8 вольт при 50 градусах,то при 35 градусах какое напряжение будет подаваться на кулер:по прежнему 5 вольт ибо температура не превысила отметку в 50 градусов или же усредненное значение в 6.5 вольт на вентилятор)?


DC-ты регулируешь напряжение,поступающее на крутилятор,а PWM-напрямую им управляешь


DC = изменение подаваемого напряжения напрямую, PWM - изменение PWM-импульсов для вентиляторов, которые умеют в PWM.


но что предпочтительнее,лучше и эффективней?Желательно поподробней,где лучше PWM,а где DC и при каких обстоятельствах.


А хз, честно. Имхо, PWM нужен для регулировки сразу нескольких вентиляторов через хаб, если тыкать каждый вентилятор в фан-разъём материнки, то смысла мало. Но это имхо, мб я не прав, и там есть какой-то особый смысл. Разницы в эффективности охлада нет, т.к. вентилятор в любом случае вращается на определённых оборотах. Плюсом у PWM вентиляторов есть чёткий диапазон скорости вращения (условно 1000-2000 оборотов) и ниже ты не прыгнешь. А вот путём изменения напряжения напрямую, можно снизить скороть вращения ниже 1000. Офк если вентилятор позволяет, т.к. не все вентиляторы работают на пониженном напряжении. Может случится, что двигатель не стартанёт вовсе или будет работать рывками.


И еще вопрос:Если я поставлю в биосе например 50% оборотов кулера при температуре 50 градусов и 20% оборотов при 20 градусах(это через PWM регулировку естественно),то при температуре в 35 градусов кулер будет вращаться с оборотами 20% или же с усредненным значением тоже в 35%?


А у тебя там полосочек графика нет что ли? Будет кривая линия между точками, т.е. на 35С будет 35%.


Что будет,если сделать также,но в DC


Будет тоже самое. DC и PWN - только способы регулировки оборотов.


(Например,5 вольт напруга на кулер при 20 градусах и 8 вольт при 50 градусах,то при 35 градусах какое напряжение будет подаваться на кулер:по прежнему 5 вольт ибо температура не превысила отметку в 50 градусов или же усредненное значение в 6.5 вольт на вентилятор)?


Не знаю как на мясе, но на гиге не указывается подаваемое напряжение. Указываются обороты таходатчика. Ну будет +- также как и с PWM. Я у себя в голове прикидываю чё каво, когда настраиваю - беру базовые цифры максимальных оборотов = это 12в, и тупо примерно считаю. Вот у меня есть вентиляторы 12в 1200 оборотов , банально - на 5в это 500 оборотов, на 6в - 600, и т.д. А вентилятор 12в 1800 оборотов на 5в не работает уже, а на 7в даёт ~900 оборотов, хотя PWM 1000-1800 вроде.

Настройки регулирования кулера доступны не во всех версиях БИОС. Кроме того, названия некоторых параметров могут иметь небольшие различия, однако в основном их формулировки несут одинаковый смысл.

InsydeH20

Как настроить кулер в биосе 33

В материнских платах под управлением InsydeH20 регулировка шума компьютера происходит автоматически. На вкладке «System Configuration» вам доступно изменение значения режима его работы с автоматического на постоянный. Если опция «Fan Always On» активна, вентилятор будет работать в усиленном режиме всё время, в обратном же случае – режим его работы станет стандартным.

Читайте также: