Что такое pwm connector

Подключение компьютерных вентиляторов охлаждения: все о разъемах

Содержание

Содержание

Корпусные вентиляторы делятся по размерам, типу подшипников, количеству оборотов и даже по способу применения. Одни заточены для создания статического давления, а другие рассчитаны на хороший воздушный поток в корпусе. И самое интересное в том, что один и тот же вентилятор можно подключить с помощью разных коннекторов. Некоторые из них умеют регулировать скорость, а другие работают на полном ходу. Это влияет на комфорт при использовании компьютера. Чтобы подобрать правильный вентилятор, стоит хотя бы поверхностно изучить особенности и нюансы подключения.

Почему коннекторов так много

Немного истории

Когда компьютер только появился и назывался ЭВМ, транзисторы были размером со спичечный коробок, а сама вычислительная машина достигала размеров комнаты и даже квартиры. Если и было нужно охладить такую махину, то для этого использовались огромные промышленные вытяжки, поэтому никто даже не заикался о шуме и комфорте. То ли дело, когда глобальное и грозное «ЭВМ» обтесали, причесали и подкрасили, чтобы получился «компьютер».

Чуть позже серьезное изобретение совсем огламурили и стали ласково звать персональным компьютером. Спасибо Apple: им пришлось сделать многое, чтобы громоздкое чудовище превратилось в привлекательное для покупателей устройство. Другие компании, та же IBM, к примеру, тоже кое-чего добились на этом фронте.

Эти наработки в гонке за персональностью унифицировали и стандартизировали, чтобы мы получили компьютеры такими, какими они стали сейчас.

За уменьшением деталей последовало сокращение размеров корпуса. Спичечные коробки превратились в спички, а позже и вовсе в их десятую часть по размеру. Это, а также повышение мощностных характеристик, стало первым, что потребовало хорошего охлаждения.

Но одно дело охлаждать ЭВМ в шумных рабочих зданиях, другое — остудить мощный компактный компьютер на столе школьника.

Раньше ставили на первый план стабильность и надежность. Ну а жужжит оно — да и пусть. Даже не самые древние модели компьютеров не могут похвастать хорошей системой охлаждения.

Стандартный кулер на процессоре, гудящий блок питания с восьмидесятым вентилятором и парочка ноунейм вертушек в корпусе, подключенных то ли к материнской плате, то ли напрямую к линии 12 В. Лишь бы работало. И никакой регулировки оборотов. Включил, привык к шуму пылесоса — и работаешь. Да что там, под этот шум даже Quake и Unreal заходили на ура. Но, как мы знаем, желания растут, требования тоже.

Требования к комфорту и шуму стали двигать прогресс в будущее, туда, где мы находимся сейчас. Чтобы сочетать тишину, прохладу и мощность, пользователи начали заниматься доработками и улучшениями.

За неимением автоматической регулировки оборотов, в провода впаивали резисторы, чтобы хоть как-то приструнить завывающую вертушку. Энтузиасты придумали более изощренные способы регулировки и дошли до реобасов.

Тогда такие штуки не продавались, поэтому тихие системы были только у тех, кто уверенно пользовался паяльником. Позже эту идею подхватили производители железа и стали выпускать регуляторы в заводском исполнении. А потом реобасы встроили в материнские платы и научили регулировать шум через BIOS.

Чтобы все работало, как надо, вентилятору приделали «третью ногу». То есть, провод, по которому техника ориентируется в оборотах. Так работает трехпиновая регулировка по DC. Так сказать, аналоговый способ.

Он реализован очень просто. Любой компьютерный вентилятор крутится от 12 В. На таком вольтаже будут максимальные обороты. Чтобы их снизить, уменьшают напряжение до семи или даже пяти вольт. DC — это регулировка постоянным током. Постоянными 12 вольтами или 7, 5 и далее.

За снижением вольтажа стоит специальный контроллер на материнке, от которого вентилятору достается готовое питание. На рисунке постоянный ток изображен на верхнем графике, а для контраста внизу есть переменный ток:

Простая ламповая физика — меньше напряжение, меньше света. Однако даже такую технологию поддерживали не все материнки. То есть, поддерживали, но только для мониторинга оборотов. А вот регулировать могли уже не все.

Инженеры подумали и решили, что цифровой технике нужны цифровые технологии. И внедрили технологию PWM. Это уже другая история — про вентиляторы с четырымя проводами и новые материнские платы. Между прочим, массовое использование данной технологии началось почти одновременно с выходом процессоров на платформе LGA 775. Материнские платы научились поставлять комфорт «из коробки», и с тех пор рынок вентиляторов поделился на DC и PWM. Или ШИМ, если говорить по-русски.

Широтно-импульсная модуляция — совершенно новая технология, которая требует от вентилятора наличия еще одной «ноги». Первый провод — для массы, второй — для питания, третий — для мониторинга оборотов, а четвертый — для PWM (информационный канал).

Регулировка оборотов работает еще проще: на вентилятор подается постоянное напряжение 12 В и некая информация для контроллера. В этой информации содержатся команды по открытию и закрытию транзисторов в цепи питания вентилятора. То есть, задаются прерывания. На графике это можно представить так:

Вершинка — транзистор открыт, вентилятор получает все 12 вольт. Далее следует спад — закрытие транзистора и прекращение подачи вольтажа. Так как техника цифровая, то и работа заключается в цифрах, а точнее, в долях секунд. Чем больше наносекунд транзистор находится в открытом состоянии, тем дольше подается вольтаж. Все это продолжается в пределах одного промежутка времени и с очень высокой частотой. То есть, мы можем повторить весь этот процесс с обычным DC-вентилятором вручную, если будем включать и выключать его примерно 23 тысячи раз в секунду. Это соответствует частоте 20 кГц и больше. Таким образом, для достижения максимальной скорости транзистор должен все время быть открыт и скармливать вертушке его родные 12 вольт. Если нужны тишина и комфорт, то вольтаж подается прерывисто — определенное количество раз за период.

В теории переход от DC к PWM меняет не только электрические способности вентиляторов:

На практике же эти плюсы полностью зависят от качества элементной базы и исполнения самого вентилятора.

Надо сказать, что ШИМ применяется не только в вентиляторах. Даже сейчас мы наблюдаем ШИМ. Потому что в любом мониторе с диодной подсветкой применяется PWM для регулировки яркости. Вот наглядный пример и объяснение, как работает технология:

Зачем вентиляторам нужен Molex

Вообще, можно найти вентилятор с таким коннектором, что и подключить будет не к чему. Да и обычный можно положить на полочку, если коннекторы на нем и на материнке не совпадают. Такая путаница на рынке есть и будет, как была проблема с кучей зарядок для каждого телефона, пока microUSB не навел порядок.

Та же участь касается и разнообразия коннекторов. Это сейчас все регулируется, настраивается и вращается. А до некоторых пор производители оснащали четырьмя контактами только разъемы для процессорных кулеров. Остальные довольствовались тремя. Так прижился тандем DC/PWM до наших времен. И даже современные платы работают с обоими вариантами. Но бывает и такое, что разъемов просто не хватает для подключения достаточного количества вентиляторов. На помощь приходит молекс.

Molex выходит напрямую из БП и имеет четырехконтактный разъем с 12 и 5 вольтами, а также две «массы». К нему можно спокойно подцепить хоть десяток вентиляторов. Это решает проблему нехватки разъемов на материнке, чем страдают многие бюджетные модели, особенно в Micro-ATX и Mini-ITX. Но у такого подключения отсутствуют регулировка оборотов и мониторинг.

Чтобы не испортить комфорт, к которому шли десятилетиями, производители выпускают специальные модели, которые могут работать на пониженных оборотах. Это удобно для создания постоянного воздушного потока в корпусе. В таких случаях регулировка оборотов не требуется — минимальных оборотов на вдув и выдув достаточно для охлаждения системы в средней нагрузке. Зато остаются свободные пины на материнке для подключения оборотистых моделей, плюс снимается лишняя нагрузка с шины питания материнки. Тут уже каждый сам себе режиссер и придумывает сценарии использования разных разъемов сам.

Вертушки-самоцветы

Мы разобрали всего три типа коннекторов. Но бывают и другие. Например, шестиконтактные коннекторы. Это особенность самых технологичных вентиляторов. Нет, они не отличаются по характеристикам и не дуют морозом в жаркий день. Это обычные вентиляторы, но с подсветкой. Пожалуй, появление таких вентиляторов начинает новую эпоху компьютерных сборок. Как когда-то персональный компьютер превращали в комфортный, теперь комфортный ПК становится красивым.

Повальное распространение RGB в игровых сборках заставляет производителей добавлять подсветку везде. И, если наушники, мышь или клавиатура — это самостоятельные устройства и могут программироваться как угодно, то вентилятор — штука простая и не имеет встроенного контроллера для управления подсветкой. Поэтому настройкой и синхронизацией подсветки в пределах системного блока занимается материнская плата. Чтобы было красиво и по феншую, производители ввели еще несколько пинов, которые отвечают за управление подсветкой.

Причем возникла новая путаница. Каждый завел свою технологию и продвигает только ее. Это мешает собрать универсальную систему подсветки, поэтому выбор каждой детали в компьютере теперь обусловлен еще и поддержкой фирменных технологий. У Asus это Aura Sync, у Gigabyte — RGB Fusion, а MSI продвигает Mystic Light. Это только софтовая сторона вопроса.

В техническом же плане управление подсветкой различается еще и рабочим вольтажом, а также количеством пинов. Для управления подсветкой часто используют разъемы 12V-G-R-B, 5V-G-R-B или 5V-D-G. Они сильно отличаются и не имеют обратной совместимости. И вот почему.

Светодиоды бывают трех типов: одноцветные, RGB и ARGB. В первом и втором варианте это обычные диоды с одни или тремя катодами, которые управляются аналогово: 12 вольт для питания и по проводу на каждый цвет. ARGB или лента с адресным управлением работает на диодах со встроенными контроллерами.

В каждую лампочку встроен контроллер, который управляет ее яркостью и цветом по цифровому каналу. Обычно, это тип подключения 5V-D-G. Где 5V — 5 вольт, G — масса, а D — Digital Input. Тот самый DI, который передает информацию каждому контроллеру и диоду отдельно, адресно. Что умеют такие ленты:

Каждая лампочка управляется самостоятельно, поэтому может показать любой из миллиона цветов независимо, а также с разной яркостью.

Обычная RGB-лента тоже принимает различные оттенки, но делает это полностью:

Это ограничивает возможности кастомизации и уже перестает пользоваться спросом как в компьютерном сегменте, так и в промышленном, где основное применение ARGB-диоды находят в бегущих строках и мультимедийных баннерах.

В материнских платах управление подсветкой работает через один разъем. Чтобы подключить к нему несколько вентиляторов, используют внешние контроллеры или разветвители.

Контроллеры, к слову, тоже питаются от разъемов блока питания SATA или Molex.

Что предлагает современный вентилятор

Самое главное — компьютер стал персональным, комфортным и теперь уже красивым. Этот процесс превращения из чудовища в красавчика можно назвать эволюцией. Ей подверглись и технические особенности, и визуальные. Вентиляторы тоже подтянулись, чтобы существовать в одном стиле с платформой.

Что касается коннекторов для подключения, то основная часть вентиляторов до сих пор доступна со всеми вариантами подключения. А вот что сильно изменилось, так это ответная часть — управление на материнской плате.

Если раньше некоторые функции получали лишь топовые бренды и модели, а иногда и вовсе, только серверный сегмент, то постепенно эволюция дошла и до самых бюджетных систем. Материнские платы адаптировали под требования пользователей, поэтому большинство из них умеет теперь не только управлять скоростью и мониторить обороты, но и создавать невероятные эффекты с помощью подсветки. Это тоже можно записать в достижения эволюции: превращение вентилятора в современное умное устройство. Интересно представить, что же будет с повелителями воздуха дальше.

Источник

Cookies на сайте bequiet.com.

bequiet.com использует файлы cookie (включая таковые третьих лиц) для сбора информации об использовании данного веб-сайта его посетителями. Эти файлы cookie помогают нам максимально улучшить работу нашего веб-сайта, постоянно совершенствовать его и предоставлять содержимое, предназначенное именно для вас. Нажав кнопку «Принять все cookie», вы соглашаетесь с использованием всех файлов cookie. Нажав кнопку «Принять только технические cookie», вы соглашаетесь с использованием только технических необходимых файлов cookie. Для получения дополнительной информации об использовании файлов cookie или для изменения настроек выберите «Информация об использовании файлов cookie».

Локализация сайта

Inside be quiet!

Говоря простым языком, происходит прерывистая подача напряжения на вентилятор, что в сочетании с инерцией массы моторчика и лопастей заставляет вентилятор вращаться быстрее или медленнее – в зависимости от того, насколько продолжительными и частыми являются фазы подачи напряжения. Если частота импульсов низкая, вентилятор будет вращаться медленно, а при росте частоты импульсов скорость вращения увеличивается. Некоторой сложностью этой технологии является необходимость сглаживаний постоянных флуктуаций напряжения. А это значит, что PWM вентиляторы имеют более сложную схему и более дороги, чем их классические аналоги. Внешне Вам будет сложно найти разницу – за исключением разъема подключения: у обычных вентиляторов разъем имеет 3 контакта, у моделей с PWM есть дополнительный четвертый контакт. Материнская плата, соответственно, должна поддерживать возможность управления скоростью вращения таких вентиляторов, что уже много лет является стандартом и может отсутствовать только на самых древних образцах материнских плат.

Вентиляторы с PWM используются повсеместно: для охлаждения процессоров, корпусов или радиаторов СВО. Управление их скоростью вращения может осуществляться с помощью специальных программных инструментов (так называемых утилит) в операционной системе или через BIOS / UEFI, а также с помощью внешних физических регуляторов скорости, если таковые имеются в корпусе Вашего ПК. Более того, Вам нет необходимости отвлекаться на изменение скорости вращениям вручную – современные материнские платы способны отлично справляться с охлаждением компонентов ПК, увеличивая скорость вращения вентиляторов когда это необходимо, или снижая ее для максимально тихой работы в режиме малой нагрузки системы.

Источник

Что такое pwm connector

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.

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.

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

С учетом скважности эквивалентное постоянное напряжение будет равно:

E _экв = Q x E Вольт

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

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.

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

Есть другой вариант схемы вентилятора с P WM на форуме Radeon.ru

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

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.

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

Заключение

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.

Источник

Проблема бюджетных материнских плат.

реклама

Но плата ведь оверклокерская, позволяющая неплохо разгонять даже восьмиядерные процессоры. И для хорошего разгона с сохранением комфортных температур и приемлемого уровня шума двумя корпусными вентиляторами просто так не обойтись. Желательно иметь «двухголовую» башню с двумя вертушками, такую как GELID Phantom, недорогую и отлично подходящую для охлаждения процессоров Ryzen 3000 серии, в том числе и Ryzen 9 3900X с небольшим андервольтом.

реклама

И вот, после покупки хорошей башни оказывается, что для подключения корпусных вентиляторов в нашей плате остается лишь один разъем. Естественно, ни о каком оверклокинге летом не может быть и речи, когда имеется достаточно горячий процессор, мощная видеокарта и всего один корпусный вентилятор.

Конечно, можно использовать открытый стенд, располагая его прямо под кондиционером или открытым окном, но такое решение ведет к возрастанию рисков, связанных с безопасностью комплектующих.

реклама

Официальные представители крупных вендоров однозначно против использования хабов и разветвителей для подключения большого числа вентиляторов к одному разъему питания на материнской плате. Категорически не рекомендуется превышать силу тока в 1 ампер на разъем для подключения вентиляторов, это может повредить вашей материнской плате, так как есть вероятность того, что дорожки на текстолите платы просто сгорят и это не будет являться гарантийным случаем.

Мнение же представителей ASUS таково, что использование различных хабов и переходников может привести к некорректной работе функций мониторинга и автоматической регулировки скорости вращения вентиляторов.

реклама

Выяснив официальное мнение представителей различных вендеров, стоит перейти от теории к практике и выбрать правильные разветвители, которые не нанесут вреда комплектующим, материнской плате в частности.

Практика выбора безопасных разветвителей для вентиляторов

Итак, разберемся с типичным представителем потенциальных «убийц» материнских плат. На картинке представлен крайне «плохой» разветвитель для вентиляторов, судя по всему китайского производства. «Плохим» данное изделие делает то, что такой разветвитель дает возможность подключить сразу 5 вентиляторов к одному разъему 4-pin. Вполне возможно, что если эти вентиляторы будут работать на минимальных оборотах и все они будут являться крайне слабыми, то большого вреда данный продукт не принесет вашей материнской плате. Но если вы подключите в разветвитель 5 мощнейших вентиляторов и заставите их работать на максимальных оборотах, то у вас будут все шансы довольно быстро отправить и без того бюджетную материнскую плату на тот свет, так как, уверяю вас, сила тока составит гораздо больше 1 ампера.

Убедительная просьба: остерегайтесь подобных решений и не повторяйте данных экспериментов с дешевыми разветвителями.

Теперь, когда читатель достаточно «напуган» подобными решениями, нам предстоит выбрать безопасные и достойные разветвители для того, чтобы наладить эффективную циркуляцию воздуха внутри корпуса даже с компактной и бюджетной материнской платой без большого числа разъемов для подключения вентиляторов.

Относительно неплохим решением будет использовать что-то вроде Y-разветвителя, такого как Noctua NA-SYC2, по крайней мере, возможность подключить лишь два вентилятора к одному разъему не навредит вашей материнской плате, если данные вентиляторы окажутся не самыми мощными.

Самым правильным решением будет являться покупка разветвителя с дополнительным питанием MOLEX. Типичным представителем такого разветвителя является GELID Solutions PWM (CA-PWM-03).

Также отличным решением будет покупка реобаса. Но если вы экономите на материнской плате, то вряд ли у вас найдется несколько тысяч рублей на реобас. Да и не каждый современный корпус предусматривает установку регулятора скорости вращения вентиляторов. Хотя, даже если в вашем корпусе не предусмотрен отсек 5,25″, существуют современные реобасы, которые рассчитаны под новые корпуса, но обойдутся вам такие решения существенно дороже. А с другой стороны, зачем отказывать себе в комфорте? Не проще ли купить одну качественную вещь, способную радовать вас долгие годы?

Заключение

Предлагаю подытожить вышесказанное: первое, комплексно подходите к выбору материнской платы, обращайте внимание на количество разъемов для подключения вентиляторов, стоит всегда помнить, что скупой платит дважды и иногда стоит переплатить за возможность подключения не трех, пяти вентиляторов, выбрав полноразмерную и более продуманную модель материнской платы; второе, если вы все-таки промахнулись с выбором материнской платы, самым бюджетным, но безопасным способом подключения дополнительных вентиляторов будет являться покупка разветвителя с дополнительным питанием MOLEX или SATA; третье, если вы хотите навсегда решить проблему с малым количеством разъемов для вентиляторов на материнской плате, вам стоит приобрести реобас, который подарит вам комфорт от пользования ПК, благодаря тонкой настройке вентиляторов под собственные предпочтения.

А пользуетесь ли вы разветвителями для вентиляторов и сколько вентиляторов в вашем системном блоке?

Источник