Підвищення обчислювальних потужностей сучасних комп'ютерів призводить до збільшення споживаної потужності, а отже, і тепловиділення їх компонентів. Незважаючи на постійне удосконалення технології виробництва та впровадження розробок, покликаних знижувати енергоспоживання, зберігається баланс між бажанням максимально поліпшити характеристики системи і необхідністю в ефективному охолодженні. Настільні системи середнього і верхнього цінових сегментів і раніше гарячі, а значить, шумні, якщо застосовувати найпростіший і дешевий спосіб охолодження - обдув.
І все ж, можливий компроміс, який дозволить знизити шумові ефекти, не піддаючи електронні компоненти перегріву. Це, змінюваний обсяг прокачується вентилятором системи охолодження повітря в залежності від завантаженості охлаждаемого компонента. BIOS багатьох сучасних материнських плат дозволяють управляти оборотами підключених вентиляторів, створені навіть спеціальні програми, покликані стежити за температурою, напругою і оборотами. Чудовий приклад такої програми - SpeedFan.
Класична реалізація зміни оборотів вентилятора передбачає зміну напруги живлення на живильному виведення. Цей старий як світ спосіб простий і надійний, з ним працюють всі моделі вентиляторів. Основний його недолік - недостатній ККД. На регулюючому транзисторі створюється падіння напруги, що призводить до його розігріву і споживання додаткової енергії на цей розігрів. Раніше таке мало б кого стурбувало, проте сучасні тенденції по "озелененню" обчислювальної техніки змушують боротися за кожен спожитий ват.
Більш прогресивний метод управління оборотами використовує постійне незмінний значення напруги, яке комутується з високою частотою. Залежно від шпаруватості імпульсів змінюється так званий коефіцієнт заповнення, завдяки якому на навантаженні утворюється якесь усереднене значення напруги, завдяки чому споживаної потужністю навантаження можна управляти, не витрачаючи її (потужність) на втрати в керуючому елементі. Подивіться на малюнок:
Напруга харчування Vmax є постійним у часі, напруга ж на виході Vcp усереднене і змінюється в залежності від порядку проходження імпульсів. Головна перевага такої системи регулювання ми вже з'ясували. Це економічність.
Тепер про недоліки. Як і будь-яке прогресивне рішення, воно вимагає додаткового ускладнення схеми керування. В даному випадку потрібно ШІМ (від Широтно-Імпульсна Модуляція) контролер, що генерує сигнал потрібної форми. У зарубіжних джерелах цей термін позначений як PWM.
Крім того, звичайні вентилятори з трьома контактами тепер не підходять, оскільки не вміють управлятися сигналом від ШІМ контролера. Найбільше, на що вони здатні, будучи підключені до 4-х контактного роз'єму - обертатися з постійними оборотами, користуючись лише годує напругою, як у класичній схемі.
Значить, потрібні вентилятори, які мають додатковий контакт управління сигналом PWM. Вибір їх, як правило, менший, а ціна на них вище. Крім того, існують моделі систем охолодження, які мають "ексклюзивні" вентилятори, яким важко підібрати 4-х контактний аналог.
Отже, ми підвели вас до необхідності розробки узгодження нової системи управління оборотами на базі PWM і класичних 3-х контактних вентиляторів.
В результаті вивчення схем, представлених в мережі Інтернет, наявних комплектуючих і ряду експериментів була розроблена схема перетворення керуючого PWM сигналу в змінюється напруга живлення:
По-суті, це драйвер, тобто підсилювач струму. MOSFET був знайдений на зламаній материнської плати. Вихідний транзистор - вітчизняний біполярний. Підійдуть будь-які аналогічні транзистори підходящої потужності і провідності. Опір в емітерний ланцюга підвищує швидкість закривання, що забезпечує форму струму з більш крутими фронтами і спадами, тому що це сприятливо позначається на економічності.
Для наочності, наводимо зовнішній вигляд роз'ємів з позначенням контактів:
Як 4-х контактного роз'єму підійде роз'єм живлення FDD:
Направляючу посередині слід зрізати або оплавити для кращої сумісності з відповідною частиною на материнській платі.
Конструктивне виконання може бути будь-яким, подбайте тільки про надійність монтажу та запобігання короткого замикання з блоками комп'ютера.
Ми виконали схему навісним монтажем в мініатюрному пластмасовому корпусі з подальшою просоченням клеєм для підвищення надійності. Зовні корпусу встановлений роз'єм для заживлення вентилятора.
Через отвір виведений джгут з 4-х проводів з роз'ємом на кінці для підключення до материнської плати.
Конструкція має хорошу повторюваність і надійність. Було виготовлено 6 примірників, з великими проміжками в часі. При правильному монтажі і справних компонентах всі пристрої почали працювати відразу і залишаються справними донині.
