ЕлектроникаПотребителска електроника и компютърни системи

Вентилатори за електронна апаратура и компютри

Когато имате нужда от мощен компютър, едно от основните неща, на които трябва да обърнете внимание, са вентилаторите. Ако смятате да играете игри със сложна графика, да правите наистина сериозни статистически изчисления, да развивате сложен дизайн на сгради и машини или да решавате други задачи, изискващи пълния капацитет на хардуера, трябва да можете да разчитате на наистина мощен, но тих вентилатор, който да охлажда вашата система, за да може тя да ви служи безотказно.

В тази статия ще се опитаме да дадем съвети и насоки при избор на вентилатори за електроапаратура, като ще се стремим да намерим оптималния продукт, като пресечна точка между цена и качество.

Нека започнем оттам, че вентилаторите са само един от начините за охлаждане на процесора, но са най-разпространеният. Принципът им на работа е да засмукват горещ въздух от активните компоненти на компютъра и да го извеждат навън. Те също така могат паралелно с това да вкарват хладен въздух отвън.

Вентилатори за електронна апаратура и компютри 1
Аксиален вентилатор за електронна апаратура Fulltech

При супер компютрите е по-разпространено течното охлаждане, но то значително по-скъпо и сложно за изпълнение. Така че практиката е наложила вентилатора, като най-използвано средство за охлаждане на лаптопи, компютри и друга електроника за бита.

Тъй като те са важен елемент от цялата система, постепенно се е развила истинска еволюция с редица подобрения и нововъведения в дизайна им, на които ще се спрем по-долу. Понастоящем по-атрактивните от тях имат и вградено осветление, което особено се харесва на геймърите.

Вижте всички Вентилатори във Викиват ТУК

Критерии за избор на вентилатор

Компютърните конфигурации са оборудвани с предварително инсталирани аксиални вентилатори за охлаждане, които са достатъчни да се справят с топлината, генерирана от процесора и другите активни компоненти на компютъра при нормалното му използване. Но за запалените геймъри те не са достатъчни. Те имат нужда от много повече. Но ще бъде грешка ако просто закупите най-големите и бързи вентилатори. Това е, което правят най-новите и неопитни потребители. За да не сте като тях, ето няколко основни съвета при избора на вентилатор:

1. Размер

Най-разпространените вентилатори са основно 5 размера: 80, 92, 120, 140 и 200mm. Колкото по-голям вентилатор изберете – толкова по-ниска скорост ще му е необходима за да осигури необходимия дебит от въздух за охлаждане на електронната система. Това означава, че ще произвежда по-малко паразитен шум, защото ще се движи по-бавно. Проблемът е, че не винаги има достатъчно място за голям вентилатор в корпуса. Практиката показва, че най-често използвани са вентилатори с диаметър 80-120mm.

2. Скорост на въртене

Скоростта на въртене се измерва с обороти в минута или RPM. Очевидно е, че вентилаторът с по-висока скорост ще охлади по-бързо загретите части на електроапаратурата. За съжаление това е свързано с по-високо ниво на шума, а освен това има и по-голямо статично налягане, както и по бързо износване и съответно по-кратък експлоатационен период.

Вентилатори за електронна апаратура и компютри 2
Центробежен безчетков вентилатор тип „охлюв“ Vemark

3. Дебит и напор

Дебитът е въздушният поток в кубични метри, който вентилаторът може да придвижи през единица площ за определено време, т. е. m3/min. Дебитът се определя както от диаметъра на вентилатора, така и от скоростта на въртене и дизайна на перките. Производителите обикновено посочват този показател в техническите характеристики на изделието. Напорът е статичното налягане, което вентилаторът трябва да преодолее, за да придвижи въздуха срещу различните препятствия по-пътя му. Измерва се в милиметри воден стълб – mmH2O. Вентилаторите с голям напор се използват най-често при охлаждане на ребрата на охладителни радиатори.

4. Шум

Ако постоянно чувате въртенето на лопатките на вентилатора докато работите, това неминуемо ще ви разсейва. Освен това фоновия шум е вреден за здравето. Звукът, който вентилаторът създава се измерва в децибели dB. Желателно е звукът, който вентилаторът генерира, да е по-нисък от 17-20 dB.

5. Конектори

Вентилаторите се свързват към дънната платка чрез пинове. Всяка дънна платка има конектор предназначен за вентилаторите. Най-често този конектор е с 3 или 4 пина, като четвъртият пин е за управлението. Чрез него се  контролира работата на вентилатора чрез софтуер. Също така важно изискване е захранващото напрежение за вентилаторът да се съобрази с изхода на захранващото устройство, като то може да бъде 5VDC, 12VDC, 24VDC, 48VDC или 220VAC.

Вентилатори за електронна апаратура и компютри 3
Аксиален вентилатор Sunon, с технологията MagLev

Видове вентилатори

След като изберем параметрите на вентилатора, който ни е необходим, стигаме и до въпроса как се свързва вентилаторът с вала. Тук възможностите са три: Втулка, Лагер, Технологията Маглев.

  • Вентилатор с втулка

Това всъщност представлява вентилатор с най-простия плъзгащ лагер. Втулката е едно от най-честите конструктивни решения в машиностроенето. При него двете подвижни части: валът и втулката осъществяват директен контакт помежду си, което води до триене и износване. Това е един от основните недостатъци на съединението с втулка. Освен това при триенето се отделя топлина, която трябва да се отдели. За да се намали триенето се използва смазочна течност и материали с нисък коефициент на триене. За нуждите на електрониката се използват композитни материали, полимери, най-често политетрафлуоретилен. При персоналните компютри се използват и металокерамични втулки със смазочна течност. Плъзгащите лагери или т.н. съединение с втулка, най-често се повреждат от износване на триещите повърхности. При дълга работа на този тип свръзка се получава отделянето на тънка ивица материал от по-мекият от двата материала, така нареченото задиране, която се слепва с повърхността на вала, това води до рязко влошаване на характеристиките на плъзгащата връзка и блокиране на въртенето.

В ценово отношение вентилаторите с втулка са най-евтиният вариант при равни други характеристики, но и с най-кратък живот.

  • Вентилатори на лагер

Вентилаторите на лагер са по-скъпи от вентилаторите на втулка, но са по-устойчиви на износване. Лагерът е със сферични метални топчета (сачми), които се търкалят по улей вътре в лагера. Корпусът най-често е предпазен от капак от навлизане на прах. Точковият контакт между сачмата и черупките на лагера, както и търкалянето на сачмата в улея, осигурява ниското ниво на триене и по-продължителния живот на лагера. Вентилаторът на лагер издържа средно 60-75 хил. часа при 60 °С, докато вентилаторът на втулка – около 40 хил. часа. Шумът може да е малко по-голям при този вид вентилатор, особено ако е проникнал прах в лагера.

  • Вентилатори MagLev

Водеща, в разработването на технологията MagLev за вентилатори, е тайванската фирма SUNON. Тя е основана през 1980г. и започва своята дейност с производството на малки вентилатори за охлаждащи процесори, а а в края на 90-те за първи път използва уникалната магнитна система за левитация.

Вентилаторите MagLev са оборудвани с магнитна левитационна система MagLev (Magnetic Levitation).

Друга известна фирма, прилагаща технологията MagLev за вентилатори е американската Corsair Components.

Общото за всички вентилатори с тази технология е липсата на контакт между движещите се части и следователно липса на износване и триене. Така конструиран, вентилаторът стабилизира чрез магнити положението на ротора и измества центъра на тежестта на тялото на вентилатора и поддържа лопатките на вентилатора да левитират над оста на въртене. Предимствата на този вид вентилатори са:

  • значително увеличена издръжливост
  • нисък шум
  • експлоатационна надеждност при вибрации и ударни натоварвания
  • без значително да се увеличава цената

В допълнение, за разлика от традиционните вентилаторни лагери, те могат да работят във всяка позиция, без това значително да намалява характеристиките им.

Вентилаторите MagLev са широко използвани с различни приложения в индустрии като:

  • информационни технологии
  • комуникации
  • оптоелектроника
  • автомобилна електроника
  • медицинска апаратура
  • оборудване за офис автоматизация
  • както и оборудване за индустриално производство и др.

Вижте всички Вентилатори за електронна апаратура във Викиват ТУК

Вентилаторите за електронна апаратура най-често са единствените движещи се части в електронните системи и като такива най-често излизат от строя. Цената им спрямо другите компоненти на компютърните конфигурации не е висока, но при повреда на охлаждането може да прегрее и дефектира много по-скъпа част, затова при изборът им трябва да се подходи с внимание и отговорност. Важно е и да се почистват и смазват, когато конструкцията го изисква, както и да се сменят, когато покажат признаци на износване или повреда.

Текст: инж. Д. Костов

Сходни публикации
Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.

Бутон за връщане нагоре
Затвори