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直流風(fēng)扇如何選擇？

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發(fā)布時(shí)間：

2021-09-13

直流風(fēng)扇是一種人們熟知的普遍運(yùn)用的熱管理設(shè)備，能夠單獨(dú)、串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)用，以提供強(qiáng)迫空氣對(duì)流冷卻。正是由于直流風(fēng)扇的多功用性和操作相對(duì)簡(jiǎn)單，才使其多年來(lái)不斷是最終應(yīng)用中溫控技術(shù)的牢靠選擇。
依據(jù)根本物理學(xué)規(guī)律，風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流會(huì)吸收待散熱設(shè)備的熱量并將熱量從待散熱設(shè)備帶走，從而有效冷卻設(shè)備部件。但是，散熱有效性遭到幾個(gè)要素的影響；如能更好地理解直流風(fēng)扇的現(xiàn)有功用和各種選項(xiàng)，工程師們會(huì)大受裨益，從而進(jìn)步牢靠性和效率。
選擇直流風(fēng)扇前，工程師需求停止一些根本的熱剖析，以便計(jì)算最小風(fēng)量請(qǐng)求。典型的熱剖析可能包括熱源、環(huán)境條件和溫升的建模。此外，還需求思索其他要素，例如風(fēng)扇尺寸、旋轉(zhuǎn)方向以及應(yīng)用內(nèi)的氣流途徑，以確保一個(gè)適宜的處理計(jì)劃。
完成熱剖析并選定尺寸和額定值都合適的風(fēng)扇后，接下來(lái)就是為風(fēng)扇通電并使其正常工作，對(duì)嗎？固然在某些狀況下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇能夠到達(dá)其目的，但連續(xù)強(qiáng)迫風(fēng)冷卻通常不能完成節(jié)能或提供一個(gè)長(zhǎng)期處理計(jì)劃。當(dāng)今的直流風(fēng)扇為設(shè)計(jì)人員提供了一系列控制、監(jiān)測(cè)和維護(hù)選擇，用于加強(qiáng)熱管理功用。
啟/停循環(huán)
如上所述，風(fēng)扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)肯定會(huì)堅(jiān)持對(duì)溫度敏感的部件冷卻，但會(huì)疏忽其功耗以及風(fēng)扇的活動(dòng)部件壽命有限的事實(shí)。風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生可聞噪聲，這在各種應(yīng)用和環(huán)境中可能都是制止的。
風(fēng)扇基于溫度設(shè)定值停止啟/停運(yùn)轉(zhuǎn)是一種替代辦法，這能夠消弭風(fēng)扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的一些缺陷。運(yùn)用風(fēng)扇啟/?？刂萍夹g(shù)，能夠經(jīng)過(guò)限制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)節(jié)能，減輕風(fēng)扇運(yùn)動(dòng)部件遭到的應(yīng)力，并在溫度降至設(shè)定值以下時(shí)將風(fēng)扇中止，從而降低可聞噪音。
但是，啟/停風(fēng)扇控制在許多方面過(guò)于簡(jiǎn)化了強(qiáng)迫風(fēng)冷辦法，并且本身存在缺陷。
首先，啟/?？刂萍夹g(shù)針對(duì)溫度敏感部件施行熱冷循環(huán)。與在恒定高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)相比，熱循環(huán)對(duì)關(guān)鍵部件的危害以至更大。這是由于熱循環(huán)會(huì)產(chǎn)生溫度系數(shù)差別，招致資料和焊點(diǎn)接受額外應(yīng)力，從而形成過(guò)早失效。
其次是不可防止的熱過(guò)沖要素。這是風(fēng)扇啟動(dòng)微風(fēng)扇產(chǎn)生的強(qiáng)迫氣流實(shí)踐開端冷卻之間的時(shí)間延遲。在此時(shí)間延遲內(nèi)，除非降低“風(fēng)扇啟動(dòng)”設(shè)定點(diǎn)，否則可能會(huì)招致部件過(guò)熱。而且，經(jīng)過(guò)降低設(shè)定點(diǎn)，風(fēng)扇接通電源并產(chǎn)生可聞噪聲的時(shí)間也增加了。最后，為防止在設(shè)定點(diǎn)左近快速啟停（通常稱為“顫動(dòng)”），就需求遲滯。
風(fēng)扇控制功用的選擇
當(dāng)今的直流風(fēng)扇為設(shè)計(jì)人員提供了一系列控制和維護(hù)選擇，可用于更精密的熱管理系統(tǒng)。這些先進(jìn)的設(shè)計(jì)將根本的啟/停風(fēng)扇控制功用提升至全新的性能、效率和牢靠性程度。此外，還提供維護(hù)選擇，可在形成風(fēng)扇微風(fēng)扇冷卻部件損壞之前檢測(cè)出問(wèn)題。下面引見了一些最常見的風(fēng)扇控制和維護(hù)選擇：
脈寬調(diào)制
脈寬調(diào)制(PWM)是一種用于依據(jù)不時(shí)變化的熱工條件控制和更改風(fēng)扇速度的常用辦法。與先進(jìn)的控制算法配合運(yùn)用時(shí)，基于PWM的變速控制可進(jìn)步運(yùn)轉(zhuǎn)效率，并可以順應(yīng)使風(fēng)扇速度與熱負(fù)荷匹配的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)。
也可經(jīng)過(guò)采用比例積分微分（PI和PID）閉環(huán)控制技術(shù)來(lái)晉級(jí)風(fēng)扇啟/?？刂?。這些戰(zhàn)略能確保所需溫度設(shè)定點(diǎn)的氣流條件，這有助于防止負(fù)載變化時(shí)的熱過(guò)沖或下沖。
嵌入式轉(zhuǎn)速表信號(hào)
嵌入式轉(zhuǎn)速表用于閉環(huán)反應(yīng)和更高級(jí)的風(fēng)扇控制，可經(jīng)過(guò)丈量脈沖輸出信號(hào)的頻率來(lái)檢測(cè)并報(bào)告風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速表還可用作鎖定傳感器，在風(fēng)扇由于斷電、阻塞等緣由而中止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，向用戶發(fā)出警報(bào)?？梢员M快檢測(cè)到這些問(wèn)題是系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要優(yōu)勢(shì)，并且能夠及時(shí)停機(jī)，以維護(hù)對(duì)溫度敏感的部件。
自動(dòng)重啟維護(hù)
自動(dòng)重啟維護(hù)功用可檢測(cè)何時(shí)阻止風(fēng)扇電機(jī)旋轉(zhuǎn)并自動(dòng)切斷驅(qū)動(dòng)電流。這樣能夠維護(hù)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路，并將由于驅(qū)動(dòng)電流切斷而惹起的緊急問(wèn)題通知風(fēng)扇控制器。
旋轉(zhuǎn)檢測(cè)/鎖定傳感器
旋轉(zhuǎn)檢測(cè)/鎖定傳感器用于檢測(cè)風(fēng)扇電機(jī)能否正在運(yùn)轉(zhuǎn)或中止，可避免啟動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中呈現(xiàn)問(wèn)題。
本文小結(jié)
當(dāng)應(yīng)用產(chǎn)生過(guò)多熱量時(shí)，直流風(fēng)扇是常見的冷卻選擇，它可使設(shè)備部件堅(jiān)持在極限工作溫度范圍內(nèi)并改善散熱性能。經(jīng)過(guò)一些根本的熱剖析之后，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇無(wú)疑是一種不錯(cuò)的冷卻選擇，但更先進(jìn)的控制和維護(hù)功用可使風(fēng)扇具有更長(zhǎng)的運(yùn)用壽命和更高的效率。