直流風(fēng)扇基本知識培訓(xùn)

1、直流風(fēng)扇知識散熱器的組成散熱器主要部件及功用:1.散熱片（HeatSink）：增加熱量揮發(fā)面積，將熱量分散，避免熱集中。2.散熱風(fēng)扇(Fan)：強(qiáng)制空氣產(chǎn)生對流，快速帶走散熱片上的熱量。3.扣具(Clip)：將散熱片與發(fā)熱源固定在一起。4.導(dǎo)熱介質(zhì)(Thermal interface Material)：彌補(bǔ)散熱片與發(fā)熱源之間的接觸細(xì)縫，避免熱對流的集中現(xiàn)象，并增加導(dǎo)熱面積。 風(fēng)扇的作用 風(fēng)扇在風(fēng)冷散熱器中的職責(zé)為:憑借自身的導(dǎo)流作用,令空氣以一定的速度、一定的方式通過散熱片,利用空氣與散熱片之間的熱交換帶走其上堆積的熱量,從而實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)制對流”的散熱方式。 風(fēng)扇的分類 從使用電源類型來分可分為

2、 AC與DC兩大類。 DC有5V，12V、24V、48V比較常見;特殊的如4.5V，10V、18V等。 AC的一般為220V，110V等。 風(fēng)扇的分類 從通電切換磁場的方式分：可分為有刷和無刷兩種。 有刷電機(jī)壽命短，會產(chǎn)生電火花。 無刷電機(jī)沒有碳刷的磨損壽命長，容易高速運(yùn)轉(zhuǎn)，無火花。已逐漸取代有刷電機(jī) 。風(fēng)扇的分類 從適用范圍分: 其使用范圍非常廣泛，譬如電源風(fēng)扇，機(jī)箱風(fēng)扇， CPU風(fēng)扇、VGA風(fēng)扇、冰箱風(fēng)扇、汽車風(fēng)扇等等。風(fēng)扇組成風(fēng)扇的組成 分為轉(zhuǎn)子部分和定子兩部分： 轉(zhuǎn)子：包括扇葉、軸心、磁環(huán)、磁環(huán)外框及油圈。 定子：包括電機(jī)、外框、軸承、扣環(huán)等。風(fēng)扇尺寸規(guī)格風(fēng)扇尺寸規(guī)格 尺寸規(guī)格通常用一

3、個4位數(shù)字來描述，例如：4010、4020、5010、9025等。4位數(shù)字的前兩位代表風(fēng)扇正方形底面的邊長；后兩位代表風(fēng)扇的厚度，單位為毫米。 風(fēng)扇的電氣結(jié)構(gòu) 控制部分：由霍爾IC 、線路板等元件組成。 電機(jī)繞組部分：由矽鋼片、漆包線和上下絕緣線架組成。矽鋼片的功能是負(fù)責(zé)將磁極導(dǎo)出，以便于確定N、S的強(qiáng)弱；而繞組決定磁力線的方向性，包括N、S極和控制信號，不斷改變繞組極性，推動磁框運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到做功的目的。定子繞組多為四相對稱分布，即互成90夾角。 固定磁場部分：由磁環(huán)提供固定磁場，以用于旋轉(zhuǎn)時(shí)的比較動力。風(fēng)扇的軸承系統(tǒng) 軸承作為風(fēng)扇壽命的瓶頸因素，同時(shí)也對風(fēng)扇的工作噪音、制造成本有著重要的影響。

4、 風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)可分為： 滾珠軸承,又分單滾珠軸承和雙滾珠軸承 含油軸承 陶瓷軸承 液壓來福軸承 風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)-含油軸承 含油軸承由銅基粉末燒結(jié)而成， 需加黃油潤滑脂減少磨擦系數(shù)。 優(yōu)點(diǎn)：耐外力沖擊，成本較低。 缺點(diǎn)：長期使用后，潤滑油會因摩擦發(fā)熱而揮發(fā)，油量逐漸減少，軸承的摩擦與振動增加。由此導(dǎo)致軸承噪音增大，磨損加劇，壽命縮短，通常產(chǎn)品壽命為800010000小時(shí) 。風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)-滾珠軸承 滾珠軸承屬滾動磨擦，運(yùn)用金屬珠運(yùn)轉(zhuǎn)，接觸面少，磨擦系數(shù)少。壽命一般在30000小時(shí)以上。 缺點(diǎn)：主要是工作噪音稍大，成本較高 。 滾珠軸承還要防止亂摔與 掉落，免得滾珠軸承受損， 從而產(chǎn)生異音。風(fēng)扇

5、的軸承系統(tǒng)-陶瓷軸承 采用氧化鋯粉精密加工而成的軸芯與軸承，得益于陶瓷材料高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫的特點(diǎn)，大幅延長軸承使用壽命。壽命達(dá)到80000小時(shí)以上。 風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)-液壓來福軸承 液壓來福軸承采用液壓自動循環(huán)油路系統(tǒng)，通過特殊油路連接軸承與儲油槽，令潤滑油形成循環(huán)回路 ，增加儲油量，避免油流失。是延長風(fēng)扇壽命的經(jīng)濟(jì)型解決方案。 風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)性能對比結(jié)構(gòu)工藝要求價(jià)格噪音壽命（H）含油軸承低低低8000-10000單滾珠軸承高中中30000雙滾珠軸承低高高50000液壓來福軸承高中低40000陶瓷軸承低高低80000風(fēng)扇的組成-扇葉 葉片傾角：傾角越大，葉片上下表面間 壓力差越大，相同轉(zhuǎn)速

6、下風(fēng)壓越大。 葉片數(shù)目：風(fēng)扇的葉片數(shù)目多數(shù)是7、9、 11等奇數(shù) ，若采用偶數(shù)扇葉，很容易使 系統(tǒng)發(fā)生共振 ，將會使葉片或軸心發(fā)生 斷裂。 葉片弧度：向著旋轉(zhuǎn)方向略有彎曲，呈一 定弧度，可保證吹出氣流集中在出風(fēng)口正前方的柱 狀空間內(nèi)，增加送風(fēng)距離與風(fēng)壓 。 主軸直徑：由于電機(jī)與軸承的存在，軸流風(fēng)扇主軸所在的中心部分難免存在無氣流通過的盲區(qū)，主軸直徑便決定著此盲區(qū)的大小。 扇葉平衡：扇葉的物理質(zhì)心與軸心不在同一軸上，扇葉在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會造成扇葉的不平衡，即震動。 風(fēng)扇的組成-扇框扇框可以對扇葉所帶動的氣流進(jìn)行“約束”，控制其流出方向，抑制反激與散射，令其集中于所希望的送風(fēng)方向。采用材料與結(jié)構(gòu)需具有一定

7、的強(qiáng)度，可以在一定程度內(nèi)承受物理沖擊，保護(hù)扇葉、電機(jī)等較脆弱的組件。 風(fēng)扇性能-功率 功率即風(fēng)扇單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能量（電能），單位為W-瓦 。 額定工作電壓與最大電流，將兩個數(shù)值相乘即可得到風(fēng)扇額定電壓下的最大功率。 功率低，風(fēng)扇電機(jī)發(fā)熱量減少，可增加風(fēng)扇的壽命。風(fēng)扇性能-啟動電壓 啟動電壓是指當(dāng)突然通電后，能夠使風(fēng)扇啟動的最小電壓。 因板卡提供的電壓可能會不穩(wěn)定，啟動電壓越低，可確保在電壓不穩(wěn)時(shí)，能低壓激活啟動風(fēng)扇。 常規(guī)風(fēng)扇的啟動電壓都在7V以下。風(fēng)扇性能-轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速即風(fēng)扇扇葉在單位時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的周數(shù)，單位一般為rpm，即轉(zhuǎn)/分鐘。 轉(zhuǎn)速可以影響到風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)壓、噪音、功率，甚至使用壽命

8、。轉(zhuǎn)速越高，風(fēng)扇性能越強(qiáng)，即風(fēng)速越快，風(fēng)量越大，風(fēng)壓越大；同時(shí)，轉(zhuǎn)速高，摩擦、振動就多、噪音就大，軸承等損耗設(shè)備的壽命就短。 風(fēng)扇性能-風(fēng)量 風(fēng)量即單位時(shí)間內(nèi)通過風(fēng)扇出風(fēng)口（或進(jìn)風(fēng)口）截面的空氣體積，單位一般為cfm，即立方英尺每分，或cmm，即立方米每分 風(fēng)量平均風(fēng)速 x 過風(fēng)面積?？梢?，風(fēng)扇風(fēng)量的大小基本取決于風(fēng)速的高低與過風(fēng)面積的大小。過風(fēng)面積相同，風(fēng)速越高，風(fēng)量越大；風(fēng)速相同，過風(fēng)面積越大，風(fēng)量越大。風(fēng)扇性能-風(fēng)壓 風(fēng)壓即風(fēng)扇能夠令出風(fēng)口與入風(fēng)口間產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，單位一般為mm water column，即毫米水柱（類似于衡量大氣壓的毫米汞柱，但由于壓強(qiáng)差較小，一般以水柱為單位）。 風(fēng)壓

9、主要取決于扇葉的形狀、面積、高度以及轉(zhuǎn)速，前三者的影響較為復(fù)雜，于轉(zhuǎn)速的關(guān)系則簡單直接轉(zhuǎn)速越快，風(fēng)壓越大。 風(fēng)扇性能-風(fēng)壓與風(fēng)量的關(guān)系 風(fēng)扇產(chǎn)品所說明的風(fēng)量與風(fēng)壓均為理想狀態(tài)下的最大值，即風(fēng)扇入風(fēng)口與出風(fēng)口之間無壓強(qiáng)差狀態(tài)下的風(fēng)量（最大風(fēng)量），以及風(fēng)扇向密閉氣室內(nèi)吹風(fēng)，直至風(fēng)量為零狀態(tài)下氣室與外界氣壓的差值（最大靜壓）。它們并非兩個孤立的性能指標(biāo)，而是互相制約著，之間的關(guān)系就是流體力學(xué)中流速與壓強(qiáng)間的關(guān)系風(fēng)量隨著壓強(qiáng)差的增大而減小，風(fēng)量、風(fēng)壓的測量需要借助風(fēng)洞儀進(jìn)行. 風(fēng)扇性能-噪音 風(fēng)冷散熱器的工作噪音主要有三個來源：軸承的摩擦與振動、扇葉的振動、風(fēng)噪。 通常一般嘈雜大街為90分貝，普通會話

10、為60分貝，深夜、圖書館為30分貝，噪音控制好的風(fēng)扇應(yīng)在分貝以內(nèi)為宜，越低越好。 噪音值的單位為dB（A），它通?？捎迷胍粲?jì)測量得到。 風(fēng)扇性能-噪音1.軸承的摩擦與振動：不但產(chǎn)生噪音，而且影響性能，縮短器件壽命。2.風(fēng)噪：流動的空氣之間互相沖擾，與周圍物體發(fā)生摩擦，葉片對氣流的分離作用，周期性送風(fēng)的脈動力等，都會產(chǎn)生噪音?？諝饬魉僭娇?，湍流越多，往往風(fēng)噪也越大，而且會隨著風(fēng)速的提高呈加速度增大 。風(fēng)扇性能-噪音測試風(fēng)扇性能-振動 一般采用塑料制作的風(fēng)扇扇葉具有一定的韌性，可以承受一定程度的物理形變，同樣也會在推動空氣過程中因受力發(fā)生振動，但幅度一般較小。 另一種較為嚴(yán)重的振動則是由于扇葉質(zhì)量

11、分布不均，質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)軸心存在偏心距所致。當(dāng)扇葉面積（質(zhì)量）或偏心距較大的情況下，會帶動風(fēng)扇整體發(fā)生振動。 對超出平衡等級的扇葉，可通過扇葉平衡校正儀來校正。扇葉平衡校正儀風(fēng)扇性能-異音 噪音聽起來只有單純的風(fēng)聲，噪音是一種聲波，具有聲波的一切特性而異音則不同，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，除風(fēng)聲以外，還有其它聲音發(fā)出（有兩種以上的聲音發(fā)出），風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可能因軸承內(nèi)有異物或變形，以及組裝不當(dāng)而出現(xiàn)碰撞，或電機(jī)繞組纏繞不均，造成松脫，都可能造成異音。則可判定風(fēng)扇有異音。 異音檢測普遍用耳聽的方法，主觀因素較大，不容易識別，也易引起爭議,通常以建立限度樣品為標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)人員需經(jīng)過培訓(xùn)后才可以上崗作業(yè)。風(fēng)扇性能-FG信

12、號 風(fēng)扇除正負(fù)兩條電源線以外,還有第三條導(dǎo)線,輸出FG信號。 FG信號的作用是供主板計(jì)算風(fēng)扇 的轉(zhuǎn)速,還有當(dāng)風(fēng)扇出現(xiàn)異常停止轉(zhuǎn)動時(shí),信號線輸出高壓信號反饋給主板報(bào)警。 3Pin風(fēng)扇無方波或波形有長短波，突波，都可能導(dǎo)致主板無法測速或出現(xiàn)測速誤差。風(fēng)扇性能-PWM信號 Intel為新型LGA775CPU設(shè)計(jì)了智能CPU風(fēng)扇控制功能。 該功能必須配合4Pin 風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)，其中一條就是PWM信號線。 該功能可以自動調(diào)節(jié)CPU風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，當(dāng)CPU工作溫度較低時(shí)，風(fēng)扇運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下；當(dāng)CPU工作溫度較高時(shí)，CPU風(fēng)扇則運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下。風(fēng)扇的應(yīng)用 應(yīng)用于notebook cooler:2010、2

13、507、2510、3007、3010、4007、4010等。 應(yīng)用于GPUVGA cooler：4007、4010、5010等。 應(yīng)用于CPU cooler：5010、5015、6010、6015、6025、7015、7025、8025、9025等。 應(yīng)用于power cooler：8025、9025、12025等。 應(yīng)用于HDD cooler：5010、6010、7015等。 應(yīng)用于system cooler：8025、9025、12025等。風(fēng)扇使用注意事項(xiàng) 取用風(fēng)扇，拿取外框兩側(cè)，不可拉扯導(dǎo)線。 風(fēng)扇使用注意事項(xiàng) 取用風(fēng)扇，不可碰觸或擠壓扇葉與外框。 風(fēng)扇使用注意事項(xiàng) 風(fēng)扇嚴(yán)禁掉落地面，

14、或敲擊外框任何面。 風(fēng)扇使用注意事項(xiàng) 風(fēng)扇電源需依照規(guī)格電壓安裝使用 風(fēng)扇料號編碼原則 RA-D-4010-D-M-3 -01 1 2 3 4 5 6 71：RA表示風(fēng)扇成品代碼 2：表示風(fēng)扇功能 D：普通風(fēng)扇(General) B：鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇(Blower) T：溫控風(fēng)扇 (Temperature) L： LED風(fēng)扇 (LED) A：自動啟動風(fēng)扇 (Atuo Start) R：溫控風(fēng)扇+自動啟動風(fēng)扇(Temperature and Atuo Start) P：帶PWM功能+自動啟動風(fēng)扇 (PWM and Atuo Start) O：其它類型風(fēng)扇 (Other)風(fēng)扇料號編碼原則 RA-D-4010-D-M-3 -01 1 2 3 4 5 6 73：表示風(fēng)扇外形尺寸規(guī)格（最大尺寸） 3010：30*30*10 4010：40*40*10 4020：40*40*20 5010：50*50*10 6010：60*60*10 7015：70*70*15 4：表示軸承類型 S：代表Sleeve Bearing,即含油軸承 E：代表Long Life Bearing 即來福軸承 B：代表1B /1S Bearing,即單滾珠軸承 C：代表Two Ball Bearing,即雙滾珠軸承 D：代表 Ceramic Bearing,即陶瓷軸承風(fēng)扇