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散熱風扇的選型誤區

人氣:5311發表時間:2022-01-21 15:42:37

以前的智能電子產業,人們只關注核心硬件,認為只要硬件性能足夠強,軟件足夠優秀,就能得到高性能的電子產品。但是,隨著電子產品功率的不斷攀升,一大批產品開始出現了所謂的“耗能墻”。在達到一定的功率密度之后,溫度控制問題就成了提高產品性能的攔路殺手。大家漸漸意識到,在某種程度上,優化散熱,不僅能使產品使用更安全可靠,有時,散熱優化對產品運轉速度的提高,也有了質的變化。本文用大家常用的CPU散熱方案作為例子,闡明熱工設計中常見的常見錯誤。

CPU散熱性設計在桌面電腦時代就已存在,最初以自然散熱為主,向強風冷過渡,現已有水冷甚至液氮冷卻的設計。盡管其發展已多年,但由于市場宣傳十分花哨,有些專業設計師有時也被誤導了。選擇風扇時,有三個常常見的誤區:

誤區1:風扇的散熱性越大。

許多人認為,風扇的大小直接影響到系統的散熱。風扇在散熱方案設計中起著至關重要的作用,但是風扇尺寸并不直接影響整個方案的整體性能。大號風機在相同轉速時,一般都能獲得較大的風量,但在相同風量的條件下,較小尺寸的風機可獲得較好的靜音效果。但是,隨著電子產品集成度的提高,熱設計工程師留給熱設計工程師的空間越來越小(這是一種必然趨勢,熱能設計工程師正苦惱于他們,不如趕快想辦法提高散熱設計水平)。大型風扇會占用大量的散熱設計空間,這給散熱器的設計帶來了困難。另外,對于電腦機箱這類產品來說,風道比較簡單,對于服務器、傳送設備等插箱類產品,也會造成風量不均勻分布。另外,大尺寸風機失效的后果往往也更為嚴重。

誤區2:球形風扇比油壓風扇強。

在教育非專業人員方面,許多人都是這樣認為的。但這是錯的,至少是片面的。對風機壽命影響最大的是風機軸承。目前市場上的電扇大體上有兩種設計,分別是滾珠和油封,滾珠風扇更古老一些,變滑摩擦為滾動摩擦這一常識初中物理就講過,筆者就不作介紹。許多人都不了解油封的設計,以TC油封為代表的油封形式,這是一種全橡膠包裹,帶有自緊彈簧的雙唇油封套,但在軸承領域中較為不錯且知名度較高的是TC型油封,這是一種全密封的雙唇油封。球只是軸承的一種類型,根本不需要說是滾珠,而且劣質的球軸承有很可怕的噪音。對油封軸承而言,即使是最爛的球軸承的壽命也會大大延長,但是與滾動軸承相比,高質量的油封軸承有著更好的靜音性能,而且在使用壽命上也不會太差。當前,消費類電子風機已大量采用改進的油封軸承設計。此外,全封閉式油封軸承在以后的保養維護中也有著不可磨滅的優勢,灰塵對灰塵的危害相對于滾珠或油封…滾珠軸承一旦進塵,可怕的噪音不說,直接報廢也是有可能的。

誤區3:小渦輪風扇散熱不好。

許多人認為服務器或主流顯卡都配有“渦輪機”風機是渣滓,不應出現在大眾市場,散熱性差的聲音還很大,其實這也是一大誤區。事實上,市場上銷售較薄的渦輪風扇,其銷量一直遙遙領先,小渦輪扇有更高的轉速和風量,散熱直徑也從上方變成了側面,不過很多消費者認為這類風扇有較大的“硬傷”,而小的渦輪扇有更高的轉速和風量,散熱直徑從上方變成側邊。渦扇的廣泛應用,其實更多的是源自于前面提到的壓縮熱設計空間的無可避免的做法。如果筆記本電腦只有20毫米厚,那么試著用軸流風扇塞得下嗎?事實上,在電子產品這一級中,渦輪風扇的噪聲性能相對較低。盡管風量很小,但是渦輪風扇的風壓一般比同尺寸軸流式風扇大得多。


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