我們在領(lǐng)略到高性能電腦無以倫比的效率的同時,又不得不面對“高溫”這樣一個嚴(yán)重的問題。的確,當(dāng)今主流CPU的工作溫度是越來越高了,為了保證CPU能夠安全、可靠地工作,為CPU充分降溫已經(jīng)顯得越來越重要了。目前普遍采用的方法是加大風(fēng)扇的有效排風(fēng)功率和提高風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,這種方法雖然行之有效,但是它帶來的負(fù)面影響也是顯而易見的。首先它不管周圍環(huán)境如何變化,都在那里不知疲倦地為CPU服務(wù),給人一種與當(dāng)今提倡的環(huán)保、節(jié)能意識格格不入的感覺;另一方面,風(fēng)扇長期高強度工作必定會降低其使用壽命,同時高轉(zhuǎn)速還會帶來高噪音。
那么,究竟如何才能解決好降溫與用電、噪音影響之間的矛盾?我將要介紹的“全自動CPU風(fēng)扇調(diào)速器”可以很好地解決這個難題,并且它還具備三個比較明顯的優(yōu)點:
1.可以有效地延長散熱風(fēng)扇的使用壽命;
2.在冬季使用降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的方法,可以直接、有效地降低風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲;
3.改裝簡單、容易,制作成本低廉、效果明顯且比較實用。
因為每一臺電腦CPU的實際工作情況不盡相同,溫升情況也各異。因此,我們有必要具體地測試一下風(fēng)扇在各種溫度下的最佳轉(zhuǎn)速,這樣才能達到最佳的調(diào)速效果。以前我為了給超頻做準(zhǔn)備,以便掌握CPU在最炎熱的夏季和最寒冷的冬季的情況,利用電腦中CPU自帶的風(fēng)扇,在原來主板的標(biāo)準(zhǔn)供電電壓下的具體溫度數(shù)值,曾經(jīng)在冬季室溫為18℃,夏季室溫在34℃的情況下,用帶有測溫功能的數(shù)字式萬用表,測得我的老賽揚266配原裝風(fēng)扇的實際工作溫度,分別為22℃和46℃。而且是在系統(tǒng)不超頻,CPU的負(fù)荷不算太大的情況下測得的。在室溫為22℃的時候,用一臺可調(diào)節(jié)輸出電壓的穩(wěn)壓電源,代替主板上的風(fēng)扇供電電源來為風(fēng)扇供電,將輸出電壓由標(biāo)準(zhǔn)的12V下調(diào)為11V后觀察,CPU的溫度值僅上升了1℃左右;當(dāng)輸出電壓調(diào)整為8V時,CPU的溫度已經(jīng)由原來的26℃,直線上升到了34℃左右,此時觀察風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,比原來有較明顯的降低,噪聲更是比原來要小得多;運行一會兒游戲后CPU的溫度又上升了4℃。據(jù)此測試數(shù)據(jù)推斷,我認(rèn)為風(fēng)扇在冬、夏季之間的調(diào)速電壓應(yīng)該在9V至14V之間變化比較適合。您也許會問:這個調(diào)速裝置是利用主板的風(fēng)扇供電電壓來工作的,它只有12V為何要考慮將其提高為14V?又如何來實現(xiàn)?這主要是考慮到由于風(fēng)扇調(diào)整電路的接入會不可避免地帶來一定的電壓降,這一壓降對9V的低壓供電段還可以通過電路的調(diào)整來加以彌補,但對于標(biāo)準(zhǔn)的12V風(fēng)扇供電電壓段來說,由于它最高供給電壓只有12V,因此該壓降是無法通過電路得到補償?shù)模湓斐傻闹苯雍蠊褪秋L(fēng)扇的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速將會降低一些,影響散熱能力。解決的方法就是將風(fēng)扇調(diào)速器的接地端,連接到主板電源的負(fù)5V供電端。這樣調(diào)速器的供電電壓達到了18V,然后由調(diào)速器電路將其調(diào)整到14V左右,便可保證風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速不會降低,而且還可以進一步調(diào)整風(fēng)扇調(diào)速器的最高輸出電壓,來達到讓風(fēng)扇“超頻”的目的,這樣處理一舉兩得。
工作原理
該風(fēng)扇調(diào)整裝置的外形請見圖一,而具體電路見圖二。主要由二極管測溫探頭及取樣電路、電壓跟隨器、高增益放大器、晶體管風(fēng)扇電壓調(diào)整電路,以及三端集成穩(wěn)壓器等電路所組成。圖中的測溫二極管T/D,是一枚普通的玻璃純化封裝的4148二極管,經(jīng)實測在溫度從0℃-100℃之間變化時,其輸出電壓變化范圍為-2.265mV/℃,而且線性度極佳。它在室溫20℃時在圖中選配零件參數(shù)的條件下,輸出電壓大約是-45.3mV,用電吹風(fēng)機將其加熱到50℃之后,該電壓值進一步降低為-113.25mV。將這一變化范圍經(jīng)過后級的電壓跟隨器、高增益放大器以及功率調(diào)整等電路,使風(fēng)扇的工作電壓在9V-14V之間變化,即可以實現(xiàn)散熱風(fēng)扇跟隨季節(jié)溫度的高低而自動變化,從而獲得自動調(diào)整轉(zhuǎn)速的效果。為了防止過大的電流造成測溫二極管出現(xiàn)熱效應(yīng),設(shè)置電阻R1來降低流過二極管的電流。圖中A1是一級電壓跟隨器電路,利用它輸入阻抗高、輸出阻抗低的特性,隔離測溫二極管對高增益放大器輸入電阻的影響,起到一個緩沖的作用。A2與其周邊元件共同組成放大電路,A2的同相輸入端接有由穩(wěn)壓管、可調(diào)電阻R3、降壓電阻R2所組成的基準(zhǔn)電壓源。調(diào)整可調(diào)電阻R3即可確定CPU在最低室溫下風(fēng)扇的最低轉(zhuǎn)速值。而可調(diào)電阻R5則決定了最高室溫時的最高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,A2的輸出電壓直接加到控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速功率晶體管的基極,來改變它的集電極與發(fā)射極之間的導(dǎo)通電流,進而達到調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的。
圖一
制作及調(diào)試
圖二
圖二中的測溫二極管可選擇任何型號,普通小功率硅整流管。如果外殼是金屬封裝的品種,則可以直接安裝在CPU的散熱器上。但是目前的小型整流管,基本都是采用玻璃封裝的形式,因此需要用環(huán)氧樹脂將其封固,并用導(dǎo)線將兩個電極引出,具體的制作方法見圖三,其外形如圖四所示。運放集成電路選擇單電源雙運放,型號為LM-385(可根據(jù)個人的元件條件決定,我使用的是LM-324四運放集成電路,只使用了其中的兩個運放,原則上通用型運放集成電路都可以利用),穩(wěn)壓管DW可以選用穩(wěn)壓值為12V的品種,型號無特殊要求。大功率晶體三極管可選用任何NPN型大功率高、低頻管都可以。使用時需加一小片鋁板作散熱器,以便提高工作時的安全系數(shù)。具體尺寸大約為20mm×20mm×3mm左右即可,當(dāng)然也可以根據(jù)個人的條件選擇可利用品。可調(diào)電阻R3、R5選擇WSW小型有機實芯為調(diào)電位器。三端集成穩(wěn)壓器可以選擇LM-7815,由于供電電流不大,所以加上一小塊鋁片做散熱器即可。由于電路比較簡單,因此印刷電路板可根據(jù)自身條件來繪制、制作。我的印刷電路板就是利用一塊舊的數(shù)字計數(shù)器電路板改制的。當(dāng)然也可到電子市場購買那種萬能試驗印刷板,其售價也非常便宜。其它元件按圖中標(biāo)注的數(shù)值選擇即可。
圖三
按照電路圖焊接所有零件無誤后,仔細(xì)檢查有無漏焊、虛焊、端路、短路等現(xiàn)象。當(dāng)一切確認(rèn)正常,便可以開始進行調(diào)試了。先將一個風(fēng)扇作為負(fù)載,接于晶體三極管的集電極與電源正極之間,再將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)整到18V,與該裝置的電源輸入正、負(fù)端相連,在室溫20℃左右時調(diào)整R3,并用數(shù)字電壓表監(jiān)視風(fēng)扇兩端的電壓,當(dāng)表的讀數(shù)達到9V時即可,接著用電吹風(fēng)或者功率較大的電烙鐵,烘烤測溫二極管,并用帶測溫功能的萬用表的測溫探頭,監(jiān)視此時的溫度值,當(dāng)溫度達到50℃左右時,調(diào)整可調(diào)電阻R5使接在風(fēng)扇兩端的數(shù)字萬用表的電壓讀數(shù)為14V即可。顯然,這樣的電路調(diào)整應(yīng)該在室溫較低的冬季,或者是具有空調(diào)條件的室內(nèi)進行,氣溫較高的夏季沒有特殊的降溫條件是不能進行這種調(diào)整的。
圖四
最后,在機箱內(nèi)選擇一個比較空曠的位置,將整個風(fēng)扇調(diào)速裝置固定好(見圖五),測溫二極管做成的探頭,則設(shè)法固定于CPU的散熱器之上(見圖六)。然后先講該裝置的接地線設(shè)法接于電源的-5V接線端,接著再把風(fēng)扇的正極連接線(一般為紅色)在適當(dāng)?shù)牟课粍內(nèi)ヒ恍《嗡芰辖^緣層,并把該裝置的電源12V輸入線并接在上面。接下來再把風(fēng)扇的負(fù)極連線(一般為綠色),在靠近風(fēng)扇插頭的根部剪斷,轉(zhuǎn)而連接到該裝置引出的控制三極管集電極連線接上。最后用塑料絕緣膠布將所有裸露的電線接頭做好決緣處理,即可大功告成。該裝置使用后給我印象最深的,就是其噪音比原來明顯地減小了,至于其它的效果,就只有靜候您的佳音了。
圖五
DIY是一個永恒的話題,而且它是永無止境的。只要不斷摸索、不斷實踐、不斷學(xué)習(xí),我們就能夠達到一個較高的境界。我個人認(rèn)為,不管是成功也好抑或是失敗也罷,都是在DIY中為我們帶來的樂趣,是伸手拿來主義者永遠也體會不到的一種樂趣。愿大家都能成功地DIY。
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