Полупассивная система охлаждения блока питания это
Обновлено: 07.07.2024
Локализация сайта
Время, когда пользователи ощущали дискомфорт от шума, создаваемого блоками питания их персональных компьютеров, неумолимо уходит. При разработке и производстве блоков питания be quiet! мы используем только высококачественные компоненты. Одним из обязательных элементов наших блоков питания являются бесшумные вентиляторы. В последнее время производители все чаще используют два различных подхода при проектировании систем охлаждения блоков питания, о которых мы хотим рассказать вам более подробно: БП с пассивным и полупассивным охлаждением.
«Пассивное охлаждение» означает, что блок питания вообще не имеет в своей конструкции вентилятора, а функция отвода тепла полностью возложена на массивный радиатор. Это обеспечивает бесшумную работу устройства. Отличная концепция, имеющая один существенный недостаток: такое охлаждение эффективно только до определенного порога производительности системы, и превышение этого порога несет в себе очень серьезный риск перегрева компонентов БП и необходимость активного отвода тепла для предотвращения перегрева и отключения устройства.
Необходимость в интенсивном рассеивании тепла привела к созданию концепции полупассивного охлаждения БП. Конструкция таких блоков питания практически идентична классическим БП и в основном, отличается лишь тем, что вентилятор начинает вращаться только при достижении заранее определенного порога потребляемой мощности (обычно эти значения лежат в пределах 40% – 50%) БП, или при достижении компонентами определенной температуры.
Обе эти технологии обещают практически бесшумную работу ввиду отсутствия шума от вентилятора. Хотя назвать даже эти устройства совершенно бесшумными сложно – всегда присутствует шум от компонентов БП, который очень сложно подавить и уровень которого зачастую превышает шум от вращающегося вентилятора. Одним из ярких примеров таких шумов является высокочастотный «свист» катушек, возникающий в результате высокой потребляемой мощности или быстрых изменений нагрузки.
Если вы знакомы с ассортиментом наших блоков питания, вам известно, что мы не используем пассивную или полупассивную конструкцию для охлаждения компонентов наших БП. Вентиляторы во всех наших устройствах работают постоянно – по одной очень веской причине. Конечно, мы тщательно и досконально изучили обе описанные выше технологии охлаждения и пришли к выводу, что их недостатки существенно перевешивают преимущества. Вентиляторы блоков питания серий Dark Power или Straight Power работают практически бесшумно, создавая достаточный воздушный поток для надежного охлаждения трансформаторов и конденсаторов. Работа под высокой нагрузкой БП с пассивной системой охлаждения оказывает существенное негативное влияние на расчетный срок службы его компонентов. Современные тенденции производителей ПК оснащать корпуса кожухами блока питания и разграничивать внутреннее пространство корпусов ведут к высокому риску локального накопления тепла вокруг БП, что в долгосрочной перспективе станет причиной повреждения компонентов блока питании. Увеличение размеров радиатора делает блок питания более дорогим и громоздким, но не устраняет проблему. Именно по этой причине мы придерживаемся принципа активного охлаждения БП, постоянно совершенствуя наши вентиляторы и создавая все более эффективные и тихие модели для надежного и бесшумного охлаждения наших блоков питания.
Техпроцесс производства процессоров неуклонно уменьшается, вместе с ним уменьшается и энергопотребление. Процессоры последних поколений содержат в себе пригодную для повседневных задач графическую видео систему. Если вы не сильно требовательны к производительности в видео играх то за относительно скромный бюджет можно задуматься о тихом компьютере который будет издавать звуки только под большой нагрузкой, что случается не часто.
Далее идёт моё видение конфигурации компа для полупассивного охлаждения.
Средний CPU в пике своей загрузки выделяет 65 Вт тепла, охладить его можно заводским кулером с большей (нежели штатный) мощностью 120-150 Вт выставив настройки в BIOS чтобы он начинал крутиться только при загрузке 30-40% CPU либо температурой выше 40°С.
Ещё один источник шума это HDD, но тут всё просто, я заменил его на SSD.
Обычный, 500 Вт блок питания ($50) имеет огромный запас по мощности в моём случае, поэтому я решил отключить вентилятор полностью. Но при длительной работе под большой нагрузкой радиаторы внутри стали разогреваться свыше 60°С, так что решено было вернуть вентилятор но сделать его обороты контролируемыми.
Разные блоки питания имеют различные конструктивные особенности, возможно в каких-то случаях постоянный обдув необходим. Поэтому прежде чем вносить изменения в конструкцию вашего БП осознайте, что понимаете процесс, у вас достаточно «ровные руки» и что внесённые изменения не окажут негативного воздействия на работу вашего БП и сопутствующего оборудования. Часто бывает так, что БП прокачивает воздух всего системного блока. Любые модификации могут привести к повреждению вашего компьютера!
За основу был взят Arduino nano на базе ATMEGA168PA, из разных кусков чужих проектов составлен свой.
Поскольку ресурсы контроллера позволяют, решено было сделать трёхцветный светодиодный индикатор по типу smart LED с различным миганием и цветом в зависимости от температуры.
Температуру измеряет датчик DS18B20, в зависимости от температуры увеличиваются либо уменьшаются обороты вентилятора. При достижении >67°С включается звуковой извещатель. Транзистор — любой NPN с током > тока вашего вентилятора. Также я пробовал управлять трёхпроводным вентилятором, всё получилось, но никак не мог заставить его полностью остановиться.
Изначально использовал дефолтную частоту ШИМ (448,28 Гц) но на низких оборотах кулер издавал едва заметный звон, что никак не вяжется с концепцией бесшумного охлаждения. Поэтому программно частота ШИМ поднята до 25 кГц. На самых низких оборотах вентилятор не может сразу стартануть, поэтому первые две секунды на него подаётся импульс с максимальными оборотами, дальше обороты согласно программе.
Вот видео демонстрирующее работу устройства.
А вот собственно, скетч, прошу сильно не пинать это мой первый скетч для Ардуины :)
Полупассивное охлаждение это такой способ охлаждения компьютера, когда вентиляторы обычно выключен, и включается только по необходимости. Несмотря на то, что сама идея очень проста, реализации в полной мере этого способа мешает не только малый выбор подходящего "железа", но и часто недостаточная информация производителей по алгоритму управления вентиляторами и возможности их остановки. С целью помочь самостоятельно собрать полупассивный компьютер была создана это страница.
Здесь собрано железо, которое производится в настоящее время или только недавно было снято с производства.
Полупассивные блоки питания
Со списком полупассивных блоков питания можно ознакомиться в специально для этого созданной теме конференции
Материнские платы
Материнские платы Intel
В документации на некоторые платы содержится информация о возможности остановки вентилятора CPU и одного корпусного.
| Параметр BIOS | Описание |
|---|---|
Control Mode [Minimum; Off; Manual] | Select how the fan connected to this header is to be controlled. Minimum: sets a minimum duty cycle that the fan will never go below. Off: sets the duty cycle to 0. Manual: specifies an exact duty cycle. |
Control Temperature [Numeric] | Defines temperature that the fan control subsystem attempts to maintain for this device. |
Maximum Duty Cycle [Numeric] | Selects the maximum duty cycle that the fan will never go above during normal usage. |
Minimum Duty Cycle [Numeric] | Selects the minimum duty cycle that the fan will never go below. |
Материнские платы EVGA
Производитель не указывает, какие иные модели плат поддерживают эту функциональность. Описание по материнской плате EVGA P55 FTW.
Автоматическая регулировка оборотами реализована для вентилятора CPU 4-Pin PWM и двух корпусных 3-Pin вентиляторов регулируемых изменением напряжения от 1V до 12V. Останавливать плата умеет только два корпусных. Напряжение формируется ШИМ методом, поэтому некоторые вентиляторы могут пищать.
Параметры BIOS применительно к управлению вентиляторами:
| Параметр BIOS | Описание |
|---|---|
Temp To Run Max Fan | Начиная с какой температуры вентилятор вращается на оборотах определяемых значением Max Fanspeed% To Run. |
Temp To Run Min Fan | Начиная с какой температуры вентилятор вращается на оборотах определяемых значением Min Fanspeed% To Run. |
Max Fanspeed% To Run | Задает максимальное напряжение вентилятора в процентах. |
Min Fanspeed% To Run | Задает минимальное напряжение вентилятора в процентах. Если 0, то вентилятор останавливается. |
Материнские платы Sapphire
[ru] 18.12.2011 Обзор контроллера Aquaero 5 XT.
[en] Installation guide
[ru] 25.12.2011 Тест контроллера T-Balancer bigNG
[en, de] Installation guide
[en, de] Installation guide
[en] 23.08.2005 mCubed Fanamp
[ru] 01.02.2011 Тест + видеообзор Koolance TMS-200
[ru] 31.12.2011 Тест Контроллера Koolance Ctr-Cd12
[ru] 23.01.2011 Тест реобаса Lamptron FC Touch
[ru] 13.06.2013 Тест реобаса Lamptron CW611
[ru] 30.01.2011 Тест + видеообзор Scythe Kaze Server
[ru] 15.02.2011 Итоговый тест 8 реобасов
Вопросы выбора реобасов обсуждаются здесь.
Компьютерные корпуса, представляющие интерес для полупассивного охлаждения
SilverStone Fortress FT02 USB 3.0 выпускается с 2011 года.
SilverStone Fortress FT02 (SST-FT02B-W) модель 2009 года. Главное отличие от предыдущей - наличие окна.
SilverStone Raven Evolution RV02-EW (SST-RV02B-EW) выпускается с 2011 года.
SilverStone Raven RV02 (SST-RV02B-W) выпускается с 2009 года. Обзор корпуса SilverStone Raven 2 где он тестировался в пассивном режиме.
Развернутое на 90 градусов расположение материнской платы может иметь негативные побочные эффекты, связанные с неудачным расположением тепловых трубок в пространстве. Информация об этом содержится на сайте SilverStone в FAQ (Q1).
Корпуса Silverstone Raven, Fortress обсуждаются здесь.
Черный ящик. Обзор корпуса собственной разработки для безвентиляторного системного блока. Детище уважеамого Kaa. Начиная от идеи и до последнего нюанса реализации.
Если Вас интересует полупассивное охлаждение, загляните в специально для этого созданную тему конференции - Полупассивное воздушное охлаждение компьютера. Концепция реализации.
Важность блока питания зачастую недооценивают при сборке ПК. А ведь именно от него напрямую зависит «здоровье» всех остальных компьютерных компонентов: видеокарты, процессора, материнской платы и особенно дисков. Цены на простые, но надежные БП стартуют с отметки $50. Если же хочется большего, то модели с уже модульным подключением проводов можно приобрести за $100, а еще и с полупассивным охлаждением — за $150. Чем еще отличаются бюджетные и флагманские блоки питания, мы расскажем в этой статье на примере продукции компании FSP Group.
Конструктивные отличия
Форм-фактор. Самым широко распространенным форматом компьютерных блоков питания является ATX (длина 14 – 18 см). Для сборки же компактных ПК в Mini-ITX корпусе используются компактные форматы TFX и SFX, например FSP SFX PRO FSP450-50SAC и FSP DAGGER PRO SDA2-650 . А для самых миниатюрных ПК (неттопов или тонких клиентов) применяются внешние БП.
Мощность. Существует по крайней мере три основных показателя мощности блока питания: номинальная мощность, заявленная производителем; мощность по линии +12 вольт, по которой питаются самые «прожорливые» компоненты ПК (процессор и видеокарта); и пиковая мощность, то есть максимальная суммарная нагрузка по всем линиям, которую способен выдержать БП. Ориентироваться стоит прежде всего на второй показатель — мощность линии +12 В.
Коэффициент полезного действия. Чем выше КПД блока питания, тем больше электричества передается от розетки бытовой электросети к компонентам ПК, и тем меньше превращается в бесполезное тепло. Чаще всего КПД указан в виде общепринятого сертификата энергоэффективности 80 PLUS (базовый, Bronze, Gold и др.). Но иногда производители БП используют свою собственную шкалу энергоэффективности.
 |
Платформа. Электронную начинку блоков питания обобщенно называют платформой или схемотехникой. Одни производители, в частности компании FSP, разрабатывает и производит платформу для своих БП самостоятельно. Другие же заказывают у сторонних производителей (например, у все той же FSP).
Конденсаторы. Наиболее быстроизнашивающимися электронными компонентами БП являются электролитические конденсаторы. Китайские «кондеры» могут вздуться уже через год – два, что приведет к перепадам напряжения питания. Тайваньские живут в среднем лет пять, а японские прослужат целое десятилетие.
Провода. У бюджетных блоков питания зачастую короткие провода, которых может не хватить для скрытой укладки за задней стенкой корпуса ПК. У БП подороже кабели не только длинные, но и в тканевой оплетке или же в форме плоской «лапши», что еще больше способствует их аккуратной укладке. А в случае модульного БП лишние провода можно с легкостью отсоединить.
 |
Охлаждение. Существуют три основные схемы охлаждения блоков питания. Первая — активная, когда вентилятор вращается все время, но меняет скорость в зависимости от температуры. Вторая — полупассивная, при которой «вертушка» стартует только с определенной нагрузки, например после 30 процентов. К тому же, у БП с активным и полупассивным охлаждением может сильно варьировать уровень шума и долговечность вентилятора. Наконец, третья — полностью пассивная, то есть безвентиляторная, что, правда, накладывает ограничение на максимальную мощность БП.
Уровни защиты. Чтобы и блок питания, и другие компоненты ПК служили долгие годы без злоключений, обязательно должны быть реализованы все основные электрозащиты. А именно: OCP и OPP от перегрузки, OVP и UVP от повышенного и пониженного напряжения, SCP от короткого замыкания и OTP от перегрева. Как правило, у БП стоимостью $50+ все это имеется в полном объеме.
Бюджетный блок питания
FSP PNR Pro — представитель, несомненно, самой культовой серии компьютерных блоков питания в наших краях. Уже добрых полтора десятилетия FSP PNR ассоциируется у покупателей с недорогими, но очень надежными БП. Обновленная же Pro-версия получила корпус в черном цвете с более продуманной вентиляцией, а также относительно длинные провода и больше коннекторов. На выбор доступны мощности от 400 до 700 Вт, все без исключения со стабилизацией Active PFC.
«Под капотом» PNR Pro находится проверенная временем начальная платформа FSP с групповой стабилизацией напряжения. Коэффициент полезного действия достигает 85 процентов, что вполне соответствует сертификату 80 PLUS Bronze. Но работа БП только в европейских 230-вольтовых электросетях, без поддержки американских 110-вольтовых, не позволила БП получить официальный сертификат. Впрочем, может это к лучшему, ведь позволило минимизировать себестоимость.
Конденсаторы же у PNR Pro среднего уровня — тайваньские CapXon либо Teapo. Впрочем, это даже плюс, ведь в других бюджетных блоках зачастую встречаются китайские конденсаторы «одногодки». А использование дорогостоящих японских «кондеров» было бы неоправданной расточительностью. Вентилятор — от компании Yate Loon, на подшипнике скольжения, диаметром 12 сантиметров, что также можно охарактеризовать как среднеуровневое решение.
Старшая 700-ваттная версия PNR Pro имеет две раздельные линии +12 вольт мощностью до 35 ампер каждая для питания процессора с материнской платой и видеокарты соответственно. Доступно два процессорных 4-контактных коннектора (полезно для разгона CPU) и столько же видеокарточных 6+2-пин, что позволяет запитать любую GPU, хоть топовую GeForce GTX 2080 Ti (на официальном сайте NVIDIA рекомендуется БП на 650+ Вт).
Также имеется шесть SATA-коннекторов, пара Molex'ов и даже один раритетный FDD-коннектор, который, впрочем, до сих пор нужен для питания некоторых звуковых карт и реобасов. Все провода несъемные и без оплетки, но при этом толстые, то есть изоляция сто процентов не расплавиться из-за перегрева. В целом же, FSP PNR и раньше был одним из лучших бюджетных блоков питания на рынке, а с выходом Pro-версии стал еще чуточку интереснее за ту же цену.
Топовый блок питания
FSP Hydro G Pro — топовая серия компьютерных блоков питания именитого тайваньского бренда, мощностью от 650 до 1000 Вт. Сертификат энергоэффективности 80 PLUS Gold удалось получить благодаря КПД 90 процентов и поддержке как европейских, так и американских электросетей. Последнее делает БП полезным даже в наших краях, ведь позволяет бесперебойно работать при сильных просадках напряжения в 230-вольтовой электросети, что особенно часто случается в сельской местности (вплоть до 170 В).
Платформа у Hydro G Pro — полностью модульная, собственной разработки и производства FSP, работающая по более прогрессивной, чем групповая стабилизация, схеме DC-DC-преобразования. Конденсаторы используются высокотемпературные (до 105 °C) японские Nippon Chemi-Con и Rubycon, а также United Chemi-Con (американский филиал Nippon). Учитывая это, компания FSP с полной уверенностью дает на этот БП аж десятилетнюю гарантию (может отличаться в зависимости от страны).
У 750-ваттной версии Hydro G Pro мощность цельной линии +12 вольт составляет аж 62 ампера, то есть 750 Вт, что равняется заявленному номиналу. А в пиковом режиме, то есть при полной нагрузке на все линии (+12, +5 и +3.3 В) БП способен выдать еще на добрую сотню ватт больше. Подтверждается высокая мощность БП наличием сразу двух 4+4-штырьковых процессорных коннекторов и четырех 8+2-пиновых видеокарточных.
Запитать от 750-ваттного Hydro G Pro можно сразу пару если не топовых, то по крайней мере предтоповых видеокарт в связке CrossFire, SLI или NVLink. При этом даже под максимальной нагрузкой внутренние электронные компоненты БП нагреваются максимум до 50°C, что очень далеко до критических температур. Достигается это благодаря массивным алюминиевым радиаторам и сильному обдуву 12-см вентилятором на долговечном гидродинамическом подшипнике.
Если под максимальной нагрузкой шум вентилятора Hydro G Pro можно охарактеризовать как средний (примерно такой же, как от процессорного кулера или видеокарты), то под нагрузкой меньше 30 процентов БП переходит на бесшумное пассивное охлаждение. Но при желании, например в жаркое время года, кнопкой Eco на корпусе БП можно переключиться в режим постоянного легкого обдува. Есть в ассортименте компании FSP и среднеценовые блоки питания: FSP Hyper 80+ PRO H3-650 с базовым сертификатом 80 PLUS и «бронзовый» FSP Hydro PRO HP2-700 .
 |
Выводы
Так какой же блок питания — бюджетный, среднеценовой или топовый — выбрать именно вам? Для сборки офисного ПК с интегрированной видеокартой вполне хватит добротного бюджетного БП мощностью 400 – 500 Вт. Возможный шум вентилятора все равно не будет слышно за разговорами офисных сотрудников. Благо, даже бюджетные современные модели без сертификата 80 PLUS все равно имеют довольно высокий КПД, что позволит сэкономить на счетах за электричество. Для игрового ПК с видеокартой до GeForce RTX 2060 или Radeon RX 5600 оптимально подойдет среднеценовый БП с сертификатом 80 PLUS или 80 PLUS Bronze и мощностью 550 - 650 Вт. Таким образом, работая в половину от максимальной нагрузки, БП будет оставаться тихим и прохладным. Топовому же игровому или профессионально-рабочему ПК с одной видеокартой GeForce RTX 2080 или двумя RTX 2070 будет в пору флагманский «золотой» БП от 700 Вт и выше. Причем мощность в этом случае уступает по значимости другим параметрам: удобству сборки ПК, благодаря плоским модульным проводам, и гибридному охлаждению, минимизирующему шум в простое и продлевающему срок службы вентилятора.
Техпроцесс производства процессоров неуклонно уменьшается, вместе с ним уменьшается и энергопотребление. Процессоры последних поколений содержат в себе пригодную для повседневных задач графическую видео систему. Если вы не сильно требовательны к производительности в видео играх то за относительно скромный бюджет можно задуматься о тихом компьютере который будет издавать звуки только под большой нагрузкой, что случается не часто.
Далее идёт моё видение конфигурации компа для полупассивного охлаждения.
Средний CPU в пике своей загрузки выделяет 65 Вт тепла, охладить его можно заводским кулером с большей (нежели штатный) мощностью 120-150 Вт выставив настройки в BIOS чтобы он начинал крутиться только при загрузке 30-40% CPU либо температурой выше 40°С.
Ещё один источник шума это HDD, но тут всё просто, я заменил его на SSD.
Обычный, 500 Вт блок питания ($50) имеет огромный запас по мощности в моём случае, поэтому я решил отключить вентилятор полностью. Но при длительной работе под большой нагрузкой радиаторы внутри стали разогреваться свыше 60°С, так что решено было вернуть вентилятор но сделать его обороты контролируемыми.
За основу был взят Arduino nano на базе ATMEGA168PA, из разных кусков чужих проектов составлен свой.
Поскольку ресурсы контроллера позволяют, решено было сделать трёхцветный светодиодный индикатор по типу smart LED с различным миганием и цветом в зависимости от температуры.
Температуру измеряет датчик DS18B20, в зависимости от температуры увеличиваются либо уменьшаются обороты вентилятора. При достижении >67°С включается звуковой извещатель. Транзистор — любой NPN с током > тока вашего вентилятора. Также я пробовал управлять трёхпроводным вентилятором, всё получилось, но никак не мог заставить его полностью остановиться.
Изначально использовал дефолтную частоту ШИМ (448,28 Гц) но на низких оборотах кулер издавал едва заметный звон, что никак не вяжется с концепцией бесшумного охлаждения. Поэтому программно частота ШИМ поднята до 25 кГц.
Вот видео демонстрирующее работу устройства
А вот собственно, скетч, прошу сильно не пинать это мой первый скетч для Ардуины 🙂
Читайте также: