Ventoinhas PWM vs. Não PWM: Qual deve escolher?

ventilador pwm vs 3 pinos

Introdução

Quer se trate de computação de alto desempenho ou de equipamento industrial de missão crítica, a gestão do calor não é uma opção; é a espinha dorsal do mundo eletrónico. A ventoinha é um dispositivo simples, mas o elemento-chave na gestão térmica, que está no caminho crítico e que é mais frequentemente ignorado na sua sofisticação. Assim, quando se trata de escolher uma ventoinha de arrefecimento, uma das decisões mais importantes que terá de tomar é entre dois métodos de controlo principais, que são Ventiladores PWM e não-PWM (por vezes designados por DC).

Isto não é apenas um aspeto técnico, mas tem um efeito direto no desempenho, na "pegada" acústica, na utilização de energia e na fiabilidade geral do seu sistema. Os requisitos de arrefecimento de um bastidor de servidor de centro de dados são muito diferentes em comparação com um dispositivo de diagnóstico médico que não seja sensível ao calor, e a tecnologia de ventoinhas corretamente aplicada pode fazer toda a diferença. O controlo da velocidade da ventoinha é um fator chave neste contexto, e pode ser feito de forma dinâmica devido a alterações na temperatura ou na carga do sistema.

Mas como navegar nesta opção? Vale sempre a pena pagar o dinheiro extra para obter o controlo avançado de uma ventoinha PWM quando pode ser suficiente encontrar uma ventoinha DC de alta qualidade que satisfaça as suas necessidades? Este guia vai reduzir o ruído. Iremos ao cerne da questão de cada tecnologia, faremos uma comparação aprofundada das duas num frente a frente e veremos onde podemos realmente aplicar cada tipo. Depois, não só verá qual é a diferença, mas também poderá fazer a escolha mais bem informada que melhor se adapta às suas necessidades. A melhor opção baseia-se nas necessidades específicas do seu sistema.

 

O que são ventiladores PWM e não-PWM? A principal diferença

À primeira vista, uma ventoinha PWM de 4 pinos e uma ventoinha não PWM de 3 pinos podem parecer semelhantes; no entanto, olhando mais de perto, diferem no seu modo de controlo de velocidade, por natureza. Esta é a diferença que os fará perceber os pontos fortes e fracos um do outro.

O que são ventiladores PWM (modulação por largura de pulso)?

A mais avançada das duas é a Ventoinhas PWMque se caracterizam por um conetor de 4 pinos. Estes pinos alimentam:

  1. Terra (GND)
  2. Alimentação (+12V/24V, etc.)
  3. Tacómetro (sinal de deteção): Comunica a velocidade atual da ventoinha (RPM) ao sistema.
  4. Sinal de controlo PWM: O "cérebro" da operação.

A genialidade do PWM é que o motor da ventoinha é sempre alimentado com a tensão de alimentação total (por exemplo, 12V). O sistema, em vez de abrandar através da redução da tensão, comunica um sinal especial através do quarto pino num conjunto de impulsos de ligar e desligar em formato digital. A velocidade do ventilador é controlada pela chamada largura destes impulsos.

Considere um interrutor elétrico para uma luz. Quando há um impulso longo de "ON" e um impulso curto de "OFF" (um ciclo de trabalho elevado, digamos 90%), há um sinal para a ventoinha funcionar quase à velocidade máxima. Um impulso breve de "ligado" e um impulso longo de "desligado" (um ciclo de baixa percentagem, como 20%) informa-o para o fazer lentamente. Uma vez que a totalidade do impulso de 12V da bateria surge em cada impulso, o motor contém bastante binário para começar e continuar a rodar mesmo às velocidades mais baixas.

Ventiladores não-PWM (DC): A simplicidade do controlo da tensão

Ventiladores não-PWM, ou Fãs da DCAs ventoinhas com controlo de tensão têm um conetor de 3 pinos mais simples:

  1. Terra (GND)
  2. Alimentação (+V)
  3. Tacómetro (sinal de deteção)

O seu controlo da velocidade funciona de uma forma bastante direta e simples: ao alterar a tensão fornecida à ventoinha, altera-se a sua velocidade. Uma ventoinha típica de 12V funcionaria à velocidade máxima com 12 volts, a meia velocidade com cerca de 8-9V e a velocidade mais lenta com cerca de 5-7V. Não se pode dar à ventoinha menos do que um determinado valor de tensão, porque a ventoinha não produzirá energia suficiente devido à inércia e deixará simplesmente de se mover.

É uma técnica fácil, estável e testada pelo tempo que tem sido a norma durante décadas. É uma resolução eficiente que não necessita do intrincado circuito de controlo do seu contador PWM.

PWM vs Não PWM

Comparação técnica: Uma comparação frente a frente

Ter uma ideia dos princípios é uma coisa, mas ser capaz de ver como eles se podem aplicar ao desempenho real é outra. Para fazer a comparação, vamos analisá-los relativamente às três métricas mais importantes em termos de controlo, eficiência e ruído.

Controlo de velocidade e precisão: A mais ampla gama de funcionamento

Este é o ponto mais forte da tecnologia PWM. O facto de uma ventoinha PWM ver continuamente a tensão total entre cada impulso permite utilizar o motor a muitas mais rotações sem danos.

  • Ventoinhas PWM: Têm a capacidade de rodar até 10-20% das RPM máximas. A ventoinha de 3000 RPM pode rodar a uma taxa constante de 300-600 RPM. Suporta um funcionamento essencialmente silencioso quando inativo e com velocidades reduzidas, menos ruído e um aumento ainda mais fino à medida que a carga térmica aumenta.
  • Ventiladores não-PWM (DC): Estão limitados dentro da gama de funcionamento definida pela tensão mínima de arranque do motor. A grande maioria dos ventiladores DC só pode reduzir a sua velocidade para 40-50 por cento. Esta baixa tensão não consegue manter o motor a rodar de forma fiável abaixo deste ponto. O número máximo de rpm que se pode baixar numa ventoinha DC de 3000 RPM pode ser de 1200-1500 RPM. É mais provável que estas ventoinhas funcionem a uma velocidade fixa que não pode ser modulada com precisão como as ventoinhas PWM.

Em aplicações que exigem uma resposta alternativa, como a variação de temperaturas, como o arrefecimento de uma CPU numa estação de trabalho ou o controlo do clima num edifício inteligente, a precisão do PWM é inestimável.

Eficiência energética e tempo de vida: O que é mais económico?

A eficiência é uma conta dupla, a do ventilador e a do sistema propriamente dito.

Ao funcionar continuamente na sua conceção mais eficiente, a alta tensão, o motor da ventoinha PWM é mais eficiente e produz menos calor que tem de desperdiçar. Os impulsos apenas determinam a frequência do impulso, mas não a força. Isto pode resultar numa pequena e contabilizável implementação de poupança de energia por ventoinha.

As maiores poupanças, no entanto, estão ao nível do sistema. A gama mais ampla de controlo possível com as ventoinhas PWM permite que um sistema seja programado para funcionar com as suas ventoinhas a velocidades muito baixas, que consomem muita energia, durante um período de tempo mais longo. Uma ventoinha DC pode ser obrigada a funcionar a uma velocidade fixa de 50 por cento, mas uma ventoinha PWM pode funcionar a 15 por cento. Esta diferença na utilização de energia traduz-se numa enorme diferença durante milhares de horas de funcionamento num grande parque de servidores ou numa matriz de controlo industrial.

Uma idade mais avançada também pode ser uma vantagem. O funcionamento de um ventilador com velocidade suficiente para fornecer fluxo de ar limita o desgaste mecânico dos rolamentos e do motor, o que é importante para a fiabilidade a longo prazo. Com 80 por cento da sua atividade realizada a apenas 20 por cento das RPM, um ventilador viverá mais tempo do que um que tenha de funcionar a meia velocidade durante toda a sua vida útil.

Níveis de ruído: A procura de um funcionamento silencioso

Em muitas utilizações, incluindo eletrónica de consumo e equipamento médico, o baixo nível de ruído é um elemento de conceção essencial.

As ventoinhas PWM são mais silenciosas a velocidades mais baixas. Podem rodar mais devagar e, por isso, têm a capacidade de atingir um ruído mais baixo do que as ventoinhas DC podem atingir a velocidades mais baixas. Existe, no entanto, um possível compromisso. Em ambientes realmente silenciosos, algumas comutações eléctricas de alta frequência do controlo PWM podem ocasionalmente gerar um ligeiro ruído de clique ou tique-taque do motor, mas em ventoinhas de alta qualidade, isso raramente é um problema.

Uma ventoinha DC, em comparação, produz um zumbido mais analógico com o seu motor. Em misturas de média a alta velocidade (mais de 50 por cento), não é o motor que produz a comoção predominante em ambas as formas, mas sim a turbulência no ar causada pelas pás. Nesta fase, uma ventoinha PWM bem concebida e uma ventoinha DC bem concebida podem parecer idênticas. Isto requer uma melhor qualidade de montagem do ventilador, estrutura das pás e rolamentos para alcançar os resultados acústicos finais.

Caraterística Ventoinhas PWM (4 pinos) Ventiladores não-PWM / DC (3 pinos)
Método de controlo Modulação de largura de pulso (sinal digital) Controlo de tensão (analógico)
Gama de velocidades Muito amplo (por exemplo, 10-100% de RPM máximas) Limitado (por exemplo, 40-100% de RPM máximas)
Precisão Elevada, permite ajustar as curvas da ventoinha Mais baixo, com um limiar de velocidade mínima mais elevado
Eficiência energética Geralmente mais elevado devido à tensão óptima do motor Geralmente mais baixo, especialmente a velocidades reduzidas
Ruído a baixa velocidade Tipicamente mais silencioso, pode funcionar a RPMs muito baixas Mais alto à velocidade mínima devido ao piso de RPM mais elevado
Custo Mais elevado, devido a circuitos de controlo mais complexos Menor, devido a uma conceção mais simples
Caso de utilização ideal Cargas térmicas dinâmicas, aplicações críticas silenciosas Cargas térmicas estáveis, aplicações sensíveis ao custo

Cenários de aplicação: Onde é que cada tipo brilha?

A ventoinha mais adequada é sempre a melhor. Agora, vamos analisar mais de perto as definições mais adequadas das tecnologias.

As ventoinhas PWM são ideais para:

  • Centros de dados e servidores: O local onde as cargas térmicas variam tremendamente e, à escala, 100s de milhares de unidades individuais, a eficiência energética é a principal consideração. Isto deve-se ao facto de a capacidade de controlar o caudal de ar com precisão para centenas de servidores poupa muitas despesas de funcionamento.
  • Computação de alto desempenho e PCs para jogos: Acelera até 30 graus Celsius nas temperaturas da CPU e da GPU em menos de um segundo. As ventoinhas PWM, mesmo as ventoinhas da CPU, oferecem uma capacidade de resposta imediata e de altas rotações que garante que não ocorre qualquer estrangulamento térmico para as manter a funcionar no seu melhor.
  • Instrumentos médicos e científicos: Num instrumento como um monitor de doentes ou equipamento de laboratório, o desempenho silencioso é essencial para o conforto do doente e para a concentração do operador. As ventoinhas mais eficientes a utilizar são as chamadas PWM; podem funcionar a níveis quase inaudíveis de inatividade, mas aumentam para a potência máxima quando necessário.
  • Equipamento de telecomunicações: Os comutadores de rede e as estações de base que são colocados em recintos lotados precisam de um método de arrefecimento inteligente que seja simultaneamente inteligente e reativo às cargas de tráfego, de longa duração, mas não demasiado ruidoso e com um consumo de energia demasiado elevado.

ventilador pwm vs normal

As ventoinhas não-PWM (DC) são uma escolha sólida para:

  • Ventilação geral do armário/gabinete: O ventilador DC arrefece os painéis de controlo industriais de forma fiável e económica, caixas eléctricas onde a carga térmica interna é comparativamente estável. Uma vez que a carga térmica muda com pouca frequência, um ventilador DC com uma velocidade fixa e óptima será sempre a solução mais rentável.
  • Fontes de alimentação: A geração térmica altamente previsível significa que uma simples ventoinha DC controlada por tensão é uma resposta mais do que suficiente e económica para muitas unidades de alimentação de energia (PSUs).
  • Eletrónica de consumo sensível aos custos: Os produtos cujo custo é importante para a margem em cada parte da lista de materiais beneficiarão muito com a utilização de uma ventoinha CC de elevado desempenho que não exija a despesa adicional de fornecer circuitos relacionados com PWM.
  • Sistemas simples e de elevada fiabilidade: Em sistemas que funcionam com base na filosofia "set it and forget it", a simplicidade de um ventilador DC pode ser uma vantagem, uma vez que o número de pontos de falha no sistema de controlo é minimizado.

Para além da tecnologia: Porque é que o fabricante da ventoinha é importante

A seleção entre PWM e DC ainda não é a solução. O fabricante da ventoinha definirá o desempenho final, a durabilidade e a fiabilidade da escolha da sua solução de arrefecimento. Algumas ventoinhas de sinal PWM de qualidade inferior nunca poderão competir com uma ventoinha DC de engenharia avançada.

E é aqui que a experiência de um fabricante especial funciona como a sua melhor alternativa. O problema não está apenas em vender um produto, mas também em oferecer uma solução projectada.

ventilador sem pwm

Vantagem ACDCFAN: Engenharia de precisão para todas as necessidades

Com mais de 20 anos de experiência dedicada a ventiladores com motor DC sem escovas, nós na ACDCFAN compreendemos que a excelência é construída a partir do zero. Quer escolha um dos nossos modelos PWM avançados ou um ventilador axial DC económico, está a investir numa base de qualidade.

O que é que isto significa para si?

  • Durabilidade e desempenho inigualáveis: Não nos limitamos a cumprir padrões; estabelecemo-los. As nossas ventoinhas são concebidas para uma vida útil de até 70.000 horas e pode resistir a temperaturas extremas, desde um frio -40°C a 120°C escaldantes. Para aplicações que exigem a máxima estabilidade, as nossas estruturas de ventilador de qualidade superior são fabricadas em alumínio de primeira qualidade reforçado com cobre, resultando em 30% desempenho do ar mais estável sob carga.
  • Proteção contra os elementos: A sua aplicação nem sempre se encontra numa sala limpa. É por isso que inovámos para alcançar até Proteção IP68tornando as nossas ventoinhas impermeáveis ao pó, à humidade e mesmo à entrada direta de água - uma caraterística essencial para equipamento industrial, automóvel ou exterior.
  • Verdadeira parceria de personalização: O seu projeto é único, e a sua solução de arrefecimento também o deve ser. Oferecemos um portefólio de quase 40 modelos de ventiladores CC em vários tamanhos e tensões (5V, 12V, 24V, 48V), mas o nosso serviço vai mais além. Fornecemos uma personalização multifacetada, integrando funções essenciais de controlo e monitorização como PWM, FG (Geração de frequência) e RD (Deteção de rotação) para criar uma ventoinha que se adapte perfeitamente às suas necessidades.
  • Qualidade garantida e serviço de resposta rápida: O nosso compromisso é apoiado por Certificações CE, UL, RoHS e EMC. Apoiamos os nossos produtos com a promessa de responder a pedidos de informação e resolver quaisquer problemas no prazo de 12 horasgarantindo que o seu projeto se mantém no bom caminho.

Escolher a ACDCFAN significa que não está apenas a comprar uma ventoinha; está a ganhar um parceiro dedicado a resolver os seus desafios térmicos com soluções de engenharia de precisão, fiáveis e personalizadas.

Conclusão

Não existe um vencedor entre ventoinhas PWM e não-PWM, uma vez que cada uma encontra uma linha de chegada com uma aplicação diferente. A decisão é um compromisso entre precisão, desempenho, ruído e preço.

  • Utilização Ventoinhas PWM quando é necessário ter aplicações eficientes em termos energéticos para utilizar cargas baixas com um funcionamento silencioso e controlo dinâmico. É uma melhor opção em sistemas cujas exigências térmicas tendem a flutuar, uma vez que proporciona um controlo preciso da velocidade do ventilador.
  • Utilização ventiladores não-PWM (DC) quando se trata dos requisitos do seu projeto, em que o ambiente térmico é estável, pretende poupar custos e necessita de um arrefecimento simples e fiável. Uma ventoinha DC de alta qualidade é um cavalo de batalha fiável e robusto, bem como uma melhor escolha para instalações mais simples.

Depois de tudo isto, a escolha mais importante a fazer é encontrar um parceiro de fabrico em quem possa confiar e que ofereça uma qualidade excecional, independentemente da tecnologia por detrás.

Está disposto a encontrar uma solução de refrigeração ideal para o seu projeto? Entre em contacto com a unidade de engenharia da ACDCFAN para obter uma consulta profissional agora. Iremos guiá-lo através das escolhas e conceber o melhor ventilador para si.

Rápido Cotação

Ventilador AC do ACDCFAN

Ventilador DC do ACDCFAN

Maravilhoso! Partilhar este caso:

Artigos relacionados

ventilação do quadro elétrico
Garanta que os seus aparelhos electrónicos duram mais tempo com uma ventilação eficaz da caixa.
ventoinha da psu
Descubra soluções eficazes para manter o seu sistema fresco e melhorar o desempenho na nossa última publicação no blogue.
arrefecimento de células de combustível
Descubra como um sistema de arrefecimento de células de combustível pode aumentar a eficiência em aplicações energéticas.
estrutura dos ventiladores
Saiba como a estrutura do ventilador afecta significativamente o caudal de ar em várias aplicações.

Informações de contacto

+86 183 1666 5997

+86 020-3667 8158

+86 020-8337 7440

O nosso endereço

No.1 Shaxi Industrial Park Road, Shaxi Village, Jianggao Town, Baiyun District, Guangzhou, China 510450

ACDCFAN é um fabricante profissional de ventiladores axiais AC de alta qualidade, ventiladores radiais AC, ventiladores axiais DC, ventiladores radiais DC e ventiladores axiais EC.

© Copyright 2023. Guangzhou Guanxie Fan Manufacturing Co.,Ltd. Todos os direitos reservados