Полупассивное охлаждение компьютерного БП
Привет! Это устройство применимо не только в компьютерном БП, но мы будем про компьютерный, как насущный 🙂
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.
Остался вентилятор блока питания который крутится постоянно. Можно купить полностью пассивный либо полу пассивный изначально, но тут цена вопроса: (от $150) возможно, есть смысл направить эти средства на бОльшую производительность?
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 🙂
Источник
Безвентиляторный блок питания
Эта работа была прислана на наш «бессрочный» конкурс статей.
Начну с банального – современному компьютеру нужен мощный блок питания. Например, фирма nVidia для своих топовых решений рекомендует использовать блоки питания мощностью 480 ватт. Мощный блок при работе выделяет до 200 ватт тепла. Это тепло необходимо отводить. Для этого в блоках питания используются до трех вентиляторов. Вентиляторы естественно шумят. Конечно, производители принимают меры по борьбе с шумом, но эти меры, в основном, сводятся к понижению оборотов вентилятора в зависимости от температуры. А шум, хоть и небольшой, все равно остается. О том, что шум ужасно вреден для здоровья оверклокеров, говорить не надо. Есть производители, беспокоящиеся о привередливых юзерах. Например, Thermaltake недавно выпустила безвентиляторный блок питания 350-Вт БП ATX Purepower Fanless PSU, с охлаждением на тепловых трубках. Но пока такие решения малодоступны, да и дороги.
реклама
Переделать обычный серийный блок питания в безвентиляторный, мне хотелось давно и сильно. Покупать мощный, дорогой, брендовый блок, а потом курочить его, не зная конечного результата, не хотелось. Поэтому в качестве подопытного был приобретен Super power EuroCase 480W ATX
На вид он производит хорошее впечатление. Хромированный корпус из миллиметровой стали. Вес чуть более 3-х килограммов. Куча разъемов. АТХ 2.03 (Р4).
Валялся он у меня давно, никак не мог решить, как буду охлаждать блок. Водой или пассивным радиатором? Но блоки, охлаждаемые водой, мне встречались несколько раз, а с пассивным охлаждением, кроме Thermaltake, я не сталкивался. В конце концов, чем проще система, тем она надежнее. Что может сломаться в радиаторе? Эти аргументы и склонили меня в сторону воздушного охлаждения.
Так же мне было очень интересно, что еще, кроме транзисторов и диодных сборок (они стоят на радиаторах) греется в блоке питания и насколько интенсивно. Не исключался и вариант, что если я перенесу транзисторы и сборки на большой радиатор, то начнет перегреваться, например силовой трансформатор или еще что. Информации на эту тему я не нашел.
Ладно, хватит нагонять жути, пора приступать к делу. Сначала, в силу своей врожденной лени и отвращения к труду, я хотел поставить радиатор прямо на «родные» радиаторы, выровняв их высоту с помощью медных и алюминиевых прокладок.
реклама
Примерил даже водоблок, так на всякий случай.
Но оказалось, что радиатор с диодными сборками заземлен (соединен с корпусом) а на радиаторе с транзисторами оказалось напряжение в146 вольт. Если накрыть их одним радиатором, получится короткое замыкание. Можно было бы положить радиатор и через прокладку из слюды, но такое решение показалось мне малоэффективным.
Делать нечего, пришлось выпаивать оба радиатора вместе с элементами расположенными на них.
Выпаивал с помощью оплетки экранированного провода, смоченной флюсом. Это занятие не рекомендуется людям с расшатанной нервной системой. Несколько раз, нечеловеческим усилием воли, я удерживал себя от соблазна разбить всю эту ботву об угол. Покурив после стресса, я в дне металлического корпуса блока питания, насверлил несколько отверстий, диаметром 6мм для проводов. Отверстия сверлил как раз над контактными площадками, где были впаяны транзисторы и сборки. Сделано это для минимизации длины соединительных проводов и для уменьшения наводок от трансформатора и всей схемы. Корпус БП и радиатор играют роль экрана. Так же сразу прикрепил здоровенный алюминиевый радиатор к корпусу. Размер радиатора 170 на 150 на 65 мм.
Токи, текущие через диодные сборки, весьма значительны. Поэтому пришлось использовать провода сечением 4 квадрата. Провода многожильные, но все равно довольно жесткие. Проявив невиданную сноровку и завидную выдержку, я все же припаял эти провода к плате.
А затем, пропустив их через отверстия корпуса, к радиодеталям.
Транзисторы и сборки к радиатору закрепил саморезами, подложив под них теплопроводные полимерные прокладки. Сделано это для исключения электрического контакта радиодеталей и радиатора. После монтажа деталей на радиатор нелишне проверить мультиметром отсутствие короткого замыкания теплоотводной пластины на корпусах транзисторов, диодных сборок и радиатора. Это важно. Иначе при включении, вместо наслаждения бесшумной работой блока, может получиться небольшой пиф-паф и много-много дыма. Не будет лишним надеть на выводы деталей термоусадочную трубку. Особое внимание следует уделить креплению самого малого транзистора (в моем случае 2N60B), в конструкции остальных деталей предусмотрена пластмассовая изоляция крепежного отверстия. А крепежное отверстие этого транзистора расположено на металлической пластинке. Из-за этого на радиаторе и было напряжение. Я закрепил его с помощью пластмассовой скобы. После всех этих занудных манипуляций, изрядно расшатавших мою нервную систему, получилась такая вот конструкция.
А с закрытой крышкой – такая
реклама
Еще раз, проверив правильность монтажа и отсутствие замыканий, я включил блок питания, не подключая его к компьютеру. Для этого на разъеме АТХ закоротил зеленый и черный провода проволочной перемычкой. Все прекрасно заработало. На всякий случай все же проконтролировал напряжения, выдаваемые блоком. Все оказалось в норме.
реклама
Для тестирования полученного источника питания я не стал вынимать старые блоки из корпуса. А просто соединил зеленый провод нового блока питания с аналогичными проводами старых. Все равно нужно дорабатывать крышку БП, для улучшения вентиляции, сделать подсветку. От нового блока я включил материнку и видеокарту, винт. CD-RW с DVD-ROM, подсветка и все остальное, питаются от старых блоков питания. Пуск прошел успешно. Компьютер загрузился.
Я погонял его с минимальными нагрузками около часа. Пассивный радиатор не нагрелся совсем, а силовой трансформатор, на фотографии он под цифрой 1 и тороидальный дроссель, на фотографии под цифрой 2, немного нагрелись. Температура транса 27, а катушки 29 градусов. Температура измерялась прибором DT-838.
После этого я врубил 3Dmark 03. Погоняв его несколько часов, я снова проконтролировал температуру деталей блока питания. Горячее всего оказался дроссель 2, он нагрелся до 60 градусов. Дальше идет транс 1, он нагрелся до 50 градусов. И замыкают тройку лидеров электролитические конденсаторы на выходе блока питания и дроссель 3, нагревшиеся до 45 градусов. Большой радиатор нагрелся до 29 градусов. Температура в комнате составляла 22 градуса.
реклама
А теперь выводы. Температуры невысокие, без вентиляторов можно вполне обойтись. Второй дроссель на тороиде не нагрелся, скорее всего, из-за крайне малой нагрузки по линии 12 вольт. Для надежной эксплуатации модифицированного блока питания, нужно заменить глухую металлическую крышку корпуса БП, на крышку с большим количеством вентиляционных отверстий. Я наверно прорежу большое окно и затяну его сеткой из нержавейки. Самым большим недостатком конструкции является невозможность стандартной установки в корпус системного блока. Но тут есть одно маленькое НО, если использовать пассивный радиатор меньшего размера, то этот недостаток может быть устранен. Вспомним, радиатор нагрелся всего до 29 градусов, из этого следует, что можно использовать радиатор меньших габаритов, но это уже другая история.
P.S. Если у уважаемых читателей возникнет вопрос, на фоне чего такого, с зелеными шлангами, снят блок питания на предпоследнем фото. Отвечу, это мой системный блок. Его описание и фотографии можно найти на моей персональной страничке.
Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.
Источник
Блок питания с пассивным охлаждением своими руками
Так как одной из задач является: сделать медиацентр бесшумным. То начну думать в направлении пассивного охлаждения.
Сначала начал делать бесшумный блок питания с пассивным охлаждением. Блок питания снятый с компьютера, для переделки, всего на 300 Ватт. Поэтому его достаточно легко будет переделать в пассивный, оснастив большим мощным радиатором и переместив на него сильно греющиеся транзисторы и диодные сборки.
Подбираем радиатор.
Алюминиевый радиатор займет собой всю боковую стенку блока питания и даже не много вылезит за ее пределы.
Греющиеся транзисторы и диодные сборки выпаял и удлинил выводы, так чтобы их можно было установить на новый мощный радиатор. Всего радиокомпонентов которые были перенесены на новый радиатор оказалось семь штук.
Еще так же греются дроссели и большие конденсаторы. Они греются на много меньше, но тоже нуждаются в не большом охлаждении. Для их непосредственного охлаждения буду использовать отдельные малые радиаторы оставшиеся от переделываемого блока питания и завалявшиеся у меня в закромах.
Использую термопасту АлСил-3 и изолирующие термопрокладки там где они необходимы. На дроссели радиаторы буду ставить на термоклей «Радиал».
«Радиал» — собака высох, в процессе хранения 🙁 Придется мелкие радиаторы позже ставить. Ставлю транзисторы и диодные сборки на главный радиатор (использую АлСил 3).
Ровно установить не удалось из-за внутренних компонентов блока питания, да и не очень хотелось 🙂
Настало время первого тестирования. Подключаю к компу и врубаю. Ура работает 🙂 Жду пол часа. Все это время компьютер работает в пассивном режиме, то бишь почти без нагрузки. К блоку питания подключена материнская плата и винчестер. Радиатор греется не сильно. Дросели то же слабо греются.
В основном, значительно сильнее других, греется полевой транзистор 40N03P. На фотке сверху его видно. Он крайний справа над большим электролитическим конденсатором. Установлен через термопрокладку с добавлением термопасты. На всякий случай поставил, через термопасту, еще один не большой радиатор на полевик 40N03P с другой его стороны.
Установил все это хозяйство в главный корпус медиацентра. Главный радиатор кстате имеет термо контакт с общим корпусом центра. Правда толку от этого не много.
На процессоре пока виднеется вентиляторный кулер. Будет следующим на замену. С процессорным пассивным охлаждением без термотрубок будет уже не обойтись, но это уже история другого поста.
Не смотря на приличные размеры радиатора, он прилично греется, но до критического перегрева далеко. Желательно в крышке корпуса, на против радиатора вырезать отверстие, сопоставимое с размерами радиатора.
Источник