让我们来探索一下PWM的奥秘吧!在研究散热器和风扇的技术世界中,常常会提到一个词——PWM。很多时候,带有PWM功能的产品似乎比没有此功能的显得更为先进。而在主板、显卡以及电源的性能评估中,也会提及PWM控制芯片的存在。显然,对于个人计算机而言,PWM已经成为了一种普遍的技术。PWM究竟是什么?它为何如此重要?许多电脑爱好者可能只知道其名,却对其内在的工作原理知之甚少。
一、主板与PWM供电控制芯片
PWM,全称Pulse Width Modulation,即脉冲宽度调制。它是一种数字信号,由占空比和频率两个主要部分定义。占空比指的是信号高电平状态的时间在总周期时间中所占的百分比,而频率则决定了PWM信号完成一个周期的速度。
目前,PWM已被广泛应用于各种控制系统中,特别是在模拟电路的控制中。尽管它是一种数字信号,但PWM技术主要用于实现模拟电路的数字化控制。
二、PWM在模拟电路控制中的应用
以一个例子来说明,当一个数字信号源的高电平为5V、低电平为0V时,如果我们想输出一个相当于3V的模拟信号,我们可以通过PWM的占空比60%的方式进行输出。也就是说,一个信号周期内有60%的时间输出5V,剩余40%的时间输出0V。当信号周期足够短,即PWM频率足够高时,我们就可以获得一个输出电平接近于3V的信号源。
正是由于这种特性,PWM被广泛用于各种电路控制模式中。在直流电机、阀门、液压系统以及电源等各个领域中都能看到它的身影。在个人计算机中,无论是主板、显卡还是散热风扇都采用了PWM进行供电控制。
三、散热风扇与PWM调速
常见的散热风扇调速有两种方式:DC调速和PWM调速。其中DC调速也被称为电压调速。相较于直接调整加载于风扇上的电压来控制转速的DC调速方式,PWM调速方式则更为精准。
支持PWM调速的风扇通常采用4pin接口。通过PWM控制的风扇不存在启动电压的问题,并且其转速与PWM的占空比基本呈线,这使得风扇转速的控制变得非常简单。
四、主板、显卡与PC电源中的PWM技术
无论是主板、显卡还是PC电源,虽然它们是三个不同的硬件部分,但在供电技术上却有着相似之处。它们都采用了PWM技术来提供不同种类的电压输出。例如,PC电源通过PWM技术将市电的交流输出转变为12V、5V、3.3V等不同的输出电压;而主板和显卡则将PC电源的供电通过PWM技术转化为CPU和GPU等芯片所需要的电压和电流。
五、PWM在供电控制中的技术应用
无论是应用在显卡、主板还是PC电源上,PWM技术都是通过控制占空比来控制“等效电压”。由于供电电路面对的是恒定电压、动态电流的负载,因此供电上的PWM控制不仅要考虑设备的输入电压还要考虑到输入电流。
供电电路所用的PWM控制可分为电压控制型和电流控制型。前者简单但响应速度较慢;而后者通过增加电流反馈线路形成双闭环控制以提高响应速度并改善供电的电压调整率增强系统稳定性。