ШИМ (широтно-импульсная модуляция) или модуляция шириной импульса — широко распространённый термин в мире электротехники. Он имеет широкий спектр применения, например, в области телекоммуникаций, звукового оборудования, серводвигателей и т. д.
Короче говоря, ШИМ работает как переключатель, который постоянно включается и выключается, тем самым регулируя мощность, которую получает двигатель вентилятора или насоса. Система ШИМ, которая используется для управления вентиляторами и насосами, работает с двигателем, получая либо +12 В (полная мощность), либо 0 В (без питания). Чтобы лучше понять, как это работает, взгляните на диаграмму ниже.
Итак, на двигатель подаются импульсы мощности. Представьте это так же, как если бы вы крутили колесо рукой. Вы можете толкать колесо каждые 5 секунд с одинаковой силой, и оно будет продолжать вращаться. Вы также можете ускорить интервал, когда вы нажимаете на колесо; скажем, вы подталкиваете его каждые 3 секунды. В этом случае вы заметите, что колесо вращается немного быстрее, и почти так же, как работает широтно-импульсная модуляция. Скорость двигателя, т. е. вентилятора или насоса, определяется шириной ШИМ-сигнала — продолжительностью времени, в течение которого он включен.
Как видно на приведённой выше диаграмме, рабочий цикл 10 % даёт всего несколько импульсов мощности в течение определенного периода времени, что означает, что двигатель будет вращаться медленно, а рабочий цикл 100 % означает, что вентилятор/насос будут работать на полной скорости, постоянно включенный.
Важно знать, что здесь не используется регулировка напряжения, а при использовании ШИМ-регулирования на двигатель постоянно подаётся 12 вольт. По этой причине 4-контактный разъем материнской платы следует использовать только для одного вентилятора или, в конечном итоге, для двух с помощью Y-разветвителя. Можно использовать и для нескольких, но желательно использование одинаковых вентиляторов.
Более качественные вентиляторы имеют свои собственные специальные микросхемы драйверов ИС внутри концентратора двигателя, которые генерируют наклонный ШИМ-сигнал вместо плоского прямоугольного. Плоские прямоугольные сигналы имеют тенденцию создавать неприятные щелчки, когда вентилятор работает на низких скоростях. Внезапное повышение мощности при подаче на двигатель +12 вольт приводит к рывкам ротора, что в некоторых случаях создает щелкающий звук. Использование специальных интегральных схем обеспечивает более мягкое включение двигателя при каждом подаче импульса. Это не то, что вам действительно нужно знать, но здесь вы поймете, почему качественные вентиляторы PWM стоят немного дороже.
Разница между PWM и DC управлением
