В общем-то ничего сложного или необыкновенного. Как-то раз для охлаждения микросхемы использовал радиатор от компьютерного процессора с вентилятором. Для определенности решил замерить — что реально дает вентилятор при его использовании совместно с радиатором. Результаты этого небольшого исследования здесь.

На графике приведена зависимость температуры перегрева радиатора (т.е. насколько он горячее, чем окружающая среда) в точке подвода тепла от мощности, выделяемой транзистором/микросхемой (что там мы охлаждаем) при различном напряжении питания вентилятора (родное значение для него — 12 Вольт). Понятно, что чем напряжение питания больше, тем он сильнее шумит. Поэтому максимум все 12 В не подавал, а ограничился значением 9 Вольт.

Участки графика, выполненные пунктиром, имеют менее высокую точность измерений, чем сплошной линией. Сам радиатор находился в открытом виде на столе. При размещении в корпусе эффективность охлаждения будет ниже.

Хорошо видно, что даже небольшая скорость обдува резко улучшает охлаждение. При увеличении напряжения, ситуация улучшается, но не очень резво — эффективность пропорциональна скорости потока, которая в свою очередь пропорциональна напряжению. Причем это справедливо для правильных конструкций радиаторов (таких, у которых толстая основа, не слишком тонкие ребра и они не слишком густо расположены).

Однако шум вентилятора пропорционален примерно квадрату скорости вращения. Таким образом при увеличении напряжения свыше определенной величины, рост шума начинает опережать рост эффекитвности. Для моего случая оптимальное значение напряжения питания составило 7 Вольт. Для других будет по другому. Хотя, по моим наблюдениям, для практически любого компьютерного куллера снижение напряжения до 10 Вольт заметно уменьшает шум, практически на сказываясь на охлаждении.

Появление в последние годы множества неплохих и недорогих вентиляторов самых разных размеров с удобным питанием 12 В постоянного тока, внесло новую струю в решение проблем охлаждения: размеры радиаторов можно существенно сократить, использовав активное охлаждение. Отрицательная сторона — шум — практически не проявляется. См. график — при напряжении 5 В эффективность радиатора удваивается, а шума практически не слышно. Если добавить простейший автомат, включающий вентилятор при повышении температуры и регулирующий его обороты, то (в приложении к усилителям) на малой громкости получим абсолютно бесшумную систему, а на большой громкости шум вентилятора будет заглушаться громким звуком.

Причем не обязательно использовать процессорные радиаторы с направленным обдувом. Неплохие результаты дает и расположение вентилятора над радиатором на верхней панели прибора для улучшения конвекции (тогда поток воздуха направлен вверх):

Куллер от охлаждающей накладки на HDD «Titan». Напряжение питания ~ 8 Вольт. Одноканальный усилитель с мощностью за 30 Вт. После длительной работы на максимуме мощности радиатор даже не горячий. Для того, чтобы послушать — работает ли вентилятор, приходится прикладывать ухо к корпусу.

4-х сантиметровый куллер от устройства «Mobile Rack». Напряжение 12 В только из-за того, что лень было искать балластный резистор. Усилитель на микросхеме ТА8221 дающий честные 2х12 Вт в длительном режиме и 2х18 Вт кратковременно (1-1,5 сек). Вначале грелся так, что корпус слегка поплавился. Теперь из него идет практически холодный воздух (а работает по 15 часов в сутки!). Вид некрасивый — усилок установлен на работе, там все равно 😉 а шум кулера попробуйте расслышать на фоне работающего рядом компьютера!

06.02.2006