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超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

2024年01月04日 首頁 » 其他
 

如今的機箱市場,當前最流行的款式莫過於「海景房」了。位於正面與側面的玻璃面板創造出了270°的廣視野,可將機箱內部的主要配件一覽無餘,因此,購買此類機箱的玩家一般都會在上面儘可能多加點彰顯個性化的炫酷燈光上去,而占「房」面積最大的配件無疑就是風扇了。常規的「海景房」機箱一般都提供了多個風扇位,不僅僅是起到加快機箱內部風道的熱交換的作用,更多的還是為了撐起整個機箱炫酷門面。由於風扇數量的增加,這下壓力直接就來到了對主板的風扇供電和RGB接口這邊了。

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

一些預算不太充足的玩家會選擇為其「海景房」機箱搭配中低端的主板,這時很可能會面臨需要通過多合一供電線或者風扇自帶的公母頭將多把風扇串起來接到一個接口上的情況。當連接的風扇達到一定數量時,往往會出現風扇轉速變慢或者風扇燈光變暗甚至部分不亮的問題。除了外接集線器外,我們在為機箱購置多風扇時,該如何避免這個問題呢?

風扇接口用電的供需情況

首先我們了解一下風扇本身的一個用電需求。日常的消費級風扇的工作電壓為恆定的12V,風扇轉得越快,馬達的工作電流就越大,功耗自然也跟著增加。如果是單接口連接多把風扇,對接口的電流上限要求就相應提升了。同樣的,要想連接多個RGB風扇或者較長的燈帶時,也是要考驗12V RGB接口或5V ARGB接口的供電上限。

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

我們再把關注點放在主板的接口上。絕大部分主板都會標配一個專門給CPU散熱器風扇供電的CPU_FAN接口和至少一個給機箱風扇供電的SYS_FAN(或者是CHA_FAN)接口,而中高端主板往往還會再增加專門給一體式水冷水泵供電的AIO_PUMP接口和額外的CPU風扇接口CPU_OPT(這個接口有些品牌的主板會兼作水泵供電)。

 

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由於水泵的用電需求大部分情況下都比較高,因此一般主板的風扇接口供電上限通常都不會超過水泵接口。主板廠商一般都會在產品的參數詳情頁面或者產品使用說明書中註明對應接口的最大輸出電流或功率,這裡給大家收集一些較為熱門且具有一定代表性的部分主流主板型號供大家參考。

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

可以看出,CPU散熱風扇和機箱風扇的PWM供電接口輸出不是12V/1A(12W)就是12V/2A(24W),且大多數情況下機箱風扇接口的輸出功率不會超過CPU散熱風扇接口。而水泵供電接口輸出基本為所有PWM接口中輸出最高的一個,12V/2A(24W)為主,也有少部分主板能夠上到12V/3A(36W)。

5V ARGB接口普遍為5V/3A的配置,而12V RGB接口也更多為3A的最高電流輸出。主板廠商為了便於用戶進行參考,一般會將5V ARGB的供電上限與LED燈珠數量掛鉤,而12V RGB接口的供電上限以燈帶長度作為標準。

PWM接口用電分析

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

我們以價格較為親民的利民TL-C12C-S風扇為例,最大工作電流為0.2A,滿轉速功耗不超過2.4W。因此,一個12V/1A的PWM接口理論上可以使5把利民TL-C12C-S滿轉速運行,能夠滿足絕大部分360一體式水冷上的風扇使用。

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

隨著玩家對風扇性能的要求越來越高,消費級市場上也出現了不少主打大風量高性能工業級風扇。其中,振華MEGACOOL巨風12cm風扇在高轉速模式下的電流來到了0.75A,滿載功耗最高能達到9W。剛好我們手上也是有多把振華MEGACOOL巨風風扇,將其連接到轉速測試儀上來實測觀察一下單接口下的電流負載情況。

 

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連接1把風扇

 

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連接2把風扇

 

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連接3把風扇

 

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連接4把風扇

當連接一把風扇時,風扇轉速達到了標稱的3300±10% RPM,電流輸出位661mA,稍低於標稱的0.75A,功耗為7.9W。連接多把風扇時,風扇轉速出現小幅度下降,但依然在標稱轉速範圍內。同時,電流輸出與功耗雖不斷疊加,但並不是固定數值地增長。

要是將振華MEGACOOL巨風12cm風扇搭配240或360一體式冷排且連接至單個主板CPU風扇供電接口,那麼需要其要達到12V/2A的規格才滿足供電需求,甚至是4把的極限情況下也能勉強帶動。相對的,12V/1A的PWM接口理論上僅僅只能帶動一個滿血的振華MEGACOOL巨風12cm風扇,即便主板有多一個12V/1A的CPU_OPT輔助,面對360冷排時依然還是不夠分。然而,實際使用上是不是如此呢?

PWM接口供電負載實測

為了更好地復現用戶在日常使用中連接風扇的情況,我們找來了多款不同品牌且價格不算高的主板進行實測,並且對每個類型的PWM接口接入鉗形萬用表觀察其電流電壓電輸出情況,同時記錄下主板BIOS顯示的當時的最大轉速,而負載則是採用連接不同數量的振華MEGACOOL巨風12cm風扇。

 

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超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

通過實測我們可以發現,隨著負載的增加,主板PWM接口的電壓不會和轉速測試儀一樣穩定輸出,而是呈逐步下降的趨勢,電流則是不斷疊加。且目前大部分主板的PWM供電接口基本上都有著至少2A的最大電流輸出,串連多個非暴力扇(一般單個最大電流在0.3A或以下)基本上不會存在太大的問題。其中,華碩主板的PWM接口供電能力明顯大於其標稱值。可以看出,主板廠商給出的最大電流參考值會偏保守一些,應該是為了保證用戶長期使用穩定才這樣做的。

另外,相同品牌的主板,不同定位的型號也可能有著不同的接口供電上限。其中,七彩虹雖然沒有標註PWM接口的供電規格,但實際表現卻是出人意料的強勁,高負載下電壓的降幅不大,滿血帶動6把大功率風扇。而B760高端主板——華碩 ROG STRIX B760-G GAMING WIFI小吹雪主板的PWM接口供電要稍弱於A620的高端型號華碩 TUF GAMING A620M-PLUS WIFI,可能與主板在布線以及PWM接口的數量設計上也存在著一定的關係。

對於大部分玩家來說,很少會像我們測試負載極限這樣將多把大功率的風扇都串連在一個接口上。不過,振華方面也是為了保證產品的安裝兼容性,隨本體附送了獨立的SATA供電轉接線。

 

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超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

左:振華標配SATA轉接線,右:普通SATA短轉接線

同時,憑藉電源自身更加穩定的電壓輸出以及更高的電流輸出上限,在SATA接口的輔助供電下理論可以帶動至少6把的振華MEGACOOL巨風12cm風扇,並且還能通過主板PWM接口進行轉速控制。為此,我們也加測了其連接不同數量風扇下的電壓電流變化,同時還加入了不能檢測和調整風扇轉速的最普通的SATA轉小4Pin的短轉接線進行對比。

 

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超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

相比主板風扇供電接口,使用SATA供電線後雖然也出現了較為明顯的掉壓,連接至6把時風扇轉速也跌破3000RPM,但電流輸出依舊穩定,沒有出現停轉和轉速異常等異常現象。而普通轉接線這邊卻表現得更好,這大概率是其線材較短、線阻較低的原因。

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

而在測試過程中我們也發現了,風扇的線材與接口長期工作在較大電流的環境下,會出現一定的發熱情況,因此大家也不必為主板接口擁有較高的供電輸出規格而感到興奮。

RGB接口用電分析

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

RGB方面,我們同樣還是先來看經濟實惠的利民TL-C12C-S。單個利民TL-C12C-S擁有8顆LED燈珠,即便是前面表中5V ARGB供電較弱的微星 B660M-B DDR4主板,單個接口理論上也能點亮9把利民TL-C12C-S。

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

我們再以燈效表現較為出色、價格又不算特別誇張酷冷至尊MasterFan MF120 Halo風扇為例進行分析。其第一代風扇軸心及扇框共擁有24顆LED燈珠,單把風扇的燈光用電需求就達到較大的5V/1.4A,而二代優化燈珠的能耗後,降低至了5V/0.77A。

按照前面PWM接口電流疊加的情況來推斷,一般為5V/3A的主板ARGB接口,單個只能帶動2把Halo一代風扇或者4把Halo二代,對應的燈珠數量分別為48顆和96顆,與前面大部分主板給出的燈珠數量參考值有所出入,因此我們在選購RGB風扇時,為了保證燈珠正常點亮,還是以更準確的額定電流參數作為標準,然而,大部分RGB風扇都很少標註這個參數值。

一般來說,大品牌的風扇三聯包套裝當中都會默認配備了一個控制器,通過電源SATA接口很好地解決了供電問題,更具代表性的聯力積木RGB風扇同樣也是採用這樣的操作。因此,在購買多把燈光豐富的RGB風扇時,儘可能地優先選擇購買帶控制器的套裝版。

 

超能課堂(328):面對大電流風扇,主板的PWM接口能扛得住嗎

 

因為5V ARGB相比12V RGB支持著更豐富的燈效且可實現燈效編程,所以如今12V RGB接口基本上很少會被用到,12V RGB風扇基本上已經被效果更好的5V ARGB風扇所取代,12V燈帶對比5V的價格優勢也不算明顯,不過主板廠商為了照顧少部分的RGB玩家還是保留了一到兩個12V RGB接口,實在是碰到需要用到且不夠用的情況,還是走加購控制器這條路吧。

總結

現在售的主板根據其自身的產品定位提供不同類型與數量的PWM和RGB供電接口。大部分主板品牌都會為其產品標註了上的PWM以及RGB接口的供電規格。其中,水泵專用PWM接口的供電能力都要高於CPU和機箱,而大部分主板的5V ARGB與12V RGB接口都為3A的電流輸出上限。

然而經過實測我們發現,主板接口的標稱參考值一般都會低於實際值,以保證用戶的正常使用。大部分主板的PWM供電接口基本上都有著至少2A的最大電流輸出,串連多個非暴力扇(一般單個最大電流在0.3A或以下)基本上不會存在太大的問題。

而且,不論是主打大風量的高轉速風扇還是多燈珠的RGB風扇,大廠一般都會考慮到主板供電接口供電不足的情況,給用戶附送額外的供電配件以保證產品的安裝兼容性。

但是,主板接口供電規格不完全是越高越好,使用SATA轉接線也不是就能毫無顧忌地一串到底,畢竟隨著負載的增加,大電流會導致線材發熱,引起一定的安全隱患。

因此,用戶將多個負載連接至主板之前,儘可能地花點時間了解一下主板的供電接口情況:若主板擁有多個供電接口,我們可以儘可能地將負載平均分配到多個接口上,減少接口供電壓力;若主板接口較少,且供電輸出規格較低,那最好還是加購一個控制器。

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