超能課堂(308):PC電源的散熱風扇上,為什麼會加裝一塊塑料片?

有看過我們PC電源產品評測的同學應該已經發現,除了極少部分的Fanless產品外,PC電源基本上都少不了散熱風扇,而PC電源上的散熱風扇大都會有一個比較特殊的姿態,倒不是說風扇本身有什麼不同,一般來說也都還是那些標準規格的產品,但它們往往會出風口的位置上安裝一個塑料片,看上去就像是故意攔截了一部分氣流,更有甚者是直接給電源做了一把自帶出風擋板的風扇,同樣是限制了出風口的面積。

超能課堂(308):PC電源的散熱風扇上,為什麼會加裝一塊塑料片?

按照一般的認知,這樣的做法著實讓人費解,電源配置風扇為的就是散熱,在 風扇上加裝這樣一片塑料片,不就是相當於給風扇加上一個阻礙,降低了風扇的散熱效能嗎?因此有些同學不惜冒著失去電源保修甚至是損壞電源的風險,都要自己拆開電源,去掉風扇上的塑料片,認為這是「解除封印」,最大化電源的散熱效能。但這個做法真的有必要嗎?其實真的大可不必。

電源風扇上的塑料片到底有什麼用?

其實稍微思考一下,你就會發現這塊塑料片肯定不是為了「降低散熱效能」,這種通過增加額外成本來換取負面體驗的事情,正常的廠商肯定是不會做的,更何況「電源風扇加裝塑料片」的做法並不只存在於個別廠商上,而是一個很普遍做法,反而不做的才是少數。實際上這個塑料片作用與大家所想的正好相反,它是為了優化電源內部散熱而設計的,其真正的作用是散熱風扇的導流板,可以讓電源內部的散熱氣流有更高的流速,同時有一個更明確的散熱路徑。

加裝導流板的作用,除了引導風扇氣流走向外,還有一個作用就是增加氣體流速,這里面的原理與孔板流量計的工作方式是相同的,加裝導流片之後,相當於風扇前後出現了不一樣的孔徑,根據文丘里效應,氣流會在導流板的位置形成局部收縮,使得氣流的平均流速增加,一般來說散熱面積相同的情況下,平均流速越快帶來的散熱效能會越好,因此加裝導流板之後,暴露在散熱氣流中的元件都會獲得更好的散熱效能。

超能課堂(308):PC電源的散熱風扇上,為什麼會加裝一塊塑料片?

當然不可否認的是,加裝了導流板之後,風扇的氣流阻力確實是有所增加,也就是對風壓的要求會變高,這就意味著實際風量會有所下降。以 九州風神PQ1000M電源標配的風扇鴻華HA1225H12F-Z為例,這款風扇在不加裝導流板的情況下,實測最大風量為67.3CFM,而在加裝標配的導流板之後,實測最大風量就下降至48.1CFM了,而且如果換用面積更大的塑料片,風扇的實際風量還會進一步下降,因此導流板的面積不宜過大,一般來說 不會超過風扇出風口的三分之一。

那加裝導流板之後,風扇的實際風量仍然可以滿足散熱需求嗎?這點我們可以根據《超能課堂(298):為200W功耗的CPU進行散熱,需要多大風量的風扇?》中提到的公式進行計算,按照九州風扇PQ1000M電源在滿載是,轉換效率為93%計算,其發熱主要源自損耗的功率,也就是相當於70W功率,如果電源內部允許升溫為10度,那麼計算下來風扇也不過是需要提供12.6CFM的風量,加裝導流片之後的風扇風量是綽綽有餘的。

那風扇的導流板要裝在什麼位置?

關於這個問題,我們不妨先來看看電源內部的發熱是怎樣,有興趣做詳細了解的同學可以去看看我們之前的課堂文章《超能課堂(286):PC電源的發熱能有多高?》,這里我們就簡單講一下。下圖就是一款去掉了散熱風扇的電源,額定功率為850W,通過了80Plus金牌認證。這款電源在滿載情況下,內部各個位置的發熱,可以看到電源的主電壓器以及二次側的位置在溫度上明顯比其他位置更高,當其他位置還維持在60℃左右溫度時,這部分的溫度已經突破100℃,很顯然如果要優化電源內部的散熱,這部分的就是需要重點關注的位置。

超能課堂(308):PC電源的散熱風扇上,為什麼會加裝一塊塑料片?

其實這個電源的內部布局,也是目前的主流設計,左側是AC輸入端,同時也是電源的出風口,一般稱之為外側;右側則是電源的模組接口,這里也被稱為是電源的內側;風扇則是從正面將氣流吹向PCB,左拐90°後從電源的出風口排到外面。

目前主流的設計,位於電源出風口附近的EMI電路以及PFC電路,也就是我們常說的電源的高壓側或者說是一次側,這個位置是高電壓低電流,損耗相對較少,散熱的壓力也比較低;相比之下靠近電源更里面位置的低壓側也就是二次側是低電壓高電流,主變壓器也大都是更靠近二次側,這就意味著這部分的散熱壓力會更大,因此 當前在主流電源上比較理想的散熱設計,就是讓氣流從內側往外側走,也就是上圖中的從右往左,散熱風扇上的導流片,實現的就是這樣的事情。

那去掉這個導流片,是否會引起電源的散熱問題呢?確實有這樣的可能,去掉導流片之後,看似是讓電源的所有元件都得到了散熱氣流,但實際上電源內部的氣流干擾是變大了,散熱效率其實會有所降低,電源內部的溫度就會上升,為了控制發熱,電源風扇的轉速就會提高,導致運行噪音會變大,因此去掉導流片反而有可能帶來使用體驗上的負面影響。

當然電源內部的很多元件其實本身就屬於可以在相對高溫狀態下持續穩定工作的元件,因此風扇上的導流片更多地是一種優化的手段而非必須的配置,也從來沒有強制的規范要求指示廠商必須為散熱風扇配置導流片。但去掉導流片並不會為電源帶來更好的散熱效能,而且玩家自行拆解電源也存在損壞產品的風險,至少電源的保修服務是丟掉了,因此這樣的「損人不利己」事情,大家也就沒必要去做了。

來源:超能網