AI降噪技术白皮书 2023

i 1 12.1基于PWM的线性调速方案 12.1.1功能简介 12.1.2调速方法 22.2PID控制 32.2.1功能简介 32.2.2调速原理 42.3PID+线性调速方案 42.3.1功能简介 42.3.2调速方法 4 63.1简介 63.2测试数据 73.3降噪收益 83.4总结 11 11 111导致电子器件的功率密度大幅提升。为了解决设备用风冷散热系统进行散热，但随之而来的风扇噪声，成为了急需解我司针对CT产品（通信类产品）推出过第二代纯线性调速方案，该风扇转速低；设备温度高时，风扇自动加速基于PWM（PulseWidthModulation，脉冲宽度位置的温度对风扇转速进行调整。当设备温度不超非常小，从而节省耗电量；当设备温度升高，风扇自动加速、加快•频率f：1秒内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数，也就是•脉宽时间：在一个脉冲周期内，高电平的持续时间。脉宽周期脉宽时间22.5V▲通过PWM调整输出电压的占空比可以输出不同的模拟电压。如图2-2所示,假设高电平为5V、低2.5V▲5V0V5V0V5V0V3.75V风扇转速占空比范围与风扇调速温度点范围风速NhighNlowTlowThigh温度ē3对象输入+输出-对象输入+输出-风速▲NhighNlowTlow1Tlow2Tlow1Tlow2温度制可以根据给定值和实际输出值构成控制偏差，将积分微分•比例（P）环节：即时成比例地反应控制系统的制作用以减小误差。当偏差等于零时，控制作用也为零。因此，比例控制是基于偏差进行调•积分（I）环节：能对误差进行记忆，主要用于消除静差，提高系统的无差度，积分作用的强在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。4在出厂时设备会预设一个SP(SetPoint)值，该值•各个热点温度最小的过冲；®说明PID算法具有原理简单、易于实现、适用面广等优点，但是也度信息发生变化时，PID算法需要一定的时间来调节风扇转速。所以新一代调速方了线性调速，充分利用线性调速响应快的优点，保调速方案还定义了多种模式可供用户选择，包括•balance：配置风扇工作在均衡模式。该模式下风扇的转速和噪音介于散热增强模式和静音•low-temperature：配置风扇工作在散热增强模式。该模式下风扇转速较高，优先保证了设备在较低的温度下工作，降低了温度波动并提升了整机可靠性。但此状态下会使设•silence：配置设备工作在静音模式。该模式下风扇转速较低、噪音较小，但是设备温度会调速。调速曲线如图2-6所示。5风速NNNSP温度TTSP温度如图2-7所示，与纯线性调速方案对比，PID调速可以有效控制风扇转速，使风扇转速保持在更低风速NhighNmidNlowTlow（纯线性）SPTlowThigh温度PID+线性调速流程如图2-8所示。6否启动线性调速否是保持PID调速否启动线性调速否是保持PID调速设备首次上电设备首次上电设置PID初始转速N0NN0≤Nmid？是启动PID调速T≤T≤Tlow？是NN0≤Nmid？否保持线性调速）：•TC1：线性调速+180W普通电源7风扇模块风向（本例使用FAN-40B-1-F和FAN-40F）：•抽风：端口侧进风，电源侧出风•吹风：电源侧进风，端口侧出风不同温度环境下的测试数据详见表3-2、表3-3和表3-4。51.35149.3494645.639.339.6862.765.162.765.151.35149.349ē25℃环境下降噪收益详见表3-6和图3-1。可以看出：•环境温度较低时，设备风扇转速一直处于较低的转速，不论哪种调速策略下设备产生的噪声917622效果，尤其是在搭配了降噪电源使用时，降噪对于不同的风扇模块风向，产生的噪声有所差异，PID综合调速带来的降噪效果我司的第三代