[電子電路] 分享器過熱改善及風扇降速教學

自己家中使用許久的無線分享器這陣子一直發生當機的困擾,於是在找了一些時間來拆開來,檢查是否是什麼零件有所損害,後來才發現,原來是因為「過熱」,在分享器電路板上安裝的散熱片,摸上去都還有些燙手的感覺,於是,又找了一些時間,開始來使用一些方法解決這些問題!

分享器過熱大致上有幾個解決方案:(1)改放置到較為通風的地方 (2)更換散熱效率較好的散熱片 (3)加裝風扇。

上述的第一個方法,在實驗時,發現依然無法改善,而且由於更換了無線分享器的位置,所以無線訊號的涵蓋半徑,變得無法涵蓋所有需要無線網路訊號的地方,所以不得不往第二第三個方案去作選擇。

在試著時作第二個方案時,發現,無線IP分享器上的散熱片都非常牢固的固定在IC上,在預備要拆解時,覺得這有很大的風險會傷到IC,所以因此又不得不往第三個方案前進。

其實第三個方案是最麻煩的方案,麻煩的地方在於,有風扇,它就需要有電源,而裝了風扇,那就又需要找到又可以將風順利的吹在散熱片及IC上的位置,所以有可能需要自行改裝分享器的機殼。不過在試驗安裝風扇候,的確可以降低散熱片溫度之後,決定還是採取這個比較麻煩的方案。

自己評估了一下,在無線分享器上安裝風扇大致上需要以下幾個步驟,第一、為風扇尋找電源來源,第二、找到固定風扇的位置,並且安裝。

風扇的電源來源,可以有兩個方案,第一個方案會是直接於外部建立獨自的電源供應,但這個方法會增加一組電源使用,而且未來如果有分享器遷移的需求的話,不容易攜帶;第二個方案應該就是與無線分享器共用電源,如此既少了一組電源插座的使用,也可以在未來較方便遷移,但缺點就會是,施工上會較為麻煩。為風扇在IP分享器尋找電源時,要注意這個電源迴路是否會影響到原本分享器本身的運作,從我手上的這台IP分享器看來,我覺得直接從電路板上的電源輸入端引出電源是最方便,而且最不影響到原本的電路設計的,因此我就從無線分享器電路板上的電源輸入端引出12V的電源。

接下來是風扇的固定安裝,考慮風扇的散熱效率,其實最好的風扇位置應該會是在IC及散熱片的正上方,但由於原本的分享器設計並沒有風扇的規劃,所以如果需要考慮到比較好的散熱效率,那勢必就需要破壞無線分享器的機殼,於機殼上開一個大洞,方便安裝風扇。所以在此時也就開始動用了鑽子以及磨刀,然後完成這項工程。

固定以及電源尋找的問題結束,接下來就是電路焊接了!在焊接時必須注意到不要傷害到電路板上其他的IC,而為了方便日後更換風扇,也在引出的電源末端增加3Pin的杜邦接頭公座。

完成以上的步驟之後,開始試用,發現從加裝風扇後的幾天,的確沒有再發生過熱熱當的情況。

後來將分享器整體移回原本的位置之後,發現了另外一個問題「吵」,由於放置無線分享器的位置剛好位在某間房間內,所以到了睡覺時間,就會覺得分享器的噪音會稍微影響到睡眠,所以必須散熱與寧靜之間,取得一個平衡的解決方案。

解決風扇過吵的問題,我也想到兩個方案,第一的方案也就是可以更換風扇,尋找噪音較低而風量又足夠的風扇來取代原本的風扇,由於我本來是使用6X6CM的風扇,在電子街一直沒有找到同樣大小,但噪音較小的風扇,所以暫時無法解決,而第二個方案就是降速,調整風扇的轉速,使目前的風扇的風量可以足夠散熱,而又可以維持寧靜度。

使風扇降速大致上也有兩個方案,第一個方案是於風扇的電源上在串接一個PWM的系統,可以控制風扇輸入功率達到降速的效果,但這個方案要增加一組電路,如為IC又必須增加更多的空間,雖說如此的效率較佳,但對於DIY者過於麻煩,因此不採用這組方案,而第二個方案則是透過電路的分壓降流來完成這件事情。

在做了電路實驗之後,我採用了第二者,只需要在風扇的電源輸入端在串上一顆電阻,如此就可以解決問題。

從風扇上可以看到風扇的規格為12V、1.9W,透過公式P=(V*V)/R可以計算出此風扇之內阻概略為76歐姆,因此再透過公式V=I*R可以得知風扇之通過電流概略為0.157A。如要將風扇之轉速降至原本轉速的一半,則取用之電阻為76歐姆,而我手上恰巧只有100歐姆之電阻,所以暫時以100歐姆代替。

取用此電阻還需要考慮電阻之承受功率問題,由於整體電路上串接一100歐姆電阻,因此整體電路阻抗增加為176歐姆,此時透過V=I*R公式計算出電路電流概略為0.068A,此時風扇之功率消耗轉變為0.351W而電阻上之功率消耗為0.4624W,因此,在此電路中選用之電阻可承受功率至少要在0.5W以上

透過以上的規劃與計算之後即可開始著手施工了,同樣的在焊接時還是必須要注意不要傷害到電路板上的其他元件,如下圖即為完工後之圖示。安裝完成後,風扇之噪音大大的降低了,而散熱片上的溫度也維持在不燙手且不過熱的狀態。

參考連結:
1. 認識電阻
2. KECES認識電阻

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關於「墨嗓」

陳佑竹,朋友都叫我墨嗓。我是專注於資訊科技整合、應用、開發方法及研究的T型人,現任 PHP 資訊系統分析師。平時喜好羽球、登山及手沖咖啡。
分類: IT資訊, 硬體相關, 電子電路,標籤: , , 。這篇內容的永久連結
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4 Responses to [電子電路] 分享器過熱改善及風扇降速教學

  1. 小安表示:

    這篇真棒.可以轉載到我的BLOG嗎?

  2. 辛Boy表示:

    我想請問大大~~~
    風散接到電源那邊~~
    風散電源線有3條~
    正、副、接地、三條
    你是怎麼接
    只要接正負兩條嗎?
    謝謝

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