Was ist PWM und was bedeutet es für PC-Lüfter?

Wenn Sie in den letzten 10 Jahren auf der Suche nach einem neuen Satz Gehäuselüfter für Ihr nächstes Projekt waren, haben Sie wahrscheinlich diese Abkürzung gesehen, aber was bedeutet PWM?

Das ist eine gute Frage, und da wir eine breite Palette von PC-Lüftern herstellen, dachten wir, wir nehmen uns einen Moment Zeit, um Ihnen zu erklären, worum es bei PWM geht und was es für Sie als PC-Liebhaber bedeutet. Werfen wir also einen Blick darauf.

PWM steht für Pulsweitenmodulation. Die meisten PC-Lüfter werden mit einer konstanten Spannung von 12 V betrieben. Die Spannung ändert sich nie, aber durch Ein- und Ausschalten des Stroms können wir die Geschwindigkeit des Lüfters modulieren (anpassen). Die Frequenz, mit der der Strom ein- und ausgeschaltet wird, ist für den Menschen viel zu schnell, um den Unterschied zu erkennen, daher sehen wir nicht, wie der Lüfter ein- und ausgeschaltet wird. Wir sehen nur, wie er gleichmäßig hoch- und runterfährt. Natürlich hat ein Ventilator auch eine Eigendynamik, also ist es nicht so, dass er buchstäblich hunderte Male pro Sekunde an- und ausgeht.

Die Dauer der Einschaltzeit im Vergleich zur Ausschaltzeit wird als "Einschaltdauer" (Duty Cycle) bezeichnet. Wenn ein PWM-Signal einem Lüfter sagt, dass er sich so oft ausschalten soll, wie er sich ausschalten soll, dann wäre das ein Tastverhältnis von 50 %. Wir verwenden einen unserer iCUE LINK QX120-Lüfter als Beispiel.

Ein QX120-Lüfter kann mit einer maximalen Drehzahl von 2.400 U/min und einer minimalen Drehzahl von 400 U/min laufen. Wenn wir PWM verwenden, um den Lüfter auf die maximale Drehzahl zu bringen, würden wir den Arbeitszyklus auf 100 % einstellen. Aber wir wollen nicht, dass der Lüfter die ganze Zeit mit maximaler Drehzahl läuft.

Wenn wir den Lüfter beispielsweise auf einen Arbeitszyklus von 50 % einstellen - was bedeutet, dass der Lüfter 50 % der Zeit ausgeschaltet ist und in den restlichen 50 % mit Strom versorgt wird -, dann dreht sich unser QX120 mit 1.200 U/min. 1.200 U/min sind 50 % von 2400 U/min, das macht also Sinn.

Wir haben jedoch bereits erwähnt, dass der QX120 nicht langsamer als 400 Umdrehungen pro Minute laufen kann. Sollte die Einstellung auf 50 % also nicht 1.400 U/min bedeuten? Immerhin liegt der Mittelwert zwischen 400 und 2.400 bei 1.400. Was ist also der Grund? Nun, man möchte einen PWM-Lüfter nicht unter einer bestimmten Drehzahl laufen lassen, und wir werden erklären, warum.

Das ist eine gute Frage. Warum erlauben wir Ihnen nicht, Ihren QX-Lüfter mit weniger als 400 U/min laufen zu lassen? Warum nicht zum Beispiel 250 RPM? Vielleicht ist Ihr Computer so gut belüftet und gekühlt, dass 250 RPM ausreichend sind? 250 RPM wären ein Duty Cycle von etwa 10 %.

Zur Erinnerung: PWM-Lüfter steuern die Geschwindigkeit, indem sie den Strom je nach gewünschter Geschwindigkeit mit unterschiedlichen Frequenzen aus- und einschalten. Nun, es gibt einen bestimmten Schwellenwert für die Einschaltdauer (etwa 20-30 %), unterhalb dessen die Frequenz tatsächlich hörbar werden würde.

Das stimmt, man würde die gepulste Leistung des Lüfters hören können, denn unser Beispiel von 250 U/min liegt weit unter dieser Schwelle. Natürlich würde man bei 250 U/min nicht jedes Mal, wenn der Lüfter ein- und ausgeschaltet wird, unterschiedliche Geräusche hören, so langsam ist er nicht, aber langsam genug, dass man ein konstantes Heulen des Lüfters hören würde.

Das liegt daran, dass der Strom bei dieser Geschwindigkeit mit einer so niedrigen Frequenz gepulst wird, dass wir in den Bereich der Frequenzen kommen, die der Mensch hören kann - etwa 20 Hz bis 20 kHz. Alles, was außerhalb dieses Bereichs liegt, wird nicht als Schall wahrgenommen.

Aus diesem Grund haben PWM-Lüfter eine Mindestdrehzahl, die nicht unterschritten werden darf. Das würde ein inakzeptables Geräusch erzeugen. Glauben Sie jedoch nicht, dass Sie dadurch Leistungseinbußen hinnehmen müssen. Heutzutage sind die Lüfter so leise, dass ein Unterschreiten der Mindestdrehzahl (in unserem Beispiel 400 U/min) nicht zu einem Lüftergeräusch führt, das merklich leiser ist als die Nenndrehzahl. Das menschliche Gehör ist nicht so empfindlich.

Wir hoffen, dass Ihnen die kurze Lektion über PWM-Lüfter und deren Funktionsweise gefallen hat. Wenn Sie auf der Suche nach neuen PWM-Lüftern auf diese Seite gestoßen sind, empfehlen wir Ihnen unsere iCUE LINK QX Lüfter. Es gibt sie in 120 mm und 140 mm und in den Farben Schwarz und Weiß. Wenn diese nicht Ihren Geschmack treffen, dann schauen Sie sich auf unserer Hauptseite nach weiteren PWM-Lüftern um.