為CPU散熱加裝強力風扇！11款12公分風扇對決

葉片表面也有學問

風扇葉片表層也是個可以做文章的地方，一般情況下，若是不透明的風扇，於葉片模具上進行噴砂處理，塑膠成型後的表面就呈現「一點一點」的霧面；若是透明的風扇，因為美觀因素，模具為拋光處理，出來的塑膠葉片表層就較為光滑亮麗。

為了降低噪音，部分廠商甚至會將風扇葉片設計成不同的形狀（質量中心還是在正中央），藉以避免同樣形狀的葉片產生同頻率的噪音，同頻率疊加起來就會有惱人的聲音。也有的廠商為了解決空氣離開葉片時產生的不穩定現象，於葉片尾部增設突起的小鰭片。

為玩家所熟知的高爾夫球扇，就是在葉片上具有高爾夫球的花紋，把空氣施加在葉片上的壓力分散掉，避免異常震動產生噪音。

▲銀欣AP121風扇葉片採用重疊的設計，可清楚看見分模線在葉片中間。

▲Zaward的風扇在葉片表面上下功夫，移植高爾夫球的外型。

軸承粗分為3種

因為風扇葉片是不停旋轉的物體，必須有個東西將葉片與外框連接，而最適合的地方就是葉片的旋轉中心，此處的角速度較低，又是葉片的質量中心。

風扇軸承依設計大致可分為3種：油封、滾珠、無油，其它一堆怪名字大多都是此3種設計的延伸。油封以潤滑油灌入葉片軸承和外框套桶之間減少摩擦力，風扇通電時便可克服最大靜摩擦力讓葉片轉動，於轉動時減少動摩擦力讓風扇壽命延長。市面上還可見到FDB這種字眼，事實上是油封的改良版，於軸承套筒處刻上細小的花紋，藉由軸承的轉動把潤滑油往中央帶動，降低失油的現象。

滾珠利用金屬球體的滾動取代油封的軸承摩擦，由於是滾動的關係，軸承的摩擦可以降低到相當低的程度，因此滾珠軸承的使用壽命在這三者中是最高的，Intel和AMD的盒裝處理器所附的風扇也都是此類型。但由於大量量產不可能做出真圓的金屬球體，因此旋轉上會有一定的震動存在，噪音表現上會比油封還差。

無油軸承利用表面平整性免去了潤滑油的使用，並於套筒和旋轉軸承之間填入固體潤滑劑，如石墨或是鐵弗龍。由於沒有油的關係，風扇具有一定的防潑水，甚至是水下作業的能力，但在電腦風扇上較少看到此種類型。

稀有的T.M.D.風扇

約莫數年前，台灣廠商元山科技開發出了相當特殊的風扇，把原先位於風扇中央的電磁元件（定子）移至風扇外框，也就是鎖螺絲的位置，並將其技術命名為T.M.D.（Tip Magnetic Driving）。這樣就避免掉葉片中央電磁元件所占有的體積，能夠把風扇中心的無風區降到最小。不過產品發展似乎有遇到瓶頸，市面上推出過70mm的產品之後就消聲匿跡了。

筆者猜測應該是風扇直徑越大，風扇4個角落的電磁鐵距離就越大，必須保有夠高的轉速讓葉片上的磁鐵轉去下個角落，無法在低轉速時運轉；或是風扇越大，磁鐵的需求量也跟著上升，葉片配重不好控制，達不到大量生產的要求。不過以上純屬猜測，畢竟元山科技並沒有正式說明原因為何。

另外一種建準電機工業的磁浮科技，在風扇內部的電磁鐵（定子）之外，額外於扇框上加入磁鐵片，利用磁力抓緊轉動中的葉片，使其旋轉時能夠更為穩固，不讓震動傷害軸承壽命，同時轉速也可提高。

▲拆去風扇四周外殼的外磁風扇，將原本位於中央的零件移至四周。（圖片取自中關村在線）

多種扇框塑膠材質

外框肩負固定風扇的重責大任，因此堅硬和韌度是此區的最大要求，一般電腦用風扇採用塑膠作為材料，材質可分為PP、ABS、PBT⋯⋯這幾種，各種塑膠之間各有不同的優缺點，也有部分風扇採用複合材料。但由於各種塑膠材料下還有小分枝，且成型所施加的壓力不同，也會導致出來的成品特性不同，很難得出哪種材料才是最好的結論。

除了塑膠之外，另外一種風扇主體材料為金屬，絕大部分是鋁的合金。因為金屬在高速運轉下的形變量比塑膠低，金屬也可做出比塑膠葉片更長的長度。金屬材質在電腦風扇中不多見，但是仔細找還是有辦法找到，大多數的轉速相當高，或是強調長壽命的應用。

塑膠為了增強其硬度，會在其中加入玻璃纖維，可在風扇上找到GF30之類的文字；GF就是玻璃纖維Glass Fiber的縮寫，30則是加入的百分比。風扇上有時還可看到FR（17）這類的文字，代表著加入17％的防火阻燃材質。

部分外框於風扇出風處還會加入導流板的設計，或是稱之為靜葉輪、定子葉片，主要用意在於再次規範氣流的走向，使空氣流出葉片後能夠盡量集中。過去此種設計比較常在機架型伺服器上看到，因為此種伺服器的內部風扇與散熱片並非固定在一起。

▲不見得所有風扇都把材質印在扇框上，也有完全沒有資訊的產品。

交流電讓風扇運轉

大家都知道馬達能夠轉動，就是靠內部的磁鐵與電磁鐵相互作用推動葉片。普通有刷馬達旋轉電磁鐵（轉子上的線圈），並利用電刷循環改變電磁鐵的S、N極性。無刷風扇則是轉動電磁鐵，並去除電刷這個易損耗的部分，使得無刷馬達壽命較有刷馬達高上許多。電磁鐵循環交替的部分，就利用晶片去調整。

各個風扇特性不同，傳統利用電壓調節轉速的方式很容易讓風扇啟動失敗，或是造成風扇異音。而後PWM控速則是傳送方波訊號給風扇，風扇中有個專門的晶片可識別出方波的占空比，如果方波的高電壓部分占了單位時間內的80％，則風扇就以80％相對應的速度運轉，於是廠商就可自行決定佔空比0～100％的轉速對應，避開有問題的轉速區域。

變因多實測才準

包含筆者在內，絕大部分的消費者購買風扇首先關心的就是噪音量，可惜廠商標示的噪音值僅是參考用。

會轉動的空氣擾動裝置只有10dB？不用想就知道是唬爛的標示，否則就是在完美的實驗室中測量出來的值，與現實安裝情況差異甚大。

風量、噪音、風壓上，各廠標示單位有些混亂。風量一般以m3/h或是m3/min為單位，因為前者採用小時，後者採用分鐘，因此m³/h比m3/min大了60倍。風扇壓力使用mmH₂O毫米水柱為單位，意即單位面積所受的力，可使水在柱體中上升多少釐米。

比較難對付的就是噪音值，單位有dB、dBA、Sone，再加上聲音單位多是對數或指數形式，很難從數字去比較。其中比較好的單位是dBA，因為它採用了dB這個絕對單位加上人耳對頻率的敏感度加權，出來的值比較接近人耳的感覺。Sone單位比較不好，因為它只取1000Hz的頻率，而事實上風扇會發出相當寬的頻率噪音，如果有顆風扇完全不發出1000Hz的噪音，那麼Sone值就會為0。Sone的定義為1Sone＝1000Hz、40dB，換算方式為2（dB _-40 ）∕10。

▲測試環境（若產品包裝內附有防震橡膠拉釘，於噪音測試時將使用所附拉釘安裝。）

（後面還有：11款風扇百項數據大混戰）