散热风扇的工作原理是按能量转化来实现的,即:电能→电磁能→机械能→动能。其电路原理一般分为多种形式,采用的电路不同,风扇的性能就会有差异。
轴流风扇的叶片推动空气以与轴相同的方向流动。轴流风扇的叶轮和螺旋桨有点类似,它在工作时,绝大部分气流的流向与轴平行,换句话说就是沿轴线方向。轴流风扇当入口气流是0静压的自由空气时,其功耗低,当运转时会随着气流反压力的上升功耗也会增加。轴流风扇通常装在电气设备的机柜上,有时也整合在电机上,由于轴流风扇结构紧凑,可以节省很多空间,同时安装方便,因此得到广泛的应用。
离心风扇工作时,叶片推动空气以与轴相垂直的方向(即径向)流动,进气是沿轴线方向,而出气却垂直于轴线方向。大多数情况下,使用轴流风扇就可以达到冷却效果,然而,有时候如果需要气流旋转90度排出或者需要较大的风压时,就选用离心风扇。风机严格而言,也属于离心风扇。
风压和风量是两个相对的概念。一般来说,在厂商节约成本的考量下,要设计风扇的风量大,就要牺牲一些风压。如果风扇可以带动大量的空气流动,但风压小,风就吹不到散热器的底部(这就是为什么一些风扇转速很高,风量很大,但就是散热效果不好的原因),相反地,风压大则往往意味着风量就小,没有足够的冷空气与散热片进行热交换,也会造成散热效果不好。
风扇转速是指风扇扇叶每分钟旋转的次数,单位是rpm。风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇叶的数量、倾角、高度、直径和轴承系统共同决定。转速和风扇质量没有必然的联系。风扇的转速可以通过内部的转速信号进行测量,也可以通过外部进行测量。
除了散热效果之外,风扇的工作噪音也是人们普遍关注的问题。风扇噪音是风扇工作时产生杂音的大小,受多方面因素影响,单位为分贝(dB)。测量风扇的噪声时需要在噪声小于17dB的消音室中进行,距离风扇一米,并沿风扇转轴的方向对准风扇的进气口,采用A加权的方式进行测量。风扇噪声的频谱特性也很重要,因此还需要用频谱仪记录风扇的噪声频率分布情况,一般要求风扇的噪声要尽量的小,而且不能存在异音。