Статья добавлена: 14.01.2022
Категория: Статьи по блокам питания
MOSFET-драйверы ADP3121 и ADP3418.
Каждый из каналов источника питания процессора (рис. 1) представляет собой полумост, управляемый драйвером ADP3418. В полумостовой схеме, в отличие от классической схемы с ключом и нулевым диодом, падение напряжения на канале МДП-транзистора значительно меньше, чем на переходе нулевого диода. На транзисторе рассеивается меньшая мощность, чем на диоде, но усложняется управление ключами преобразователя, так как могут появиться сквозные токи. Все эти проблемы отпадают при использовании интегрального драйвера управления полумостом.
Сигналы управления каналами с вы¬ходов PWM ШИМ-контроллера подаются на входы IN драйверов ADP3418. Высокий уровень этого сигнала с выходов PWM соответствует открытому верхнему транзистору полумоста, а низкий - открытому нижнему. Число рабочих каналов определяется ШИМ-контроллером в момент запуска сканированием выходов PWM (например, ШИМ-контроллер ADP3163, если у него заземлен вывод PWM4, то контроллер работает в 3-канальном режиме, а если же заземлены оба вывода PWM3 и PWM4, то в 2-канальном режиме и т. д.).
Статья добавлена: 05.07.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Управление питанием. Механизм PCI Express-PM.
В данной статье описаны функции и протоколы управления питанием PCI Express так называемого механизма PCI Express-PM. PCI Express-PM предоставляет следующие сервисы:
- механизм для идентификации функциональных возможностей управления питанием данной функции;
- способность переводить функцию в определенное состояние энергопотребления;
- сообщение текущего состояния энергопотребления функции;
- возможность пробуждения системы по определенному событию.
PCI Express-PM совместим со спецификациями "PCI Bus Power Management Interface" версии 1.1 (PCI-PM) и "Advanced Configuration and Power Interface" версии 2.0 (ACPI). В данном разделе также определены функциональные возможности собственного механизма управления питанием PCI Express. Он предоставляет дополнительные возможности управления питанием по сравнению со спецификацией "PCI Power Management Interface".
PCI Express-PM определяет состояния, в которые может переходить физический канал PCI Express в ответ на программно-управляемые переходы в D-состояния или при активизации механизма Active State Link PM. Состояния каналов PCI Express "не видны" напрямую для существующего ПО драйвера шины, но информация может быть получена из состояния управления питанием компонентов, размещенных на этих каналах. Определены состояния канала L0, L0s, L1, L2 и L3. Уменьшение потребления питания направлено при переходе от со¬стояния L0 к L3.
Компоненты PCI Express могут пробуждать систему из любого поддерживаемого состояния энергопотребления через запрос события управления питанием (РМЕ - Power Management Event). Системы PCI Express могут обеспечивать дополнительный источник питания (Vaux), необходимый для операций РМЕ из состояния системы "откл.". В этом отношении механизм PCI Express-PM более расширен по сравнению с его прототипом PCI-PM, это выражается в поддержке PCI Express "сообщений" РМЕ, включающие географическое размещение (Requestor ID) внутри иерархии запрашивающего агента. Данные сообщения РМЕ являются внутриполосными пакетами TLP, направленными из запрашивающего устройства в корневой комплекс.
Другое отличие механизма PCI Express-PM от РМЕ состоит в его разделении двух следующих событий, связанных с РМЕ:
- пробуждение иерархии ввода-вывода (т. е. запуск синхронизирующих и основных шин питания, соединенных с компонентами PCI Express);
- посылка сообщения РМЕ (вектора) корневому комплексу.
Статья добавлена: 01.04.2019
Категория: Статьи по блокам питания
В принтерах применяются импульсные блоки питания, преобразующие переменное напряжение сети в несколько выходных шин питания постоянного тока для различных компонентов принтера см. рис. 1.
Блоки питания располагаются внутри принтера на отдельной плате или на плате источников питания вместе с высоковольтными источниками питания для системы создания изображения (узла первичного заряда, узла проявки, узла переноса и т.д.). Силовая часть блока питания чаще других представлена импульсным обратноходовым преобразователем напряжения с управляющей микросхемой или без нее. Регулировка и стабилизация выходных напряжений источника осуществляется методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и осуществляется, как правило, специализированной микросхемой ШИМ-контроллером на основе сигнала обратной связи. Так как микросхема ШИМ – контроллер включена в первичную цепь блока питания, обратная связь снимаемая с одной или нескольких выходных шин питания подается на микросхему через гальваническую развязку - оптопару.
Цепи защиты блока питания от перенапряжения на выходе и повышенного токопотребления или короткого замыкания также реализованы через блокировку работы управляющей микросхемы ШИМ – контроллера. Сигнал блокировки со вторичных цепей блока питания на управляющую микросхему подается также через оптопару.
На входе любого импульсного источника питания, имеется цепь входных фильтров, призванная обеспечить защиту от разных проблем первичной сети. Наиболее важными элементами этой части блока питания, которые подлежат проверке на этапе выявления неисправности можно отнести входной предохранитель и варистор. Эти два элемента обеспечивают защиту от короткого замыкания в первичной цепи источника питания и в цепи нагревательного элемента печки , а также и защиту от превышения входного напряжения блока питания. Практически все входные цепи блока питания принтера имеют защиту диодного моста от токового импульса при включении принтера, она обеспечивается терморезистором.
Количество выходных шин питания колеблется от одной до трех и все они формируются классическим способом – выпрямлением ЭДС со вторичных обмоток силового трансформатора. Типовым вариантом является формирование на выходе шин +3.3В, +5В и +24В. Назначение напряжений следующее:
1. Шина +5V - используется в качестве дежурного напряжения, а также для питания цифровых, аналоговых схем, и т.д.
2. Шина +3.3V - напряжение питания цифровых микросхем, контроллеров, микросхем на интерфейсной плате, датчика начала строки в блоке лазер-сканер.
3. Шина +24V- напряжение питания для силовых компонентов принтера: двигателей, электромагнитных муфт, соленоидов, источников питания ламп сканеров и т.д.
Статья добавлена: 29.06.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Косвенные признаки неисправности блока питания ПК.
О неисправности блока питания ПК можно судить по многим косвенным признакам. Например, сообщения об ошибках четности часто свидетельствуют о неполадках в блоке питания. Это может показаться странным, поскольку подобные сообщения должны появляться при неисправностях в ОЗУ. Однако связь в данном случае очевидна: микросхемы памяти получают напряжение от блока питания, и, если это напряжение не соответствует определенным требованиям, происходят сбои в модулях памяти. Конечно, нужен определенный опыт, чтобы правильно определить, когда причина этих сбоев состоит в неправильном функционировании самих микросхем памяти, а когда скрыта в блоке питания. При неисправности блока питания могут возникнуть следующие проблемы:
- зависания и ошибки при включении компьютера;
- cпонтанная перезагрузка или периодические зависания во время обычной работы;
- хаотичные ошибки четности или другие ошибки памяти;
- одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (отсутствует напряжение +12 В);
- перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора;
- перезапуск компьютера из-за малейшего снижения напряжения в сети;
- удары электрическим током во время прикосновения к корпусу компьютера или к разъемам;
- небольшие статические разряды, нарушающие работу системы.
К сожалению, практически любые сбои в работе компьютера могут быть вызваны неисправностью именно блока питания, но конечно, есть и более конкретные признаки, указывающие на неисправность блока питания:
- компьютер вообще не работает (не работает вентилятор, на дисплее нет курсора);
- появился дым;
- на распределительном щитке сгорел сетевой предохранитель.
Статья добавлена: 28.06.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Варианты реализации схем клампирования в ИБП.
В источниках с импульсно-прямоугольным напряжением на выходе при работе от аккумуляторных батарей в силовой части инвертора всегда присутствует схема клампирования (схема фиксации, схема размагничивания). Назначение данной схемы размагнитить трансформатор и обеспечить формирование правильной импульсно-прямоугольной формы выходного напряжения ИБП (см рис.1). В формируемом выходном напряжении между прямоугольными импульсами переменного напряжения должны присутствовать паузы с нулевым напряжением. Без схемы клампирования четкого нуля в паузах получить не возможно, так как при работе трансформатора на реактивную нагрузку в первичной силовой обмотке трансформатора создаются паразитные ЭДС, а также подмагничивание сердечника трансформатора, которые значительно искажают форму выходного напряжения.
В таких ИБП реализована схема клампирования. Она может быть реализована на двух схемотехнических решениях:
- с применением дополнительной клампирующей обмотки (см. рис. 2);
- с применением дополнительного шунтирующего низкоомного резистора (см. рис. 3).
Статья добавлена: 27.06.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Линейные регуляторы контроллеров зарядки Li-ion аккумуляторов.
На пути миниатюризации гаджетов всегда возникают две неразрывно связанные проблемы: отвод рассеиваемой мощности и малые габариты, в которые необходимо все это упаковать. Минимизация уровня тепловыделения — один из важных приоритетов при разработке. Одним из источников тепла является контроллер зарядного устройства, встроенного в мобильный прибор аккумулятора.
Литиево-ионный аккумулятор, отличается наилучшими показателями среди ряда других химических источников электроэнергии, предназначенных для использования в портативных приложениях. Емкость его выросла, существенно улучшены и другие характеристики - это позволило расширить функциональные возможности портативных устройств, но базовый принцип его работы и алгоритм зарядки мало изменились.
Одна из проблем, возникающих при зарядке большим током, — это тепловыделение. Но это не то неизбежное выделение тепла, связанное с накоплением энергии в аккумуляторе для последующего ее использования, а то тепловыделение, вызванное нагревом кристалла ИС контроллера зарядки. Для уменьшения нежелательного нагрева кристалла в процессе зарядки аккумулятора, используются контроллеры с импульсным регулированием, их применение позволяет и потенциально уменьшить продолжительность зарядки.
В контроллерах зарядки, созданных на базе линейных регуляторов с разделением путей протекания токов нагрузки и зарядки (PowerPath Technology) возможны следующие варианты:
в случае небольшого тока нагрузки напряжение VOUT равно почти 5 В (VIN), а напряжение на аккумуляторе VBAT= 3,7В. При этом линейный регулятор контроллера зарядки используется неэффективно;
при большом токе через нагрузку к ней дополнительно подключается аккумулятор и при VIN=5В, VOUT= VBAT= 3,7 В . В этом случае неэффективно используется проходной транзистор контроллера зарядки. И в первом, и во втором случаях сохраняется величина падения напряжения на элементах регулирования VIN– VOUT= 1,3 В или VOUT– VBAT=1,3 В, что и приводит к нежелательной потере мощности.
Статья добавлена: 26.06.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Intel VRD 11.1/ VRD 12 - новые технологии источников питания процессоров.
Новая элементная база, новые чипсеты, процессоры, новые технологии и стандарты обусловили быстрое развитие и совершенствование систем питания микропроцессоров и чипсета. Например, у всех материнских плат Gigabyte на базе новых чипсетов Intel модуль питания процессора построен по новой схеме, описанной в спецификации Intel VRD 11.1, основная задача которой состоит в том, чтобы обеспечить стабильность работы в самом широком диапазоне нагрузок, в том числе при стремительном переходе от высокой нагрузки к низкой, и наоборот. Тем самым гарантируется более эффективное потребление энергии за счет быстрого погружения в экономичный режим "кратковременного сна" и возврата в рабочее состояние. В частности, у процессора появляется возможность подачи сигнала "низкая нагрузка", который должен быть отработан схемой его питания.
Разработчики Gigabyte в полной мере использовали данную функцию на своих платах, и даже дополнили ее фирменной программно-аппаратной системой управления энергопотреблением, получившей название "Dynamic Energy Saver Advanced" (DES Advanced). Система DES Advanced позволяет экономить среднее энергопотребление системы за счет эффективного управления двумя компонентами – процессором и схемой его питания (VRM). Аппаратная часть системы базируется на новых ШИМ-контроллерах компании Intersil. Формированием тока заданной величины в современных схемах питания процессоров занимаются интеллектуальные мультифазные ШИМ-контроллеры. Включая по очереди пары транзисторных ключей, они подают на дроссели импульсы тока определенной длительности, чтобы на выходе получился ток нужной величины.
В основу новой схемотехники модулей питания процессора положен принцип динамического выбора числа активных фаз в зависимости от потребностей процессора. Задача измерения тока, потребляемого процессором, возложена на ШИМ-контроллер (или на внешнюю схему – по желанию разработчиков).
Регулировка подачи питания на процессор производится по сигналу PSI (Power Status Indicator) процессора, который генерируется, когда процессор находится в режиме Deeper Sleep. Сигнал о величине тока поступает на процессор, а тот, в свою очередь, определяет, в каком состоянии находится – в стандартном или с низкой нагрузкой. В случае низкой нагрузки сигнал PSI # поступает обратно на ШИМ-контроллер, который может отключить часть фаз за ненадобностью и тем самым снизить энергопотребление всей схемы питания. Сигнал PSI позволяет повысить эффективность регулятора напряжения питания процессора и улучшить тем самым энергоэкономичность компьютеров.
Статья добавлена: 31.01.2018
Категория: Статьи по блокам питания
Управление «идеальным» диодом в контроллерах зарядки.
Широко применяемые диоды Шоттки отличаются по сравнению с другими полупроводниковыми диодами малым прямым падением напряжения и высокой скоростью переключения. При использовании этого диода в качестве полупроводникового ключа, например, в схемах автоматического подключения к нагрузке аккумулятора или сетевого адаптера, как правило, применяется простая схема монтажного «ИЛИ», недостатком которой является сравнительно большое падение напряжения на диоде. При повышении тока нагрузки растут и потери мощности на нем. Для решения этой проблемы можно с использовать в качестве диода МОП-транзистор.
Специалисты компании Linear Technology предложили также способ определения момента переключения «идеального» диода в закрытое и открытое состояния. Для этого осуществляется измерение падения напряжения между истоком (анодом) и стоком (катодом) транзистора (МОП-транзистор с каналом N-типа). В момент подключения входного напряжения (если входное напряжение больше выходного), ток через защитный диод транзистора течет в нагрузку. Транзистор открывается, и падение напряжения на нем равно ток умноженный на сопротивление перехода сток-исток (U=I*R - это напряжение обычно примерно в десять раз ниже, чем падение напряжения на диоде Шоттки). Если напряжение на аноде ниже, чем на катоде, транзистор закрывается. Для мониторинга падения напряжения на транзисторе используется специальный усилитель. Падение напряжения между стоком и истоком открытого транзистора поддерживается с помощью специального следящего усилителя на уровне 25 мВ. При росте тока нагрузки повышается также и управляющее напряжение на затворе транзистора, и соответственно, снижается сопротивление открытого канала. Таким способом падение напряжения на транзисторе поддерживается почти постоянным на уровне 25 мВ.
Предложенный метод управления МОП-транзистором позволяет реализовать плавное переключение транзистора и даже при небольших токах нагрузки получить минимальную разницу напряжения между стоком и истоком.
Статья добавлена: 16.06.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Дизайн VRM-модуля (спецификация VRD 12).
Дизайн VRM-модуля соответствующий спецификация VRD 12 (Voltage Regulator Down) использует эксклюзивную технологию All Digital Engine, которая обеспечивает доступ к управлению питанием, по схеме, реализованной средствами цифровых контроллеров, которая способна адекватно и весьма оперативно обрабатывать запросы, эффективно управляя ключевыми параметрами цепей питания наиболее энергоемких компонентов системы (рис. 1).
Например, GIGABYTE 3D Power - цифровой контроль напряжения, фазы и частоты. Контроль частоты осуществляется средствами цифрового PWM-контроллера IR3567 компании International Rectifier, который позволяет оперативно варьировать частоту ЦП под текущие задачи. Средствами PWM-контроллера пользователю доступен весь диапазон значений частоты.
Каждый из наиболее значимых компонентов системы - ЦП, графический процессор, VTT-модуль и ОЗУ, - обслуживает персональный цифровой контроллер. Реализованная, например, на платах GIGABYTE 7-серии функция All Digital Engine, позволяет осуществлять в автоматическом режиме точную компенсацию напряжения, поддерживая на должном уровне ключевые параметры цепей питания. Благодаря фирменной технологии Dual CPU Power обеспечивается согласованная работа двух равноценных секций VRD-модуля, которые работают в тандеме. В отличие от традиционной схемы работы типового VRM-модуля (где все фазы постоянно активны), на платах GIGABYTE оснащенных технологией Dual CPU Power, при низкой нагрузке секции могут работать поочередно, подключая требуемое количество фаз в тех случаях, когда это действительно необходимо. Таким образом, повышается энергоэффективность модуля, возрастает срок службы компонентов на фоне стабильной работы системы. Избыточная надежность уровня рабочей станции теперь доступна платам для настольных систем именно благодаря фирменной технологии Dual CPU Power.
Системные платы GIGABYTE на базе чипсетов Intel Z77 серии уже были спроектированы в полном соответствии с требованиями спецификации Intel VRD 12 (Voltage Regulator Down). Ключевой компонент нового VRD-модуля – сертифицированный контроллер компании Intersil. Идентификация и обмен информацией между ЦП и контроллером осуществляется средствами последовательного (табл. 1) интерфейса SerialVID (Serial Voltage Identification).
Статья добавлена: 21.08.2019
Категория: Статьи по блокам питания
Управление электропитанием ноутбука
(LA-B301P REV 1.0 Schematic ).
1) При подключении электропитания (VIN или BATT+) появляется B+ → +3VL → на KB9012.
Из +3VL → EC_RST# на KB9012 → cброс чипа KB9012 и → VS_ON, EC_ON — разрешение на формирование 3V5V_EN, 3V5V_EN_3 которые включают +3VALW и +5VALW.
2) +3VALW → POK → на чип KB9012, он формирует сигнал PCH_PWR_EN (включение +3VALW_PCH) → задержка → PCH_RSM RST# → на PCH.
3) Напряжение +3VALW_PCH запитывают часть схем «PCH», которые «сбрасываются» по сигналу PCH_RSMRST# → и появляются блокировочные сигналы: PM_SLP_S5#, PM_SLPS4#, PM_SLPS3#, они блокируют формирование на чипе KB9012 сигналов включения вторичных источников питания (рис. 3). KB9012 ждет сигнал от кн. Вкл. Питания (ON/OFFBTN#).
4) Нажали на кнопку вкл. питания → формирование сигнала ON/OFFBTN# → на чип KB9012 →
→ PBTN_OUT# → на «PCH» → снятие блокировок PM_SLPSx.
Пошел процесс включения электропитания (рис. 2):
Статья добавлена: 21.08.2019
Категория: Статьи по блокам питания
Управление электропитанием ноутбука
(LA-B301P REV 1.0 Schematic ).
1) При подключении электропитания (VIN или BATT+) появляется B+ → +3VL → на KB9012.
Из +3VL → EC_RST# на KB9012 → cброс чипа KB9012 и → VS_ON, EC_ON — разрешение на формирование 3V5V_EN, 3V5V_EN_3 которые включают +3VALW и +5VALW.
2) +3VALW → POK → на чип KB9012, он формирует сигнал PCH_PWR_EN (включение +3VALW_PCH) → задержка → PCH_RSM RST# → на PCH.
3) Напряжение +3VALW_PCH запитывают часть схем «PCH», которые «сбрасываются» по сигналу PCH_RSMRST# → и появляются блокировочные сигналы: PM_SLP_S5#, PM_SLPS4#, PM_SLPS3#, они блокируют формирование на чипе KB9012 сигналов включения вторичных источников питания (рис. 3). KB9012 ждет сигнал от кн. Вкл. Питания (ON/OFFBTN#).
4) Нажали на кнопку вкл. питания → формирование сигнала ON/OFFBTN# → на чип KB9012 →
→ PBTN_OUT# → на «PCH» → снятие блокировок PM_SLPSx.
Пошел процесс включения электропитания (рис. 2):
Статья добавлена: 07.06.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Качество блоков питания ПК.
Качество блоков питания определяется не только их выходной мощностью, если в одной комнате стоит несколько компьютеров и качество электрической сети невысокое (часто пропадает напряжение, возникают помехи и т.п.), системы с мощными блоками питания работают гораздо лучше систем с дешевыми блоками, устанавливаемыми в некоторых моделях невысокого класса. Серьезная фирма-производитель обычно гарантирует исправность блока питания (и подключенных к нему систем) при следующих чрезвычайных обстоятельствах:
- полном отключении сети на любое время;
- любом понижении сетевого напряжения;
- кратковременных выбросах с амплитудой до 2500 В на входе блока питания (например, при разряде молнии во время грозы).
- высокое качество изоляции (ток утечки - не более 500 мкА, что бывает важно в том случае, если сетевая розетка плохо заземлена или вовсе не заземлена).
Требования, предъявляемые к высококачественным устройствам, очень жесткие и все блоки питания им должны соответствовать. Для оценки качества блока питания используются различные критерии. Многие потребители при покупке компьютера пренебрегают значением источника питания, и поэтому некоторые сборщики персональных компьютеров сокращают расходы на него. Ведь не секрет, что гораздо чаще цена компьютера увеличивается за счет дополнительной памяти или жесткого диска большей емкости, а не за счет более совершенного источника питания.
При замене блока питания компьютера (или покупке) необходимо обращать внимание на ряд важных для надежной работы системы параметров источника питания:
Версия сайта для слабовидящих
