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:
Статья добавлена: 06.06.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Конфигурации системы питания Skylake
(PMIC TPS650830).
Процессоры Skylake лишились встроенного преобразователя питания (FIVR). PMIC TPS650830 может обеспечить полное решение питания на основе эталонных образцов Intel. TPS650830 (рис. 1, 2) является однокристальным решением управления питанием IC, разработанным специально для последних процессоров Intel, и нацелен на «таблетки», ультрабуки и ноутбуки.
Статья добавлена: 05.06.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Описание названий напряжений на материнских платах.
Даже базовые материнские платы предоставляют несколько производных величин помимо основного напряжения, а в моделях класса high-end этих значений несметное количество. Порой даже опытным энтузиастам разгона трудно понять значение того или иного параметра. Мы постараемся объяснить все эти значения напряжений на понятном языке.
Первыми в данном вопросе путаницу вносят производители материнских плат. Производители CPU и наборов микросхем тоже дают официальные названия всех напряжений, каждый производитель материнских плат, по непонятным причинам, присваивает им свои названия. В мануалах к платам производитель обычно не объясняет значение того или иного названия. Сначала рассмотрим, какие названия напряжений производители CPU дают своим продуктам.
Процессоры производства Intel используют следующие напряжения (официальные названия):
VCC. Основное напряжение CPU, которое неофициально может называться, как Vcore. Обычно, когда говорят “напряжение центрального процессора”, то имеют в виду данную величину. Опция, которая управляет данным напряжением на материнских платах, может называться “CPU Voltage”, “CPU Core”, и т.д.
VTT. Напряжение, подаваемое на интегрированный контроллер памяти (для CPU, где есть этот компонент), на шину QPI (также, если таковая имеется в процессоре), на шину FSB (для CPU на данной архитектуре), на кэш памяти L3 (если присутствует), на шину контроля температуры (PECI, Platform Environmental Control Interface, если данная особенность присутствует в CPU), а также на другие схемы, в зависимости от модели и семейства CPU. Важно понять, что на процессорах AMD “VTT” обозначается другое напряжение, а VTT на процессорах Intel - это эквивалент VDDNB на процессорах AMD. Данное напряжение изменяться посредством опций “CPU VTT”, “CPU FSB”, “IMC Voltage” и “QPI/VTT Voltage”.
VCCPLL. Напряжение, используемое в CPU, для синхронизации внутренних множителей (PLL, Фазовая автоматическая подстройка частоты). Это напряжение может быть изменено с помощью “CPU PLL Voltage”.
VAXG. Напряжение, подаваемое на видеоконтроллер, интегрированный в CPU. Доступно на Pentium G6950, Core i3 5xxx и Core i5 6xx процессоры. Эта опция может называться “Graphics Core”, “GFX Voltage”, “IGP Voltage”, “IGD Voltage” и “VAXG Voltage”.
CPU clock voltage. Некоторые материнские платы позволяют Вам менять напряжение базовой частоты CPU. Это можно делать через опции, называемые “CPU Clock Driving Control” or “CPU Amplitude Control”.
Процессоры Intel. Напряжения, относящиеся к памяти. В то время, как у всех процессоров производства AMD есть встроенный контроллер памяти, то у процессоров Intel, эта особенность присутствует только у более новых моделей (Core i3, Core i5 и Core i7). Поэтому установка напряжений, относящихся к памяти, может быть произведена через настройки CPU или северного моста в составе набора микросхем (MCH, Memory Controller Hub), в зависимости от Вашей платформы. По этой причине напряжения и были разнесены на две группы.
На шине памяти может присутствовать три различных вида напряжений:
Статья добавлена: 05.05.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Общие методы ремонта блоков питания.
Полноценный и качественный ремонт импульсных блоков питания будет выполнен только в том случае если мастер четко владеет знаниями работы блока питания его схемой, и владеет практическими приемами нахождения и устранения дефектов.
Ремонт будет производиться с меньшими затратами времени и с использованием минимального, действительно необходимого количества радиодеталей лишь в том случае, если радиомеханик в полной мере владеет основными методами ремонта радиоаппаратуры. К ним относятся следующие методы:
Статья добавлена: 03.05.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Все современные блоки питания ПК имеют в своем составе дежурный источник питания, который формирует два канала выходных напряжений:
- стабилизированное напряжение +5VSB (рис. 1) для питания материнской платы ПК в дежурном режиме;
- напряжение питания управляющей микросхемы и согласующего каскада блока питания.
Все источники дежурного питания выполнены на основе импульсных однотактных преобразователей, запуск которых выполняется сразу после подачи на блок питания сетевого напряжения 220В. На системной плате обычно имеется еще 1-2 источника дежурного питания (см. рис. 2).
С дежурным питанием у настольных вариантов ПК все просто, а вот в мобильных вариантах (ноутбуках, планшетах и т.п. все реализуется гораздо сложнее.
При подключении питания от батареи (рис. 3) или от зарядного устройства (рис. 4) появляется дежурное напряжение В+ (рис. 5).
Из дежурного напряжения В+ с микросхемы PU300 (рис. 6) формируется дежурное напряжение 3VLP (3VL), которое поступает на микросхему UB1 (рис. 7), которая после сброса начинает работать и включает дежурные напряжения +3VALV (и аналогично +5VALV). При готовности +3VALV включает +3VALV_PCH. Только теперь появились все напряжения дежурного питания (см. рис. 9).
Версия сайта для слабовидящих
