Версия сайта для слабовидящихРешение проблем с питанием, запуском компьютера и аккумулятором
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Статьи по блокам питания
Качество электропитания и обеспечение требуемой подводимой мощности - ключевые факторы для достижения заданной производительности ЦП. Например, система на плате GA-X58A-UD9 оснащена передовой схемой питания, которая способна предоставить в распоряжение процессора до 1500 Вт. Специально для системных плат Gigabyte на базе чипсетов Intel 6-серии был разработан новый дизайн модуля питания ЦП, с учетом требований спецификации Intel VRD 12. Одной из топовых плат на чипсете Intel Z77 является Gigabyte Z77X-UD5H (флагман линейки Gigabyte для LGA1155), в ней использует 12-фазный дизайн VRM-модуля. Создание материнских плат с увеличенным количеством фаз питания процессора постепенно становится своеобразным соревнованием между производителями материнских плат. К примеру, совсем недавно компания Gigabyte производила платы с 12-фазными источниками питания процессоров, но в ныне выпускаемых ею платах количество фаз выросло до 24. Но так ли уж необходимо использовать столь большое количество фаз питания, одни производители их постоянно увеличивают, а другие довольствуются небольшим количеством фаз питания?
Технология DrMOS II. Технология DrMOS II представляет новое поколение микросхемы 3-в-1 Driver MOSFET, которые по сравнению со стандартными транзисторами MOSFET обеспечивают: - экономию электроэнергии - почти на 30% эффективней; - сниженную температуру - меньше на 16 °C; - быстрый отклик - переход от экстремального к энергосберегающему режиму в два раза быстрее; - стабильное электропитание - на 50% ниже уровень помех. Компания Fairchild Semiconductor представила новое семейство второго поколения XS™ DrMOS (MOSFET-транзистор + драйвер) для разработчиков источников питания. Высокие характеристики эффективности и удельной плотности мощности позволяют разработчикам применять их во множестве различных приложений. DrMOS выпускаются в миниатюрных высокотехнологичных корпусах PQFN размером 6 ? 6 мм и обеспечивают КПД до 91.5% при входном напряжении 12 В, выходном напряжении 1 В и токе 1 А, а их максимальный КПД может достигать 94%. DrMOS работают с частотой переключения до 2 МГц и способны управлять токами до 50 А. Используя опыт компании в разработке MOSFET-транзисторов, микросхем драйверов и технологий корпусирования, Fairchild оптимизировала приборы Generation II XS DrMOS, добавив в них новые функции и увеличив эффективность. Усовершенствованные Generation II XS DrMOS идеально подходят для таких приложений как блейд-серверы, игровые консоли, высокопроизводительные ноутбуки, графические карты и POL DC/DC преобразователи. Имеющие трехуровневые входы, рассчитанные на напряжение 3.3 или 5 В, приборы соответствуют требованиям спецификации Intel 4.0 DrMOS и совместимы с различными ШИМ-контроллерами. Устройства второго поколения XS DrMOS имеют меньше шумов, вследствие примененной в них технологии экранирования PowerTrench MOSFET Shielded Gate, как в управляющем транзисторе, так и в транзисторах синхронного выпрямителя. Синхронные полевые транзисторы интегрируются с диодом Шотки, исключая потребность во внешних снабберных цепях и повышая уровень производительности и мощности, снижая при этом размеры и стоимость готового изделия. Новые XS DrMOS имеют, так же, функции предупреждения о превышении температуры кристалла, что позволяет потребителям предотвратить перегрев прибора в аварийных ситуациях. Устройства второго поколения XS DrMOS в состоянии удовлетворить различных потребителей и могут использоваться во множестве приложений (см. табл. 1). Информация по микросхеме FDMF-6705 приведена на рис. 1, 2 и 3.
Практически все производители материнских плат (для процессоров Intel) в настоящее время используют технологию динамического переключения числа фаз питания процессора. Данная технология была разработана компанией Intel достаточно давно, но стала востребованной рынком когда идея снижения энергопотребления компьютеров овладела разработчиками ПК, и они вспомнили о технологии динамического переключения фаз питания процессора. Производители материнских плат придумывают ей различные названия (у компании Gigabyte она называется Advanced Energy Saver - AES, у ASRock - Intelligent Energy Saver - IES, у ASUS - EPU, у MSI - Active Phase Switching - APS). Но, несмотря на разнообразие названий, все эти технологии реализованы абсолютно одинаково. Более того, возможность переключения фаз питания процессора заложена в спецификацию Intel VR 11.1 и все PWM-контроллеры, совместимые со спецификацией VR 11.1, поддерживают ее.
В статье рассмотрены некоторые особенности контроллеров зарядки литиево-ионных (Li-Ion) аккумуляторов, созданных на базе линейных и импульсных табилизаторов.
Как оптимально использовать энергию аккумулятора вашего мобильного компьютера? Чтобы оптимально использовать энергию вашего аккумулятора, для увеличения времени автономной работы и ресурса батареи, соблюдайте простые рекомендации
Защита автономного источника питания от устойчивого отказа. Очень важной характеристикой блока контроля батареи является возможность выключения автономного источника питания при возникновении нештатных условий. Обнаружение устойчивого отказа включает защиту от перегрузки по току во время заряда и разряда, защиту от перегрева при заряде и разряде, защиту от перенапряжения (напряжение источника питания), защиту при асимметрии напряжений элементов, и защиту от неисправности МОП-транзисторов при коротком замыкании в режиме заряда и разряда. Выбор сочетания вышеперечисленных способов контроля устойчивого отказа остается за разработчиком. Когда обнаружена любая из этих контролируемых неисправностей, будет задействован химический предохранитель для полного отключения автономного источника питания. Для дополнительной защиты от отказа электронных компонентов блок контроля батареи способен обнаруживать неисправность зарядного и разрядного МОП-транзисторов. В случае закорачивания зарядного или разрядного МОП-транзистора также сработает химический предохранитель. Внутреннее микрозамыкание батареи, по сообщениям в прессе, было основной причиной серии недавних отзывов батарей из эксплуатации. Существует ли возможность обнаружить внутреннее микрозамыкание батареи и предотвратить ее возгорание или даже взрыв? Внутреннее микрозамыкание батареи может произойти в случае попадания металлических микрочастиц и других включений внутрь элементов при помещении батареи в корпус в ходе изготовления. Внутреннее микрозамыкание значительно увеличивает ток саморазряда, приводящий к пониженной внутренней ЭДС по сравнению с нормальным элементом. Микросхема измерителя с технологией слежения за внутренним сопротивлением контролирует напряжение внутренней ЭДС и фиксирует асимметрию напряжения элементов, когда разность внутренней ЭДС элементов превышает установленный порог. При возникновении такой неисправности формируется сигнал устойчивого отказа, и МОП-транзисторы запираются. В этом случае происходит и срабатывание химического предохранителя. Это приведет к невозможности использования данной батареи в качестве источника питания, ее отбраковке и предотвращению опасности, связанной с ее возможным использованием. Блок контроля батареи очень важен для обеспечения безопасности конечного потребителя. Надежная многоуровневая защита (рис. 1), включающая обнаружение перенапряжения, перегрузки по току, перегрева, асимметрии напряжения элементов и неисправности МОП-транзисторов, значительно повышает безопасность использования автономных источников питания на батареях.
Продолжена линия на интегрирование в процессоре функций, ранее распределенных между другими частями чипсета. Все компоненты северных мостов наборов логики процессоры семейства Core вобрали в себя уже давно, а Haswell приступил к поглощению одного из ключевых элементов материнских плат — преобразователя питания. В отличие от предыдущих поколений, Haswell сам обеспечивает питанием свои функциональные блоки.
Как проверить полевой транзистор, MOSFET-транзистор. В современной электронной аппаратуре, в блоках питания, мониторах, системных платах ПК и другой аппаратуре все чаще находят применение полевые транзисторы. При проведении ремонта мы сталкивается с необходимостью проверки исправности мощных полевых транзисторов. В данной статье даны рекомендации по проверке полевого транзистора и мерах предосторожности при работе с этими компонентами электронных схем. Полевые транзисторы (MOSFET-транзисторы). Полевые транзисторы (ПТ), благодаря ряду уникальных параметров, в том числе высокому входному сопротивлению, находят широкое применение в блоках питания ПК, телевизоров, мониторов, видеомагнитофонов и другой радиоэлектронной аппаратуры. В качестве электронного ключа импульсных преобразователей напряжения питания компонентов материнских плат всегда используется пара полевых n-канальных МОП-транзисторов (MOSFET-транзисторы). Обозначение этого типа транзисторов показано на рис. 1 (для сокращения числа внешних компонентов в транзистор может быть встроен мощный высокочастотный демпферный диод). MOSFET - это аббревиатура от английского словосочетания Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (Металл- Оксидные Полупроводниковые Полевые Транзисторы). Данный класс транзисторов отличается, прежде всего, минимальной мощностью управления при значительной выходной мощности (сотни ватт). В открытом состоянии ПТ имеют чрезвычайно малые значения сопротивления (десятые доли Ома при выходном токе в десятки ампер), а следовательно, минимальную мощность, выделяющуюся на транзисторе в виде тепла.
Рекомендации по оптимальному использованию энергии аккумулятора ноутбуков. Чтобы оптимально использовать энергию вашего аккумулятора, для увеличения времени автономной работы и ресурса батареи, соблюдайте следующие простые рекомендации: 1. Регулируйте яркость дисплея в зависимости от текущих условий освещения (чем меньше яркость, тем лучше с точки зрения энергопотребления). 2. Если с ноутбуком поставляются утилиты регулировки поведения CPU или других системных компонентов, то имеет смысл обратиться к их настройкам. Как правило, ручная регулировка настроек на практике сказывается мало. 3. Если производитель ноутбука не предоставляет каких-либо утилит регулировки энергопотребления, всегда используйте схему управления питанием "Portable/Laptop" ("Портативная") в пункте "Power Options/Электропитание" "Панели управления". Как правило, данная схема является оптимальным выбором, поскольку она позволяет процессору самостоятельно выбирать разумный уровень энергопотребления. Выбор другой схемы помогает лишь для некоторых приложений в особых случаях. 4. Отключайте беспроводные модули Bluetooth и WLAN, если не используете их. 5. Размещайте ноутбук так, чтобы тепло могло легко покидать корпус. Избегайте прямого солнечного света. Плохая вентиляция приводит к нагреву внутренних компонентов, в результате чего вентилятор вращается быстрее и потребляет больше энергии. Высокие температуры также приводят к преждевременному старению и потере емкости аккумулятора. 6. Если вы используете ноутбук, главным образом (или исключительно), для офисных приложений, установите максимальный режим энергосбережения в графическом драйвере. 7. Убедитесь, что у ноутбука достаточно оперативной памяти. Недостаток памяти приводит к повышению активности жесткого диска, что увеличивает энергопотребление. С другой стороны, обновление содержимого динамической памяти потребляет относительно немного энергии.
Характеристики MOSFET-транзисторов. Технология силовых транзисторов MOSFET семейства TI DualCool™ NexFET™ обеспечивает: - охлаждение через верхнюю стенку; - рассеяние мощности на 80% выше; - сила тока на 50% больше при стандартной занимаемой площади. Силовые транзисторы MOSFET семейства DualCool™ NexFET™, которые производит компания Texas Instruments, при стандартном размере корпуса обеспечивают эффективное охлаждение через его верхнюю и нижнюю стенки. Такая конструкция позволяет разработчикам систем питания эффективно отводить тепло от печатных плат в устройствах прямого или переменного тока высокого напряжения. Это дает возможность не только повысить плотность размещения блоков питания, но и расширить диапазон поддерживаемых нагрузок по току и повысить надежность систем. MOSFET-транзисторы тоже имеют ограничение по максимальном току, который через них можно пропускать. К примеру, для большинства MOSFET-транзисторов, которые используются в регуляторах напряжения материнских плат, ограничение по току составляет 30 A (а в то же время сами процессоры при напряжении питания порядка 1,2 В и энергопотреблении свыше 100 Вт потребляют ток свыше 120 A). Современные MOSFET-транзисторы имеют ограничение по току не ниже 40 A (а в последнее время наблюдается тенденция перехода на MOSFET-транзисторы с ограничением по току в 75 А). Понятно, что при таких ограничениях по току на каждой фазе волне достаточно применять шесть фаз питания. Такой регулятор напряжения теоретически способен обеспечить ток процессора более 200 А, а следовательно, энергопотребление более 200 Вт. В каждой фазе питания применяются и более мощные силовые MOSFET-транзисторы, например, NTMFS4834N компании On Semiconductor с ограничением по току в 130 A (при таких ограничениях по току сами по себе силовые транзисторы не являются узким местом фазы питания).
6-фазный PWM-контроллер Intersil ISL6336A. PWM-контроллера Intersil ISL6336A (рис. 1) может динамически отслеживать текущую загрузку процессора (ток, потребляемый процессором) и в зависимости от этого активировать необходимое число фаз питания (PWM-каналов). Например, когда процессор загружен несильно, а значит, потребляемый им ток невелик, вполне можно обойтись и одной фазой питания, а потребность в шести фазах возникает только при сильной загрузке процессора, когда потребляемый им ток достигает максимального значения. Динамическое переключение числа фаз питания в регуляторе напряжения производится с целью оптимизации его КПД или энергоэффективности. Дело в том, что любой регулятор напряжения сам потребляет часть преобразуемой им электроэнергии, которая выделяется в виде тепла.
