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1、主板維修電路順序: 分為:開(kāi)機(jī)電路,供電電路包括:(CPU供電電路,內(nèi)存供電電路,芯片組供電電路)時(shí)鐘電路,復(fù)位電路,BIOS電路,接口電路,CMOS電路。這幾大電路,檢修流程按照:開(kāi)機(jī),供電,始終,復(fù)位,也就是說(shuō),維修一塊主板,上來(lái)先看他能不能開(kāi)機(jī),如果不能開(kāi)機(jī),先判斷是否是主板短路引起,所以說(shuō)修主板第一步上來(lái)進(jìn)行對(duì)地阻值測(cè)量,+12V +5V +3.3V +5VSB PS-ON這幾組,的對(duì)地阻值,如果這幾組沒(méi)有對(duì)地短路,則證明主板無(wú)短路故障,可以插電源開(kāi)機(jī),插上電源以后,通過(guò)短接POWER開(kāi)關(guān)針,觸發(fā)主板,如果不觸發(fā),則要短接ATX電源綠線和黑線,強(qiáng)制主板開(kāi)機(jī),能開(kāi)機(jī)的話說(shuō)明故障在開(kāi)機(jī)電路
2、,則要按照開(kāi)機(jī)電路檢修流程檢修:開(kāi)機(jī)電路檢修流程:上來(lái)測(cè)量開(kāi)關(guān)針供電一般為3.3V或5V,低電平觸發(fā)一般開(kāi)關(guān)針正極是3.3V,高電平觸發(fā)開(kāi)關(guān)針一般是5V電壓,開(kāi)關(guān)針有供電,第二步測(cè)量電池.電壓低于2.5V換電池,電池正常量32.768KHZ的晶振兩腳有無(wú)0.5V左右壓差有的話說(shuō)明晶振起振木有換晶振,3.3V開(kāi)關(guān)針的供電一般是1117中間腳的3.3VSB通過(guò)電阻接開(kāi)關(guān),5V開(kāi)關(guān)針供電一般是紫色5VSB通過(guò)電阻加到開(kāi)關(guān)。這些都正常如果主板還是無(wú)法觸發(fā)的話,通過(guò)使用蜂鳴檔跑線,一般是觸發(fā)電路損壞的多,比如I/O損壞,南橋待機(jī)電壓偏低導(dǎo)致無(wú)法觸發(fā),南橋待機(jī)一般可以量外圍貼片電阻。如果能開(kāi)機(jī)的話,就要檢
3、查供電電路,有供電,就要有時(shí)鐘,有時(shí)鐘就要有復(fù)位。如果遇到無(wú)復(fù)位的主板,則要檢查供電,時(shí)鐘,都要正常以后如果還是無(wú)復(fù)位的話,則要檢查復(fù)位電路,如果供電時(shí)鐘有一項(xiàng)不正常都會(huì)無(wú)復(fù)位。CPU供電電路檢修:上來(lái)先測(cè)量4Pin12V口有無(wú)對(duì)地短路正常為300-600歐姆,如果12V對(duì)地短路的話,插上12V鋪助電源主板是不會(huì)觸發(fā)的 ATX電源保護(hù),一般12V對(duì)地短路,上管擊穿的多,12V輸入電容,12V輸入電感,電源管理芯片,串口芯片,這些都是12V的供電,如果12V沒(méi)有短路,開(kāi)機(jī)以后,如果主板跑碼00或FF說(shuō)明CPU不工作,先檢查CPU座有無(wú)虛焊,可以按壓CPU座,沒(méi)有虛焊的話,先測(cè)量上管D級(jí)電壓,有無(wú)
4、12V輸入,有的話,測(cè)量上管G級(jí),上管有控制級(jí)電壓的話,那么上管S級(jí)應(yīng)該有電壓輸出,則下管D級(jí)應(yīng)該有輸入電壓,CPU主供電測(cè)量點(diǎn),可以通過(guò)測(cè)量上管S級(jí)和下管D級(jí)來(lái)測(cè)量,一般測(cè)量我們都測(cè)量下管D級(jí),為了防止測(cè)量上管S,引起將上管DS級(jí)短路,所以一般測(cè)量CPU主供電都是測(cè)量下管D級(jí)對(duì)地電壓,正常值為1.2V-1.8VCPU主供電,如果上下管,沒(méi)有控制級(jí)電壓的話,首先要檢查是不是 G級(jí)保險(xiǎn)電阻燒斷,排除這個(gè),如果上下管還是無(wú)控制級(jí)電壓的話,則要測(cè)量電源IC的VID信號(hào)是否為低電平,理論上來(lái)講,不插入CPU的話,上下管都是無(wú)控制電壓的,沒(méi)有插入CPU,VID信號(hào)沒(méi)有被接地,電源IC不會(huì)輸出控制電壓來(lái)控
5、制上下管的控制級(jí)。CPU供電電路中,上下管關(guān)系:12V接口通過(guò)輸入電感接上管D級(jí),上管G級(jí)直接進(jìn)入電源管理芯片,上管S級(jí)接下管D級(jí),下管G級(jí)直接進(jìn)入電源管理芯片,下管S級(jí)直接接地,每項(xiàng)上下管的關(guān)系都是如此。芯片組供電電路:一般雜牌主板,芯片組供電電路都是用運(yùn)放控制MOS管產(chǎn)生1.5V供電電壓來(lái)給南北橋供電,北橋供電見(jiàn)的多的,一般是 358或324控制MOS管產(chǎn)生1.5V 這應(yīng)該比較多的了, 南橋供電,一般是1117中間腳輸出3.3V給南橋外圍的貼片電阻,或電感,一般南橋待機(jī)測(cè)量點(diǎn)。內(nèi)存供電電路:一般主板為了降低成本,內(nèi)存供電電路采用431精密穩(wěn)壓器,控制MOS管產(chǎn)生2.5V,或使用運(yùn)放358控
6、制MOS管產(chǎn)生2.5V 有的主板使用專(zhuān)用IC控制一組上下管,也就是說(shuō)有的主板內(nèi)存供電采用上下管方式。但它的控制是由專(zhuān)用IC控制。 內(nèi)存參考電壓測(cè)量點(diǎn)一般在內(nèi)存插槽周?chē)馁N片電阻上都可以測(cè)量到。時(shí)鐘電路:時(shí)鐘電路要在開(kāi)機(jī)電路,供電電路工作正常的情況下才會(huì)產(chǎn)生,時(shí)鐘電路檢修,首先測(cè)量時(shí)鐘IC供電電壓,一般為2.5V或3.3V 時(shí)鐘IC周?chē)馁N片保險(xiǎn)電阻或貼片電感,兩端的電壓,供電正常,則要測(cè)量時(shí)鐘IC的14.318MHZ的時(shí)鐘晶振,兩腳有無(wú)起振壓差,如果這些都正常,那么南橋需要給時(shí)鐘IC一個(gè)PG信號(hào), PG(power good)在主板開(kāi)機(jī)以后延遲輸出,100-500S當(dāng)主板幾組供電都輸出以后,則
7、PG信號(hào)輸出高電平,說(shuō)明主板已經(jīng)正常供電,這個(gè)是作用。PG信號(hào)正常以后,時(shí)鐘IC外圍的貼片電阻,都會(huì)有1.幾伏的輸出電壓。 內(nèi)存的時(shí)鐘一般是由北橋給,或時(shí)鐘IC直接提供,CPU時(shí)鐘一般也是時(shí)鐘IC直接給。復(fù)位電路:復(fù)位電路,要在供電,時(shí)鐘都正常才會(huì)產(chǎn)生復(fù)位電路,復(fù)位電路檢修,主要是,先測(cè)量復(fù)位開(kāi)關(guān)針有無(wú)3.3V電壓,無(wú)的話,通過(guò)開(kāi)關(guān)跑線,跑到相應(yīng)元件更換,其次就是如果CPU無(wú)復(fù)位或復(fù)位電壓低,則要檢查的對(duì)象是北橋,因?yàn)橹靼迳纤袕?fù)位都是南橋提供的,南橋要像把復(fù)位給CPU要經(jīng)過(guò)北橋,所以說(shuō)如果PCI復(fù)位正常,CPU復(fù)位不正常,則說(shuō)明故障在北橋。電路檢修一般也就這么多,沒(méi)有具體寫(xiě)。怎樣維修主板cp
8、u供電電路?本文關(guān)鍵詞: 交航電腦維修培訓(xùn)在學(xué)員們維修cpu供電電路故障時(shí),我們?cè)f(shuō)過(guò)cpu供電電路故障的表現(xiàn)為顯示器不亮,主板可以加電,但cpu不工作,所以cpu供電電路是在維修中最容易損壞的區(qū)域。 &
9、#160; 一、cpu供電電路易壞元器件CPU供電電路中的易壞元器件主要有電源管理芯片、場(chǎng)效應(yīng)管、濾波電容、限流電 阻等。 &
10、#160; 二、cpu供電電路故障維修點(diǎn)-場(chǎng)效應(yīng)管。 場(chǎng)效應(yīng)管損壞,將導(dǎo)致CPU主供電沒(méi)有電壓輸出,造成不能開(kāi)機(jī),所以在維修時(shí)首先檢查場(chǎng)效應(yīng)管是否正常。判斷場(chǎng)效應(yīng)管好壞的方法為:將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管擋, 然后先將場(chǎng)效應(yīng)管的三只引腳短接,接著用兩只表筆分別接觸場(chǎng)效應(yīng)管三只引腳中的兩只,測(cè)量三組數(shù)據(jù)。如果其中兩組數(shù)據(jù)為1,另一組數(shù)據(jù)在300800Q,說(shuō)明場(chǎng)效應(yīng)管正常;如果其中有一組數(shù)據(jù)
11、為0,則場(chǎng)效應(yīng)管被擊穿。 三、cpu供電電路故障維修點(diǎn)- 電源管理芯片。 &
12、#160; 電源管理芯片損壞后,其輸出端無(wú)電壓信號(hào)輸出,將無(wú)法控制場(chǎng)效應(yīng)管工作,無(wú) 法為CPU提供供電。判斷電源管理芯片好壞的方法為:首先測(cè)量芯片的供電腳(5V或12V)有無(wú)電壓,如有,接著測(cè)量電源管理芯片的輸出腳和PG信號(hào)腳有無(wú)電壓信號(hào),如果無(wú)電壓信號(hào),則電源管理芯片損壞。
13、160; 四、cpu供電電路故障維修點(diǎn)-濾波電容。 電容損壞可能導(dǎo)致無(wú)法正常提供供電或主板工作不穩(wěn)定。判斷電容好壞的方法為: 測(cè)量前觀察電容有無(wú)鼓包或燒壞,接著將萬(wàn)用表調(diào)到歐姆擋的20K擋,然后用萬(wàn)用表的兩只表筆,分別與電容器的兩端相接(紅表筆接電容器的正極,黑表筆接電容器的負(fù)極),如果顯示值從”000”開(kāi)始逐漸增加,最后顯示溢出符號(hào)“
14、1”,表明電容器正 常;如果萬(wàn)用表始終顯示“0”,則說(shuō)明電容器內(nèi)部短路i如果始終顯示"1 ",則可能電容器內(nèi)部極間開(kāi)路。
15、60; 主板cpu供電電路的維修一直都是電腦維修培訓(xùn)中經(jīng)常遇到的故障問(wèn)題,主板cpu供電電路故障維修雖不是什么大問(wèn)題,但其故障點(diǎn)的排查卻要謹(jǐn)慎細(xì)心。各類(lèi)電腦主板供電電路解析必看 2010-06-27 11:36:52| 分類(lèi): 默認(rèn)分類(lèi) | 標(biāo)簽:各類(lèi)電腦主板供電電路解析必看 |舉報(bào) |字號(hào)大中小 訂閱 奔
16、三后期開(kāi)始,玩家逐漸接觸到多相供電這個(gè)概念。時(shí)至今日,CPU三相供電已經(jīng)成為基本配置,最高供電相數(shù)可達(dá)夸張的16相,而內(nèi)存和芯片組供電也開(kāi)始用上兩相乃至三相供電。數(shù)電路相數(shù)的時(shí)候玩家有時(shí)會(huì)犯一點(diǎn)錯(cuò)誤,甚至一些見(jiàn)多識(shí)廣的編輯也免不了要犯錯(cuò),那么如何準(zhǔn)確地識(shí)別主板供電的相數(shù)呢?首先讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下CPU供電電路的器件,找一片技嘉X48做例子。上圖中我們?nèi)Τ隽艘恍╆P(guān)鍵部件,分別是PWM控制器芯片(PWM Controller)、MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片(MOSFET Driver)、每相的MOSFET每相的扼流圈(Choke)、輸出濾波的電解電容(Electrolytic Capacitors)、輸入濾
17、波的電解電容 和起保護(hù)作用的扼流圈等。下面我們分開(kāi)來(lái)看。(圖)PWM控制器(PWM Controller IC)在CPU插座附近能找到控制CPU供電電路的中樞神經(jīng),就是這顆PWM主控芯片。主控芯片受VID的控制,向每相的驅(qū)動(dòng)芯片輸送PWM的方波信號(hào)來(lái)控制最終核心電壓Vcore的產(chǎn)生。MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片(MOSFET Driver)MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片(MOSFET Driver)。在CPU供電電路里常見(jiàn)的這個(gè)8根引腳的小芯片,通常是每相配備一顆。每相中的驅(qū)動(dòng)芯片受到PWM主控芯片的控制,輪流驅(qū)動(dòng)上橋和下橋MOS管。很多PWM控制芯片里集成了三相的Driver,這時(shí)主板上就看不到獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)芯片
18、了。 早一點(diǎn)的主板常見(jiàn)到這種14根引腳的驅(qū)動(dòng)芯片,它每一顆負(fù)責(zé)接收PWM控制芯片傳來(lái)的兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào),并驅(qū)動(dòng)兩相的MOSFET的開(kāi)關(guān)。換句話說(shuō)它相當(dāng)于兩個(gè)8腳驅(qū)動(dòng)芯片,每?jī)上嚯娐酚靡粋€(gè)這樣的驅(qū)動(dòng)芯片。MOSFET,中文名稱(chēng)是場(chǎng)效應(yīng)管,一般被叫做MOS管。這個(gè)黑色方塊在供電電路里表現(xiàn)為受到柵極電壓控制的開(kāi)關(guān)。每相的上橋和下橋輪番導(dǎo)通,對(duì)這一相的輸出扼流圈進(jìn)行充電和放電,就在輸出端得到一個(gè)穩(wěn)定的電壓。每相電路都要有上橋和下橋,所以每相至少有兩顆MOSFET,而上橋和下橋都可以用并聯(lián)兩三顆代替一顆來(lái)提高導(dǎo)通能力,因而每相還可能看到總數(shù)為三顆、四顆甚至五顆的MOSFET。下面這種有三個(gè)引腳的小
19、方塊是一種常見(jiàn)的MOSFET封裝,稱(chēng)為D-PAK(TO-252)封裝,也就是俗稱(chēng)的三腳封裝。中間那根腳是漏極(Drain),漏極同時(shí)連接到MOS管背面的金屬底,通過(guò)大面積焊盤(pán)直接焊在PCB上,因而中間的腳往往剪掉。這種封裝可以通過(guò)較大的電流,散熱能力較好,成本低廉易于采購(gòu),但是引線電阻和電感較高,不利于達(dá)到500KHz以上的開(kāi)關(guān)頻率。下面這種尺寸小一些的黑方塊同樣是MOSFET,屬于SO-8系列衍生的封裝。原本的SO-8封裝是塑料封裝,內(nèi)部是較長(zhǎng)的引線,從PN結(jié)到PCB之間的熱阻很大,引線電阻和電感也較高?,F(xiàn)有CPU、GPU等芯片需要MOSFET器件在較高電流和較高開(kāi)關(guān)頻率下工作,因而各大廠家
20、如瑞薩、英飛凌、飛利浦、安森美、Vishay等對(duì)SO-8封裝進(jìn)行了一系列改進(jìn),演化出WPAK、LFPAK、LFPAK-i、POWERPAK、POWER SO-8等封裝形式,通過(guò)改變結(jié)構(gòu)、使用銅夾板代替引線、在頂部或底部整合散熱片等措施,改善散熱并降低寄生參數(shù),使得SO-8的尺寸內(nèi)能通過(guò)類(lèi)似D-PAK的電流,還能節(jié)省空間并獲得更好的電氣性能。目前主板和顯卡供電上常見(jiàn)這種衍生型。在玩家看來(lái),SO-8系的YY度要好于D-PAK,但實(shí)際效果要根據(jù)電路設(shè)計(jì)、器件指標(biāo)和散熱情況來(lái)判斷,而原始的SO-8因?yàn)樯嵝阅懿?,已?jīng)不適應(yīng)大電流應(yīng)用了。另外,近日IR公司的DirectFET封裝也在一些主板上出現(xiàn)了,同
21、樣是性能非常棒的封裝,看上去也非常YY,找到實(shí)物大圖以后會(huì)補(bǔ)充進(jìn)來(lái)。輸出扼流圈(Choke),也稱(chēng)電感(Inductor)。每相一般配備一顆扼流圈,在它的作用下輸出電流連續(xù)平滑。少數(shù)主板每相使用兩顆扼流圈并聯(lián),兩顆扼流圈等效于一顆。主板常用的輸出扼流圈有環(huán)形磁粉電感、DIP鐵氧體電感(外形為全封閉或半封閉)或SMD鐵氧體電感等形態(tài),上圖為半封閉式的DIP鐵氧體功率電感。 上面是兩種鐵氧體電感,外觀都是封閉式。左邊是DIP直插封裝,內(nèi)部為線繞式結(jié)構(gòu),感值0.80微亨(“R”相當(dāng)于小數(shù)點(diǎn))。右邊是SMD表貼封裝,內(nèi)部只有一匝左右的導(dǎo)線,感值0.12微亨要小很多。上面是三種環(huán)形
22、電感。環(huán)形電感的磁路封閉在環(huán)狀磁芯里,因而磁漏很小,磁芯材料為鐵粉(左一)或Super-MSS等其它材料。隨著板卡空間限制提高和供電開(kāi)關(guān)頻率的提高,磁路不閉合的鐵氧體電感、乃至匝數(shù)很少的小尺寸SMD鐵氧體功率電感以其高頻區(qū)的低損耗,越來(lái)越多地取代了環(huán)形電感,但是在電源里因?yàn)楦鞣N應(yīng)用特點(diǎn),環(huán)形電感還在被大量使用。輸出濾波的電解電容(Electrolytic Capacitor)。供電的輸出部分一般都會(huì)有若干顆大電容(Bulk Capacitor)進(jìn)行濾波,它們屬于電解電容。電容的容量和ESR影響到輸出電壓的平滑程度。電解電容的容量大,但是高頻特性不好。除了鋁電解電容外,CPU供電部分常見(jiàn)固態(tài)電容
23、。我們常見(jiàn)的固態(tài)電容稱(chēng)為鋁-聚合物電容,屬于新型的電容器。它與一般鋁電解電容相比,性能和壽命受溫度影響更小,而且高頻特性好一些,ESR低,自身發(fā)熱小。關(guān)于固態(tài)電容的諸多優(yōu)點(diǎn)我們就不再細(xì)說(shuō)了。Hi-c Cap此外還能見(jiàn)到鉭電容和鉭-聚合物電容(圖:三洋POSCAP系列)等,性能也比一般的鋁電解電容優(yōu)異得多,鉭-聚合物電容具有好于一般固態(tài)電容的ESR、高頻特性和更小的尺寸。網(wǎng)上已經(jīng)有很詳細(xì)的介紹。插座中央這種電容叫做多層陶瓷電容(MLCC),它的單顆容量比電解電容小很多,然而高頻特性好很多,ESR很低。電解電容高頻特性不好,因而主板CPU插座插座中央這種電容叫做多層陶瓷電容(MLCC),它的單顆容
24、量比電解電容小很多,然而高頻特性好很多,ESR很低。電解電容高頻特性不好,因而主板CPU插座周?chē)虲PU插座內(nèi)部會(huì)有幾十顆MLCC用作高頻去耦,和大容量的電解電容搭配,提供更好的濾波效果和動(dòng)態(tài)性能。近年來(lái)高端板卡開(kāi)關(guān)頻率較高的數(shù)字供電電路,就利用MLCC高頻特性好的特點(diǎn),直接使用很多顆MLCC進(jìn)行濾波,但是總?cè)萘可喜蝗?,只有很高的開(kāi)關(guān)頻率才適合用。 輸入濾波的大電容也是電解電容,它為多相供電電路提供源源不斷的能量,同時(shí)防止MOS管開(kāi)關(guān)時(shí)的尖峰脈沖對(duì)其它電路形成串?dāng)_,也可以濾除電源電壓中的紋波干擾。輸入濾波電容同樣可能用固態(tài)電容。分辨輸入濾波電容和輸出濾波電容的方法是看額定電壓,輸出電
25、容的額定電壓一般是6.3V、2.5V之類(lèi)的數(shù)值,而輸入濾波電容要接在+12V輸入上,額定電壓往往是16V。 輸入電路有時(shí)會(huì)串聯(lián)一個(gè)扼流圈。這個(gè)扼流圈的作用是防止負(fù)載電流的瞬態(tài)變化影響到上一級(jí)電路。它的形狀可能是線圈繞在棒子上,也可能是繞在環(huán)形磁芯上的線圈。 還可能是封閉式的。很多主板上并沒(méi)有這個(gè)扼流圈,或者有焊位,但把它省略掉了。此外在供電部分我們還可以看到一些細(xì)小的起保護(hù)、緩沖等作用的料件。好了,了解完這些主要元件,下面我們來(lái)看看如何識(shí)別CPU供電電路的相數(shù)。這是一個(gè)常規(guī)的四相供電的連接方式。為了便于理解我們不畫(huà)出電路圖,而只是畫(huà)出它們
26、之間的連接關(guān)系。 CPU將 n位的VID信號(hào)輸送給PWM控制芯片作為產(chǎn)生Vcore電壓的基準(zhǔn)。主控芯片產(chǎn)生四路脈寬可調(diào)的方波,每相錯(cuò)開(kāi)90度相位(三相就是三路方波,每相錯(cuò)開(kāi)120度,以此類(lèi)推),送到四相的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片去。驅(qū)動(dòng)芯片受到方波的控制,以一定的間隔向上橋和下橋MOS管的柵極輪流送去方波,在一個(gè)周期的一定時(shí)間里上橋?qū)ǎ硪欢螘r(shí)間里下橋?qū)?,電流分別經(jīng)過(guò)上橋和下橋流過(guò)扼流圈,四相的電流合在一起,由濾波電容平滑就得到了輸出給CPU的Vcore。當(dāng)負(fù)載變化或者輸出電壓有偏差時(shí),主控芯片監(jiān)測(cè)到變化,相應(yīng)地調(diào)整PWM方波信號(hào)的脈寬占空比,輸出電壓就受調(diào)節(jié)回到預(yù)定值。在上面這個(gè)結(jié)
27、構(gòu)圖里,我們可以看到n相有1個(gè)主控芯片,n個(gè)輸出扼流圈,n個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片,n組MOS管,若干個(gè)并聯(lián)的輸出濾波電容,若干個(gè)并聯(lián)的輸入濾波電容,以及輸入扼流圈。我們來(lái)看幾個(gè)例子對(duì)照一下。 三相供電的Intel DG45ID的供電部分。一般說(shuō)來(lái)每相供電有一個(gè)扼流圈,我們看到3個(gè)扼流圈,可以推測(cè)是三相供電。跟著我們可以找到9個(gè)MOSFET分成3組,每組3個(gè),每組旁邊還有對(duì)應(yīng)的1個(gè)MOSFET Driver芯片,這些可以驗(yàn)證我們?nèi)喙╇姷呐袛唷2贿^(guò)這塊主板+12V輸入的地方?jīng)]有加扼流圈。每相三顆MOSFET屬于“一上兩下”的設(shè)計(jì)。MOSFET分為上橋(High-side MOSFET)和下橋(Lo
28、w-side MOSFET),上橋的損耗中開(kāi)關(guān)損耗占主要成分,受開(kāi)關(guān)速度影響,和開(kāi)關(guān)頻率成正比,要降低開(kāi)關(guān)損耗需要提高開(kāi)關(guān)速度;而下橋的損耗主要是導(dǎo)通損耗,與導(dǎo)通時(shí)間、導(dǎo)通內(nèi)阻、電流的平方成正比,降低導(dǎo)通內(nèi)阻可以減少導(dǎo)通損耗。因而每相使用多于兩顆MOS的時(shí)候,首先是并聯(lián)多顆下橋以降低導(dǎo)通損耗。 首先是并聯(lián)多顆下橋以降低導(dǎo)通損耗。 六相供電的技嘉EP45-UD3。我們可以看到六個(gè)扼流圈六相供電的技嘉EP45-UD3。我們可以看到六個(gè)扼流圈,MOSFET共18個(gè)正好每3個(gè)和一個(gè) 輸出扼流圈搭配。我們還能看到每相旁邊小小的MOSFET Driver芯片。最后我們還看到CPU插座一角方形的PWM主控芯
29、片,它是intersil ISL6336,支持最高到6相供電。由此我們可以確認(rèn)這是6相供電,每相MOSFET采用一上兩下配置的主板。每相使用的三顆MOS管屬于SO-8衍生型封裝,是具備低導(dǎo)通內(nèi)阻(Low Rds-on)的MOSFET。 四相供電的技嘉EP43-DS3L,每相一顆扼流圈、一顆Driver和三顆MOSFET都能對(duì)號(hào)入座。主控芯片是最高支持4相工作的intersil ISL6334,因而它是4相供電。常規(guī)情況里MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片也有集成進(jìn)主控芯片的情況。MOS管的驅(qū)動(dòng)是通過(guò)給柵極加上高電平或者低電平實(shí)現(xiàn)的,MOS管柵極有很大的電容,要驅(qū)動(dòng)MOS管快速開(kāi)關(guān),驅(qū)動(dòng)
30、芯片就要輸出一定的電流,而這么大的電流集成到主控芯片里就有可能因?yàn)榘l(fā)熱對(duì)主控芯片(屬于模擬集成電路)的工作精度造成影響,從而影響到輸出電壓的準(zhǔn)確性。因而主控芯片里最多集成三相的MOS驅(qū)動(dòng)器。三相以內(nèi)主板目前往往直接使用集成MOS驅(qū)動(dòng)的主控芯片,沒(méi)有獨(dú)立的MOSFET Driver。而4相、5相供電的主板,一般使用4個(gè)、5個(gè)獨(dú)立的MOSFET Driver,也有使用集成三相MOS驅(qū)動(dòng)的主控,第四相、第五相用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)的方案。下面是幾個(gè)例子。 映泰Tforce 945P映泰Tforce 945P,三相供電,使用集成了三相MOS驅(qū)動(dòng)的intersil ISL6566主控,每相三顆MO
31、SFET。同樣我們也沒(méi)有見(jiàn)到輸入扼流圈。 映泰TA790GX 128M 映泰TA790GX 128M,四相供電,使用集成了三相MOS驅(qū)動(dòng)的intersil ISL6322主控,每相三顆MOSFET,第四相的MOSFET Driver放在MOSFET旁邊(圈出來(lái)了)。類(lèi)似的還有映泰TP43D2-A7,同樣是ISL6322的方案。昂達(dá)魔劍P35昂達(dá)魔劍P35(同樣地還有七彩虹C.P35 X7),五相供電,每相搭配兩顆MOSFET,使用Richtek的主控芯片RT8802搭配兩顆RT9619 MOSFET Driver,RT8802是支持25相的PWM控制器,同時(shí)整合了三相MOSFET D
32、river,第四相和第五相就要外掛Driver芯片了。老一些的MOSFET Driver芯片使用HIP6602這樣單顆集成兩相MOS驅(qū)動(dòng)的芯片,也就是說(shuō)兩相的驅(qū)動(dòng)整合到一顆芯片里。它的外觀可能是雙列14引腳(SSOP-14)或四面共16引腳(QFN-16)。下面是幾個(gè)例子。 Driver放在MOSFET旁邊(圈出來(lái)了)。類(lèi)似的還有映泰TP43D2-A7,同樣是ISL6322的方案。 梅捷SY-15P-FG,四相供電每相三顆MOS管,PWM主控芯片是intersil ISL6561,每?jī)上嗍褂昧艘活w14引腳的driver(已圈出) 升技AN8,四相供電,MOS管覆
33、蓋在散熱片下面。我們同樣可以看到每?jī)上嗍褂玫囊活wDriver(已圈出),這里取代HIP6602的是intersil ISL6614芯片。Intersil的某款PWM主控這里被貼上了GURU標(biāo)簽,所以我們看不到型號(hào)。磐正8RDA3I PRO,兩相供電,每相搭配三顆MOS管和兩顆并聯(lián)的扼流圈(這個(gè)我們后面會(huì)提到)。它的供電使用了intersil HIP6302(上圖左邊)主控搭配一顆HIP6602驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)控制兩相供電。盡管總共有四顆輸出扼流圈,由于主控是只支持到2相的HIP6302,兩相Driver也只有一顆,MOS管總共6顆只能分給兩相而不是四相,我們知道這是一個(gè)兩相而非四相的供電方案。我們先
34、來(lái)看這種容易導(dǎo)致困惑的情況。一些主板廠商選擇每相使用兩顆并聯(lián)的扼流圈。一般用戶的認(rèn)知是一顆扼流圈對(duì)應(yīng)一相,看到豪華的十顆十二顆扼流圈就只有驚嘆的份了,這樣在豪華程度上也迅速地與其它廠商拉開(kāi)了差距。我們并不清楚廠商用兩個(gè)電感并聯(lián)代替一個(gè)電感有什么技術(shù)上的理由。兩個(gè)電感可以允許兩倍大的電流通過(guò),相同大小的損耗分擔(dān)到兩個(gè)電感上每個(gè)電感溫升更小,不過(guò)和真正分成兩相相比,紋波還是要輸一些。 (圖:技嘉DQ6) (圖) 梅捷超燒族OC3P45-GR)上面這些主板包括臺(tái)系和大陸的知名品牌,其共同點(diǎn)在于每相使用兩顆并聯(lián)電感代替一顆,看上去是2n相供電的,其實(shí)是n相。我們來(lái)看看如
35、何識(shí)破它們。 首先我們回到這個(gè)老祖宗,EPOX 8RDA3I PRO。前面我們說(shuō)過(guò)它是兩相而非四相的設(shè)計(jì),理由是如下兩點(diǎn):PWM主控芯片和driver數(shù)量都表明這是兩相供電的方案; 6個(gè)MOSFET,只能是兩相,每相3個(gè),而不可能是4相。 可以看到EPOX的智慧比這些后來(lái)者們足足早了三年有余!然后是梅捷超燒族P45,可以看到它也很容易看透。盡管有10個(gè)扼流圈,可MOS總數(shù)只有5對(duì),只能是5相供電、每相一對(duì)MOS管的配置。此外在供電的兩角我們還可以看到兩顆driver芯片,是驅(qū)動(dòng)第四相、第五相的。翔升P45T下面這個(gè)就比較tricky了,翔升P45T。8個(gè)扼流圈8對(duì)MOS管,怎么看都是
36、8相供電嘛!不過(guò)等等,我們可以找到它的主控芯片是支持4相控制的ISL6312,旁邊還能找到1顆MOSFET Driver(已圈出)。這是典型的使用內(nèi)置3組driver和一個(gè)外置driver控制的四相電路,每相兩個(gè)扼流圈并聯(lián),4顆MOSFET每?jī)蓚€(gè)并聯(lián)為一組。類(lèi)似地還有技嘉DQ6系列。這個(gè)“12相”供電是由支持6相控制的ISL6327/ISL6336控制芯片配合6個(gè)ISL6609 driver芯片驅(qū)動(dòng)的,通過(guò)主控芯片的規(guī)格和driver數(shù)量我們可以得知它是6相供電。技嘉官方已經(jīng)承認(rèn)DQ6系列的設(shè)計(jì)是“虛擬12相”。早期DQ6主板每相配備4顆MOSFET,到了EX48-DQ6上,每相配備了5顆,這
37、樣通過(guò)MOSFET數(shù)量也能自動(dòng)排除12相的可能。每相兩顆并聯(lián)往往出現(xiàn)在“超過(guò)6相”供電的主板上。實(shí)際上多相供電的控制器已經(jīng)出現(xiàn)的最多到6相(注:在本文完成前夕,驚悉臺(tái)灣uPI已經(jīng)推出了原生12/8相的VR11控制器uP6208,ADI也有原生8相的控制器,看來(lái)我是out了,hoho)容易被混淆的輸入扼流圈(Input Choke)前面我們提到供電的輸入部分可能有一個(gè)扼流圈。通常它緊挨著+12V輸入的4pin/8pin插座。這個(gè)扼流圈常常以磁棒的形態(tài)出現(xiàn)。由于這種外觀和輸出扼流圈差別較大,一般不會(huì)混淆。甚至有些人意識(shí)不到這是一個(gè)電感。然而有的時(shí)候它也是一個(gè)封閉電感的樣子如上圖,如果它和輸出扼流圈
38、靠得比較近,就容易被認(rèn)錯(cuò)了。不過(guò)一般來(lái)講輸入扼流圈的感值和輸出扼流圈不大一樣,這會(huì)體現(xiàn)在標(biāo)記上。同時(shí)因?yàn)檩斎攵罅魅Φ碾娏餍∫恍?,所以外觀尺寸上也會(huì)不大一樣。有的時(shí)候它是個(gè)環(huán)形的扼流圈,這種情況就更容易認(rèn)錯(cuò)了。青云PX915 SLI這張圖我們可以看到供電的輸出扼流圈和輸入扼流圈都是環(huán)形,綠色磁芯,只是輸入扼流圈的繞數(shù)比輸出扼流圈少一些。注意到這點(diǎn)區(qū)別就不會(huì)把它當(dāng)成四相供電的主板。三相供電么?不,這是兩相,輸入扼流圈的磁芯和繞線外皮顏色都有點(diǎn)差異。當(dāng)年有很多編輯會(huì)把這種主板當(dāng)作三相供電。 磐正8RDA+曾經(jīng)非常流行的EPOX 8RDA+。盡管輸入扼流圈的外觀和個(gè)頭都與輸出扼流圈相差無(wú)幾,
39、從它的位置以及MOS管總數(shù)可以把它和輸出扼流圈區(qū)分開(kāi)來(lái)。梅捷SY-15P-FG供電部分相信沒(méi)有人會(huì)把它認(rèn)成5相供電了。只要注意位置和外觀的差異,識(shí)別輸入扼流圈并不是難事。真8相和真16相供電是如何實(shí)現(xiàn)的?("True 8-phase/16-phase" voltage regulators)主流的PWM控制芯片最多支持到6相(本文完成前夕,臺(tái)灣uPI已經(jīng)推出了原生12/8相的VR11控制器uP6208)。然而華碩很高調(diào)地宣稱(chēng)他們的主板具備真8相甚至真16相供電,這是如何做到的?華碩P5Q供電部分在華碩8相和16相供電的主板上,我們確實(shí)能找到每相對(duì)應(yīng)的MOSFET drive
40、r芯片,也就是說(shuō)每相有一顆獨(dú)立的driver在驅(qū)動(dòng)。不幸的是PWM控制芯片表面被華碩自家的編號(hào)以及EPU字樣給覆蓋了,這樣我們也就不知道PWM控制芯片的規(guī)格。臺(tái)灣網(wǎng)友LSI狼對(duì)8相供電的早期型號(hào)A8N32 SLI Deluxe進(jìn)行過(guò)分析。A8N32 SLI Deluxe的主控芯片是支持4相工作的ADI ADP3186,配合了ADG333A四路的二選一開(kāi)關(guān)。據(jù)我分析這樣的工作方式是讓ADP3186輸出4相的相位信號(hào),單刀雙擲開(kāi)關(guān)在第一個(gè)周期里把四相信號(hào)輸送給第1、2、3、4個(gè)driver,第二個(gè)周期里把四相信號(hào)輸送給第5、6、7、8個(gè)信號(hào)。這樣8相的driver就能錯(cuò)開(kāi)相位輪流導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)8相工作
41、方式第一代8相供電主板就是這樣實(shí)現(xiàn)的。由此推測(cè),真16相的做法可能是兩個(gè)8相交替開(kāi)關(guān)動(dòng)作或者4個(gè)4相交替動(dòng)作。在P5Q主板的8相供電電路中我們只找到一顆打著EPU2標(biāo)記的PWM控制芯片,而沒(méi)有看到類(lèi)似電子開(kāi)關(guān)的額外芯片。在P5Q Deluxe這樣16相供電設(shè)計(jì)的主板上除了EPU還能找到一顆名為PEM的芯片。對(duì)它們的具體功能我們找不到公開(kāi)資料,結(jié)合華碩的說(shuō)法來(lái)看,EPU是一顆原生控制8相的PWM控制器,而PEM作為電子開(kāi)關(guān)一類(lèi)的器件負(fù)責(zé)將8相信號(hào)送到16相的驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)16相與8相可切換的工作方式。K10的分離供電與N+1相供電設(shè)計(jì)(K10's Split-Plane design an
42、d "N+1" phase power delivery circuits)AMD K10處理器引入了分離電源層(Split Power Plane)的設(shè)計(jì)。分離電源層是指,CPU內(nèi)部被劃分成處理器內(nèi)核(每個(gè)核心以及L2緩存)和片上北橋(L3緩存、HTT3.0控制器、內(nèi)存控制器等等)兩部分,處理器內(nèi)核使用名為VDD的電源,片上北橋使用名為VDDNB的電源,這兩個(gè)電源的工作電壓我們分別稱(chēng)為內(nèi)核電壓和北橋電壓。在不同的工作狀態(tài)下兩組電壓可以獨(dú)立地進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能效果。要獲得兩組獨(dú)立的電壓,就需要兩個(gè)獨(dú)立的供電電路。在分離供電設(shè)計(jì)的主板上,一個(gè)傳統(tǒng)的N相供電電路根據(jù)VID
43、信號(hào)中內(nèi)核VID的指示提供VDD電源,另外還有一個(gè)獨(dú)立的單相供電電路根據(jù)VID中北橋VID的指示提供獨(dú)立的VDDNB電源,這就是所謂“N+1相”設(shè)計(jì)。N+1相供電設(shè)計(jì)的主板在插上單一電源設(shè)計(jì)的K8 CPU時(shí),只有N相的VDD電源工作,產(chǎn)生VDD電壓提供給CPU。K10的供電需求對(duì)VDD電源的輸出電流要求最高可達(dá)100A,TDP最高達(dá)到140W(Phenom 9950 2.6GHz),需要四相供電支持,否則供電電路會(huì)發(fā)熱過(guò)大不夠穩(wěn)定。因此K10主板常見(jiàn)的供電設(shè)計(jì)是4+1相,面向低端的整合主板常見(jiàn)3+1相的設(shè)計(jì),而部分超頻主板甚至做到了5+1相。我們以技嘉MA770-DS3H的供電為例看看如何判斷
44、N+1相供電。MA770-DS3H的供電部分在供電部分我們看到五顆輸出扼流圈,標(biāo)稱(chēng)感值都是0.50微亨,不過(guò)供電部分的MOSFET總共有14顆(旁邊還有一顆風(fēng)扇調(diào)速用器件,不屬于CPU供電電路)。此外我們能找到主控芯片是最高支持4+1相供電設(shè)計(jì)的ISL6324(CPU內(nèi)核支持24相供電,并內(nèi)建2個(gè)driver),還能找到一顆driver芯片。MOS管數(shù)量14=3*4+2,于是VDD是4相供電每相3顆MOS管,VDDNB是1相供電2顆MOS管。由于ISL6324的VDD供電內(nèi)建2個(gè)driver,VDD供電的第三第四相是通過(guò)兩顆外置driver來(lái)驅(qū)動(dòng)的。由此我們可以判斷其為4+1相供電設(shè)計(jì)。在MA
45、78GH-S2H上面我們能看到14顆MOS管和4顆0.60微亨扼流圈,ISL6323主控芯片配合1顆外掛driver,同理可推斷為3+1相供電。K10發(fā)布以后intersil推出了對(duì)應(yīng)的混合式電源管理方案ISL6323和ISL6324,這兩個(gè)芯片都支持最高4+1相供電設(shè)計(jì),如果看到這個(gè)控制芯片,那基本上就是N+1相的方案了映泰TF8200 A2+供電部分 這個(gè)更容易識(shí)別,4個(gè)扼流圈是3個(gè)0.60微亨和1個(gè)2.2微亨,顯然是3+1相供電,MOS管數(shù)量14=4*3+2,所以是VDD供電每相4顆MOS,VDDNB供電兩顆微星P45白金版上的DrMOS 上面這兩塊主板都使用了DrMOS芯片,分別來(lái)自飛
46、兆半導(dǎo)體和瑞薩科技。DrMOS的好處首先是節(jié)省PCB空間,同時(shí)通過(guò)多個(gè)元件封裝到一個(gè)微星P45白金版上的DrMOS上面這兩塊主板都使用了DrMOS芯片,分別來(lái)自飛兆半導(dǎo)體和瑞薩科技。DrMOS的好處首先是節(jié)省PCB空間,同時(shí)通過(guò)多個(gè)元件封裝到一個(gè)芯片里可以減少PCB和元件引腳的寄生電感,降低開(kāi)關(guān)損耗和振蕩,可以工作在更高的開(kāi)關(guān)頻率下。按照瑞薩科技的說(shuō)法,DrMOS可以提高轉(zhuǎn)換效率并顯著地降低供電區(qū)域的溫度。應(yīng)該說(shuō)這是一種在每相的器件使用上直接提高效率降低溫度的做法。 微星790GX上的DrMOS這張790GX的供電仍然是4+1相intersil方案。我們可以看到,其中VDDNB供電和兩相VDD供電使用了三顆SO-8扁平引腳封裝的傳統(tǒng)MOSFET,而另外兩相使用了DrMOS。通過(guò)這張圖我們可以得知兩點(diǎn):DrMOS占用空間確實(shí)有優(yōu)勢(shì); DrMOS可以直接替換傳統(tǒng)供電里的driver+MOSFET的位置。 華碩在玩家國(guó)度P35 “Blitz”主板上率先使用了DrMOS器件但并未繼續(xù)下去,而微星從08年起把DrMOS作為其節(jié)能賣(mài)點(diǎn)的特色技術(shù)和宣傳重心
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