¿Qué significa el circuito de alimentación de la placa base del ordenador?
El bucle de alimentación es una parte importante de la placa base. Su función es convertir la corriente entregada por la fuente de alimentación del host al voltaje y convertir el voltaje al valor de voltaje central que la CPU puede aceptar. para que la CPU pueda funcionar normalmente, además de dar forma y filtrar la corriente entregada por la fuente de alimentación del host, filtrando diversas señales de interferencia y desorden para garantizar el funcionamiento estable de la computadora. La parte principal del circuito de alimentación generalmente se encuentra cerca del zócalo de la CPU de la placa base.
El circuito de alimentación se puede dividir en modo de fuente de alimentación lineal y modo de fuente de alimentación conmutada según su principio de funcionamiento.
Método de suministro de energía lineal
Este es el método de suministro de energía de la placa base hace muchos años. Se realiza cambiando el grado de conducción del transistor. El transistor es equivalente a una resistencia variable. Conectado al circuito de alimentación. Dado que la misma corriente fluye a través de la resistencia variable y la carga, se consume una gran cantidad de energía y la temperatura aumenta, lo que da como resultado una baja eficiencia de conversión de voltaje. Especialmente en circuitos de alimentación que requieren grandes corrientes, no se pueden utilizar fuentes de alimentación lineales. En la actualidad, este método de suministro de energía ha sido eliminado hace mucho tiempo.
Modo de fuente de alimentación conmutada
Este es el modo de fuente de alimentación más utilizado actualmente. El chip IC del controlador PWM proporciona modulación de ancho de pulso y envía señales de pulso, provocando los transistores de efecto de campo MOSFET1 y. MOSFET2 para tomar turnos de conducción. Las bobinas de choque L0 y L1 sirven como inductores acumuladores de energía y forman con los condensadores conectados un circuito de filtro LC.
El principio de funcionamiento es el siguiente: cuando se debe reducir el voltaje VCORE a través de la carga (como el voltaje requerido por la CPU), a través de la acción de conmutación del transistor de efecto de campo MOSFET, la alimentación externa El suministro carga el inductor y alcanza el voltaje nominal requerido. Cuando el voltaje en ambos extremos de la carga aumenta, mediante la acción de conmutación del transistor de efecto de campo MOSFET, la fuente de alimentación externa se desconecta y el inductor libera la energía recién cargada. En este momento, el inductor se convierte en una fuente de energía y continúa. para suministrar energía a la carga. A medida que se consume la energía almacenada en el inductor, el voltaje a través de la carga comienza a disminuir gradualmente y la fuente de alimentación externa debe cargarse nuevamente mediante la acción de conmutación del transistor de efecto de campo MOSFET. Por analogía, en el proceso de carga y descarga continua, se forma un voltaje estable, de modo que el voltaje en ambos extremos de la carga nunca aumentará ni disminuirá. Esta es la mayor ventaja de la fuente de alimentación conmutada. Además, debido a que el transistor de efecto de campo MOSFET funciona en estado de conmutación, la resistencia interna cuando está encendido y la corriente de fuga cuando está apagado son ambas pequeñas, por lo que su consumo de energía es muy pequeño, lo que evita el consumo del Parte de resistencia de la fuente de alimentación lineal conectada en serie en el circuito. Muchos problemas de energía. Así funciona el llamado "bucle de alimentación monofásico".
La fuente de alimentación monofásica generalmente puede proporcionar una corriente máxima de 25 A, pero las CPU de uso común en la actualidad ya han superado este número. La potencia del procesador P4 puede alcanzar los 70-80 vatios y la corriente de funcionamiento puede. Incluso alcanzar los 50 A, la fuente de alimentación monofásica no puede proporcionar suficiente energía confiable, por lo que el diseño del circuito de fuente de alimentación de la placa base ahora adopta un diseño bifásico o incluso multifásico. (Como se muestra en la Figura 2) es un diagrama esquemático de una fuente de alimentación bifásica. Es fácil de entender. Es una conexión en paralelo de dos circuitos monofásicos, por lo que en teoría puede proporcionar el doble de corriente. puede ser más que suficiente para satisfacer las necesidades de la CPU actual. Pero lo anterior es pura teoría. En situaciones reales, es necesario agregar muchos factores, como el rendimiento de los elementos de conmutación y la resistencia de los conductores, que son factores que afectan a Vcore. En aplicaciones prácticas, existe un problema de eficiencia en la parte del suministro de energía. La energía eléctrica no se convierte al 100%. Generalmente, la energía eléctrica consumida se convierte en calor y se disipa. Por lo tanto, cualquier suministro de energía regulado común es siempre la parte más caliente. del aparato eléctrico. Cabe señalar que cuanto mayor es la temperatura, menor es la eficiencia. De esta manera, si la eficiencia de conversión del circuito no es muy alta, es posible que el circuito que utiliza una fuente de alimentación bifásica no pueda satisfacer las necesidades de la CPU, por lo que han aparecido circuitos de fuente de alimentación trifásicos o incluso más fases. Sin embargo, esto también complica el cableado de la placa base. Si el diseño del cableado no es muy razonable en este momento, afectará una serie de problemas como la estabilidad del funcionamiento de alta frecuencia. Muchos productos de placas base convencionales actualmente en el mercado utilizan circuitos de fuente de alimentación trifásicos. Aunque pueden suministrar suficiente energía a la CPU, la estabilidad de la placa base en situaciones extremas está limitada hasta cierto punto debido a un diseño de circuito insuficiente. Resolver este problema requerirá inevitablemente mayores esfuerzos en el diseño de circuitos y el cableado, y el costo también aumentará.
La razón por la que el circuito de alimentación utiliza una fuente de alimentación multifásica es para proporcionar una corriente más estable. La señal de onda cuadrada de pulso enviada desde el chip de control PWM se transforma en una corriente similar a CC a través del LC. Circuito de oscilación. El tiempo de alto potencial de la onda es muy corto. Cuantas más fases hay, más cercana está la corriente cuasi-CC a la CC.
El circuito de alimentación juega un papel muy importante en el rendimiento del ordenador y en la estabilidad del trabajo. Es un parámetro de rendimiento importante de la placa base. Al comprar, debe elegir productos de los principales fabricantes que estén bien diseñados y utilicen suficientes materiales.