Схема питания процессора.

в разделе "Статьи" на сайте

electrosad.narod.ru

Задача питания современных процессоров сложна уже потому, что им требуется до 130 Вт, при токах нагрузки до 80 ампер. Это не простая задача не только для источника питания, но для линий подачи питания. Поскольку при напряжении питания 1,65 - 1,5 В, потеря на проводах, разъемах, пайках хотя бы 0,3 В приводит не только к их разогреву, но и нестабильности напряжения, поскольку потребляемый процессором ток меняется в зависимости от его загрузки.

Для решения этой проблемы существовало простое и оригинальное решение - это получение нужного напряжения в непосредственной на системной плате от преобразователя напряжения с индуктивным накопительным элементом (инвертора). Кроме способности формировать необходимые напряжения, простого его регулирования данное устройство имеет высокий КПД. Из последнего вытекает способность потреблять от блока питания компьютера меньший ток чем отдается в нагрузку.

Из соотношения

P_бп = P_проц х 1/КПД 

следует 

I_бп = 1/КПД х А х I_проц .

Здесь А = U_проц /U _бп  для U_проц = 1,65 В и U_бп = 5 В имеем А =0,33.

При КПД равном 85% (минимальный 75%) ток потребляемый от БП (блока питания) компьютера составляет I_проц = 50 А. Этот ток меньше потребляемого процессором почти в 2 раза.

У такой схемы был один недостаток мощность такого инвертора при малых габаритах не превышает 30 Вт. Но был найден выход, он заключался в параллельном включении нескольких синхронно работающих инверторов, они работают со сдвигом по времени равным T/N. T - период следования одного инвертора, а N - число инверторов

Такая схема названа многофазной.

Количество фаз определяется количеством параллельно включенных инверторов, что в свою очередь определяет ток в нагрузке инвертора (потребляемый процессором). Широкое применение нашли трех фазные инверторы, но сейчас в связи с ростом потребляемой процессором мощности уже появились и четырех фазные.

(Мне сообщили появились 12 фазные схемы - 11.2007) Они позволяют при меньшем рабочем токе инвертора (и соответственно облегченном тепловом режиме силовых ключей) получить больший суммарный выходной ток, снизить пульсации выходного напряжения при той же емкости фильтрующих конденсаторов фильтра. Облегчение теплового режима позволяет выполнить инвертор в интегральном исполнении.
Кроме того меньшая мощность, приходящаяся на каждую фазу инвертора, позволяет разгрузить накопительную индуктивность L1. Это уменьшение ее нагрева.

Схема инвертора.

Внешний вид инвертора.

Нижний график - осциллограммы 3х фаз инверторов (каждая своим цветом),  верхний- результирующая осциллограмма с утроенной частотой.

Опубликована на сайте - июнь 2006 г.

<<Назад>> <<в начало>> <<на главную>>

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "electrosad.narod.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через гостевую книгу или почтой.

 Copyright Sorokin A.D.