Статья добавлена: 30.03.2022
Категория: Статьи по блокам питания
Управление напряжением источника питания модулей памяти через разряды GPIO.
GPIO (General Purpose Input/Output - универсальный ввод/вывод) называют «порт общего назначения», поскольку каждый его разряд может быть свободно настроен для работы по приему как входных сигналов, так и для формирования выходных сигналов (программным путем). В ранних вариантах каждый порт был либо исключительно входным, либо исключительно выходным. Однако сейчас GPIO является «гибким» по использованию своих контактов. Можно установить их назначение в соответствии с вашими потребностями (на вход, на выход или вход/выход в любой количественной комбинация.
Порт GPIO размещают внутри кристаллов чипсетов, прцессоров, вспомогательных чипов управления, SIO и т. д.. Порт GPIO теперь обрабатывает как входящие, так и исходящие цифровые сигналы. В качестве входного порта его можно использовать, например, для связи PCH с сигналами полученными от переключателей, или цифровыми показаниями, полученными от датчиков.
В качестве выходного порта его можно использовать для формирования сигналов управления внешними операциями, например, для управления режимом работы источника питания модулей памяти и т. п..
Разряды GPIO называют «порт общего назначения — IO PIN», поскольку каждый его разряд может быть настроен (программным путем) для работы по приему входных сигналов, и для формирования выходных сигналов.
Специальный регистр портов определяет направление для каждого внешнего вывода GPIO - либо на ввод, либо на вывод, либо на ввод/вывод. Регистр входных данных порта показывает состояние входных контактов. Регистр выходных данных порта используется для вывода данных через выходные выводы, для этого нужно программно записать выходные значения в этот регистр. Значение 0 преобразуется в LOW-выход; 1 преобразуется в HIGH выход. Как и в обычной памяти, значения, записанные здесь, сохраняются до перезаписывания. Это означает, что уровень выходного контакта будет поддерживаться до тех пор, пока значение не будет изменено. С помощью раэрядов GPIO можно реализовывать (программным путем) сложные алгоритмы управления различными устройствами и удобно (при необходимости) их корректировать.
Модули оперативной памяти питаются током, имеющим определенное стандартное напряжение, величина которого зависит от типа и технологии изготовления модулей. Например, модули SDRAM в обычных условиях должны питаться током в 3,3 В, модули DDR – 2,5 В, модули DDR2 – 1,8 В, а модули DDR3 – 1,5 В. В последние годы были разработаны стандарты с еще более низким напряжением – DDR3L и DDR3U. Для модулей памяти, соответствующих первой спецификации, данная величина составляет 1,35 В, а для соответствующих второй – 1,25 В. Таким образом, хорошо заметна тенденция к уменьшению питающего напряжения в зависимости от усовершенствования технологии изготовления модулей памяти. Причину подобного явления легко понять, если учитывать, что снижение напряжения микросхем памяти позволяет уменьшить энергопотребление и тепловыделение памяти.
Контроллер памяти DDR3 (в процессоре Ivy Bridge) поддерживает память до DDR3-2800 MT/s, (1.8V, 1.65V, 1.5V) и DDR3L (низковольтная - 1.35V). Для управления источником
питания модулей памяти используются разряды GPIO чипа SIO-Fintek F71869AD (GPIO01 и GPIO02 на рис.1), с которых формируются управляющие сигналы DDR_OV1 и DDR_OV2 (контакты 49 и 50). Два сигнала в 4-х различных комбинациях определяют выходное напряжение (рис. 2) источника питания модулей памяти (рис. 3).
Статья добавлена: 25.03.2022
Категория: Статьи по блокам питания
Управление напряжениями питания компонентов процессора (на примере CPU_ VTT).
CPU_ VTT это напряжение питания терминаторов процессора. Еще такое напряжение иногда называют дополнительным, или напряжением питания системной шины. Повышение этого напряжения терминаторов процессора может улучшить разгон. Но для разгона используют другие опции, а опция CPU_VTT Voltage может только улучшить сам разгон. Не стоит повышать это напряжение больше чем на 0.2 относительно штатного значения.
Установка данной опции довольно часто используется в качестве вспомогательной меры при разгоне центрального процессора. Правильное применение данного параметра вместе с другим важным параметром – напряжением ядра процессора Vcore может значительно увеличить стабильность системы при разгоне. Принцип стабилизации работы процессора основан на том, что повышение напряжения уменьшает количество ложных электрических сигналов в системной шине.
Однако если повысить напряжение выше штатного на слишком большую величину, то может увеличиться риск выхода из строя ЦП, а также повыситься степень его нагрева. Поэтому при установке повышенного напряжения процессора есть смысл задуматься об улучшении его охлаждения.
На рис.1 показана схема источника напряжения CPU_ VTT. На вход FB чипа U28 поступает напряжение обратной связи. Этот вход FB является инвертирующим входом усилителя ошибки. Резисторный делитель от выхода FB к GND (R763,R766 и R766) используется для стандартной установки напряжения регулирования.
Напряжение на входе FB (CPU_VTT_FB) можно изменить одним из двух способов:
- используя цифро-аналоговый преобразователь (англ. digital to analog converter, сокр. DAC), который является электронным устройством для преобразования цифрового сигнала в аналоговый (чип U57 UP1811BMA5 рис. 2);
- используя параллельное подключение резистора R337 к R766 (рис. 3) для изменения напряжения на входе FB (причина: сигнал VTT_SELECT_SIO = НУ ).
Статья добавлена: 10.03.2022
Категория: Статьи по блокам питания
Параметры аккумуляторной батареи для оценки ее возможности и качества.
При покупке аккумулятора потребитель должен знать на какие параметры батареи ему нужно обратить внимание. К основным параметрам аккумулятора, по которым можно оценить его возможности и качество относятся: номинальная емкость (та, которая должна быть), реальная емкость и внутреннее сопротивление, отдаваемая емкость, коэффициент отдачи, коэффициент полезного действия аккумулятора, срок службы.
Номинальная емкость аккумулятора - это количество электрической энергии, которой аккумулятор теоретически должен обладать в заряженном состоянии. Количество энергии определяется при разряде аккумулятора постоянным током в течение измеряемого промежутка времени до момента достижения заданного порогового напряжения. Измеряется в ампер-часах (А*час) или миллиампер-часах (mA*час). Ее значение указывается на этикетке аккумулятора или зашифровано в обозначении его типа. Практически эта величина колеблется от 80 до 110% от номинального значения и зависит от большого числа факторов: от фирмы-изготовителя, условий и срока хранения, от технологии ввода в эксплуатацию, технологии обслуживания в процессе эксплуатации, используемых зарядных устройств, условий и срока эксплуатации и т.д. Теоретически аккумулятор номинальной емкостью 600 мА*час может отдавать ток 600mA в течение одного часа, 60 мА в течение 10 часов, или 6mA в течение 100 часов. Практически же, при высоких значениях тока разряда номинальная емкость никогда не достигается, а при низких токах превышается....
Статья добавлена: 16.02.2022
Категория: Статьи по блокам питания
Критерии оценки качества блока питания ПК.
Для оценки качества блока питания используются различные критерии. При покупке компьютера (или замене блока питания) необходимо обратить внимание на ряд параметров источника питания....
Статья добавлена: 19.01.2022
Категория: Статьи по блокам питания
Базовый элемент для построения многофазного импульсного регулятора напряжения питания (ликбез).
Без рассмотрения принципов действия простейшего однофазного импульсного регулятора напряжения нельзя переходить к рассмотрению многофазных импульсных регуляторов напряжения питания. Рассмотрим основные компоненты импульсного регулятора напряжения питания. Импульсный понижающий преобразователь напряжения питания содержит: ШИМ-контроллер (PWM-контроллер); электронный ключ, который управляется ШИМ-контроллером и периодически подключает и отключает нагрузку к линии входного напряжения; индуктивно-емкостной LC-фильтр для сглаживания пульсаций выходного напряжения (ШИМ - широтно-импульсная модуляция, PWM - это Pulse Wide Modulation).
PWM-контроллер создает последовательность управляющих импульсов напряжения, представляющих собой последовательность прямоугольных импульсов напряжения (см. рис. 1), которые характеризуются амплитудой, частотой и скважностью (скважностью называют отношение промежутка времени, в течение которого сигнал имеет высокий уровень, к периоду сигнала).
Статья добавлена: 17.01.2022
Категория: Статьи по блокам питания
Необоснованные страхи и мифы о литий-ионных батареях.
Избавтесь от многих необоснованных страхов о снижении продолжительности жизни вашей литий-ионной батареи из-за «неправильной» ее эксплуатации. Большинство из этих мифов пришли к нам со времен использования старых никелевых аккумуляторов, а новые литий-ионные батареи, использующиеся в планшетах, телефонах, ноутбуках, фотоаппаратах не имеют к этим заблуждениям никакого отношения.
Широко известны три самых распространенных заблуждения о «неправильной» эксплуатации литий-ионных батарей:
1. Новые батареи нуждаются в начальной зарядке в течение ночи.
2. Перезарядка повредит вашему литий-ионному аккумулятору и уменьшит время автономной работы.
3. Нужно регулярно полностью разряжать батарею устройства, чтобы она не потеряла своей емкости.
Статья добавлена: 24.12.2021
Категория: Статьи по блокам питания
Технология DrMOS II.
Технология DrMOS была разработана компанией Intel и буквально означает Driver + MOSFETs, т. е. используется одна микросхема, объединяющая и силовые транзисторы, и драйвер. Естественно, что при этом также применяются отдельные дроссели и конденсаторы, а для управления всеми фазами служит многоканальный PWM-контроллер.
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 свое 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 работют 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.
Статья добавлена: 09.12.2021
Категория: Статьи по блокам питания
Параметры источников питания необходимые для надежной работы ПК.
При замене блока питания компьютера (или покупке) необходимо обращать внимание на ряд важных для надежной работы системы параметров источника питания:
1. Диапазон изменения входного напряжения (рабочий диапазон), при котором может работать источник питания (для напряжения 110 В диапазон изменения входного напряжения обычно от 95 до 140 В; для 220 В - от 180 до 270 В).
2. Среднее время наработки на отказ, или среднее время безотказной работы, или среднее время работы до первого отказа (параметр MTBF (Mean Time Between Failures) либо MTTF (Mean Time To Failure)). Этот расчетный параметр указывают в часах, в течение этого времени ожидается, что источник питания будет функционировать нормально (например, 100 тыс. часов или более). Фактически изготовители применяют ранее разработанные стандарты, чтобы вычислить вероятность отказов отдельных компонентов источника питания. При вычислении среднего времени безотказной работы для источников питания часто используются данные о нагрузке блока питания и температуре среды, в которой выполнялись испытания.
3. Допустимый пиковый ток включения, обеспечиваемое источником питания в момент его включения (выражается в амперах (А)).
4. Время удержания выходного напряжения в пределах точно установленных диапазонов напряжений после отключения входного напряжения (в миллисекундах). Для современных блоков питания обычно 15-25 мс.
5. Переходная характеристика. Количество времени (в микросекундах), которое требуется источнику питания, чтобы установить выходное напряжение в точно определенном диапазоне после резкого изменения тока на выходе (т.е, количество времени, требуемое для стабилизации уровней выходных напряжений после включения или выключения системы)....
Статья добавлена: 22.11.2021
Категория: Статьи по блокам питания
Принцип действия импульсного регулятора напряжения питания (ликбез).
Без рассмотрения принципов действия простейшего однофазного импульсного регулятора напряжения нельзя переходить к рассмотрению многофазных импульсных регуляторов напряжения питания. Рассмотрим основные компоненты импульсного регулятора напряжения питания. Импульсный понижающий преобразователь напряжения питания содержит: ШИМ-контроллер (PWM-контроллер); электронный ключ, который управляется ШИМ-контроллером и периодически подключает и отключает нагрузку к линии входного напряжения; индуктивно-емкостной LC-фильтр для сглаживания пульсаций выходного напряжения (ШИМ - широтно-импульсная модуляция, PWM - это Pulse Wide Modulation).
PWM-контроллер создает последовательность управляющих импульсов напряжения, представляющих собой последовательность прямоугольных импульсов напряжения (см. рис. 1), которые характеризуются амплитудой, частотой и скважностью (скважностью называют отношение промежутка времени, в течение которого сигнал имеет высокий уровень, к периоду сигнала).
Сигнал, формируемый ШИМ-контроллером, используется для управления электронным ключом (рис. 2, б), который периодически, с частотой ШИМ-сигнала, подключает и отключает нагрузку к линии питания 12 В (амплитуда ШИМ-сигнала должна быть такой, чтобы с его помощью можно было управлять электронным ключом).
В качестве электронного ключа импульсных преобразователей напряжения питания компонентов материнских плат обычно используется пара полевых n-канальных МОП-транзисторов (MOSFET-транзисторы). Ключи соединены следующим образом: сток одного транзистора подключен к линии питания 12 В, а исток этого транзистора соединен с точкой выхода и стоком другого транзистора, а исток второго транзистора заземлен. Транзисторы этого электронного ключа (силового ключа) работают таким образом, что один из транзисторов всегда находится в открытом состоянии, а другой - в закрытом. Соответственно на выходе электронного ключа наблюдается последовательность прямоугольных импульсов с амплитудой 12 В и частотой следования, равной частоте ШИМ-импульсов. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов одинаковой длительности (при представлении в виде ряда) будет иметь постоянную составляющую, обратно пропорциональную скважности импульсов (иначе говоря, прямо пропорциональную их длительности). Пропустив полученные импульсы через фильтр низких частот (ФНЧ) с частотой среза, значительно меньшей, чем частота следования импульсов, эту постоянную составляющую можно легко выделить, получив стабильное постоянное напряжение (поэтому импульсные преобразователи напряжения содержат также низкочастотный фильтр, сглаживающий последовательность прямоугольных импульсов напряжения). Структурная блок-схема такого импульсного понижающего преобразователя напряжения показана на рис. 2, а.
Статья добавлена: 28.10.2021
Категория: Статьи по блокам питания
Классификация ИБП по схемам построения.
Характеристики ИБП различаются по схемам построения: резервный (off-line), нтерактивный (line-interactive) и онлайн (on-line).
Резервный ИБП.
Принцип работы резервных ИБП (другое обозначение Standby - автономные) заключается в питании нагрузки напряжением сети при его наличии и быстром переключении на резервную схему питания (батарея и инвертор) при его пропадании (рис. 1). Батареи автоматически подзаряжаются при работе ИБП от сети. Эффективность в 55% случаев проблем с питанием.
Интерактивный ИБП.
Принцип работы интерактивных ИБП (иногда обозначают Smart UPS) полностью идентичен резервным, за исключением того, что интерактивный источник бесперебойного питания осуществляет ступенчатую стабилизацию напряжения посредством коммутации обмоток автотрансформатора (рис. 2).
Онлайн ИБП.
Принцип работы онлайн ИБП (иногда обозначают VFI - Voltage Frequency Independence) построен на двойном преобразовании электропитания: входное напряжение трансформируется в постоянное при помощи выпрямителя, а затем обратно в переменное при помощи обратного преобразователя - инвертора (рис. 3).
Статья добавлена: 19.10.2021
Категория: Статьи по блокам питания
Сервисное и техническое обслуживание ИБП.
Установленные у Вас источники бесперебойного питания (ИБП) средней и большой мощности и системы на их основе, являются установками автоматического непрерывного функционирования и не требуют оперативного вмешательства в их работу. Однако, как и любое оборудование, ИБП требуют определенных действий по техническому обслуживанию (ТО), направленных на продление срока службы, снижение вероятности поломок с течением времени.
В общем случае, суть проблемы заключается в своевременном техническом обслуживании оборудования с целью устранения вышеперечисленных факторов и прогнозирования отказа. Необходимо также отметить, что условия эксплуатации систем бесперебойного питания (СБП) влияют и на электронную часть оборудования. Запыленность помещения ведет к образованию токопроводящих связей на электронных платах и как следствие к их преждевременному выходу из строя. Пыль является причиной увеличения контактного сопротивления исполнительных механизмов (контрольные контакты, силовые цепи). Запыленность негативно сказывается на работе механических частей оборудования:
- выход из строя вентиляторов;
- снижение эффективного охлаждения силовых элементов, их перегрев и как следствие выход из строя оборудования в целом.
Как показывает опыт создания и обслуживания многих систем средней и большой мощности, в запыленных помещениях очистку внутренних вентиляторов источников полезно провести уже через год эксплуатации. Через 2-3 года полезно проводить проверку состояния аккумуляторов, т.к. встречающийся перегрев аккумуляторов в летнее время или из-за плохого кондиционирования помещения, приводит к их разрушению и последующей аварии ИБП. Электролитические конденсаторы (из-за высыхания электролита) могут потребовать замены через 4-7 лет. Согласно рекомендациям ведущих производителей ИБП, замену конденсаторов принято делать при замене аккумуляторных батарей (АБ), которая производится обычно через 5-8 лет в зависимости от типа батарей и условий эксплуатации.
Периодическая очистка вентиляторов, своевременная замена неисправных элементов батарей или замена всей АБ, электролитических конденсаторов, выявление внутренних неисправностей, которые проявляются только в особых режимах работы ИБП, позволяет продлить срок безаварийной эксплуатации, повышает надежность электроснабжения защищаемого оборудования.
Очевидно, что поскольку ИБП являются сложными устройствами, выполняющими функции поддержания качества питания и резервного питания критических систем, которые подвержены сбоям, сервисное обслуживание является для них обязательным. Без соответствующего обслуживания все ИБП рано или поздно перестанут корректно функционировать по причине выработки ресурса компонентов, например, батарей или конденсаторов. Для надежной работы и безаварийной эксплуатации систем гарантированного электропитания (СГЭ) на базе источников бесперебойного питания рекомендуется проводить профилактическое (сервисное) обслуживание силового модуля ИБП и аккумуляторных батарей с периодичностью один-два раза в год.
Статья добавлена: 07.10.2021
Категория: Статьи по блокам питания
Проблемы, возникающие при неисправности блока питания.
О неисправности блока питания можно судить по многим признакам. Например, сообщения об ошибках четности часто свидетельствуют о неполадках в блоке питания. Это может показаться странным, поскольку подобные сообщения должны появляться при неисправностях ОЗУ. Однако связь в данном случае очевидна: микросхемы памяти получают напряжение от блока питания, и, если это напряжение не соответствует определенным требованиям происходят сбои. Нужен некоторый опыт, чтобы достоверно определить, когда причина этих сбоев состоит в неправильном функционировании самих микросхем памяти, а когда скрыта в блоке питания. Еще один критерий оценки — повторяемость ошибки. Если сообщения об ошибках четности появляются часто и адрес ячейки памяти всегда один и тот же, то подозрение должно пасть в первую очередь на саму память. Но если ошибки хаотичны или адрес ячейки памяти все время изменяется, то причина, скорее всего, кроется в блоке питания.
Ниже перечислены проблемы, возникающие при неисправности блока питания:
- любые ошибки и “зависания” при включении компьютера;
- cпонтанная перезагрузка или периодические зависания во время обычной работы;
- хаотичные ошибки четности или другие ошибки памяти;
- одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (нет напряжения +12 В);
- перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора;
- перезапуск компьютера из-за малейшего снижения напряжения в сети;
- удары электрическим током во время прикосновения к корпусу компьютера или к
разъемам;
- небольшие статические разряды, нарушающие работу системы;
- нестабильное распознавание периферийных устройств, питание к которым подается
по шине USB.
Практически любые сбои в работе компьютера могут быть вызваны неисправностью блока питания. Есть, конечно, и более очевидные признаки, например:
- компьютер вообще не работает (не функционирует вентилятор, на дисплее нет курсора);
- появился дым;
- на распределительном щитке сгорел сетевой предохранитель.
Поскольку представленные методы не всегда позволяют обнаружить скачкообразное изменение напряжения, для проведения долговременного и содержательного тестирования возможно использование резервного источника питания. Если же симптомы и проблемы исчезли с применением проверенного блока питания, значит, вы нашли источник неприятностей.
Если вы подозреваете, что неисправен блок питания, выполните ряд действий...
Версия сайта для слабовидящих
