Zmniejszenie nagrzewania się części filtra w obwodach mocy procesora. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Zmniejszenie nagrzewania się części filtrów w obwodach zasilania procesora. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Komputery

Komentarze do artykułu

Podczas "reanimacji" komputera z procesorem ATHLON AMD K7-600 i płytą główną GIGABYTE GA-7IXE autor artykułu został niemile zaskoczony silnym nagrzewaniem się kondensatorów tlenkowych i dławików filtra zasilania procesora - temperatura wyraźnie przekroczyła dopuszczalną wartość . Ale płyta była nowa, na gwarancji i musiałem się z tym faktem pogodzić. Podczas kolejnych przeglądów okresowych wyraźne przegrzewanie się kondensatorów i dławików przypomniało, że i ten problem należy usunąć. Ale, jak to często w życiu bywa, zabrakło „impulsu startowego”, by wykonać tę pracę. Stały się one, jak pisze autor, artykułem A. Sorokina „Features of the use of oxide capacitors in microprocessor power circuits”, opublikowanym w Radio, 2003, nr 1.

Wiadomo, że kondensatory z tlenku glinu mają dużą indukcyjność własną, proporcjonalną do ich pojemności, i nie mogą normalnie pracować przy wysokich częstotliwościach (HF). Dlatego w obwodach z sygnałem szerokopasmowym równolegle z nimi należy zainstalować prawie nieindukcyjne kondensatory ceramiczne. Tak powstają filtry w obwodach zasilających radia i telewizory, a dla programistów to wszystko już dawno stało się truizmem.

Podajmy konkretne dane dotyczące obwodów zasilania procesora dla płytki na której przeprowadzono rewizję. Informacje te nie tylko pomogą czytelnikowi lepiej zrozumieć istotę wprowadzonych zmian, ale będą również służyć jako przewodnik podczas wykonywania podobnych prac na innych typach płyt głównych.

Filtr zasilania procesora 1,6 V składa się z pięciu kondensatorów tlenkowych 1200 uF x 6,3 V połączonych równolegle i dwóch cewek indukcyjnych również połączonych równolegle, a filtr napięcia 5 V składa się z czterech takich kondensatorów i jednej cewki indukcyjnej. Na płytce znajdują się powierzchniowe kondensatory ceramiczne, bocznikujące kondensatory tlenkowe, ale wydają się one nieskuteczne.

Celem pierwszego etapu prac było „rozładowanie” kondensatorów tlenkowych z elementu RF. Najlepszym wyjściem jest zamontowanie kondensatorów ceramicznych bezpośrednio na płytce drukowanej, na której montowany jest mikroprocesor, jednak komplikuje to pracę i grozi uszkodzeniem. Musiałem więc ograniczyć się do nieco mniej skutecznego środka - zamontowania kondensatorów bezołowiowych na utlenionych wyprowadzeniach. W sumie zamontowano sześć kondensatorów o pojemności 2,2 μF i napięciu znamionowym 16 V: cztery w obwodzie zasilania 1,6 V i dwa w obwodzie zasilania 5 V. Ponieważ odległość między zaciskami kondensatora tlenkowego jest większa niż długość ceramicznego, jeden koniec tego ostatniego został przylutowany bezpośrednio do wyjścia tlenku, a drugi - przez wkładkę z kawałka cynowanego drutu wygiętego na pół o średnicy 0,5 ... 0,6 mm.

Po rewizji nagrzewanie się kondensatorów tlenkowych znacznie się zmniejszyło, a dodane trzy kolejne kondensatory bezołowiowe (po jednym na każdy pozostały kondensator tlenkowy) praktycznie nie zmieniły obrazu.

Kolejnym zadaniem jest zmniejszenie nagrzewania się dławików. W obwodzie zasilania 1,6 V miały trzy zwoje drutu emaliowanego o średnicy 1,7 mm, nawinięte na rdzeń pierścieniowy o średnicy zewnętrznej 12,7 mm, a w obwodzie zasilania 5 V pięć zwojów drutu o średnicy 1,4 mm na tym samym rdzeniu. Materiał rdzeni nie jest znany, ale można przypuszczać, że jest to ferryt.

Przyczyny nagrzewania się dławików są dobrze znane. Jest to uwolnienie mocy na rezystancji czynnej drutu uzwojenia (ciepło Joule'a) i tzw. efekt naskórkowy, powodujący wzrost tej rezystancji dla składowych RF.

Ponieważ rezystancja czynna uzwojenia nie przekracza ułamka oma (nie można jej zmierzyć konwencjonalnymi przyrządami), wpływ pierwszej składowej jest niewielki iw pierwszym przybliżeniu można go pominąć. Największy „wkład” ma drugi składnik. Dodatkowo, ze względu na nasycenie rdzenia dużym prądem, indukcyjność wzbudnika jest niewystarczająca do dobrego filtrowania składowej zmiennej.

Najprostszym udoskonaleniem przepustnicy jest wprowadzenie szczeliny w rdzeniu. Aby to zrobić, cewkę indukcyjną odlutowuje się od płytki i wykonuje się cięcie o szerokości około 1 mm piłą diamentową w miejscu, w którym nie ma wpływu na drut. W tym przypadku indukcyjność cewki indukcyjnej nieco spada, ale nie jest trudno ją przywrócić, zwiększając liczbę zwojów.

Zmniejszenie wpływu efektu naskórkowości jest zadaniem trudniejszym, gdyż wymaga wymiany drutu nawojowego na wiązkę o takim samym przekroju poprzecznym, skręconą z cieńszych drutów. Im są cieńsze, tym mniejszy efekt naskórkowości, mniejsza średnica wiązki (ze względu na wyższy współczynnik wypełnienia), a ponadto staje się ona bardziej miękka i łatwiejsza do nawijania. Jednak duża liczba drutów komplikuje produkcję wiązki, dlatego wybrano drut PEV-2 0,35. Wiązkę 5 przewodów o długości 16 mm wykorzystano do uzwojenia cewki indukcyjnej w obwodzie zasilania +180 V, a dławików w obwodzie zasilania rdzenia - z 25 przewodów o długości 160 mm.

Wykonanie uprzęży nie jest trudne, choć jest bardzo pracochłonne. Najpierw jeden z końców każdego drutu jest uwalniany z izolacji na długości 5 ... 8 mm i cynowany, następnie druty są składane razem z ocynowanymi końcami i po wyrównaniu końców skręcane w wiązkę. Ponieważ jego średnica w każdym przypadku okazuje się większa niż średnica wymienianego drutu, odcinek tego ostatniego (wcześniej rozebrany i ocynowany) jest wkładany do końca wiązki, złącze jest owinięte cienkim drutem ocynowanym i starannie lutowane. Następnie opaska uciskowa jest nawijana na rdzeń z nacięciem. Aby zrekompensować spadek indukcyjności w wyniku wprowadzenia szczeliny, liczbę zwojów zwiększa się odpowiednio do 9 i 5. Po nawinięciu drugi koniec wiązki jest skracany do wymaganej długości i przygotowywany do montażu w tym samym sposób opisany powyżej.

Nowe dławiki nie mogą być instalowane blisko płytki w taki sam sposób jak niezmodyfikowane, ale jest to nawet lepsze, ponieważ powstała szczelina poprawia warunki chłodzenia płyty i samych dławików. W rezultacie uzyskuje się podwójny efekt - spadek temperatury dławików i poprawę warunków ich chłodzenia.

Sprawdzenie zmodyfikowanych filtrów mocy wykazało, co następuje. Po włączeniu komputera i załadowaniu systemu operacyjnego nagrzewanie się kondensatorów i dławików jest ledwo zauważalne. Gdy procesor jest mocno obciążony (rozwiązywanie złożonego problemu), nagrzewanie się dławików staje się zauważalne, ale jest ono znacznie mniejsze niż przed przeróbką.

Podsumowując - kilka wskazówek dla tych, którzy po przeczytaniu tego artykułu zastanowią się nad poprawą niezawodności swojego komputera. Przede wszystkim konieczne jest ustalenie rzeczywistej potrzeby opisanego udoskonalenia. W nowoczesnych procesorach, takich jak ATHLON 1700, ceramiczne kondensatory odsprzęgające są montowane bezpośrednio na płytce, na której jest zainstalowany mikroprocesor. Dodatkowo ze względu na dużą moc obliczeniową w wielu przypadkach (na przykład podczas pisania w edytorze Word) procesor faktycznie „odpoczywa”, więc on i elementy filtra mocy nie nagrzewają się zbytnio. Ogrzewanie może znacznie wzrosnąć, gdy procesor jest obciążony złożonymi problemami matematycznymi (nawiasem mówiąc, należą do nich również gry takie jak strzelanki 3D). A jeśli w tym trybie komputer jest używany przez długi czas, warto go zmodyfikować. W każdym przypadku wskazane jest bocznikowanie kondensatorów tlenkowych kondensatorami ceramicznymi. W dławikach staraj się ograniczyć do przecięcia rdzenia, a jeśli to nie wystarczy, zastąp pojedynczy drut wiązką.

Autor: A. Grishin, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Komputery.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Zwiększenie żywotności ultrazimnych cząsteczek 17.08.2021

Badanie cząsteczek schłodzonych do bardzo niskich temperatur jest ważne dla rozwoju symulacji kwantowych, precyzyjnych pomiarów, ultrazimnej chemii i nie tylko. Aby to zrobić, fizycy muszą nauczyć się je chłodzić, zbierać i trzymać, a także chronić przed zniszczeniem. Ten ostatni czynnik znacznie ogranicza zakres eksperymentów i zjawisk, które naukowcy mogliby badać w takich układach.

Głównym kanałem rozpadu ultrazimnych cząsteczek są ich nieelastyczne zderzenia ze sobą. Aby ich uniknąć, naukowcy stosują screening, czyli tworzenie dodatkowego odpychania między cząsteczkami na odległościach, przy których rozpoczynają się procesy interakcji niesprężystych. Do tej pory ekranowanie atomów i molekuł zostało już wdrożone wieloma różnymi metodami. Na przykład naukowcy nauczyli się, jak chronić przed sobą ultrazimne cząsteczki KRb za pomocą stałych pól elektrycznych. Pomimo poczynionych postępów fizycy nieustannie poszukują nowych reżimów, które wydłużyłyby żywotność takich cząsteczek.

Naukowcy z Korei i USA, przy udziale Tijsa Karmana z Uniwersytetu w Cambridge, wykorzystali promieniowanie mikrofalowe do osłaniania od siebie dwóch cząsteczek CaF trzymanych przez pęsety optyczne. Wykazali, że kontrolując parametry pól zewnętrznych, możliwe jest przełączanie molekuł pomiędzy trybami ekranowania i antyekranowania, zmieniając ich czas życia o 24 razy.

Idea takiego pokazu opiera się na koncepcji stanów „wybranych”. Jeśli system dwupoziomowy zostanie napromieniowany („ubrany”) rezonansowym polem zmiennym, wówczas populacja jego stanów będzie oscylować z częstotliwością Rabiego. Kontrolując parametry pola, można zapewnić, że pomiędzy cząsteczkami w stanach „ubranych” powstaje silne oddziaływanie dipol-dipol o dużym zasięgu, które może być zarówno atrakcyjne, jak i odpychające. To ostatnie zależy m.in. od tego, jakie stany „ubiera” pole.

Aby wdrożyć tę zasadę, autorzy wstępnie przygotowali dwie molekuły CaF, z których każda została uwięziona we własnej pułapce szczypiec optycznych, poprzez przyłożenie pola magnetycznego 27 gausów. Następnie fizycy przez jakiś czas spychali je razem w obecności pola mikrofalowego, przenosili w różnych kierunkach i przy użyciu metody obrazowania lambda sprawdzali, czy się rozpadły, czy nie. W ten sposób naukowcom udało się wykreślić proporcję „ocalałych” molekuł w zależności od czasu interakcji. Zmieniając konfigurację stanów „ubranych”, autorzy mogli wpłynąć na tę liczbę, porównując ją z liczbą „nagich” cząsteczek, które nie były wystawione na działanie mikrofal.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Sterowanie głosowe klimatyzatorów LG

▪ Układy scalone FMS6151 do komunikacji telefonów komórkowych z dużymi ekranami

▪ Za uzależnienie od kawy odpowiedzialne są geny

▪ Obrazy są rzutowane na czyste powietrze

▪ jadalne baterie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Technologia cyfrowa. Wybór artykułu

▪ artykuł I prześlij tutaj truskawki! Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego biały napój jest schłodzony, a czerwony - w temperaturze pokojowej? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Praca na maszynach do klejenia pudełek składanych. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Dzwonek elektromuzyczny na chipie K555ID3. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Tester baterii. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn