Зменшення нагрівання деталей фільтрів у ланцюгах живлення процесора. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Зменшення нагрівання деталей фільтрів у ланцюгах живлення процесора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Комп'ютери

Коментарі до статті

При "пожвавленні" комп'ютера з процесором ATHLON AMD К7-600 та системною платою GIGABYTE GA-7IXE автора статті неприємно здивувало сильне нагрівання оксидних конденсаторів та дроселів фільтрів живлення процесора - температура явно перевищувала прийнятне значення. Але плата була нова, на гарантії, і з цим фактом довелося змиритися. При наступних періодичних перевірках явний перегрів конденсаторів і дроселів нагадував, що з цим питанням слід розібратися. Але, як часто буває в житті, для виконання цієї роботи не вистачало імпульсу, що "запускає". Ним стала, як пише автор, стаття А. Сорокіна "Особливості застосування оксидних конденсаторів а ланцюгах живлення мікропроцесорів", опублікована в "Радіо", 2003 № 1.

Відомо, що алюмінієві оксидні конденсатори мають велику власну індуктивність, пропорційну їх ємності, і не можуть нормально працювати на високих частотах (ВЧ). Тому в ланцюгах із широкосмуговим сигналом паралельно їм обов'язково встановлюють практично безіндуктивні керамічні конденсатори. Саме так виконані фільтри в ланцюгах живлення радіо і телевізорів, і для розробників все це давно стало азбучною істиною.

Наведемо конкретні дані ланцюгів живлення процесора для плати, де проводилася доопрацювання. Ці відомості як допоможуть читачеві краще зрозуміти суть внесених змін, а й послужать орієнтиром під час проведення аналогічних робіт на системних платах інших типів.

Фільтр живлення процесора напругою 1,6 складається з п'яти включених паралельно оксидних конденсаторів 1200 мкФ х 6,3 В і двох з'єднаних також паралельно дроселів, а напругою 5 В - з чотирьох таких конденсаторів і одного дроселя. На платі встановлені керамічні конденсатори для поверхневого монтажу, що шунтують оксидні, але вони, схоже, виявилися малоефективними.

Метою першого етапу роботи було "розвантаження" оксидних конденсаторів від ВЧ складової. Найкращий варіант - встановлення керамічних конденсаторів безпосередньо на друкованій платі, на якій змонтований мікропроцесор, але це ускладнювало роботу та виникала небезпека пошкоджень. Тому довелося обмежитися дещо менш ефективним заходом - монтажем безвивідних конденсаторів на оксидних висновках. Усього було встановлено шість конденсаторів ємністю 2,2 мкФ з номінальною напругою 16 В: чотири - в ланцюгу живлення 1,6 В і два - в ланцюгу живлення 5 В. Оскільки відстань між висновками оксидного конденсатора більша за довжину керамічного, один торець останнього припаювався безпосередньо до виведення оксидного, а інший - через вставку із зігнутого навпіл відрізка лудженого дроту діаметром 0,5...0,6 мм.

Після доробки нагрівання оксидних конденсаторів істотно знизився, а додані трохи пізніше ще три безвивідні конденсатори (по одному на кожен оксидний, що залишився) практично не змінили картину.

Наступне завдання – зменшення нагріву дроселів. У ланцюгу живлення 1,6 В вони мали по три витки емальованого дроту діаметром 1,7 мм, намотаного на кільцевий сердечник із зовнішнім діаметром 12,7 мм, а в ланцюзі живлення 5 В - п'ять витків дроту діаметром 1,4 мм на такому ж сердечнику. Матеріал осердя невідомий, але можна припустити, що це ферит.

Причини нагріву дроселів добре відомі. Це - виділення потужності на активному опорі дроту обмотки (джоулеве тепло) і так званий поверхневий ефект, що викликає збільшення цього опору для складових ВЧ.

Оскільки активний опір обмотки не перевищує часткою ома (виміряти його звичайними приладами неможливо), вплив першої складової невеликий і в першому наближенні нею можна знехтувати. Найбільший "внесок" вносить друга складова. Крім того, через насичення сердечника великим струмом індуктивність дроселя виявляється недостатньою для хорошої фільтрації змінної складової.

Найпростіша доробка дроселя - введення зазору в осерді. Для цього дросель випаюють із плати і алмазною пилкою роблять розріз шириною близько 1 мм там, де вона не зачіпає провід. Індуктивність дроселя у своїй дещо зменшується, та її неважко відновити збільшенням числа витків.

Зменшити вплив поверхневого ефекту - більш складне завдання, оскільки вимагає заміни дроту обмотки джгутом з такою самою площею перерізу, звитим із тонших дротів. Чим вони тонші, тим менше позначається поверхневий ефект, менше діаметр джгута (завдяки більшому коефіцієнту заповнення) і, крім того, він стає м'якшим і його легше намотувати. Однак велика кількість проводів ускладнює виготовлення джгута, тому було обрано провід ПЕВ-2 0,35. Для обмотки дроселя в ланцюзі живлення +5 В застосований джгут з 16 дротів довжиною 180 мм, а дроселів в ланцюзі живлення ядра - з 25 дротів довжиною 160 мм.

Виготовлення джгутів нескладне, хоч і дуже трудомістке. Спочатку один із кінців кожного дроту звільняють від ізоляції на довжині 5...8 мм і облуджують, потім складають дроти залуженими кінцями разом і, вирівнявши торці, скручують у джгут. Оскільки його діаметр у будь-якому випадку виходить більше діаметра дроту, що замінюється, відрізок останнього (попередньо зачищений і опромінений) вставляють в торець джгута, місце з'єднання обмотують тонким лудженим проводом і ретельно пропаюють. Потім джгут намотують на сердечник із попередньо зробленим розрізом. Для компенсації зменшення індуктивності через введення зазору кількість витків збільшують відповідно до 9 і 5. Після намотування другий кінець джгута вкорочують до необхідної довжини і готують до монтажу аналогічно описаному вище.

Нові дроселі неможливо встановити впритул до плати так, як стояли неперероблені, але це навіть краще, оскільки зазор, що з'явився, покращує умови охолодження плати і самих дроселів. У результаті виходить подвійний ефект - зниження температури дроселів та покращення умов їх охолодження.

Перевірка доопрацьованих фільтрів живлення показала таке. Після включення комп'ютера та завантаження операційної системи нагрівання конденсаторів та дроселів ледь відчутне. При великому завантаженні процесора (вирішення складної задачі) нагрівання дроселів стає помітним, але він значно менший, ніж до переробки.

Насамкінець - кілька порад тим, хто, прочитавши цю статтю, замислиться про підвищення надійності роботи свого комп'ютера. Насамперед, необхідно з'ясувати реальну необхідність описаного доопрацювання. У сучасних процесорах, наприклад, ATHLON 1700, керамічні конденсатори, що розв'язують, змонтовані безпосередньо на платі, на якій встановлений мікропроцесор. Крім того, через велику обчислювальну потужність у багатьох випадках (наприклад, при наборі тексту в редакторі "Word") процесор фактично "відпочиває", тому він і елементи фільтрів живлення нагріваються мало. Нагрів може суттєво зрости при завантаженні процесора складними математичними завданнями (до речі, до них відносяться і ігри типу 3D-стрілялок). І якщо в такому режимі комп'ютер використовується довго, є сенс доопрацювати його. Оксидні конденсатори у будь-якому випадку доцільно шунтувати керамічними. У дроселях спробувати обмежитися пропилом сердечника, а якщо цього виявиться недостатньо, замінити одиночний дріт джгутом.

Автор: А.Гришин, м.Москва

Дивіться інші статті розділу Комп'ютери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Чищення крові замість пересадки серця 08.02.2004

Прогресуюча серцева недостатність – це, як правило, ослаблення серцевого м'яза. Щоб підтримувати колишній обсяг крові, що перекачується, серце болісно збільшується. На останніх стадіях часто єдиним методом лікування можливо пересадка серця. Причини захворювання багато в чому незрозумілі.

Герд Валлукат із Центру молекулярної медицини імені Макса Дельбрюка (Берлін) вважає, що недостатність може бути пов'язана з тим, що в крові з'являються антитіла до м'язових клітин серця. Такі антитіла він знайшов у 80 відсотків вивчених пацієнтів. Вони нападають на так звані бета-адренергічні рецептори, що знаходяться на поверхні м'язових клітин серця та регулюють силу та частоту його скорочень. Чому деякі люди мають такі антитіла, невідомо.

У Берлінському кардіологічному центрі відкриття Валлукату вже використовують практично. Тут розроблено спосіб очищення крові від небезпечних антитіл. Вже в пілотному експерименті у восьми пацієнтів потужність серця за рік підвищилася майже на 30 відсотків, серце зменшилося, його стінка стала еластичнішою.

Процедуру пройшли більше сотні пацієнтів, допомогти вдалося 67 відсоткам із них, а якщо брати хворих молодше 45 років, то успіху досягли у 88 відсотків. Для кількох учасників експерименту вдалося скасувати вже призначену трансплантацію серця, замінивши її лікарською терапією. До речі, очищення крові в 5-6 разів дешевше за пересадку серця.

Інші цікаві новини:

▪ Кольорова e-paper у 2012 році

▪ 3,3-Тбайт оптичний накопичувач від Sony

▪ Анонсовано специфікацію PCIe 7.0

▪ Розумна куртка Levi's

▪ Akyumen Holofone: фаблет із вбудованим міні-проектором

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Культурні та дикі рослини. Добірка статей

▪ стаття Вплив інфрачервоного випромінювання на організм людини Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Коли люди почали досліджувати підводний простір? Детальна відповідь

▪ стаття Щучий вузол. Поради туристу

▪ стаття Автоматичний протисліпучий ліхтар. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Телекінез. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт