Ciri-ciri penggunaan kapasitor oksida dalam litar kuasa mikropemproses. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Ciri-ciri penggunaan kapasitor oksida dalam litar kuasa mikropemproses

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Komputer

Komen artikel

Untuk meningkatkan kebolehpercayaan komputer, komponen yang sangat dipanaskan (pemproses, chipset, transistor bekalan kuasa) disediakan dengan sink haba, kipas tambahan dipasang di unit sistem dan pada cakera keras. Tetapi ternyata kapasitor oksida penapis kuasa unit ini juga merupakan unsur bahan api. Mengapa ini berlaku dan apa yang perlu dilakukan untuk mengelakkan pemanasan mereka, diterangkan dalam artikel.

Dalam mikropemproses, berjuta-juta transistor nod digital disambungkan ke bas kuasa, beroperasi mengikut algoritma yang ditentukan oleh program, dengan jumlah penggunaan kuasa mencecah beberapa puluh watt. Dalam anggaran pertama, sambungan mereka ke bas kuasa adalah rawak, oleh itu, pada masa hadapan, untuk memudahkan pembentangan, kami akan memanggilnya bunyi [1].

Tempoh kelebihan perubahan keadaan utama dalam mikropemproses tidak melebihi 10-8 s, oleh itu, dengan agak memandang rendah lebar spektrum bunyi yang dijana (arus), adalah mungkin untuk menentukan had atasnya frp sebagai lebih daripada 100 MHz (frp > 1/τf [2]), dan jalur frekuensi - dari 0 hingga lebih daripada MHz. 100% daripada kuasa hingar yang dihasilkan tertumpu dalam julat ini. Memandangkan sifat rawak (seperti bunyi) proses, sebenarnya julat ini lebih luas.

Oleh itu, mikropemproses adalah beban kompleks untuk bekalan kuasa dan menjana arus komposisi spektrum luas (beratus-ratus megahertz) dan kuasa tinggi (sehingga 5 ... 20 W) dalam litar kuasa. Arus maksimum dijana pada 100% beban mikropemproses.

Sebagai contoh, mari kita pertimbangkan rajah litar kuasa teras mikropemproses (Rajah 1) dalam papan induk Abit BE6-II (ia diumumkan sebagai papan overclocking pemproses).

Ciri-ciri penggunaan kapasitor oksida dalam litar kuasa mikropemproses

Voltan bekalan 2,05 V melalui induktor L1 dan penapis tiga kapasitor oksida C1-C3 dengan kapasiti 1500 mikrofarad dibekalkan kepada output kuasa pemproses. Kapasiti konstruktif Сm mempunyai kearuhan kendiri yang rendah dan oleh itu menghalang dengan baik komponen kuasa frekuensi tinggi (lebih daripada 100 MHz) bagi bunyi yang dihasilkan.

Sebagai C1-C3, kapasitor gel oksida berkualiti tinggi dengan suhu operasi maksimum +105 ° C digunakan, mampu melesapkan kuasa 0,5 ... 5 W. Mungkin ini membenarkan pengeluar mengabaikan cara operasi mereka.

Pengukuran menunjukkan bahawa semasa operasi jangka panjang komputer di mana dua kipas kes (dalam bekalan kuasa dan satu tambahan), pemproses Celeron dengan kipas Golden Orb dan kad video dengan kipas dipasang, pemanasan kes-kes kapasitor yang disebutkan mencapai +60...80 °C. Pada suhu luar yang tinggi, dua daripada tiga kapasitor penapis gagal berturut-turut: pertama, kes salah satu daripadanya dimusnahkan secara mekanikal, selepas itu komputer mula "membeku" secara berkala semasa operasi, maka perkara yang sama berlaku dengan kapasitor kedua dan sistem mula gagal sudah pada peringkat pemprosesan BIOS. Sebab untuk "membeku" adalah penampilan dalam litar kuasa lonjakan voltan yang sepadan dengan amplitud denyutan isyarat kawalan. Gangguan sedemikian menembusi kawalan atau litar data dan menjejaskan prestasi pemproses dan integriti data.

Mengikut suhu kes-kes kapasitor oksida, boleh disimpulkan bahawa ia menghilangkan kuasa kira-kira 3 ... 5 W. Apakah punca pemanasan? Seperti yang diketahui, pemanasan kapasitor oksida ditentukan oleh kuasa yang dikeluarkan dalam jumlahnya, iaitu, kerugian dalam unsur dielektrik dan logam. Kerugian diterangkan oleh tangen sudut kehilangan: tg δc = Rp/P = (Pm + Rd)/P = tg δM + tg δD, dengan Pp ialah kuasa kehilangan; Pm - kehilangan kuasa dalam logam; Rd ialah kehilangan kuasa dalam dielektrik; tg δM dan tg δD - tangen sudut kehilangan untuk logam dan dielektrik, masing-masing. Nilai tipikal tg δС kapasitor oksida ialah (1000...2000)-10-4 pada frekuensi 50 Hz. Dengan nilai sedemikian, dari 10 hingga 20% daripada kuasa arus frekuensi rendah masuk ke dalam haba, dan memandangkan spektrum arus yang ditapis (voltan) memanjang hingga berpuluh-puluh megahertz dan tg δС meningkat dengan peningkatan frekuensi (tg δМ = Rп2πfС), lebih daripada 80% daripada litar kuasa dan tenaga bunyi yang dijana oleh penuras bunyi.

Bagaimanakah peningkatan suhu menjejaskan operasi pemuat oksida?

Rintangan penebat dengan peningkatan suhu sebanyak 10 °C menurun sebanyak 1,26 ... .2 kali, dan apabila suhu meningkat kepada had +105 °C - sebanyak 7 ... 350 kali (nilai minimum sepadan dengan dielektrik bukan organik, dan maksimum - organik). Kekuatan elektrik kapasitor berkurangan tiga kali dengan peningkatan dalam kekerapan voltan yang digunakan dengan faktor 10 (pada kehilangan kuasa undian) [3].

Semua di atas menunjukkan bahawa tidak boleh diterima untuk menggunakan kapasitor oksida dalam litar kuasa pemproses tanpa mengambil langkah khas. Kegagalan untuk mematuhi syarat ini membawa kepada penurunan dalam kebolehpercayaan papan induk dan boleh menyebabkan kegagalannya walaupun dalam julat suhu operasi.

Penyelesaian mudah mencadangkan dirinya sendiri: untuk mengelakkan penembusan komponen frekuensi tinggi (sehingga berpuluh-puluh megahertz) ke dalam kapasitor oksida, pasangkan kapasitor seramik tanpa pakej dengan kapasiti 0,033 μF di kawasan berdekatan pin pemproses, dan sebagai penghalang kepada komponen frekuensi rendah (sehingga beratus-ratus 3,3 kilohertz kapasiti pemuatan 4,7) μF. Oleh kerana δС tan kecil bagi kapasitor tersebut, tenaga terpesong tidak bertukar menjadi haba. Jumlah kuasa reaktif bagi kapasitor ini ialah 30 VAr.

Skim diubah suai litar kuasa teras mikropemproses ditunjukkan dalam rajah. 2.

Ciri-ciri penggunaan kapasitor oksida dalam litar kuasa mikropemproses

Semakan telah dijalankan pada papan ini, yang membawa kepada penurunan suhu kes kapasitor oksida kepada +20...30°C. Lembaga berjaya melepasi ujian dalam tempoh panas musim panas 2002 pada suhu udara di dalam bilik +40...50 °C. Di samping itu, tahap hingar yang dikeluarkan oleh komputer telah dikurangkan.

Adalah dinasihatkan untuk meletakkan papan induk komputer yang digunakan sebagai pelayan, komputer lain yang beroperasi dengan beban 100% (contohnya, dalam sistem pengkomputeran teragih), serta kad video, iaitu semua nod di mana pemproses berfungsi dengan beban maksimum, kepada penghalusan sedemikian. Ia juga berguna dalam komputer yang tidak digunakan dengan begitu intensif: penurunan dalam pelesapan haba dalam unit sistem sebanyak 10 ... 25 W akan menjejaskan kebolehpercayaan sistem dengan baik.

Kesusasteraan

Ott Henry W. Teknik pengurangan hingar dalam sistem elektronik. - John Wiley & Sons, NY 1976.
Gonorovskiy IS Radio litar kejuruteraan dan isyarat. 4.1. - M.: Radio Soviet, 1967.
Dulin V. Zh., Zhuk M. S. Buku Panduan elemen peranti elektronik radio. - M.: Tenaga, 1977.

Pengarang: A.Sorokin, Raduzhny, Wilayah Vladimir

Lihat artikel lain bahagian Komputer.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kebisingan lalu lintas melambatkan pertumbuhan anak ayam 06.05.2024

Bunyi yang mengelilingi kita di bandar moden semakin menusuk. Walau bagaimanapun, sedikit orang berfikir tentang bagaimana bunyi ini menjejaskan dunia haiwan, terutamanya makhluk halus seperti anak ayam yang belum menetas dari telur mereka. Penyelidikan baru-baru ini menjelaskan isu ini, menunjukkan akibat yang serius untuk pembangunan dan kelangsungan hidup mereka. Para saintis telah mendapati bahawa pendedahan anak ayam zebra diamondback kepada bunyi lalu lintas boleh menyebabkan gangguan serius kepada perkembangan mereka. Eksperimen telah menunjukkan bahawa pencemaran bunyi boleh melambatkan penetasan mereka dengan ketara, dan anak ayam yang muncul menghadapi beberapa masalah yang menggalakkan kesihatan. Para penyelidik juga mendapati bahawa kesan negatif pencemaran bunyi meluas ke dalam burung dewasa. Mengurangkan peluang pembiakan dan mengurangkan kesuburan menunjukkan kesan jangka panjang bunyi lalu lintas terhadap hidupan liar. Hasil kajian menyerlahkan keperluan ...>>

Pembesar suara wayarles Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Dalam dunia teknologi audio moden, pengeluar berusaha bukan sahaja untuk kualiti bunyi yang sempurna, tetapi juga untuk menggabungkan fungsi dengan estetika. Salah satu langkah inovatif terkini ke arah ini ialah sistem pembesar suara tanpa wayar Samsung Music Frame HW-LS60D yang baharu, dipersembahkan pada acara World of Samsung 2024. Samsung HW-LS60D bukan sekadar sistem pembesar suara, ia adalah seni bunyi gaya bingkai. Gabungan sistem 6 pembesar suara dengan sokongan Dolby Atmos dan reka bentuk bingkai foto yang bergaya menjadikan produk ini sebagai tambahan yang sempurna untuk mana-mana bahagian dalam. Samsung Music Frame baharu menampilkan teknologi canggih termasuk Audio Adaptif yang menyampaikan dialog yang jelas pada mana-mana tahap kelantangan, dan pengoptimuman bilik automatik untuk penghasilan semula audio yang kaya. Dengan sokongan untuk sambungan Spotify, Tidal Hi-Fi dan Bluetooth 5.2, serta penyepaduan pembantu pintar, pembesar suara ini bersedia untuk memuaskan hati anda. ...>>

Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik 05.05.2024

Dunia sains dan teknologi moden berkembang pesat, dan setiap hari kaedah dan teknologi baharu muncul yang membuka prospek baharu untuk kita dalam pelbagai bidang. Satu inovasi sedemikian ialah pembangunan oleh saintis Jerman tentang cara baharu untuk mengawal isyarat optik, yang boleh membawa kepada kemajuan ketara dalam bidang fotonik. Penyelidikan baru-baru ini telah membolehkan saintis Jerman mencipta plat gelombang yang boleh disesuaikan di dalam pandu gelombang silika bersatu. Kaedah ini, berdasarkan penggunaan lapisan kristal cecair, membolehkan seseorang menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang dengan berkesan. Kejayaan teknologi ini membuka prospek baharu untuk pembangunan peranti fotonik yang padat dan cekap yang mampu memproses jumlah data yang besar. Kawalan elektro-optik polarisasi yang disediakan oleh kaedah baharu boleh menyediakan asas untuk kelas baharu peranti fotonik bersepadu. Ini membuka peluang besar untuk ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Humble Motors SUV Dikuasakan Solar Humble One 12.04.2021

Humble Motors telah memperkenalkan SUV Humble One lima tempat duduk dengan jarak 800 km. Pengilang merancang untuk memasang panel solar di bumbung dan tingkap dengan keluasan keseluruhan kira-kira 7,6 meter persegi, yang, dalam keadaan ideal, akan dapat menambah jarak 97 km. Sudah tentu, pengecasan daripada tenaga suria tidak akan menjadi yang utama. Kereta itu boleh mengecas di stesen minyak biasa untuk kenderaan elektrik.

Pengilang sedang berusaha untuk mengurangkan jisim kereta, pekali seret yang sepatutnya 0,25. Dalam versi maksimum, kuasa enjin akan menjadi 1020 hp. Dengan.

Syarikat itu telah mula menerima pra-pesanan, menawarkan mereka yang ingin membeli kereta antara yang pertama membayar yuran permulaan $300. Pengeluaran dijangka bermula pada 2024 dan penghantaran pelanggan boleh bermula pada 2025.

Harga asas kereta itu ialah $109. Humble Motors berkata ia telah menerima lebih daripada $000 juta dalam pra-pesanan.

Berita menarik lain:

▪ Robot membantu membaiki lutut

▪ Kapal kontena menggunakan metanol

▪ Sistem Pengenalan Iris BM-ET500

▪ Buka kunci dengan corak urat

▪ Asfalt dengan tiub nano

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian Pencahayaan tapak. Pemilihan artikel

▪ pasal aku tak datang sini lagi! Ungkapan popular

▪ artikel Bagaimana semut memilih ratu daripada beberapa pesaing? Jawapan terperinci

▪ artikel Memantau keberkesanan perlindungan buruh

▪ artikel Dipol melengkung. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Bekalan kuasa makmal ringkas, 220/16,32 volt 0,5 amp. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web