Потери трансформатора напряжения
Это досадная и повторяющаяся тема, потому что по аналогии с обычным блоком питания ATX, эффективность этих преобразователей DC/DC никогда не бывает 100% и даже значительно ниже, чем эффективность хорошего 80-плюс питания, когда дело доходит до схем на доске. Причины этого многообразны, а также из-за более широкого диапазона в различных фазах. В то время как 12-вольтовая нить нормального питания ATX с толстыми конденсаторами с низким уровнем выбросов и некоторые, как самосвязанные твердые конденсаторы могут быть использованы, напряжения вокруг 1 вольт (и ниже), в том числе совершенно огромные токи требуют совершенно различных схем ныхласт.
Преобразователи напряжения (низко- и высокобоко) либо незаметно построены как одноместные или двойные MOSFETs, либо полагаются на так называемые интеллектуальные этапы питания. В зависимости от конструкции цепи, выбора компонентов, частоты переключения и, конечно же, охлаждения, теоретическая эффективность на данный момент все еще приблизительно. 90% или даже чуть выше. Однако большее число этапов также вызывает проблемы, поскольку потери распространяются более широко.
Неслучайно Nvidia отошла от так называемого фазового удвоения, где до восьми реальных фаз, которые может обеспечить такой контроллер PWM, были практически удвоены с помощью так называемых кудара чипов, просто управляя вновь созданной фазовой фазой. В то же время, однако, Есть также контроллеры PWM, которые позволяют параллельнои и, таким образом, фазы равной работы нескольких схем преобразователя напряжения. На следующем изображении мы видим слева высокоинтегрированную Smart Power Stage (PLC) с интегрированной высокой и низкой стороной, а также драйверами ворот и диодом Schottky. Справа мы видим две дискретные фазы, каждая с MOSFET на высокой стороне (No681 и No684) и параллельная пара на низкой стороне (686-685 и 683-682), а также внешний драйвер ворот (U630 и U631) каждый.
Однако, поскольку вы больше не можете делать с конденсаторами в одиночку, чтобы получить высокое качество и рябь свободного напряжения в конце узла PWM, сглаживание каждого напряжения трансформатор цепи реализуется с LC ссылку (катушки и конденсатор). Эти катушки имеют как электрическое, так и индуктивное сопротивление, которое значительно снижает эффективность. Звуки неразрешимы, это, кстати, потому что вы не можете увеличить поперечные сетки обмотки бесконечно. Тем более, что индукция остается. На рисунке ниже мы видим слева типичную катушки для фазы GPU и довольно один с более высоким индуцировать для памяти.
Кроме того, конечно, есть проблемы синхронизации и балансировки, тем больше этапов вы тратите таким образом. В то же время, однако, контроллеры PWM способны разумно контролировать использование и использование фаз при низких и частичных нагрузках. Тем не менее, в конце концов, средняя эффективность от 78 до 85% остается для всей доски и все преобразователи напряжения (GPU, память, SoC, частичное напряжение, периферийные и т.д.) работает на нем, но не более того. RTX 2080 Ti из нашего примера поглощает в общей сложности 275 Вт мощности, но может эффективно использоваться только после всех преобразований напряжения. 228 Вт. Только здесь 47 Ватт тепла теряются в источнике питания из всех источников, независимо от того, как все это делится потом!
Преобразователь стекольного напряжения – DCR
Для того, чтобы обеспечить баланс и иметь возможность контролировать отдельные схемы управления, требуется специальная процедура. Модным словом является DCR (Прямое текущее сопротивление). В конце концов, каждый компонент имеет очень специфические характеристики в этом отношении. Чтобы сократить его, DCR является основой для расчета или измерения температуры и токов. Но как контроллер узнать, какие именно токи текут, в какой цикл управления? Мониторинг может быть разным, потому что существуют различные методы для этого, кто удивлен.
В моей статье "Nvidia GeForce RTX 2080 Ti – Внутренние подробности о блоке питания, различных компонентов и где шипы остались" Я похвалил Nvidia эталонный дизайн для питания, и это правильно. Там вы также можете прочитать что-то о Smart Power Stages (SPS) и IMON (электричество), но в то время я дал себе определенные детали. Я отдам их сейчас, потому что IMON это именно то, что так называемый MOSFET DCR (DrMOS) поставляет!
На рисунке выше показана типичная компоновка с интеллектуальным PLC, которая для каждой отдельной цепи управления с IMON обеспечивает значение для текущего тока, который так срочно необходим для идеального балансировки, т.е. баланса между фазами. Как SPs определяет это значение? Стоковые токи MOSFETS измеряются в режиме реального времени, и эти значения также чрезвычайно точны (в примере выше 5 A/A сигнала).
Это очень затратное решение заменяет значительно более дешевый Индуктор DCR, т.е. текущее измерение через индуктивное сопротивление соответствующих катушек фильтра в зоне выхода. Например, Nvidia использует такое решение для недорогих карт (символ изображения ниже), где это немного более неторопливо, когда дело доходит до текущего потока. Однако точность этого решения значительно ниже и дополнительно сильно зависит от колебаний качества компонентов. Слишком много допусков может быстро склонить чашу весов весь баланс!
Качество катушек всегда такая история сама по себе, и это также объясняет, почему проблемы и неточности происходят снова и снова. AMD полагалась на этот индуктор DCR в течение многих лет, но это не более чем приблизительная оценка и становится все более неточным, особенно при более высоких температурах. Только Radeon VII использует (но все более дорого) PLC от Международного Rectifier и, таким образом, в первый раз также впервые полностью MOSFET DCR для важных схем управления напряжением.
Все это имеет лишь косвенное отношение к потерям трансформатора напряжения, но помогает контроллеру оптимально контролировать и контролировать фазы. Это позволяет избежать или сократить перегрузки и горячие точки, и в конечном итоге, конечно, эффективность выгоды от этого. Вот почему я включил этот раздел. Давайте перейдем к окончательному законопроекту на следующей странице, потому что это будет интересно!
Kommentieren