RAHASIA MEMPERBAIKI PC MOTHERBOARD

BAGI YANG TIDAK FAHAM BAHASANYA

SILAHKAN GUNAKAN GOOGLE TRANSLATE

*Page:* 1 of 6 *Introduction*

If you are willing to learn more about motherboard quality you must deeply study the voltage regulator circuit, which is in charge of taking the voltage provided by the power supply – namely +12 V – and converting it into the appropriate voltage required by the CPU, memories, chipset and other circuits present. In this tutorial we will present an in-depth trip inside the motherboard voltage regulator circuit, showing you how to identify this circuit, how it works, what the most common projects are and how to identify good-quality components. The quality of the voltage regulator circuit is one of the best ways to have an idea about the overall motherboard quality and life-span for several reasons. A good voltage regulator won’t have any fluctuations or noise on its outputs, providing the CPU and other components with a clean and stable voltage, allowing them to work perfectly. A bad voltage regulator can lead to fluctuations or noise on the voltage that will lead to malfunctions like the computer crashing, resetting and presenting the infamous Blue Screen of Death on Windows. If this circuit uses low-quality electrolytic capacitors they will leak, swell or even explode. Frequently when a motherboard dies it is this circuit that goes bad. So having a good-quality voltage regulator circuit will ensure that you will have a stable system that will last for years. Recognizing this circuit is pretty easy. Since it is the only circuit on the motherboard that uses chokes (a kind of coil), locate the chokes and you will have located the voltage regulator circuit. Usually this circuit is around the CPU socket, but you will find some chokes spread on the motherboard, usually near the memory sockets and near the south bridge chip, as they will be providing the right voltage to these components. Motherboard Voltage Regulator click to enlarge 

*Figure 1:

* Voltage regulator circuit. Before explaining exactly how this circuit works, first let’s get you acquainted with the main components found on the voltage regulator circuit. *Page 1 of 6

*Page:* 2 of 6   

*Meeting The Components*

The main components of a voltage regulator circuit are the already

mentioned chokes (which can be manufactured using two materials, iron or

ferrite), transistors and electrolytic capacitors (good motherboards

will provide solid capacitors, which are better). The transistors used

on the voltage regulator circuit are manufactured under a technology

called MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and

many people call them simply “MOSFET” (some motherboards, in particular

the ones from MSI based on "DrMOS" technology, use integrated circuits

instead of transistors). Some motherboards come with a passive heatsink

on top of these transistors to cool them down, which is a desirable

feature. There are other very important components present on this

circuit, especially integrated circuits. You will always find an

integrated circuit called “PWM controller” and in good designs a tiny

one called “MOSFET driver.” We will explain what they do later.

Motherboard Voltage Regulator </fullimage.php?image=12426>

click to enlarge

*Figure 2:* A close-up on the main voltage regulator circuit.

Motherboard Voltage Regulator </fullimage.php?image=12427>

click to enlarge

*Figure 3:* Motherboard with passive heatsink on top of the transistors.

Now let’s talk a little bit more about each component.

As mentioned, you can find two kinds of chokes on the voltage regulator

circuit: iron or ferrite. Ferrite chokes are better as they provide a

lower power loss compared to iron chokes (25% lower, according to

Gigabyte), a lower electromagnetic interference (EMI) and have a better

resistance to rust. It is easy to tell them apart: iron chokes are

usually “opened” and you can see a thick copper wire inside, while

ferrite chokes are “closed” and usually have a marking starting with the

letter “R” on top. On Figures 4 and 5 we show you the difference between

them. There is one exception, though. There are ferrite chokes that are

big, rounded and opened, shown in Figure 6. It is very easy to identify

this kind of ferrite choke, as it is rounded instead of squared.

The voltage regulator circuit will have one choke per “phase” or

“channel.” Don’t worry about this now as we will explain what this is in

detail later.

Iron Choke </fullimage.php?image=12428>

click to enlarge

*Figure 4: *Iron choke.

Ferrite Choke </fullimage.php?image=12429>

click to enlarge

*Figure 5: *Ferrite choke.

Ferrite Choke </fullimage.php?image=12734>

click to enlarge

*Figure 6:

*Ferrite Choke.

*Meeting The Components (Cont’d)*

Although most motherboards use MOSFET transistors on the voltage

regulator section, some transistors are better than others. The best

transistors are the ones with lower switching resistance – a parameter

called RDS(on). These transistors produce less heat (16% less heat

compared to traditional MOSFET, according to Gigabyte) and consume less

power to its own operation, meaning higher efficiency (i.e., the

motherboard and CPU will consume less power). They are physically

smaller than traditional transistors. An easy way to differentiate the

two is by counting the number of available terminals. Traditional

transistors have three legs, with the center leg usually cut, while

transistors with low RDS(on) have four or more legs and all of them are

soldered to the motherboard. You can see the difference between the two

by comparing Figures 7 and 8.

The voltage regulator circuit will have two transistors per “phase” or

“channel,” one called "high side" and the other called "low side".

Cheaper motherboards instead of using one MOSFET driver integrated

circuit per channel uses one extra transistor per channel to perform

this function and thus such motherboards will have three transistors per

channel (phase) instead of two. Because of that the best way to count

and identify phases is by counting the number of chokes, not the number

of transistors.

Some motherboards, especially the ones from MSI based on their "DrMOS"

technology, will use one integrated circuit replacing the "high side"

MOSFET, the "low side" MOSFET and the driver MOSFET, and therefore on

such motherboards you will find one integrated circuit per phase and no

transistor.

MOSFET transistor click to enlarge

*Figure 7: *Traditional MOSFET.

MOSFET transistor </fullimage.php?image=12431>

click to enlarge

*Figure 8:* MOSFET with low RDS(on).

The capacitors used on the voltage regulator circuit can be of the

traditional electrolytic type or solid aluminum ones, and we’ve already

shown the physical difference between them in Figure 2. Solid aluminum

capacitors are better than regular ones as they do not swell or leak. If

your motherboard uses regular caps, you should discover their

manufacturers. Capacitors manufactured in Japan have the tradition of

being immune to swelling, leaking and explosions. We have already

published a detailed tutorialon how to identify Japanese caps

</article/595> and you should read it.

Each voltage output is controlled by an integrated circuit called the

PWM controller. The motherboard will have one of this per voltage level,

i.e., one for the CPU, one for the memories, one for the chipset, etc

(most PWM controllers are able to control two independent voltage

levels). If you look around the CPU socket you should be able to find

the PWM controller for the CPU voltage, see Figures 2 and 9.Some

motherboards have the PWM circuit running at a higher frequency, which

reduces power loss (in other words, it increases efficiency, i.e.,

lowers the amount of power consumed by the motherboard/CPU). The

manufacturer will clearly advertise this feature if your motherboard has it.

PWM Controller </fullimage.php?image=12432>

click to enlarge

*Figure 9: *PWM controller.

Finally we have a smaller integrated circuit called MOSFET driver. The

voltage regulator circuit will use one MOSFET driver per phase

(channel), so each integrated circuit will drive two MOSFETs. Cheaper

motherboards will use another MOSFET in the place of this integrated

circuit, so in motherboards that use this design you won’t find this

integrated circuit and each phase will have three transistors, not two

as usual.

MOSFET driver </fullimage.php?image=12433>

click to enlarge

*Figure 10:* MOSFET driver.

Page 3 of 6  | Next »

*Page:* 4 of 6  

*Phases (Channels)*

The voltage regulator may have several power circuits working in

parallel to provide the same output voltage – say the CPU core voltage.

They, however, are not working at the same time: they are working

out-of-phase and hence the name “phase” to describe each circuit. We

will explain in details in the next page how this works, so don’t get

scared. We want to present an introduction to this subject, since

manufacturers and enthusiasts like to discuss the number of “phases” a

motherboard has a lot.

Let’s take the CPU voltage regulator circuit. If this circuit has two

phases (or channels), each phase will be operating 50% of the time in

order to generate the CPU voltage. If this same circuit is constructed

with three phases, each phase will be working 33.3% of the time. With

four phases, each phase will be working 25% of the time. With six phases

each phase will be working 16.6% of the time. And so on.

There are several advantages in having a voltage regulator circuit with

more phases. The most obvious is that the transistors will be working

less loaded, which provides a higher life-span to these components and a

lower operating temperature. Another advantage is that the more phases

you have usually the output voltage is more stable and also the noise

level is lower.

Adding more phases require adding more components, which increase the

cost of the motherboard: cheaper motherboard will have fewer phases,

while more expensive ones will have more phases.

Also it is very important to clarify that when a manufacturer says that

a motherboard has six power phases, it is referring only to the CPU main

voltage (Vcore). On next page we will explain in more details what

happens when the CPU requires more than one voltage.

Each voltage phase or channel uses one choke, two or three transistors

(or a single integrated circuit replacing these transistors), one or

more electrolytic capacitors and one MOSFET driver integrated circuit –

this last component can be replaced by a transistor, as which is the

case with low-end motherboards. As you can see, the exact number of

components will vary. The only component that is present with always the

same count is the choke, so the best way for you to know how many phases

a given voltage regulator circuit has is by counting the number of

chokes (pay attention because there are exceptions; we will explain them

next). For example, the motherboard in Figure 11 (the same board shown

before on Figures 1 and 2) has three phases.

Motherboard Phases </fullimage.php?image=12434>

click to enlarge

*Figure 11: *Phases.

But there is one caveat. On some motherboards the phase that controls

the memory or the chipset voltage is located close to the other phases,

making you to have a wrong phase count if you simply count the number of

chokes present near the CPU socket. We show this case in Figure 12: even

though the portrayed motherboard has four chokes, it is a three-phase

motherboard, as only three of the phases are used to generate the CPU

main voltage (Vcore); on this motherboard the fourth phase is used to

generate the memory voltage. We will teach how to get the exact phase

count in just one second.

Motherboard Phase </fullimage.php?image=12435>

click to enlarge

*Figure 12:* Motherboard with three phases, not four as you could assume.

It is wrong to assume that only chokes near the rear end of the

motherboard should be counted, ignoring chokes located on the side of

the board: in Figure 11 you can see a motherboard with a choke located

on the side that belongs to the CPU voltage regulator circuit…

Since all chokes that are producing the same output voltage have their

outputs connected together, only chokes that have their outputs

connected together should be counted. This can be done by following each

choke output on the solder side from the motherboard. In Figure 13 we

show the solder side from the motherboard shown in Figure 12. As you can

see, only three chokes are connected together, the output from the

fourth choke is going down to the memory sockets (we know this because

this was a socket LGA775 motherboard, where the CPU only requires a

single voltage; detailed info will be given in the next page).

Voltage Regulator Phases </fullimage.php?image=12436>

click to enlarge

*Figure 13:* Correct way of counting chokes.

On some motherboards you may not clearly see the connection between

phases like we are showing in Figure 13. In this case you have to get a

multimeter and check which chokes are connected together. You can either

but your multimeter on its continuity scale (if it has one – usually

beeping when the probes are "shorted", indicating that there is

connection) or resistance scale (which will show zero ohm when there is

a connection). On Figures 14 and 15 we show another motherboard with

four chokes where the connections of the chokes isn't clear like on the

motherboard from Figure 13. With a multimeter we discovered that three

of the chokes were connected together, thus this was a "three-phase"

motherboard. The fourth choke was feeding something else (the CPU

integrated memory controller, as we will explain in the next page).

Detecting a Phase </fullimage.php?image=22823>

click to enlarge

*Figure 14:* These two chokes are connected together.

Detecting a Phase </fullimage.php?image=22824>

click to enlarge

*Figure 15: *These two chokes aren't connected together.

*« Previous

</article/Everything-You-Need-to-Know-About-The-Motherboard-Voltage-Regulator-Circuit/616/3> |

Page 4 of 6  | Next »

page 5

Newer CPUs will require more than one voltage. Even though all CPUs from AMD have an integrated memory controller, only socket AM3 CPUs require a separated voltage for this circuit. So on socket AM3 motherboards the voltage regulator circuit will generate two separated voltages for the CPU, one for the "main" part of the CPU ("Vcore") and another for the integrated memory controller. That is why we knew, in Figure 15, that the extra phase was for feeding the CPU integrated memory controller: because that was a socket AM3 board.
With Intel CPUs, only socket LGA1156 and socket LGA1366 CPUs have an integrated memory controller. So on these motherboards the voltage regulator circuit will generate two voltages, one for the "main" part of the CPU ("Vcore") and another for the integrated memory controller ("VTT"). On socket LGA1156 motherboards supporting CPUs with integrated video controller (e.g., the ones based on H55 and H57 chipsets) the voltage regulator circuit will generate a third voltage for the CPU, to be used by the integrated video controller ("VAXG").
On motherboards where the voltage regulator circuit provides more than one voltage to the CPU, the manufacturer will refer to it like "x+y" or "x+y+z", where "x" is the number of phases for the CPU main voltage ("Vcore"), "y" is the number of phases for the CPU integrated memory controller and "z" is the number of phases for the CPU integrated video controller. The motherboard shown on Figures 14 and 15 had a "3+1" configuration, for example.
Below we summarize what kind of motherboard feeds the CPU socket with more than one voltage.

Socket	Voltages for the CPU
754, 939, 940, AM2, AM2+, 775 and older	One
AM3, 1156, 1366	Two
1156 with H55, H57 and Q57 chipsets	Three

Although in this tutorial we focused on the voltages required by the CPU, all motherboards will have at least one phase for feeding the memories and one phase for feeding the chipset. If you look around you will be able to spot these phases (see Figure 18), unless when the memory phase is placed close to the CPU phases, like it happened on the example from Figure 12.

click to enlarge
Figure 16: Memory and chipset phases.

how it works

The voltage regulator circuit gets the +12 V voltage present on the ATX12V or EPS12V connector found on the motherboard and converts it to the voltage required by the component that the voltage regulator is connected to (CPU, memory, chipset, etc). This conversion is done using a DC-DC converter, also known as switching-mode power supply (SMPS), the same system used inside the PC main power supply.
The heart of this converter is the PWM (Pulse Width Modulation) controller. This circuit generates a square-wave signal that will drive each phase, with the duty cycle from this signal varying depending on the voltage that the circuit wants to produce (duty cycle is the amount of time the signal stays on its higher value; for example, a signal with 50% duty cycle will spend half the time on its lower value - usually zero volt - and the other 50% of the time on its higher value -- which means +12 V on the case of the voltage regulator circuit. 
The value of the output voltage the voltage regulator circuit must produce is read from the CPU “voltage ID” (VID) pins, which provide a binary code with the exact voltage that must be supplied. Some motherboards allow you to manually change the CPU voltage inside the motherboard setup program. What the setup does is to change the code that is read by the PWM controller, so the controller will change the CPU voltage according to what you’ve configured. Even though we are talking about the CPU, the same idea applies for the memory and the chipset.
The DC-DC converter is a closed loop system. This means that the PWM controller is constantly monitoring the outputs of the voltage regulator. If the voltage on the output increases or decreases the circuit will readjust itself (changing the frequency of the PWM signal) in order to correct the voltage. This is done through a current sensor, since when current consumption increases the output voltage tends to decrease and vice-versa.
In Figure 17 we have the block diagram of a PWM controller usually found on the CPU voltage regulator circuit (NCP5392 from On Semiconductor). On this block diagram you can easily identify the voltage ID pins (VID0 through VID7), the loopback pins (CS, Current Sensor pins, located on the left side) and the outputs to drive each phase (G pins, located on the right side). As you can see, this integrated circuit can control up to four phases.

click to enlarge
Figure 17: PWM controller.

Each phase uses two transistors and one choke. The PWM controller does not provide enough current to switch these transistors, so a MOSFET driver is required for each phase. Usually this driver is made with a small integrated circuit. In other to cut costs some manufacturers use a discrete driver using an additional transistor on very low-end motherboards.
In Figure 18, you can see the basic schematics of one phase from a motherboard (the loopback connection is missing on this diagram) driven by an NCP5359 MOSFET driver. The driver and the MOSFET transistors will be fed by the +12 V voltage provided on the ATX12V or EPS12V connector (where it is written “10 V to 13.2 V” and “4 V to 15 V”). You can see on this diagram the two MOSFETs (the top one is the "high side" and the bottom one is the "low side"), the choke and the capacitors. The loopback signal will be provided by linking two wires connected in parallel to the choke to the PWM controller CS+ (CSP) and CS- (CSN) pins. The PWM pin is connected to the PWM output provided by the PWM controller and the EN pin is the “enable” pin, which activated the circuit.

click to enlarge
Figure 18: Phase simplified schematics.

As you can see in Figure 17, there is one PWM output for each phase. As explained, the PWM signal is a square waveform where its width (duty cycle) changes depending on the voltage you want (that is why this technique is called Pulse Width Modulation). Assuming that the output voltage is stable, all PWM signals will have the same duty cycle, i.e., the size of each “square” on the signal will be the same. These signals will, however, have a delay between them. This delay is also known as phase-shift.
For example, on a circuit with just two phases, the two PWM signals will be mirrored. So while phase 1 is turned on, phase 2 will be turned off and vice-versa. This will ensure that each phase will work 50% of the time. On a circuit with four phases, the PWM signals will be delayed in such way that phases will be activated in sequence: first phase 1 is activated, then phase 2, then phase 3 and then phase 4. While one phase is turned on all others are turned off. In this case, each phase will be working 25% of the time.
The more phases you have, less time each phase will be turned on. As explained earlier, this makes each phase to dissipate less heat and each transistor to work less, which provides a higher life-span to this component.

* Halaman : * 1 dari 6 * Pendahuluan *

Jika Anda bersedia untuk mempelajari lebih lanjut tentang kualitas motherboard Anda harus sangat mempelajari rangkaian regulator tegangan , yang bertanggung jawab mengambil tegangan yang disediakan oleh power supply - yaitu +12 V - dan mengubahnya menjadi tegangan yang sesuai yang diperlukan oleh CPU , kenangan , chipset dan sirkuit lain yang hadir . Dalam tutorial ini kita akan menyajikan perjalanan yang mendalam di dalam sirkuit regulator tegangan motherboard , menunjukkan kepada Anda bagaimana mengidentifikasi rangkaian ini , cara kerjanya , apa proyek yang paling umum dan bagaimana mengidentifikasi komponen berkualitas baik . Kualitas rangkaian regulator tegangan adalah salah satu cara terbaik untuk memiliki gagasan tentang kualitas motherboard secara keseluruhan dan life-span karena beberapa alasan . Sebuah pengatur tegangan yang baik tidak akan memiliki fluktuasi atau noise pada output-nya , memberikan CPU dan komponen lainnya dengan tegangan yang bersih dan stabil , yang memungkinkan mereka untuk bekerja dengan sempurna . Sebuah pengatur tegangan yang buruk dapat menyebabkan fluktuasi atau noise pada tegangan yang akan menyebabkan kerusakan seperti komputer terhempas , reset dan penyajian terkenal Blue Screen of Death pada Windows . Jika rangkaian ini menggunakan berkualitas rendah kapasitor elektrolit mereka akan bocor , membengkak atau bahkan meledak . Sering ketika motherboard mati itu adalah sirkuit ini yang memburuk . Jadi memiliki rangkaian regulator tegangan - kualitas yang baik akan memastikan bahwa Anda akan memiliki sistem yang stabil yang akan berlangsung selama bertahun-tahun . Menyadari sirkuit ini cukup mudah . Karena satu-satunya sirkuit pada motherboard yang menggunakan choke ( semacam coil ) , menemukan tersedak dan Anda akan berada rangkaian regulator tegangan . Biasanya sirkuit ini adalah sekitar soket CPU , tetapi Anda akan menemukan beberapa tersedak tersebar pada motherboard , biasanya dekat soket memori dan dekat chip south bridge , karena mereka akan memberikan tegangan yang tepat untuk komponen ini . Motherboard Voltage Regulator klik untuk memperbesar * Gambar 1 :
* Sirkuit Voltage regulator . Sebelum menjelaskan bagaimana rangkaian ini bekerja , pertama mari kita Anda berkenalan dengan komponen utama yang ditemukan pada rangkaian regulator tegangan . * Halaman 1 dari 6


* Halaman : * 2 dari 6

* Komponen Rapat *

Komponen utama dari rangkaian regulator tegangan yang sudah
choke disebutkan (yang dapat diproduksi dengan menggunakan dua bahan , besi atau
ferit ) , transistor dan kapasitor elektrolit ( motherboard yang baik
akan memberikan kapasitor solid , yang lebih baik ) . Transistor digunakan
pada rangkaian regulator tegangan diproduksi di bawah teknologi
disebut MOSFET ( Metal- Oxide Semiconductor Lapangan Effect Transistor ) dan
banyak orang menyebutnya hanya " MOSFET " ( beberapa motherboard , khususnya
yang dari MSI didasarkan pada " DrMOS " teknologi , menggunakan sirkuit terpadu
bukan transistor ) . Beberapa motherboard datang dengan heatsink pasif
di atas transistor ini untuk mendinginkan mereka , yang merupakan diinginkan
fitur . Ada komponen lain yang sangat penting saat ini
sirkuit , sirkuit terpadu terutama . Anda akan selalu menemukan
sirkuit terpadu yang disebut " PWM controller" dan baik desain mungil
satu disebut "driver MOSFET . " Kami akan menjelaskan apa yang mereka lakukan nanti.

Motherboard Voltage Regulator < / fullimage.php ? Image = 12426 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 2 : * A close-up di sirkuit regulator tegangan utama.

Motherboard Voltage Regulator < / fullimage.php ? Image = 12427 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 3 : * Motherboard dengan heatsink pasif di atas transistor .

Sekarang mari kita bicara sedikit lebih lanjut tentang masing-masing komponen .

Seperti disebutkan , Anda dapat menemukan dua jenis choke pada regulator tegangan
sirkuit : besi atau ferit . Tersedak ferit lebih baik karena mereka memberikan
kehilangan daya yang lebih rendah dibandingkan dengan choke besi ( 25 % lebih rendah , menurut
Gigabyte ) , gangguan elektromagnetik yang lebih rendah ( EMI ) dan memiliki yang lebih baik
ketahanan terhadap karat . Sangat mudah untuk membedakan mereka : choke besi
biasanya " terbuka " dan Anda dapat melihat kawat tembaga tebal di dalam , sementara
tersedak ferit yang " tertutup " dan biasanya memiliki tanda dimulai dengan
huruf " R " di atas . Pada Gambar 4 dan 5 kami tunjukkan perbedaan antara
mereka . Ada satu pengecualian , meskipun . Ada tersedak ferit yang
besar , bulat dan dibuka , ditunjukkan pada Gambar 6 . Hal ini sangat mudah untuk mengidentifikasi
semacam ini tersedak ferit , seperti yang bulat bukan persegi .

Rangkaian regulator tegangan akan memiliki satu choke per " fase " atau
" Saluran . " Jangan khawatir tentang hal ini sekarang karena kami akan menjelaskan apa ini berada di
rinci nanti.

Iron Choke < / fullimage.php ? Image = 12428 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 4 : * Besi choke .

Ferrite Choke < / fullimage.php ? Image = 12429 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 5 : * choke Ferrite .

Ferrite Choke < / fullimage.php ? Image = 12734 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 6 :
 * Ferrite Choke .




* Rapat Komponen ( Lanjutan ) *

Meskipun sebagian besar motherboard menggunakan transistor MOSFET pada tegangan
bagian regulator , beberapa transistor yang lebih baik daripada yang lain . yang terbaik
Transistor adalah orang-orang dengan resistensi yang lebih rendah - parameter
disebut RDS (on) . Transistor ini menghasilkan lebih sedikit panas ( 16 % lebih sedikit panas
dibandingkan dengan MOSFET tradisional , menurut Gigabyte ) dan mengkonsumsi lebih sedikit
kekuatan untuk operasi sendiri , yang berarti efisiensi yang lebih tinggi ( yaitu,
motherboard dan CPU akan mengkonsumsi daya yang lebih kecil ) . Mereka secara fisik
lebih kecil dari transistor tradisional . Cara mudah untuk membedakan
dua adalah dengan menghitung jumlah terminal yang tersedia . tradisional
transistor memiliki tiga kaki , dengan pusat kaki biasanya dipotong , sementara
transistor dengan RDS rendah (pada ) memiliki empat atau lebih kaki dan semua dari mereka adalah
disolder ke motherboard . Anda dapat melihat perbedaan antara kedua
dengan membandingkan Gambar 7 dan 8 .

Rangkaian regulator tegangan akan memiliki dua transistor per " fase " atau
" Channel , " salah satu yang disebut " sisi tinggi " dan yang lain disebut " sisi rendah " .
Motherboard yang lebih murah daripada menggunakan satu driver MOSFET terintegrasi
sirkuit per channel menggunakan satu transistor ekstra per channel untuk melakukan
fungsi ini dan dengan demikian motherboard tersebut akan memiliki tiga transistor per
channel ( fase ) bukan dua . Karena itu cara terbaik untuk menghitung
dan mengidentifikasi fase adalah dengan menghitung jumlah choke , bukan jumlah
transistor .

Beberapa motherboard , khususnya yang dari MSI didasarkan pada " DrMOS " mereka
teknologi , akan menggunakan satu sirkuit terpadu menggantikan " sisi tinggi "
MOSFET , "sisi rendah" MOSFET dan MOSFET driver, dan oleh karena itu pada
motherboard seperti itu Anda akan menemukan satu sirkuit terpadu per fase dan tidak ada
transistor .

MOSFET transistor klik untuk memperbesar
* Gambar 7 : * MOSFET tradisional .


MOSFET transistor < / fullimage.php ? Image = 12431 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 8 : * MOSFET dengan RDS rendah (pada ) .

Kapasitor yang digunakan pada rangkaian regulator tegangan dapat dari
Jenis elektrolit atau aluminium padat yang tradisional , dan kami sudah sudah
menunjukkan perbedaan fisik antara mereka pada Gambar 2 . aluminium padat
kapasitor lebih baik daripada yang biasa karena mereka tidak membengkak atau bocor . jika
motherboard Anda menggunakan topi biasa, Anda harus menemukan mereka
produsen . Kapasitor diproduksi di Jepang memiliki tradisi
menjadi kebal terhadap pembengkakan , bocor dan ledakan . Kami sudah
menerbitkan tutorialon rinci bagaimana mengidentifikasi topi Jepang
< / article/595 > dan Anda harus membacanya .

Setiap tegangan output dikontrol oleh sirkuit terpadu yang disebut
PWM controller . Motherboard ini akan memiliki salah satu dari ini per tingkat tegangan ,
yaitu , satu untuk CPU , satu untuk kenangan , satu untuk chipset , dll
( pengendali PWM mampu mengendalikan dua tegangan independen
tingkat ) . Jika Anda melihat di sekitar socket CPU Anda harus dapat menemukan
controller PWM untuk tegangan CPU , lihat Gambar 2 dan 9.Some
motherboard memiliki rangkaian PWM berjalan pada frekuensi yang lebih tinggi , yang
mengurangi kerugian daya ( dengan kata lain , meningkatkan efisiensi , yaitu ,
menurunkan jumlah daya yang dikonsumsi oleh motherboard / CPU ) . itu
produsen jelas akan mengiklankan fitur ini jika motherboard anda memiliki itu .

PWM controller < / fullimage.php ? Image = 12432 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 9 : * PWM controller .

Akhirnya kami memiliki sirkuit terintegrasi lebih kecil yang disebut MOSFET driver . itu
rangkaian regulator tegangan akan menggunakan satu driver MOSFET per fase
( channel ) , sehingga setiap sirkuit terpadu akan mendorong dua MOSFET . Cheaper
motherboard akan menggunakan MOSFET lain di tempat ini terintegrasi
sirkuit , sehingga dalam motherboard yang menggunakan desain ini Anda tidak akan menemukan ini
sirkuit terpadu dan setiap tahap akan memiliki tiga transistor , bukan dua
seperti biasa .

Driver MOSFET < / fullimage.php ? Image = 12433 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 10 : * driver MOSFET .


Halaman 3 dari 6 | Next »

* Halaman : * 4 dari 6

* Fase ( Channels ) *

Tegangan regulator mungkin memiliki beberapa sirkuit listrik yang bekerja di
paralel untuk memberikan tegangan output yang sama - mengatakan tegangan inti CPU .
Mereka , bagaimanapun , tidak bekerja pada saat yang sama : mereka bekerja
out-of - fase dan karenanya nama " fase " untuk menggambarkan setiap sirkuit . kami
akan menjelaskan secara rinci dalam halaman berikutnya bagaimana ini bekerja , jadi jangan
takut . Kami ingin menyajikan pengantar untuk subjek ini, karena
produsen dan penggemar ingin membicarakan jumlah " fase " a
motherboard memiliki banyak.

Mari kita mengambil CPU sirkuit regulator tegangan . Jika sirkuit ini memiliki dua
fase ( atau saluran) , setiap tahap akan beroperasi 50 % dari waktu dalam
untuk menghasilkan tegangan CPU . Jika sirkuit yang sama ini dibangun
dengan tiga tahap , setiap tahap akan bekerja 33,3 % dari waktu . dengan
empat tahap , setiap tahap akan bekerja 25 % dari waktu . Dengan enam fase
setiap tahap akan bekerja 16,6 % dari waktu . Dan seterusnya .

Ada beberapa keuntungan dalam memiliki rangkaian regulator tegangan dengan
fase lebih . Yang paling jelas adalah bahwa transistor akan bekerja
kurang dimuat , yang menyediakan lebih tinggi rentang hidup komponen ini dan
suhu operasi yang lebih rendah . Keuntungan lain adalah bahwa fase lebih
Anda biasanya tegangan output lebih stabil dan juga kebisingan
tingkat yang lebih rendah.

Menambahkan fase lebih membutuhkan menambahkan lebih banyak komponen , yang meningkatkan
biaya motherboard : Motherboard murah akan memiliki fase lebih sedikit ,
sedangkan yang lebih mahal akan memiliki lebih banyak tahapan .

Juga sangat penting untuk memperjelas bahwa ketika produsen mengatakan bahwa
motherboard memiliki enam fase daya , itu hanya mengacu pada main CPU
tegangan ( Vcore ) . Pada halaman berikutnya kita akan menjelaskan secara lebih rinci apa
terjadi ketika CPU membutuhkan lebih dari satu tegangan .

Setiap fase tegangan atau saluran menggunakan satu choke , dua atau tiga transistor
( atau satu sirkuit terpadu menggantikan transistor ini ) , satu atau
kapasitor elektrolit lebih dan driver MOSFET satu sirkuit terpadu -
Komponen terakhir ini dapat digantikan oleh transistor , seperti yang merupakan
huruf dengan motherboard low-end . Seperti yang Anda lihat , jumlah yang tepat dari
komponen akan bervariasi . Satu-satunya komponen yang hadir dengan selalu
count sama choke , jadi cara terbaik bagi Anda untuk mengetahui berapa banyak tahapan
rangkaian regulator tegangan yang diberikan telah adalah dengan menghitung jumlah
tersedak ( perhatikan karena ada pengecualian , kami akan menjelaskan mereka
berikutnya) . Sebagai contoh, motherboard pada Gambar 11 ( papan yang sama ditampilkan
sebelum pada Gambar 1 dan 2 ) memiliki tiga fase .

Fase Motherboard < / fullimage.php ? Image = 12434 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 11 : * Phases .


Tapi ada satu peringatan . Pada beberapa motherboard fase yang mengontrol
memori atau tegangan chipset terletak dekat dengan fase lain ,
membuat Anda untuk memiliki fase yang salah menghitung jika Anda hanya menghitung jumlah
tersedak hadir di dekat soket CPU . Kami menunjukkan hal ini dalam Gambar 12 : bahkan
meskipun motherboard digambarkan memiliki empat choke , itu adalah tiga fase
motherboard , karena hanya tiga dari fase digunakan untuk menghasilkan CPU
tegangan utama ( Vcore ) ; pada motherboard ini fase keempat digunakan untuk
menghasilkan tegangan memori . Kami akan mengajarkan cara untuk mendapatkan fase yang tepat
menghitung hanya dalam satu detik .

Tahap Motherboard < / fullimage.php ? Image = 12435 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 12 : * Motherboard dengan tiga tahap , bukan empat seperti yang Anda bisa berasumsi .

Adalah salah untuk mengasumsikan bahwa hanya tersedak dekat ujung belakang
motherboard harus dihitung , mengabaikan choke terletak di sisi
papan : pada Gambar 11 Anda dapat melihat motherboard dengan choke terletak
di sisi yang dimiliki oleh CPU sirkuit regulator tegangan ...

Karena semua choke yang menghasilkan tegangan output yang sama memiliki mereka
output terhubung bersama-sama , hanya tersedak yang memiliki output mereka
terhubung bersama-sama harus dihitung . Hal ini dapat dilakukan dengan mengikuti setiap
tersedak output pada sisi solder dari motherboard . Pada Gambar 13 kita
menunjukkan sisi solder dari motherboard yang ditunjukkan pada Gambar 12 . Seperti yang Anda bisa
lihat , hanya tiga tersedak terhubung bersama-sama , output dari
choke keempat akan turun ke soket memori ( kita tahu karena ini
ini adalah motherboard socket LGA775 , dimana CPU hanya memerlukan
tegangan tunggal ; info rinci akan diberikan di halaman berikutnya ) .

Tahapan Voltage Regulator < / fullimage.php ? Image = 12436 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 13 : * Benar cara penghitungan tersedak .

Pada beberapa motherboard Anda mungkin tidak jelas melihat hubungan antara
fase seperti kita ditunjukkan dalam Gambar 13 . Dalam hal ini Anda harus mendapatkan
multimeter dan memeriksa choke yang terhubung bersama-sama . Anda juga bisa
tetapi multimeter Anda pada skala kelestariannya ( jika memiliki satu - biasanya
berbunyi ketika probe " korsleting " , menunjukkan bahwa ada
koneksi ) atau skala resistensi ( yang akan menunjukkan nol ohm bila ada
sambungan ) . Pada Angka 14 dan 15 kita menunjukkan motherboard lain dengan
empat choke dimana koneksi dari tersedak tidak jelas seperti pada
motherboard dari Gambar 13 . Dengan multimeter kami menemukan bahwa tiga
dari tersedak yang terhubung bersama-sama , sehingga ini adalah " tiga fase "
motherboard . Choke keempat sedang memberi makan sesuatu yang lain ( CPU
kontroler memori terintegrasi , seperti yang kita akan menjelaskan di halaman berikutnya ) .

Mendeteksi Tahap < / fullimage.php ? Image = 22823 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 14 : * Kedua choke yang terhubung bersama-sama .

Mendeteksi Tahap < / fullimage.php ? Image = 22824 >
klik untuk memperbesar
* Gambar 15 : * Kedua choke tidak terhubung bersama-sama .

* « Sebelumnya
< / article/Everything-You-Need-to-Know-About-The-Motherboard-Voltage-Regulator-Circuit/616/3 > |
Halaman 4 dari 6 | Next »
halaman 5
CPU baru akan membutuhkan lebih dari satu tegangan . Meskipun semua CPU dari AMD memiliki memori controller terintegrasi , hanya CPU socket AM3 memerlukan tegangan terpisah untuk sirkuit ini . Jadi pada soket AM3 motherboard rangkaian regulator tegangan akan menghasilkan dua tegangan terpisah untuk CPU , satu untuk " utama " bagian dari CPU ( " Vcore " ) dan satu lagi untuk kontroler memori terintegrasi . Itulah sebabnya kita tahu , pada Gambar 15 , bahwa fase ekstra itu untuk makan CPU terintegrasi memory controller : karena itu adalah papan soket AM3 .
Dengan CPU Intel , hanya soket LGA1156 dan LGA1366 soket CPU memiliki kontroler memori terintegrasi . Jadi pada motherboard ini rangkaian regulator tegangan akan menghasilkan dua tegangan , satu untuk " utama " bagian dari CPU ( " Vcore " ) dan satu lagi untuk kontroler memori terintegrasi ( " VTT " ) . Pada motherboard LGA1156 soket mendukung CPU dengan video controller terintegrasi ( misalnya , yang didasarkan pada H55 dan H57 chipset ) rangkaian regulator tegangan akan menghasilkan tegangan ketiga untuk CPU , yang akan digunakan oleh video controller terintegrasi ( " VAXG " ) .
Pada motherboard dimana rangkaian regulator tegangan menyediakan lebih dari satu tegangan ke CPU , produsen akan lihat seperti " x + y " atau " x + y + z " , di mana " x " adalah jumlah fase untuk CPU utama tegangan ( " Vcore " ) , " y " adalah jumlah fase untuk CPU memory controller terintegrasi dan " z " adalah jumlah fase untuk CPU terintegrasi kontroler video . Motherboard ditampilkan pada Angka 14 dan 15 memiliki " 3 +1 " konfigurasi , misalnya.
Di bawah ini kami meringkas apa jenis motherboard feed soket CPU dengan lebih dari satu tegangan .
Socket Tegangan untuk CPU
754 , 939 , 940 , AM2 , AM2 + , 775 dan lebih tua Satu
AM3 , 1156, 1366 Dua
1156 dengan H55 , H57 dan Q57 chipset Tiga
Meskipun dalam tutorial ini kami fokus pada tegangan yang dibutuhkan oleh CPU , semua motherboard akan memiliki minimal satu fase untuk makan kenangan dan satu fase untuk makan chipset . Jika Anda melihat sekeliling Anda akan dapat melihat fase ini ( lihat Gambar 18 ) , kecuali ketika fase memori ditempatkan dekat dengan fase CPU , seperti itu terjadi pada contoh dari Gambar 12 .

klik untuk memperbesar
Gambar 16 : Memory dan fase chipset .

cara kerjanya
Rangkaian regulator tegangan mendapat tegangan +12 V hadir pada ATX12V atau konektor EPS12V ditemukan pada motherboard dan mengkonversi ke tegangan yang dibutuhkan oleh komponen bahwa regulator tegangan terhubung ke ( CPU , memori , chipset , dll) . Konversi ini dilakukan dengan menggunakan konverter DC - DC , juga dikenal sebagai switching -mode power supply ( SMPS ) , sistem yang sama yang digunakan dalam PC power supply utama.
Jantung konverter ini adalah PWM ( Pulse Width Modulation ) kontroler . Sirkuit ini menghasilkan sinyal gelombang persegi yang akan mendorong setiap tahap , dengan duty cycle dari sinyal ini bervariasi tergantung pada tegangan yang sirkuit ingin memproduksi ( duty cycle adalah jumlah waktu sinyal tetap pada nilai yang lebih tinggi , misalnya , sinyal dengan 50 % duty cycle akan menghabiskan separuh waktu pada nilai yang lebih rendah - biasanya nol volt - dan 50 % dari waktu pada nilai yang lebih tinggi - yang berarti 12 V pada kasus rangkaian regulator tegangan .
Nilai tegangan output rangkaian regulator tegangan harus menghasilkan dibaca dari CPU " ID tegangan " ( VID ) pin, yang memberikan kode biner dengan tegangan yang tepat yang harus diberikan . Beberapa motherboard memungkinkan Anda untuk secara manual mengubah tegangan CPU dalam program setup motherboard . Apa setup yang dilakukan adalah untuk mengubah kode yang dibaca oleh controller PWM , sehingga kontroler akan mengubah tegangan CPU sesuai dengan apa yang telah Anda dikonfigurasi . Meskipun kita berbicara tentang CPU , ide yang sama berlaku untuk memori dan chipset .
The DC - DC converter adalah sistem loop tertutup . Ini berarti bahwa controller PWM terus memantau output dari regulator tegangan . Jika tegangan pada output meningkat atau menurun rangkaian akan menyesuaikan sendiri ( mengubah frekuensi sinyal PWM ) dalam rangka untuk memperbaiki tegangan . Hal ini dilakukan melalui sensor arus , sejak kapan konsumsi saat meningkatkan tegangan output cenderung menurun dan sebaliknya .
Pada Gambar 17 kita memiliki diagram blok pengontrol PWM biasanya ditemukan pada CPU regulator tegangan rangkaian ( NCP5392 dari Pada Semiconductor ) . Pada diagram blok ini Anda dapat dengan mudah mengidentifikasi tegangan ID pin ( VID0 melalui VID7 ) , pin loopback ( CS , pin Current Sensor , terletak di sisi kiri ) dan output untuk mendorong setiap fase (pin G , yang terletak di sisi kanan ) . Seperti yang Anda lihat , sirkuit terpadu ini dapat mengendalikan hingga empat fase .

klik untuk memperbesar
Gambar 17 : PWM controller .
Setiap fase menggunakan dua transistor dan satu choke . The PWM controller tidak menyediakan arus yang cukup untuk beralih transistor ini , sehingga driver MOSFET diperlukan untuk setiap tahap. Biasanya driver ini dibuat dengan sirkuit terpadu yang kecil . Di lain untuk memotong biaya beberapa produsen menggunakan driver diskrit menggunakan transistor tambahan pada motherboard yang sangat low-end .
Pada Gambar 18 , Anda dapat melihat skema dasar dari satu fase dari motherboard ( koneksi loopback yang hilang pada diagram ini ) didorong oleh driver NCP5359 MOSFET . Pengemudi dan transistor MOSFET akan diberi makan oleh tegangan +12 V yang disediakan di ATX12V atau konektor EPS12V ( di mana ada tertulis " 10 V 13,2 V " dan " 4 V sampai 15 V " ) . Anda dapat melihat pada diagram ini dua MOSFET ( yang teratas adalah " sisi tinggi " dan bagian bawah satu adalah " sisi rendah " ) , choke dan kapasitor . Sinyal loopback akan disediakan dengan menghubungkan dua kabel yang terhubung secara paralel untuk choke ke PWM controller CS + ( CSP ) dan CS - ( CSN ) pin. The PWM pin terhubung ke output PWM yang disediakan oleh controller PWM dan pin EN adalah " mengaktifkan" pin , yang diaktifkan sirkuit .

klik untuk memperbesar
Gambar 18 : Tahap skema yang disederhanakan .
Seperti yang dapat Anda lihat pada Gambar 17 , ada satu output PWM untuk setiap tahap . Sebagaimana dijelaskan , sinyal PWM adalah gelombang persegi di mana lebarnya ( duty cycle ) berubah tergantung pada tegangan yang Anda inginkan ( itu sebabnya teknik ini disebut Pulse Width Modulation ) . Dengan asumsi bahwa tegangan output stabil , semua sinyal PWM akan memiliki siklus yang sama , yaitu , ukuran masing-masing " persegi " pada sinyal akan sama . Sinyal-sinyal ini akan, bagaimanapun , mengalami keterlambatan antara mereka . Penundaan ini juga dikenal sebagai fase -shift .
Sebagai contoh, di sirkuit dengan hanya dua tahap , dua sinyal PWM akan dicerminkan . Jadi sementara fase 1 dihidupkan , tahap 2 akan dimatikan dan sebaliknya . Ini akan memastikan bahwa setiap tahap akan bekerja 50 % dari waktu . Pada sirkuit dengan empat fase , sinyal PWM akan tertunda sedemikian rupa bahwa fase akan diaktifkan secara berurutan : tahap pertama 1 diaktifkan , maka tahap 2 , maka fase 3 dan kemudian fase 4 Sementara satu fase dihidupkan semua orang lain . dimatikan . Dalam hal ini , setiap tahap akan bekerja 25 % dari waktu .
Semakin banyak tahapan yang telah Anda , sedikit waktu setiap tahap akan dihidupkan . Seperti dijelaskan sebelumnya, ini membuat setiap tahap untuk mengusir panas yang lebih sedikit dan masing-masing transistor untuk bekerja lebih sedikit, yang menyediakan lebih tinggi rentang hidup komponen ini .