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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Réduire l'échauffement des pièces du filtre dans les circuits d'alimentation du processeur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / ordinateurs Lors de la "réanimation" d'un ordinateur avec un processeur ATHLON AMD K7-600 et une carte mère GIGABYTE GA-7IXE, l'auteur de l'article a été désagréablement surpris par le fort échauffement des condensateurs à oxyde et des selfs de filtre de puissance du processeur - la température dépassait clairement une valeur acceptable . Mais la carte était neuve, sous garantie, et j'ai dû accepter ce fait. Lors des vérifications périodiques ultérieures, une nette surchauffe des condensateurs et des selfs a rappelé que ce problème devait également être réglé. Mais, comme cela arrive souvent dans la vie, il n'y avait pas assez "d'impulsion de départ" pour faire ce travail. Ils sont devenus, comme l'écrit l'auteur, l'article de A. Sorokin "Caractéristiques de l'utilisation des condensateurs à oxyde dans les circuits de puissance des microprocesseurs", publié dans Radio, 2003, n ° 1. Il est connu que les condensateurs à l'oxyde d'aluminium ont une grande auto-inductance, proportionnelle à leur capacité, et ne peuvent pas fonctionner normalement aux hautes fréquences (HF). Par conséquent, dans les circuits avec un signal à large bande, des condensateurs céramiques presque non inductifs doivent être installés en parallèle avec eux. C'est ainsi que sont fabriqués les filtres des circuits d'alimentation des radios et des téléviseurs, et pour les développeurs, tout cela est depuis longtemps devenu un truisme. Donnons des données précises sur les circuits d'alimentation du processeur pour la carte sur laquelle la révision a été effectuée. Ces informations aideront non seulement le lecteur à mieux comprendre l'essence des modifications apportées, mais serviront également de guide lors de la réalisation de travaux similaires sur d'autres types de cartes mères. Le filtre de puissance du processeur 1,6 V se compose de cinq condensateurs à oxyde de 1200 uF x 6,3 V connectés en parallèle et de deux inductances également connectées en parallèle, et un filtre de tension de 5 V se compose de quatre de ces condensateurs et d'une inductance. La carte a des condensateurs céramiques montés en surface shuntant les condensateurs à oxyde, mais ils semblent inefficaces. Le but de la première étape des travaux était de "décharger" les condensateurs à oxyde du composant RF. La meilleure option est d'installer des condensateurs en céramique directement sur la carte de circuit imprimé sur laquelle le microprocesseur est monté, mais cela complique le travail et il y a un risque de dommage. Par conséquent, j'ai dû me limiter à une mesure un peu moins efficace - monter des condensateurs sans plomb sur des fils d'oxyde. Au total, six condensateurs d'une capacité de 2,2 μF avec une tension nominale de 16 V ont été installés : quatre dans le circuit d'alimentation 1,6 V et deux dans le circuit d'alimentation 5 V. La distance entre les bornes du condensateur à oxyde étant supérieure à la longueur de la céramique, une extrémité de celle-ci a été soudée directement à la sortie de l'oxyde, et l'autre - à travers un insert d'un morceau de fil étamé plié en deux d'un diamètre de 0,5 ... 0,6 mm. Après la révision, le chauffage des condensateurs à oxyde a considérablement diminué et trois autres condensateurs sans plomb ajoutés un peu plus tard (un pour chaque condensateur à oxyde restant) n'ont pratiquement pas changé l'image. La tâche suivante consiste à réduire l'échauffement des selfs. Dans le circuit d'alimentation 1,6 V, ils avaient trois tours de fil émaillé d'un diamètre de 1,7 mm, enroulés sur un noyau annulaire d'un diamètre extérieur de 12,7 mm, et dans le circuit d'alimentation 5 V - cinq tours de fil d'un diamètre de 1,4 mm sur le même noyau. Le matériau des noyaux est inconnu, mais on peut supposer qu'il s'agit de ferrite. Les raisons de l'échauffement des selfs sont bien connues. Il s'agit de la libération de puissance sur la résistance active du fil de bobinage (chaleur Joule) et de l'effet dit de peau, provoquant une augmentation de cette résistance pour les composants RF. Comme la résistance active de l'enroulement ne dépasse pas une fraction d'ohm (il est impossible de la mesurer avec des instruments conventionnels), l'influence de la première composante est faible et, en première approximation, elle peut être négligée. La "contribution" la plus importante est apportée par la deuxième composante. De plus, du fait de la saturation du noyau par un courant important, l'inductance de l'inductance est insuffisante pour un bon filtrage de la composante variable. Le raffinement le plus simple de l'accélérateur est l'introduction d'un espace dans le noyau. Pour ce faire, l'inducteur est dessoudé de la carte et une coupe d'environ 1 mm de large est faite avec une scie diamantée à l'endroit où elle n'affecte pas le fil. Dans ce cas, l'inductance de l'inductance diminue quelque peu, mais il n'est pas difficile de la restaurer en augmentant le nombre de spires. La réduction de l'influence de l'effet de peau est une tâche plus difficile, car elle nécessite de remplacer le fil de bobinage par un faisceau de même section transversale, torsadé à partir de fils plus fins. Plus ils sont fins, moins il y a d'effet de peau, plus le diamètre du faisceau est petit (en raison du facteur de remplissage plus élevé) et, en plus, il devient plus doux et plus facile à enrouler. Cependant, un grand nombre de fils complique la fabrication du faisceau, c'est donc le fil PEV-2 0,35 qui a été choisi. Un faisceau de 5 fils de 16 mm de long a été utilisé pour enrouler l'inducteur dans le circuit d'alimentation +180 V et des selfs dans le circuit d'alimentation central - à partir de 25 fils de 160 mm de long. Faire des harnais n'est pas difficile, même si c'est très laborieux. Tout d'abord, l'une des extrémités de chaque fil est libérée de l'isolant sur une longueur de 5 ... 8 mm et étamée, puis les fils sont pliés ensemble avec les extrémités étamées et, après avoir aligné les extrémités, torsadés en un faisceau. Comme son diamètre s'avère de toute façon supérieur au diamètre du fil à remplacer, un segment de ce dernier (préalablement dénudé et étamé) est inséré dans l'extrémité du faisceau, la jonction est enveloppée d'un fin fil étamé et soigneusement soudé. Ensuite, le garrot est enroulé sur un noyau avec une pré-découpe. Pour compenser la diminution de l'inductance due à l'introduction d'un espace, le nombre de tours est respectivement augmenté à 9 et 5. Après l'enroulement, la deuxième extrémité du faisceau est raccourcie à la longueur requise et préparée pour l'installation dans le même manière décrite ci-dessus. De nouvelles selfs ne peuvent pas être installées à proximité de la carte de la même manière que celles non modifiées, mais c'est encore mieux, car l'écart apparu améliore les conditions de refroidissement de la carte et des selfs elles-mêmes. En conséquence, un double effet est obtenu - une diminution de la température des selfs et une amélioration des conditions de leur refroidissement. La vérification des filtres de puissance modifiés a montré ce qui suit. Après avoir allumé l'ordinateur et chargé le système d'exploitation, l'échauffement des condensateurs et des selfs est à peine perceptible. Lorsque le processeur est fortement chargé (résolution d'un problème complexe), l'échauffement des inducteurs devient perceptible, mais il est bien moindre qu'avant la reprise. En conclusion - quelques conseils pour ceux qui, après avoir lu cet article, penseront à améliorer la fiabilité de leur ordinateur. Tout d'abord, il est nécessaire de déterminer le besoin réel du raffinement décrit. Dans les processeurs modernes, tels que l'ATHLON 1700, les condensateurs céramiques de découplage sont montés directement sur la carte sur laquelle le microprocesseur est installé. De plus, en raison de la puissance de calcul élevée dans de nombreux cas (par exemple, lors de la saisie dans l'éditeur Word), le processeur "se repose", de sorte que lui et les éléments du filtre de puissance ne chauffent pas beaucoup. Le chauffage peut augmenter considérablement lorsque le processeur est chargé de problèmes mathématiques complexes (d'ailleurs, des jeux comme les tireurs 3D leur appartiennent également). Et si dans ce mode l'ordinateur est utilisé pendant une longue période, il est logique de le modifier. Dans tous les cas, il est conseillé de shunter les condensateurs à oxyde avec des condensateurs en céramique. Dans les étranglements, essayez de vous limiter à couper le noyau, et si cela ne suffit pas, remplacez le fil unique par un faisceau. Auteur : A. Grishin, Moscou
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