CPU供电模块的优点Word文档下载推荐.docx
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该模块是由输入、输出和控制三部分组成。
输入部分由一个电感线圈和一个电容组成;
输出部分同样也由一个电感线圈和一个组成;
控制部分则由一个PWM控制芯片和两个场效应管(MOS-FET)组成(如图1)。
图1单相供电电路图
主板除了给大功率的CPU供电外,还要给其它设备的供电,如果做成单相电路,需要采用大功率的管,发热量很大,成本也比较高。
所以各大主板厂商都采用多相供电回路。
多相供电是将多个单相电路并联而成的,它可以提供N倍的电流。
小知识
场效应管:
是一种单极性的晶体管,最基本的作用是开关,控制电流,其应用比较广泛,可以放大、恒流,也可以用作可变电阻。
PWM芯片:
PWM即PulseWidthModulation(脉冲宽度调制),该芯片是供电电路的主控芯片,其作用为提供脉宽调制,并发出脉冲信号,使得两个场效应管轮流导通。
实际电感线圈、电容和场效应管位于CPU插槽的周围(如图2)。
图2主板上的电感线圈和场效应管
了解了以上知识后,我们就可以轻松判断主板的采用了几相供电了。
三.判断方法
1.一个电感线圈、两个场效应管和一个电容构成一相电路。
这是最标准的供电系统,很多人认为:
判定供电回路的相数与电容的个数无关。
这是因为在主板供电电路中电容很富裕,所以,一个电感加上两个场效应管就是一相;
两相供电回路则是两个电感加上四个场效应管;
三相供电回路则是三个电感加上六个场效应管。
依次类推,N相也就是N个电感加上2N个场效应管。
当然这里说的是最标准的供电系统,对一些加强的供电系统的辨认就需要大家多多积累了。
图3一个电感线圈和两个场效应管组成一相回路
该图是一个两相供电电路,其中一个电感线圈和两个场效应管组成一相回路。
这是最常见的,也是最为标准的一种供电模式。
2.电感线圈数目减一等于相数。
由于许多主板有CPU辅助供电电路,其第一级电感线圈也做在附近,所以,有了电感线圈数目减一等于相数的说法。
但对于没有CPU辅助供电的主板,这种方法就不太适用。
图4带有辅助供电电路的主板
该图所示的是一个两相供电电路,最左面的那个电感线圈是单独用来给CPU供电的(既第一级电感线圈),所以三个电感线圈减一即为两相供电。
3.查看PWM芯片编号
PWM芯片一般位于电感线圈或场效应管的周围,该芯片的功能在出厂的时候都已经确定,如一个两相的控制芯片是不可能用在三相的供电电路上。
所以查询主板使用的PWM控制芯片的型号,就可以知道主板采用几相供电了。
PWM芯片设计厂商众多,大约有一百多家,包括IGS、CMA、ITE、CW、Winbond、Atmel、SANYO、Intersil以及Richtek等。
图5两相的控制芯片RichtekRT9241
注:
有的控制芯片是有一定的弹性的,比如RichtekRT9237就是一个2-4相的控制芯片。
这时我们需要通过观察元器件数量,才能最终判断是几相供电回路。
这种方法应该是最为简易,也最为准确的。
四.两相和三相或多相的到底孰优孰劣?
笔者认为主板几相供电并不重要,贵在设计和用料的选择。
1.一个合理的电路设计应该考虑诸多因素,如信号的稳定性、干扰、散热等。
如果一个三相回路的设计仅仅只是为了实现大功率的电流转换分配,忽视了电源的稳定性,因而产生了大幅度纹波干扰等情况的副作用,那它必然是个失败的设计!
2.同样设计下的三相供电理论上优于两相供电。
3.从电路工作原理上来讲,电源做的越简单越好。
从概率上计算,每个元件都有一个“失效率”的问题,用的元件越多,组成系统的总失效率就越大。
这样多相供电的系统就更容易出现问题,所以选料用料对多相供电电路来说就更为重要。
不过,我们没有必要怀疑两相供电的稳定性,只要稳定、设计合理,没有理由拒绝两相供电的产品。
我们经常会听到主板供电回路的相数、电容、电感线圈和场效应管(MOS管)等这些关键词,可对这神秘的供电电路部分,你又知道多少呢?
我们这里谈的主板供电系统,一般是指CPU、内存和显卡供电单元。
CPU供电单元是大家经常接触到的,我们平时所说的N相供电指的就是CPU供电,同时CPU供电电路也是整个主板中最重要的供电单元,这部分的品质好坏,直接关系着系统的稳定性。
阅读完本文您将对主板供电模块有一个更加深刻的了解。
这就是一个单相供电系统:
由ATX电源提供的+12V电源输入后,先通过由一个电感线圈和电容组成的L1振荡电路进行滤波处理,然后经过PWM控制芯片与两个晶体管,导通后达到需要的输出电压,再经过L2和C2组成的滤波电路后,就可以达到CPU所需要的Vcore了。
从电路工作原理上来讲,电源做的越简单越好。
所以供电电路越简单,越能减少出问题的概率。
单相电路元器件最少,但是主板除了要承受大功率的CPU外,还要承受显卡等其他设备的功耗,做成单相电路需要采用大功率的MOS-FET管,发热量会很恐怖,而且花费的成本也不是小数目。
所以,大部分厂商都采用多相供电回路。
多相供电就是将多个单相电路并联而成的,所以可以提供N倍的电流。
有了上面的知识做铺垫,我们来看一下目前主流的供电模块的构成。
这是最常见,最正规的供电模块,由“1个线圈+2个场效应管”组成一相电路。
目前市场中大多数的主板供电模块都采用此设计,不管是K7还是K8,甚至耗电大户PentiumD的主板也采用此设计。
图2中靠近4Pin插头部位还有一个线圈(没有场效应管与之匹配,下面的图示中,如果出现这种情况,其作用是类似的),是第一级电感线圈,也有人认为是为CPU辅助供电的线圈,所以此图示为三相供电。
通常大家看到图3中的供电系统,便会用“完整的供电模块”来说明。
这种方式或许在散热方面更有优势,但实际使用效果应该没有太大的差别。
图3是由“一个线圈+三个场效应管”组成一相电路,所以图3是两相供电。
其实,两相供电系统未必就比三相供电差,虽然更多的相数可以有效地控制热量,但更容易出现问题也是事实;
另外,选料设计更重要。
所以请理智看待供电相数。
这个供电模块比较少见,这是蓝宝ATiRS482芯片的主板。
此系统采用“1个线圈+4场效应管”构成一相电路的设计。
如果说“1+3”是完整电路,那么“1+4”就只能用豪华来形容了。
此系统采用四相供电,电路设计可谓豪华;
但相数和采用的场效应管的个数并不是豪华的代名词。
采用何种线圈,何种场效管,也就是说用料本身的性能更为关键;
豪华的用料离开科学合理的设计恐怕也是白白的浪费材料。
所以DIYer要修炼硬功夫,不要仅仅局限在供电相数的判断上。
图5是EPOX在8RDA6+上采用的供电模块。
其供电系统就在DIYer中引起争议,有人说这是四相供电,判断理由:
线圈数—1。
图中明显有5个线圈,那么5-1=4是很显然的事情。
有人说这是三相供电,判断理由:
1个线圈+2个场效应管为一相电路。
显然图中有6个场效应管,所以最多也就是三相供电了。
第一种说法没有了解供电线路的组成,虽然大多数供电系统可以这样判断,不代表这种方法就是完全准确的。
第二种说法就会产生一种困惑:
多余的那个线圈是用来做什么的呢?
之后EPOX的设计师说明:
这是一个两相加强供电系统,其中“2个线圈+3个场效应管”为一相电路。
但DIYer对此供电系统认可度不高。
这是目前最常见的Intel9系列(包括i915/925、i945/955)主板的供电系统,多采用四相供电。
图5是采用“1个线圈+3个场效应管”构成一相电路的四相供电系统。
在这里需要说明一下,支持Prescott主板要求供电部分的线圈必须采用单股粗线绕制(如图6);
另外,Intel技术白皮书要求CPU周围的电容要采用固态电容(这也是在一系列主板爆浆事件后无奈而又明智的做法)。
关于Intel的供电规范这里笔者简单地谈一下(如附表)。
Prescott最大要求91A的电流,而单相电路可以提供50A的电流,似乎成熟的两相供电就能够满足了。
但巨大的热量I2R还是让主板厂商更趋向于采用四相供电系统。
随着主板设计技术的发展,有好多配件的安装或外在形式都发生了变化,如图7中的加固线圈,将线圈包住可以减少电磁干扰并对线圈起到加固作用,在场效应管上加上散热片来加强散热等等。
还有某些主板竟然将场效应管“竖立”安装(既省空间又利用散热)。
最后,希望本文对您轻松分辨供电电路的相数有一定帮助,并通过对供电电路的了解轻松选购高品质主板。
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巧焊场效应管和CMOS集成电路
焊接绝缘栅(或双栅)场效应管以及CMOS集成块时,因其输入阻抗很高、极间电容小,少量的静电荷即会感应静电高压,导致器件击穿损坏。
笔者通过长期实践摸索出下述焊接方法,取得令人满意的效果。
1.焊绝缘栅场效应管。
保留原塑料套管或保护铝箔,用一段细裸铜丝在管脚根部绕3~4圈,使管脚可靠地接在一起。
然后将细裸铜丝两端拧好,去掉原保护层。
再把管脚剪至需要长度并弯成适当形状,以下可像焊普通晶体管那样焊接,焊好后拆除细铜丝即可。
2.焊CMOS集成块。
先找一块比集成块稍大的铝箔和一块平整的泡沫塑料。
铝箔平放在塑料泡沫上,将CMOS集成块垂直插入泡沫塑料后随即拔起,使铝箔附在集成块上以使引脚全部短路。
然后将集成块插入线路板的规定位置,像焊其它集成块那样焊接,焊好后撕去铝箔即可
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维修中各种元件的焊接技术
一、电解电容的焊接(包括小接件):
拿到一块主板,如果判断此主板的电解电容已损坏,就的先把它取下,然后更换一个好的电容,大致方法如下:
先用棉签棒把所取的电容引角上涂上一层焊膏,然后把烙铁放在引角上,加锡。
利用烙铁上的锡传热,把两个引角上的锡烫化,这样就可以把它取下。
把一个电容取下之后,过孔里面是有一定的锡,这样用一个好的电容是放不上去的,然后,我们就用烙铁把孔内的锡烫化,用吸锡器把锡吸出来。
然后,把所换的电容正负极和主板上的标式对齐之后,装上,然后在背面的孔上加上焊锡,这样这个电解电容就焊上去了。
小晶振、跳线插针都可用以上方法更换。
二、PCB板断线的修补
PCB板的断线,大多有两种情况:
1、主板上的粗线,粗线大多都是供电线,供电线是传输电压的线,电流突然变大,有可能就把此线烧断。
2、就是主板边沿的一些细线,有时候我们的主板相互磨擦时,有可能就把这种细线给碰坏了。
我们拿到一块主板,如果已经判断是部线损坏的话,就得用刀片把断线表面的绝缘层,乱去露出铜皮,在铜皮上涂上焊膏,用烙铁朝铜线上加锡,因为金属是可以沾锡(不锈钢不粘)所以铜线一旦加上锡表面就会变成银白色的,找一根细铜丝用同样方法,把铜丝加上焊锡。
然后把铜丝和断线相对应的放在主板上,用烙铁加热这样就可以把断线修补上了,之后可以涂上一层绝缘漆,起绝缘作用。
三、SMD小贴片的焊接
首先将风枪温度打到5.5,风打到最小,垂直对着,所取元器件加热。
用摄子夹着元器件移动一旦元器件可以移动,就说明这个元器件可以取下来。
用棉签棒把所取元器件的焊点,抹上一层焊膏,然后把更换的元器件放到焊点上,加热,待锡溶化,这个贴片就焊上了。
四、双列SMD芯片的焊接
把热风枪温度档打到“5.5”,风调到“4”左右,对着此芯片的引角垂直均匀加热,所谓的均匀加热就是:
用热风枪对着芯片的引角转圈加热,因为双列的芯片两面都有引角,如果只是单面加热,是很难取下,就是取下了,这块主板有可能也被吹糊了,所以一定要均匀加热,加热一段时间,用摄子触碰一下此芯片,如果可能移动就说明可以取下,用摄子把它取下即可。
当把一个芯片取下之后,主板接触点上的锡有可能会被带起,冷却之后形成凹凸不平的小锡点,这样可以把一个新的芯片放上的时候一定不易对齐,所以就需要把此焊点处理平,大致方法如下:
先用棉签棒把焊点上涂上一层焊膏,然后,用烙铁一一刮平,这样就可以了,然后把芯片按照正确位置放在主板上,把引角的焊点对齐,用热风枪均匀加热焊点上的锡熔化,此芯片就和主板焊到一块了。
然后用测先看一下引角是否和主板连到一起,如果已经连到一起那么就可以用摄子划一下芯片的引角,如果引角都没有移动此芯片已经焊上了。
五、I/O芯片的焊接
把热风枪温度档打到5.5,风打到“3”对着I/O芯片的引角旋转加热,把芯片起子插到芯片的引角下面,待锡溶化就可以取下了。
把芯片取之后,用摄子给焊点涂上焊膏,涂完之后用烙铁把焊点的锡划平,之后把芯片的引角和主板的焊点一一对应,用烙铁先把其中的几个引角和主板焊上(起固定作用),然后用热风枪均匀加热,待锡溶化,这个芯片就和主板焊上了。
可以拿摄子划一下芯片引角,看是否移动,如果有则纠正到原位置,用烙铁焊上,如果没有则表明此芯片焊上。
六、场效应管的焊接
把热风枪的温度档打到“5.5”、风打到“3”,对着所取元件,一直加热待锡,溶化就可以取下了。
用棉签棒把焊膏涂到焊点上,然后把场效应管放到焊点上,一直加热,待锡溶化此管就焊上了。
检测方法同(I/O双列SMD一样)
七、BGA芯片的焊接:
把主板放在铁架上,把所焊芯片放在BGA焊机的中间部位。
用铁皮将不该加热的BGA芯片隔开,一直加热等此芯片附近的电容可以来回移动,则表明这个BGA芯片可以取下了。
取下之后需把主板上的多余的锡给处理干净,方法如下:
1.先涂一层焊膏
2.用烙铁把主板上大部分的锡都给刮掉,但还会剩余一部分。
3.用烙铁代着吸锡线在主板上轻轻的移动(由于有些小厂或杂牌主板的焊点做的较松,移动吸锡线时一定得缓慢移动,以免把焊点托下)吸完之后,用软纸把剩余焊膏掺和以后表面会特脏,如果不擦干净有芯片焊完之后会出现虚焊或结触不良的情况。
如果我们手上有新的芯片(植完锡球)就直接把芯片按照正确的位置放在主板上加热,如果没有新的芯片可以从别的主板上取一个同种型号的芯片替换,可以把一个芯片取下后,用以上的方法(主板上的余锡处理法)把芯片的锡处理清后,用棉签棒在芯片的反面均匀涂上一层焊膏(无杂质),再把对应的钢网放在芯片上,要求钢网一定清洗干净,钢网表面和孔内一定不能有焊膏或杂物,用酒精反复清洗、冲刷,晾干后把钢网放在芯片上,用纸片或小铁勺把锡球撒在钢网上,由于芯片上涂上一层焊膏且焊膏带有一定的粘性,每一个钢网孔的下面都有一小部分焊膏,所以每个孔内都会均匀的粘上一个锡球,这样我们就把锡球给放在芯片上了,用棉签棒抹一点焊膏放在(注:
不是涂上)芯片上,用热风加热滴上。
把热风枪的小风嘴取下,然后均匀给锡球加热,待锡球全部排列整齐之后(注:
孔下无焊点的不会排列整,其它匀会排列整齐)这个芯片的植球已经值得差不多了,待锡冷却之后,就可以把钢网取下,把不需要的锡球抹掉,这个芯片的锡球就完全植上了。
再把芯片和主板上的白色方框相对应,摆放整齐(四个面距离大致相同),然后把所要焊的芯片摆到BGA焊机的中央部位加热,一段时间后,用摄子或细纲丝轻轻触碰一下BGA芯片,如果芯片轻微移动之后仍会移动到原来的位置,表明这个芯片的锡已经和主板焊到一起了。
八、主板插槽或插座的更换
更换一个插槽或插座的前题就是有一个同型号的插槽或插座,插槽或插座有两种:
一种是从市场上买回来的,还有一种是我们为了节约成本从坏主板上取下的二手槽。
如何从一块坏的主板上取下一个好的插槽或插座呢?
拿到一个带有插槽或插座的主板,先用眼睛看一下插槽或插座的背面是否有斜角,如果有就先拿摄子给校正,把该主板放到BGA焊机上加热(中央位置),加热一段时间用摄子碰一下插槽或插座旁边的电解电容、跳线插针(如果小的插件已经可以移动,说明这个插槽或插座差不多可以拿掉)用摄子拔动插槽或插座,如果可以来回移动就表明该插槽或插座可以取下。
取下之后,把所需更换的主板也放在BGA焊机的中央部位加热,用铁皮把南北桥芯片隔上,一直加热和以上步骤一样把插槽或插座取下,之后迅速把好的插槽或插座插上,然后一直加热,锡融化此插槽或插座就可以插上了(如果插针被损坏,那么是插不上的)准确既可。
在网上看到的焊接技术,个人感觉不错传上来给兄弟们分享下
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如何掌握电烙铁焊接技术
在电子制作中,元器件的连接处需要焊接。
焊接的质量对制作的质量影响极大。
所以,学习电于制作技术,必须掌握焊接技术,练好焊接基本功。
一、焊接工具
1、电烙铁
电烙铁是最常用的焊接工具。
我们使用20W内热式电烙铁。
新烙铁使用前,应用细砂纸将烙铁头打光亮,通电烧热,蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝,使烙铁头上均匀地镀上一层锡。
这样做,可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。
旧的烙铁头如严重氧化而发黑,可用钢挫挫去表层氧化物,使其露出金属光泽后,重新镀锡,才能使用。
电烙铁要用220V交流电源,使用时要特别注意安全。
应认真做到以下几点:
电烙铁插头最好使用三极插头。
要使外壳妥善接地。
使用前,应认真检查电源插头、电源线有无损坏。
并检查烙铁头是否松动。
电烙铁使用中,不能用力敲击。
要防止跌落。
烙铁头上焊锡过多时,可用布擦掉。
不可乱甩,以防烫伤他人。
焊接过程中,烙铁不能到处乱放。
不焊时,应放在烙铁架上。
注意电源线不可搭在烙铁头上,以防烫坏绝缘层而发生事故。
使用结束后,应及时切断电源,拔下电源插头。
冷却后,再将电烙铁收回工具箱。
2、焊锡和助焊剂
焊接时,还需要焊锡和助焊剂。
(1)焊锡:
焊接电子元件,一般采用有松香芯的焊锡丝。
这种焊锡丝,熔点较低,而且内含松香助焊剂,使用极为方便。
(2)助焊剂:
常用的助焊剂是松香或松香水(将松香溶于酒精中)。
使用助焊剂,可以帮助清除金属表面的氧化物,利于焊接,又可保护烙铁头。
焊接较大元件或导线时,也可采用焊锡膏。
但它有一定腐蚀性,焊接后应及时清除残留物。
3、辅助工具
为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀等做为辅助工具。
应学会正确使用这些工具。
二、焊前处理
焊接前,应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。
1、清除焊接部位的氧化层
可用断锯条制成小刀。
刮去金属引线表面的氧化层,使引脚露出金属光泽。
印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后,涂上一层松香酒精溶液。
2、元件镀锡
在刮净的引线上镀锡。
可将引线蘸一下松香酒精溶液后,将带锡的热烙铁头压在引线上,并转动引线。
即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。
导线焊接前,应将绝缘外皮剥去,再经过上面两项处理,才能正式焊接。
若是多股金属丝的导线,打光后应先拧在一起,然后再镀锡。
三、焊接技术
做好焊前处理之后,就可正式进行焊接。
1、焊接方法。
(1)右手持电烙铁。
左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。
焊接前,电烙铁要充分预热。
烙铁头刃面上要吃锡,即带上一定量焊锡。
(2)将烙铁头刃面紧贴在焊点处。
电烙铁与水平面大约成60℃角。
以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。
烙铁头在焊点处停留的时间控制在2~3秒钟。
(3)抬开烙铁头。
左手仍持元件不动。
待焊点处的锡冷却凝固后,才可松开左手。
(4)用镊子转动引线,确认不松动,然后可用偏口钳剪去多余的引线。
2、焊接质量
焊接时,要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。
要保证焊接质量。
(A)所示应是锡点光亮,圆滑而无毛刺,锡量适中。
锡和被焊物融合牢固。
不应有虚焊和假焊。
虚焊是焊点处只有少量锡焊住,造成接触不良,时通时断。
假焊是指表面上好像焊住了,但实际上并没有焊上,有时用手一拔,引线就可以从焊点中拔出。
这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。
只有经过大量的、认真的焊接实践,才能避免这两种情况。
焊接电路板时,一定要控制好时间。
太长,电路板将被烧焦,或造成铜箔脱落。
从电路板上拆卸元件时,可将电烙铁头贴在焊点上,待焊点上的锡熔化后,将元件拔出。
表面贴装元件的手工焊接技巧
现在越来越多的电路板采用表面贴装元件,同传统的封装相比,它可以减少电路板的面积,易于大批量加工,布线密度高。
贴片电阻和电容的引线电感大大减少,在高频电路中具有很大的优越性。
表面贴装元件的不方便之处是不便于手工焊接。
为此,本文以常见的PQFP封装芯片为例,介绍表面贴装元件的基本焊接方法。
一、所需的工具和材料
焊接工具需要有25W的铜头小烙铁,有条件的可使用温度可调和带ESD保护的焊台,注意烙铁尖要细,顶部的宽度不能大于1mm。
一把尖头镊子可以用来移动和固定芯片以及检查电路。
还要准备细焊丝和助焊剂、异丙基酒精等。
使用助焊剂的目的主要是增加焊锡的流动性,这样焊锡可以用烙铁牵引,并依靠表面张力的作用光滑地包裹在引脚和焊盘上。
在焊接后用酒精清除板上的焊剂。
二、焊接方法
1.在焊接之前先在焊盘上涂上助焊剂,用烙铁处理一遍,以免焊盘镀锡不良或被氧化,造成不好焊,芯片则一般不需处理。
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- CPU 供电 模块 优点