- Katılım
- 18 Temmuz 2019
- Mesajlar
- 8.083
- Makaleler
- 8
- Çözümler
- 99
Hepimizin baş ağrısı, güzelim anakartları tercih listesinden elenmesine sebep olan bir konu VRM'ler. Bir tür buck converter olan VRM'ler, güç kaynağından gelen 12V'u işlemcinin kullanabileceği 1.3, 1.2V gibi voltajlara düşürür. Peki nasıl yapar bunu?
Bu, basit bir VRM şemasıdır. Soldaki yuvarlak, güç veren PSU'yu, Anahtarlar MOSFET'leri, sargı gibi olan şey bobinleri, yük yazan da CPU-GPU her neyse yük çeken bileşenimizdir.
İlk olarak, HiFET'i kapatıyoruz, bunun sonucunda A noktasında voltaj anında 12 olurken B noktasında şöyle bir manzarayla karşılaşırız.
Bunun sebebi bobinin, elektriği manyetik enerjiye çevirmesinden dolayıdır. Eğer bobin olmasaydı voltaj direkt 12V olacaktı ve bu istenmeyen bir şey. Çünkü bileşenlerimizi yakar. Eğer bobinin kapasitesi daha fazla olsaydı şöyle bir şey olacaktı.
Bobin, akıma karşı direnç gösteriyor hala, bundan dolayı voltaj yavaş yavaş artıyor. Bobinin manyetik alanı arttıkça voltaj düşüşü azalıyor. Eğer biz bu dolumu yarıda kesmezsek bir süre sonra şöyle bir şeyle karşılaşırız.
Gördüğünüz üzere B voltajı 12 olursa önüne geleni mahveder. Bu yüzden tam dolumu beklememiz gerekiyor. Bobin voltajı 1.2 olunca, HiFET'i açıyoruz. Çünkü daha fazla beklersek voltaj 1.2'yi aşar ve bu da hasara yol açabilir. HiFET'i açınca A noktasında voltaj 0 olur ve bobin batarya gibi davranarak manyetik alanı elektrik enerjisine çevirir ve devreyi, yükü besler. Lakin bobin enerjilendikten sonra enerjiyi kestiğimizde ters yönde ani bir EMK oluşur. Voltajı giderek artan bu EMK, gidecek bir yer bulamazsa bizim MOSFET'leri delip geçer bu yüzden ona bir yol oluşturmalıyız. Burada devreye bir adet Low Side MOSFET eklenir ki HiFET açılınca LowFET kapatılsın ve bobinden gelen yüksek voltaj artmadan akım olarak aksın. Lakin yine bir pürüzle karşılaşıyoruz, bobindeki voltaj artışı o kadar hızlı olur ki elektrik çipleri bile yetişemez ve yüke fazla voltaj gider. Bu yüzden devreye bir diyot eklenir. Diyot verimsiz olduğu için o kısa sürede çalışır ve ardından çok kısa sürede LowFET'in devreye girmesiyle etkisiz hale gelir.
HiFET kapatılınca artan B voltajı, HiFET'in açılması ile bobinden beslenmeye başlar. Bu sırada B voltajı düşer ve HiFET yeniden kapatılır, A'daki voltaj 12 olur. Bobin şarj olur, HiFET açılır aynı süreç tekrar eder. Bu süreci de PWM tekniğiyle kontrol ederler. 12V'u 1.2'ye dönüştürmek için %10 görev döngüsü(duty cycle) gerekir. Basitçe grafiğini görebilirsiniz.
wikichip.org
Bu şekilde voltaj olabildiğince 1.2'ye yakın tutulur. A'nın 12V olduğu zamanlar HiFET'in PWM kontrolcüyle kapatıldığı zamanlardır. Birden fazla fazımız olunca voltaj şu şekilde oluyor.
Gördüğünüz üzere voltaj bir fazda düştüğü zaman diğer faz devreye giriyor ve bu da daha dengeli voltaj sağlıyor bize. Aynı şekilde voltajı sağlayan faz sayısı arttığı için faz başına düşen akım azalıyor. Aynı zamanda MOSFET'lerin açılıp kapatılması sonucu oluşmuş gürültüler de bu sayede engelleniyor büyük oranda.
Aynı zamanda Anakartlarda VRM'ler nedir? - Technopat Sosyal konuyu okumayı unutmayın, bu konuyu daha hoj bulabilirsiniz. Bu serinin devamı gelecektir, diplerine gireecğiz VRM'lerin, tabii aklıma geldiği kadarıyla. Paint'i kullanmak da ne işkenceymiş. Paint terk'e acıdım.
Bu, basit bir VRM şemasıdır. Soldaki yuvarlak, güç veren PSU'yu, Anahtarlar MOSFET'leri, sargı gibi olan şey bobinleri, yük yazan da CPU-GPU her neyse yük çeken bileşenimizdir.
İlk olarak, HiFET'i kapatıyoruz, bunun sonucunda A noktasında voltaj anında 12 olurken B noktasında şöyle bir manzarayla karşılaşırız.
Bunun sebebi bobinin, elektriği manyetik enerjiye çevirmesinden dolayıdır. Eğer bobin olmasaydı voltaj direkt 12V olacaktı ve bu istenmeyen bir şey. Çünkü bileşenlerimizi yakar. Eğer bobinin kapasitesi daha fazla olsaydı şöyle bir şey olacaktı.
Bobin, akıma karşı direnç gösteriyor hala, bundan dolayı voltaj yavaş yavaş artıyor. Bobinin manyetik alanı arttıkça voltaj düşüşü azalıyor. Eğer biz bu dolumu yarıda kesmezsek bir süre sonra şöyle bir şeyle karşılaşırız.
Gördüğünüz üzere B voltajı 12 olursa önüne geleni mahveder. Bu yüzden tam dolumu beklememiz gerekiyor. Bobin voltajı 1.2 olunca, HiFET'i açıyoruz. Çünkü daha fazla beklersek voltaj 1.2'yi aşar ve bu da hasara yol açabilir. HiFET'i açınca A noktasında voltaj 0 olur ve bobin batarya gibi davranarak manyetik alanı elektrik enerjisine çevirir ve devreyi, yükü besler. Lakin bobin enerjilendikten sonra enerjiyi kestiğimizde ters yönde ani bir EMK oluşur. Voltajı giderek artan bu EMK, gidecek bir yer bulamazsa bizim MOSFET'leri delip geçer bu yüzden ona bir yol oluşturmalıyız. Burada devreye bir adet Low Side MOSFET eklenir ki HiFET açılınca LowFET kapatılsın ve bobinden gelen yüksek voltaj artmadan akım olarak aksın. Lakin yine bir pürüzle karşılaşıyoruz, bobindeki voltaj artışı o kadar hızlı olur ki elektrik çipleri bile yetişemez ve yüke fazla voltaj gider. Bu yüzden devreye bir diyot eklenir. Diyot verimsiz olduğu için o kısa sürede çalışır ve ardından çok kısa sürede LowFET'in devreye girmesiyle etkisiz hale gelir.
HiFET kapatılınca artan B voltajı, HiFET'in açılması ile bobinden beslenmeye başlar. Bu sırada B voltajı düşer ve HiFET yeniden kapatılır, A'daki voltaj 12 olur. Bobin şarj olur, HiFET açılır aynı süreç tekrar eder. Bu süreci de PWM tekniğiyle kontrol ederler. 12V'u 1.2'ye dönüştürmek için %10 görev döngüsü(duty cycle) gerekir. Basitçe grafiğini görebilirsiniz.
wikichip.org
Bu şekilde voltaj olabildiğince 1.2'ye yakın tutulur. A'nın 12V olduğu zamanlar HiFET'in PWM kontrolcüyle kapatıldığı zamanlardır. Birden fazla fazımız olunca voltaj şu şekilde oluyor.
Gördüğünüz üzere voltaj bir fazda düştüğü zaman diğer faz devreye giriyor ve bu da daha dengeli voltaj sağlıyor bize. Aynı şekilde voltajı sağlayan faz sayısı arttığı için faz başına düşen akım azalıyor. Aynı zamanda MOSFET'lerin açılıp kapatılması sonucu oluşmuş gürültüler de bu sayede engelleniyor büyük oranda.
Aynı zamanda Anakartlarda VRM'ler nedir? - Technopat Sosyal konuyu okumayı unutmayın, bu konuyu daha hoj bulabilirsiniz. Bu serinin devamı gelecektir, diplerine gireecğiz VRM'lerin, tabii aklıma geldiği kadarıyla. Paint'i kullanmak da ne işkenceymiş. Paint terk'e acıdım.
Sevdim. 
