POWER筆記.doc

POWER筆記1. 線性電源的基本原理 線性電源模組的輸入端與輸出端的壓差通常只要大於1.5V即可正常工作，若大於1.5V太多，雖然也可以工作，但不夠理想。因爲線性電源工作時輸入輸出端的壓降都是由穩壓器來承受，而穩壓器通常都是把這個壓降轉化成了熱量散發出去。所以線性電源模組發熱量大，工作效率低。 圖1 電源的壓降主要在U6上線性電源的特點:A. 電壓穩定, 電流較小,提供的功率較小B. 線性電源的壓降集中在MOS或IC上.C. 線性電源輸出電壓的決定及計算. U6: Vref = 1.250V 2 .開關電源的基本原理 開關電源(SWITCH)的核心是一個直流轉直流的晶片（DC/DC），也有的公司命名爲PWM（Plus Width Modulator脈衝寬度調製器），再外接兩只場效應管（MOSFET），一只電感、數只Low ESR電容等組成的濾波回路構成。 圖2 : 顯卡上的開關電源 圖3 : 典型SWITCH 電路SWITCH 電路的特點:A.上下兩個MOS輪流導通,且都工作在開關狀態,耗能小B提供的電流和功率較大,輸出電壓有幾十MV的RIPPLE (圖4)C.輸出電壓的計算 (圖中IC Vref=1.50V) 圖4 : 示波器觀測下的SWITCH RIPPLE 波形uestion:1電容的ESR和ESL指甚麼?ANS: 實際電容的模型由ESR,ESL和IDEAL CAP串聯組成, ESR和ESL是由電容引線引起的. 從資料TECHNICAL INFORMATION中知道高頻反向電壓會對SWITCH 的輸出波形產生長釘反應 , 圖5示. 主要是由於電容的等效電感ESL引起, 且VL=ESL*di/dt ,從圖中還可以看到三腳波的形成主要是ESR造成,VR=Ic*ESR. 圖5: 輸出波形中含有長釘波形2在開關電源輸出端旁的小電容（.7F,22F ）的作用?是濾除甚麼樣的波形(細小的波形,長釘波形,三角波)?ANS: 輸出末端的BULK 電容(470U,820U,1000U)為負載GPU提供穩定電壓,但是BULK電容的反映能力有時跟不上GPU的功率變化速度,導致GPU電壓下降過深, 在BULK兩端並聯上幾個小容量電容,可以加快瞬間供電速率.另外,由圖5知SWITCH的輸出及NOSIE由ESR和ESL影響,ESL越大, 長釘波形引起的 NOSIE 也越大,並聯小電容後,ESR減小. 3. 怎樣測電流 電流的測量是靠示波器(Oscilloscope ),電流探棒(current probe),電流放大器(current amplifier)完成. 圖6 示 波 器 圖7. 電 流 放 大 器 圖8. 電 流 探 棒 測量步驟:1. 連接好設備.將電流探棒連於電流放大器, 再於示波器相連.2. 將待測電流導線按電流的方向與電流探頭標示相配合,使兩方向一致.3. 調整電流放大器的倍率,使顯示波形位於示波器的2/3屏幕.4. 調整示波器的各項功能得到最真實波形顯卡上的電流測試:電流測試最重要的原則是在電流唯一的流經方向上進行測試,比如測試GPU的消耗電流,就應該在SWITCH的PHASE端測量. 測量技巧: 由於電流的測量是串聯測量,且必須使電流某一主回路穿過探棒,通常的做法是將PHASE 端的電感的某端撬開,再在PAD上引入合適長度的引線以便讓