Zo werkt de stroomvoorziening (VRM) op een moederbord

Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Van 230 naar (vooral) 12 volt
  3. 3. Opbouw CPU-stroomvoorziening
  4. 4. De basis: pwm-controller
  5. 5. Eén controller, veel fasen? Geen probleem!
  6. 6. Drivers, mosfets en spoelen
  7. 7. Meer ‘fasen’ niet per se beter
  8. 8. VRM-koeling
  9. 9. Meten is weten

Opbouw CPU-stroomvoorziening

De doorsnee stroomvoorziening bestaat uit zo’n pwm-controller en meerdere fasen. Een fase bestaat op zijn beurt uit diverse componenten. Traditioneel loopt de stroom via een driver naar de high-side mosfet en tot slot naar de spoel (choke). Als dit echter continu het geval zou zijn, zou er 12 volt de cpu in worden gestuurd. Daarom wordt er geschakeld middels pwm (pulse width modulation), waarbij de high-side mosfet dichtgaat en de low-side mosfet opent. Vervolgens wordt de stroom getransporteerd naar de daarvoor bestemde pinnen in de processorsocket.

Zeker op high-end moederborden is het anno 2019 gebruikelijk om kant-en-klare powerstages toe te passen, die zowel de driver als beide typen mosfets combineren in één chip. Of ze nou als losse componenten zijn aangebracht of samen in een powerstage zitten: deze componenten zal je als normale consument vermoedelijk nooit zien, want ze zitten onder de koelblokken verstopt. Ze worden namelijk behoorlijk warm. Dat is niet gevaarlijk: vrm-componenten zijn doorgaans ontworpen voor een maximale temperatuur van 120 of 150 graden. Voor de levensduur is het echter wel bevorderlijk om te zorgen dat ze niet te heet worden, hetgeen het fenomeen koelblokken op vrm’s verklaart.


De stroomvoorziening van een modern moederbord, met een Infineon pwm-controller en mosfets in de vorm van powerstages.

De spoelen zijn wel zichtbaar: dit zijn de ‘blokjes’ die je doorgaans in een L-vorm om de processor aantreft. Ze zuiveren de stroom die aan de processors wordt aangeleverd van bepaalde frequenties, om een stabiele toevoer te garanderen. Daarnaast bouwt zich in de spoel een magnetisch veld op, dat wordt gebruikt om de condensator nog iets verder op te laden als de high-side mosfet sluit.

Advertentie
0