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PCB電源設(shè)計(jì)中實(shí)施VRM冷卻
在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，我們都經(jīng)常考慮使用冷卻設(shè)備。如果您恰好在使用VRM，您將永遠(yuǎn)不會(huì)錯(cuò)過(guò)冷卻部分。那是因?yàn)樵诓僮鬟^(guò)程中東西可能會(huì)歪斜，并且某些零件可能會(huì)融化，這使得VRM冷卻對(duì)于PCB電源設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
什么是VRM？
VRM代表穩(wěn)壓器模塊，在這種情況下，該術(shù)語(yǔ)專門指向主板上的一系列組件。詢問(wèn)任何PC發(fā)燒友，他們都會(huì)很高興地告訴您，VRM的作用是為CPU或GPU提供干凈高效的電源。
現(xiàn)代PC的設(shè)置涉及電源，該電源可產(chǎn)生12V，5V和3.3V。但是，取決于芯片制造商，安裝在主板上的CPU需要較低的電壓，通常在1.0-1.3V范圍內(nèi)。VRM的作用是將電源電壓降低到CPU可接受的電壓。
對(duì)于PCB設(shè)計(jì)人員而言，VRM聽(tīng)起來(lái)與DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器驚人地相似 。好吧，當(dāng)您檢查了VRM的元素時(shí)，它就是一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器。它由一個(gè)PWM IC，一組MOSFET，電感器和電容器組成。
PWM IC以特定占空比切換MOSFET，以在輸出端產(chǎn)生降低的電壓。電感器和電容器都形成一個(gè)LC電路，以濾除任何 高頻噪聲。結(jié)果是為CPU或GPU提供了干凈，高效且穩(wěn)定的電壓。
為什么VRM冷卻很重要？
VRM對(duì)于獲得CPU和GPU清潔電源至關(guān)重要 。這兩個(gè)組件都是主板上最耗電的組件。當(dāng)電流流過(guò)MOSFET時(shí)，其中一些會(huì)散發(fā)為熱量。隨著熱量的累積，MOSFET可能會(huì)變得很熱。
眾所周知，CPU的VRM在不冷卻的情況下約為80°C至100°C。對(duì)于GPU，VRM的溫度通常會(huì)升高到120°C。VRM的整體思想是為CPU和GPU提供可靠，高效的電源。但是，溫度的不受控制的升高則相反。
已知MOSFET具有正溫度系數(shù)。換句話說(shuō)，MOSFET的內(nèi)部電阻隨溫度而增加。加熱時(shí)，流過(guò)的電流減少。這也意味著加熱的MOSFET的功率效率較低。
因此，如果您不采取主動(dòng)的方法來(lái)冷卻VRM，那么傳遞給CPU和GPU的功率將受到損害。它將影響那些處理器的性能。另外，溫度的不受控制的升高會(huì)縮短MOSFET和相鄰組件的壽命。
您如何實(shí)施VRM冷卻？
散熱器有助于散發(fā)VRM的熱量。
隨著處理器功率的增加，VRM也會(huì)散發(fā)熱量。這使得VRM冷卻比以往更具挑戰(zhàn)性。第一步在于PCB設(shè)計(jì)本身。設(shè)計(jì)人員必須將MOSFET的周圍區(qū)域變成 PCB上的散熱器。這是通過(guò)在MOSFET下方實(shí)施散熱孔以增強(qiáng)散熱來(lái)完成的。
但是，導(dǎo)熱墊不足以分散產(chǎn)生的大量熱量。通常將單個(gè)矩形散熱器安裝在MOSFET陣列上方，以增加散熱量。冷卻風(fēng)扇和通風(fēng)口對(duì)于將VRM溫度保持在最佳水平也很重要。
對(duì)于某些圖形卡，可能需要液體冷卻以防止溫度過(guò)高。這是通過(guò)安裝冷卻塊完成的，該冷卻塊使水或其他類型的冷卻劑循環(huán)到散熱器。