مكونات متميزة لطاقة قصوى و تبريد فائق
|
| |
|
 |
يحتوى الجيل الخامس من تقنية التحمل الفائق Ultra Durable™ 5 من جيجابايت على دوائر IR3550 PowIRstage® و القادرة على إمداد أعلى تيار كهربى يصل إلى 60A مع التقليل من فقد الطاقة و المزيد من كفاءة استخدامها و كذا خفض الحرارة بمعدلات كبيرة.
|
|
 |
تصميم متميز يحتوى على وحدات نحاسية لتوصيل الطاقة بدلاً من الموصلات السلكية العادية و هو ما يعمل على التقليل من فقد الطاقة الذى تسببه مقاومة الموصلات السلكية العالية للتيار الكهربى.
|
وحدات نحاسية لتوصيل الطاقة بين دوائر MOSFETs مما يقلل من فقد الطاقة و يساعد على تبديد الحرارة.
|
وحدة MOSFET driver المتميزة من شركة International Rectifier .
|
تحتوى دائرة High side MOSFET (Control FET) على very low gate charge و تحتوى دائرةLow side MOSFET (SyncFET) على دائرة Schottky Diode لمزيد من كفاءة الأداء.
|
ممرات قصيرة للطاقة أسفل الوحدة عبر control FET (duty cycle ON) أو Sync FET (Duty cycle OFF) و كذا عبر الشريحة النحاسية و هو الأمر الذى يجعل الوحدة شديدة التحمل و يؤهلها لتوصيل تيار كهربى يصل إلى 60A ./div> |
إطار نحاسى تم تصميمه لتبديد الحرارة بعيداً عن دوائر السيليكون.
|
|
|
التصميم التقليدى لمنطقة إمداد المعالج بالطاقة
|
دوائر PWM |
وحدة MOSFET |
وحدة High, Low side MOSFET تقليدية |
ملف كهربى |
مكثف |
معالج الحاسب |
|
| |
أسئلة و أجوبة حول منطقة إمداد المعالج بالطاقة
|
| |
ما هى منطقة إمداد المعالج بالطاقة ؟
تحتوى منطقة إمداد المعالج بالطاقة باللوحة الرئيسية على مكونات متعددة تقوم بإمداد معالج الحاسب بالطاقة ( دوائر PWM ، وحدات MOSFET Drivers ، دوائر MOSFETs ، ملفات ، مكثفات ، دوائر كهربية )
ما هى دائرة MOSFET ؟
دائرة MOSFET هى واحدة من أهم مكونات منطقة إمداد معالج الحاسب بالطاقة حيث تقوم بدور مفتاح التحكم الذى يسمح أو لا يسمح بمرور التيار الكهربى إلى المعالج و ذلك تبعاً لما تحدده وحدة MOSFET driver و دوائر PWM . كما تعتبر دائرة MOSFET واحدة من أعلى مكونات توصيل الطاقة تكلفة.
ما هى شريحة Power Stage ؟
شريحة Power Stage هى شريحة واحدة تحتوى على وحدة MOSFET driver و دائرة high side MOSFET و دائرتى Low Side MOSFET (فى بعض الأحيان دائرة واحدة). و لقد تم إنتاج شريحة Power Stage باستخدام عملية تصنيع أكثر تقدماً مما جعلها أكثر كفاءةً.
ما هى وحدة MOSFET التقليدية (و تعرف أيضاً باسم D-Pak MOSFET ) ؟
وحدة MOSFET التقليدية هى وحدة أقل حداثة تستخدم فى التصميم التقليدى لمنطقة إمداد المعالج بالطاقة و التى تكون فيها كل من وحدة MOSFET drivers و دوائر MOSFET منفصلة عن بعضها بشكل مستقل ( تصميم ذو شرائح MOSFET متعددة ). و هى أقل تكلفة و أقل كفاءةً من شريحة Power Stages. |
|
|
| |
| |
| |
| |
|
لقد قامت شركة IR بتطوير أحدث تقنيات دمج الشرائح DirectFET® و التى تعمل على توفير المزيد من خفض الحرارة لشريحة PowIRstage® و ذلك بالمقارنة بتصميمات MCM الأخرى.
|
| |
تصميم يدعم شريحة واحدة |
بالمقارنة |
|
|
| |
وحدة Driver IC |
| |
|
*فى انتظار براءة الاختراع |
|
|
|
تستخدم تصميمات MOSFET الأخرى العديد من الشرائح التى تصطف فيها دوائر MOSFET و وحدات driver IC جنباً إلى جنب مما يشغل حيزاً كبيراً من مساحة اللوحة الرئيسية فضلاً عن فقد الطاقة.
|
 |
دائرة High Side MOSFET
(وحدة MOSFET التقليدية) |
| |
دائرة Low Side MOSFET
(وحدة MOSFET التقليدية) |
| |
وحدة Driver IC
(وحدة MOSFET Driver) |
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
| |
| |
| |
|
شريحة Power Stage
(و تعرف أيضاً باسم IR3550 PowIRstage® ) |
دائرة MOSFET منخفضة المقاومة (الجيل الرابع من تقنية التحمل الفائق )
(و تعرف أيضاً باسم WPAK, PowerPak MOSFET...) |
|
|
دائرة MOSFET التقليدية (و تعرف أيضاً باسم D-Pak MOSFET...) |
|
| |
نسبة الابعاد ثابته بين المكونات |
|
|
|
| |
| |
| |
| |
وحدة Driver IC من شركة International Rectifier |
تحتوى شريحة IR3550 PowIRstage® على وحدة MOSFET driver مصممة خصيصاً للعمل مع دائرتى MOSFET . إن العديد من شركات تصنيع MOSFET تستخدم وحدات Driver MOSFET من إنتاج شركات أخرى الأمر الذى لا يتوافق بشكل كامل مع دوائر MOSFET الخاصة بها. و لذلك قامت شركة IR بتصنيع وحدة Driver MOSFET بحيث تتوافق بشكل كامل مع دوائر MOSFET مما يحقق كفاءة أداء غير مسبوقة.
|
| |
|
|
 |
|
IR3550 Power Stage X-ray picture |
|
IR3550 Power Stage decapsulation picture |
|
|
| |
| |
| |
تبريد فائق, ، كفاءة عالية, أداء غير مسبوق |
كفاءة عالية = فقد أقل للطاقة = حرارة أقل = عمر أطول |
| |
| |
تتميز شريحة IR3550 PowIRstage من شركة IR بكفاءتها العالية فى استخدام الطاقة و قدرتها على خفض الحرارة بالمقارنة بوحدات MOSFET الأخرى و هو الأمر الذى يحقق عمر أطول لمكونات الحاسب و يتيح مجالاً أكثر اتساعاً لمزيد من رفع تردد التشغيل.
|
| |
دوائر MOSFET التقليدية
|
شريحة IR3550 PowIRstage®
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
* نتائج الاختبار للاطلاع فقط. قد تختلف النتائج باختلاف مواصفات الحاسب المستخدم.
* 4 phase IR3550 PowIRstage® with 2x Copper PCB vs. 4 phase traditional MOSFET @ 100A load 10 mins lab testing without heatsink. |
| |
| |
| |
تتميز شريحة IR3550 PowIRstage® بكفاءتها الفائقة فى استخدام الطاقة و قدرتها التى سجلت المركز الأول بين وحدات MOSFET على إمداد تيار كهربى يصل إلى 60A. كل ذلك يضمن أفضل إمداد لمعالج الحاسب بالطاقة اللازمة له لمزيد من استقرار الأداء و مزيد من القدرة على رفع تردد التشغيل.
|
| |
16 دائرة MOSFET فى وضع العمل
|
4 شرائح PowIRstage® فى وضع العمل |
|
|
|
|
|
| |
 |
| |
تتميز شريحة PowIRstage® بكفاءتها العالية. حيث نجد أن 4 شرائح PowIRstage® فى وضع العمل كما يبدو بالجانب الأيمن تؤدى نفس حجم العمل الذى تقوم به 16 دائرة MOSFET تقليدية و ذلك كما يبدو بالجانب الأيسر. هذا مع احتفاظها بدرجة حرارة أقل حتى 30 درجة بالمقارنة بدوائر MOSFET التقليدية.
|
|
|
|
|
| |
* نتائج الاختبار للاطلاع فقط. قد تختلف النتائج باختلاف مواصفات الحاسب المستخدم
مواصفات الحاسب المستخدم: Intel Core™ i7-3770K CPU, Default CPU frequency (3.5GHz), 1.2V Vcore, Default BIOS setting, DDR3 1333MHz, 500W PSU, CPU water cooling with no MOSFET heatsink. Software: Microsoft Windows® 7 running Power Thermal Utility at 100% loading. |
| |
تتميز شريحة PowIRstage® بقدرتها على الاحتفاظ بدرجة حرارة أقل بالمقارنة بتصميمات MOSFET التقليدية مما يتيح للمستخدم رفع تردد التشغيل للحصول على مزيد من قوة الأداء. إن كل وحدة من وحدات توصيل الطاقة تعمل فى حدود درجة حرارة قصوى و التى عند بلوغها لن يمكنك تحميلها بالمزيد من الطاقة و بالتالى فشل عملية رفع التردد. و حيث أن شريحة PowIRstage® تتميز بقدرتها على الاحتفاظ بدرجة حرارة أقل عند تحميل مستويات عالية من الطاقة، فإن محترفى رفع تردد التشغيل قد أصبح بإمكانهم إضافة المزيد من الجهد الكهربى و الاستمتاع بمجال أوسع لرفع تردد التشغيل. |
درجة حرارة أقل = مزيد من رفع تردد التشغيل |
درجة ثبات الأداء عند رفع تردد التشغيل باستخدام MOSFET |
|
حرارة شديدة الارتفاع |
طاقة غير كافية لرفع تردد التشغيل |
|
|
 |
شريحة IR3550
PowIRstage® |
الأفضل |
|
 |
دائرة MOSFET منخفضة المقاومة
(و تعرف أيضاً باسم WPAK, PowerPak MOSFET...) |
جيد |
|
 |
دائرة MOSFET التقليدية
(و تعرف أيضاً باسم D-Pak MOSFET... ) |
مقبول |
| |
|
|
|
| |
| |
| |
أعلى كفاءة يمكن أن تحصل عليها حتى 95%* |
| |
 |
| |
تتيح لك شريحة PowIRstage® أعلى كفاءة يمكن أن تحصل عليها حتى 95% أثناء التشغيل العادى.
حتى عند تحميل تيار كهربى مرتفع تتميز شريحة PowIRstage® بقدرتها على التقليل من فقد الطاقة و بالتالى درجة حرارة أقل. |
| |
| |
| |
* نتائج الاختبار للاطلاع فقط. قد تختلف النتائج باختلاف مواصفات الحاسب المستخدم..
VIN=12V, VOUT=1.2V, ƒSW = 300kHz, L=210nH (0.2mΩ), VCC=6.8V, CIN=47uF x 4, COUT =470uF x3, 400LFM airflow, no heat sink, 25°C ambient temperature, and 8-layer PCB of 3.7" (L) x 2.6" (W). |
| |
|
|
مقارنة بين تصميمات MOSFET
|
| |
|
|
|
|
| |
شريحة Power Stage
(و تعرف أيضاً باسم IR3550 PowIRstage® ) |
أعلى تكلفة |
|
أعلى كفاءة
أقل درجة حرارة
|
| |
دائرة Lower RDS(on) MOSFET منخفضة المقاومة
(و تعرف أيضاً باسم WPAK, PowerPAK,
MOSFET
...) |
تكلفة عالية |
|
كفاءة عالية
درجة حرارة منخفضة |
| |
دائرة MOSFET التقليدية
(و تعرف أيضاً باسم D-Pak MOSFET ...) |
تكلفة منخفضة |
|
كفاءة منخفضة
درجة حرارة عالية |
|
|
| |
|
|
| |
