دائرة تنظيم الجهد للوحة الأم Voltage Regulator Circuit
شرح مبسط لدائرة تنظيم الجهد Voltage Regulator Circuit
توضيح للدائرة انظر الصورة التالية
https://www.reepair.net/noooor/5e887wvnmqem.jpg
وظيفة الدائرة تنظيم وتوزيع الفولت للدوائر التالية
1-تنظيم وتوزيع الجهد للمعالج (Processor)
2-الذاكرة
3-الدوائر المتكاملة الموجودة باللوحة الأم مثل طقم الرقائق( Chipset) ) ودائرة التحكم بالأدخال والأخراج (Super I/O) أو (ITE) وغيرها
4- بطاقة العرض، سواء المدمج منها (Built-in) أو المضاف (ِAdd-on).
وغيرها من المكونات الموجودة على اللوحة الأم.
صورة توضيحية لمسار الجهد (بالفولت) من مصدر الطاقة الى المعالج
https://www.reepair.net/noooor/get-9...ptyffqzwsu.jpg
مكونات الدائرة
كما توضح الصورة
https://www.reepair.net/noooor/wkbgvh01wwmv.jpg
1-الملفات(COILS) او ما تسمى علميا (mentioned chokes) او مكونات الخنق والمقصود بها خنق التيار الكهربي
وهي نوعان
1-الملفات ذات القلب الحديدي (iron)
كما بالصورة
https://www.reepair.net/noooor/v3angfi7d3pb.jpg
2-ملفات ذات قلب فيريت(Ferrite chokes )
كما بالصورة
https://www.reepair.net/noooor/juxtnubgltkw.jpg
وهي أفضل من سابقتها حيث توفر على الإقل 25% من استهلاك الطاقة
طبقا لموقع الجيجا بيت
https://www.reepair.net/noooor/get-9...v3reisep0i.jpg
**********************************
ترانزستور Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor )MOSFET
من أهم العناصر الموجودة بالدائرة
الشكل المعتاد لها والمشابه للترانزسستور
كما توضح الصورة
https://www.reepair.net/noooor/494653rjzt7w.jpg
وهناك نوع اخر لا نراه كثيرا هنا نظرا للتكلفه المادية للوحات التي تحتوي عليه
كما بالصورة
https://www.reepair.net/noooor/zj0wrys97b3a.jpg
ومن أهم مميزاته أنه يستهلك طاقة أقل وحرارة سطحه تقل عن الموسفت العادي حوالي 16%
طبقا لموقع الجيجابيت
https://www.reepair.net/noooor/get-9...0zuanr20l1.jpg
تحديد عدد القنوات ( channels or phases) على المازربورد
تحديد عدد القنوات ( channels or phases) على اللوحة الأم
نقوم بتحديد الملفات كما بالصورة
https://www.reepair.net/noooor/get-9...zuz7qwtmmg.jpg
لكن النظر للملفات ليس كافيا على وجة الدقة لأن بعض اللوحات الأم تكون بها
القنوات التي تتحكم في الذاكرة أو طقم الرقائق موجودة بجوار مكونات دائرة تنظيم الجهد voltage regulator circuit
مما يجعلنا نقوم بالعد الخاطيء لتلك القنوات كما توضحه الصورة التالية
https://www.reepair.net/noooor/get-9...bl4ayh9xp5.jpg
اذا دققنا بالصورة سنجد اربع ملفات، وبالتالي سيكون لدينا اربع قنوات لكن بالواقع
هي ثلاث قنوات فقط والاخرى قناة لتغذية الذاكرة
ولكي نقوم بالعد بدقة نقيس خرج تلك الملفات سنجد ثلاثة منها لها نفس الخرج
والرابع له خرج مختلف او بشكل اخر سنجد ثلاثة منها خرجها متصل معا والرابع
غير متصل معهم كما توضح الصورة التالية
https://www.reepair.net/noooor/get-9...5aqxiuqlw7.jpg
https://mtccairo.com/photo/3.jpg
https://mtccairo.com/photo/4.jpg
كيفية عمل دائرة voltage regulator circuit
كيفية عمل دائرة تنظيم الجهد voltage regulator circuit
يصل للدائرة جهد 12 فولت من خط (ATX12V) او من الكابل الرئيسي للوحة الأم (في حالة عدم وجود خط (ATX12V) منفصل كما في اللوحات الأم القديمة) .
وتقوم بتحويل هذا الجهد الى الدوائر الموجود على اللوحة،على سبيل المثال
1-المعالج
2- طقم الرقائق
3-الذاكرة وغيرها من الدوائر
هذا التحويل يسمى DC-DC converter او ما يسمى switching-mode كما في مُجهزات الطاقة (Power Supply) الحديثة.
لمزيد من المعلومات عن هذه الدائرة اضغط على الرابط التالي
Zero Voltage Switching
التحكم والسيطرة في عملية التحويل يقوم به جزء من الدائرة درج التقنيون على تسميته بال "متحكم"(controllr) ويقوم أساس عمله على تعديل عرض النبضات Pulse Width Modulation.
يقوم المتحكم بتوليد موجة مربعه تتحكم في كل قناة على حدة، مما ينشطها على العمل كي تقوم باخراج الجهد المطلوب منها حسب تصميم الدائرة، وحسب طول الموجة تظل القناة مستمرة في اخراج الجهد او ما يسمى بقاء القناة في حالة higher value
وخرج هذه الدائرة يجب ان يكون على المعالج (CPU) على أحد الأطراف المسماة voltage ID” (VID) pins
(وهذه القيم هامة جدا لمن يستخدم أداة فحص لقياس قاعدة المعالج بحيث يكون الضوء (led) الموجود بأداة الفحص مضيئ دائما)
والتي بدورها تولد رمزاً ثنائياً(binary code) يحدد بالضبط قيمة الجهد (بالفولت) التي يجب ان تصل للمعالج.
*دائرة DC-DC converter هي مسار مغلق بمعنى ان المتحكم (controller) يراقب بشكل مستمر خروج دائرة voltage regulator
بمعنى لو زاد الجهد او نقص تقوم الدارة بضبطه تلقائيا ويتم ذلك عن طريق تردد الموجة المربعة(changing the frequency of the PWM signal) بالضبط كما هو الحال في مُجهزات الطاقة تماماً.
دائرة الكنترولر (PWM controlle)
دائرة المتحكم (PWM controlle)
لدينا ثلاث عوامل هامة جدا في دائرة المتحكم كما توضح الصورة
https://www.reepair.net/noooor/get-9...l5cjb08mdc.JPG
1-دائرة voltage ID pins وتم شرحها مبسطا في االمشاركة السابقة
2-دائرة the loopback pins ووظيفتها كما هو واضح من اسمها مقارنة الجهد الخارج من الموسفتات ومقارنته بالجهد المطلوب، ويتم التحكم فيه عن طريق الموجة المربعة او الكود الثنائي او كما يطلق عليها دائرة مقارنة الجهد في مُجهز الطاقة (Power Supply).
3-دائرة(G pins) او دائرة خرج المتحكم
وظيفة المتحكم في الدارة
نعلم ان كل قناة تتكون من 2 موسفت أحدهما اولي والثاني ثانوي او اربع موسفتات، اول اثنين منهما اولي والاخرين ثانويان(ودائما يكون الموسفت التالف هو الأولي )
مع كل قناة يوجد ملف (coil) مرتبط بها.
ومن عيوب المتحكم انة لا يعطي التيار الكافي لعمل تلك الموسفتات لذلك نجد في اللوحة الام الجيدة موسفت اخر يسمى ترانزستور موسفت قيادة ويكون على شكل دائرة متكاملة كما في الصورة
https://www.reepair.net/noooor/y7bm68g5a0sp.jpg
او يتم تعويضه بترانزستور موسف عادي كما في اللوحات الام الرخيصة
وظيفة موسفت القيادة هذا هو تعويض نقص التيار لكي يجعل الموسفت يقوم بعملية التشغيل او ما يسمى بـــ( switch )
*ترانزستور موسفيت القيادة يتم تغذيته ب 12 فولت الناتج من ATX12V.
كل قناة تعمل بالتوازي مع القنوات الاخرى بمعني لو لدينا اكثر من قناة يقسم عليهم زمن التشغيل بالتساوي مثلا لو لدينا قناتين فقط على اللوحة الام بمعني ان الاشارة ستقسم بنسبة 50% على كل قناة اي انه في حالة ان تكون القناة الاولى on ستكون القناة الثانية في نفس الوقت off .
رسم تخطيطي لألية عمل القناة(channel)
https://www.reepair.net/noooor/get-9...oftstc3wup.JPG
مقدمة
لفهم الوظيفة الأساسية لدائرة Voltage Regulator لابد من تشريح الدوائر والقاء نظرة سريعه على مكونات تلك الدائرة وكيف تعمل في حالة الاستقرار كي تنتج الجهدالمطلوب لتغذية باقي الدوائر والمعالج ( Vcc power ) حيث تقوم الدائرة بتحويل الجهد الداخل (بالفولت) الى القيم المطلوبة للجهد المستهلَك داخل المعالج(consumable Vcc voltage).
من المعروف ان خروج مُجهزات الطاقة (Power Supplies)تترواح ما بين القيم التالية(3.3v, ±5v, and ±12v DC ) .
****الدوائر الداخلية لدائرة متحكم الجهد Voltage Regulator****
https://www.reepair.net/noooor/c0ciwesh9930.jpg
المصطلحات الواردة بالشكل
ICC - Processor current.
RLL - Load line impedance: Defined as the ratio of voltage droop/current step. This is the load line slope. In this document, the load line is referenced at the socket unless otherwise stated.
TOB - Vcc regulation tolerance band: Defines the voltage regulator’s 3-σ voltage variation across temperature, manufacturing variation, and age factors. Must be ensured by design through component selection. Defined at processor maximum current and maximum VID levels.
VCC - Processor core voltage.
VID - Voltage IDentification: A code supplied by the processor that determines the reference output voltage to be delivered to the processor Vcc lands. At zero amperes and the tolerance
band at +3-σ, VID is the voltage at the processor.
1-القنوات(channels)
كل قناة تحتوي على الأقل عدد 1 switching regulator +two MOSFETs.
وبعض المكونات الداعمة مثل المكثفات والمقاومات والموصلات وغيرها من المكونات السطحية على اللوحة الأم.
ومن الأمثلة على شكل القناة
https://mtccairo.com/photo/3.jpg
https://www.reepair.net/noooor/jkxqutcl5o1y.jpg
وكما ذكرت سابقا فان القنوات جميعا لا تعمل بنفس الوقت ولكن تعمل بالتوالي
بمعنى عندما تكون القناة الأولى on تكون القناة الثانية off
روابط للتحميل
https://www.intel.com/assets/pdf/designguide/313214.pdf
https://www.intersil.com/data/fn/FN9289.pdf
رد: Motherboard Voltage Regulator Circuit
أخي صاحب الموضوع أشكرك على هذا الموضوع المميّز و الفريد، لعل وضعه في قسم غير مناسب له تسبّب في عدم اعطائه حقّه، وسيتم نقله لقسم مواضيع الصيانة التعليميّة خلال هذا اليوم.
أكرّر شكري على الموضوع المميّز.
رد: Motherboard Voltage Regulator Circuit
اقتباس:
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ramy 64
أخي صاحب الموضوع أشكرك على هذا الموضوع المميّز و الفريد، لعل وضعه في قسم غير مناسب له تسبّب في عدم اعطائه حقّه، وسيتم نقله لقسم مواضيع الصيانة التعليميّة خلال هذا اليوم.
أكرّر شكري على الموضوع المميّز.
جزاك الله خيرا اخي على الرد الجميل وعذرا على اختيار القسم الخاطيء
رد: Motherboard Voltage Regulator Circuit
رد: Motherboard Voltage Regulator Circuit
رد: دائرة تنظيم الجهد للوحة الأم Voltage Regulator Circuit
كل الشكر أخي NOOOOR على هذا الموضوع الممتاز والشرح المبسط، ولقد غطى جانب مهم في فهم اساسيات عمل اللوحة الأم في جهاز الكومبيوتر. نطمع في المزيد مما تجود به خبرتكَ.
النديم
رد: دائرة تنظيم الجهد للوحة الأم Voltage Regulator Circuit
اقتباس:
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة النديم
كل الشكر أخي
NOOOOR على هذا الموضوع الممتاز والشرح المبسط، ولقد غطى جانب مهم في فهم اساسيات عمل اللوحة الأم في جهاز الكومبيوتر. نطمع في المزيد مما تجود به خبرتكَ.
النديم
جزاك الله خيرا استاذي وان شاء الله هناك جديد دوما
رد: دائرة تنظيم الجهد للوحة الأم Voltage Regulator Circuit
رد: دائرة تنظيم الجهد للوحة الأم Voltage Regulator Circuit
جزاك الله خيرا اخي الكريم
رد: دائرة تنظيم الجهد للوحة الأم Voltage Regulator Circuit
موضوعك جامد جدا واتمني من المشرف انه يتثبت و تترفع الصور اللي فيه من الأول
رد: دائرة تنظيم الجهد للوحة الأم Voltage Regulator Circuit