Hace bastante tiempo, el conector de alimentación adicional apareció en la placa base, además del grande estándar ATX. Cerca del procesador puedes ver un pequeño grupo de 4 a 8 contactos, y a veces incluso un par de ellos. Esta es la alimentación para VRM – el sistema de estabilización y alimentación del procesador. En las placas base modernas, los componentes especiales no se pueden ver: casi siempre están ocultos detrás de los disipadores de calor. VRM es uno de los componentes más importantes, porque depende de él completamente la alimentación del procesador, y la calidad de esta alimentación determinará un funcionamiento estable de todo el sistema.
¿Cómo funciona VRM?
Voltage Regulator Module es un convertidor de voltaje impulsado, un nombre más común es el convertidor DC-DC. Su parte principal es la bobina de inductancia, cuyo modo de funcionamiento se regula por dos interruptores con un condensador en la salida para suavizar las pulsaciones.
El trabajo se puede dividir en 2 impulsos: primero se abre un transistor, cargando energía al núcleo de la bobina de inductancia. En el segundo impulso, el filtro se desconecta del voltaje de entrada y el núcleo comienza a liberar energía, surge una fuerza electromotriz que en la salida del filtro forma el voltaje necesario de polaridad opuesta y se acumula en el condensador.
Un esquema bastante simple permite reducir el voltaje y aumentar la fuerza de la corriente, además de un alto rendimiento, 90-95%.
El uso de tecnología impulsada permite hacer que el esquema sea mínima.
Generalmente, hay varios módulos individuales en la placa madre, la cantidad exacta suele especificarse en la documentación de la placa madre en cuanto al número de fases del sistema de alimentación del procesador. Además, estos módulos están realmente controlados por un controlador especial con un desplazamiento temporal. Cuanta mayor sea el número de fases, mayor será el voltaje estable en la salida y mayor será la corriente que la placa madre VRM puede proporcionar, correspondientemente, permitiendo utilizar un procesador más potente en el equipo ensamblado. La potencia máxima del procesador se indica en la documentación de la placa madre, pero tiene una relación débil con la oficial y puede no corresponder a la real.
¿Por qué tanta complejidad?
VRM funciona con 12 voltios, generalmente este indicador es el principal para las fuentes de alimentación de computadoras. Este es el voltaje más alto que existe en la computadora. Según los conocimientos adquiridos en la escuela, sabemos que la potencia es la fuerza de corriente multiplicada por el voltaje, y si el procesador tiene una potencia de 120 vatios, entonces el consumo total en la línea de 12V está en el nivel de 10 amperios, por lo que se pueden utilizar cables bastante finos.
Sin embargo, el propio procesador ya funciona con voltajes alrededor de 1-1,4 voltios, por lo que consume cientos de amperios y, con estos valores, los cables hacia él serían más similares a un kit para soldador.
En realidad, así es, todo esto se realiza en la placa madre en forma de rutas, y en el zócalo del procesador, varias patas están destinadas exclusivamente a la alimentación, creando un área comparable a la sección de un conductor que puede soportar cientos de amperios.
¿Cómo se alcanza un gran número de fases de VRM?
Los controladores para VRM rara vez tienen un número distinto a 4 fases, y el sistema de alimentación del procesador es un dispositivo complejo y equilibrado. Aumentar los valores de salida mediante el aumento de la potencia de los propios componentes es la solución más simple al problema. Pero en este caso, el VRM sería bastante caliente, y el exceso de calor en la computadora sería una preocupación constante. Por lo tanto, los fabricantes de placas madre han aprendido a resolver la falta en las líneas del controlador mediante varios métodos.
La forma más sencilla es duplicar una fase con dos módulos, es decir, obtenemos 8 líneas de 4 líneas, pero no son completamente honestas. De hecho, sigue siendo el mismo VRM de cuatro fases, sólo que cada línea tiene ahora mayor potencia gracias a un módulo adicional con un inductor. Algunos fabricantes incluso llegan a presentar esta solución como fases adicionales, pero esto no es así.
Otro método para aumentar tanto la potencia como el número de fases es instalar un circuito integrado intermedio multiplicador de frecuencia entre los módulos adicionales, y no directamente, como en el ejemplo anterior. En este caso, obtenemos realmente un sistema con un número de fases aumentado, aunque sean salidas no reales del controlador.
Esta solución es justa y permite que el VRM obtenga una tensión de salida más lineal, además de que la disipación de calor del sistema será menor: un mayor número de módulos de derivación funcionan alternadamente, por lo que disiparán menos calor.
No estaría de más investigar qué transistores se utilizan en el circuito de la bobina de inductancia. A menudo, los fabricantes también intentan ahorrar en este aspecto. Recordemos que el derivador se carga con un voltaje mayor, por lo tanto, con menor corriente, y se descarga con un voltaje menor pero mayor corriente, por lo que los transistores pueden tener diferente potencia, esta es una solución bastante común y eficaz. A veces, el segundo transistor más potente se reemplaza por dos, y esto no se ve como un intento de ahorrar. De todos modos, dos transistores al final se calentarán menos, y no solo porque la corriente que fluye a través de ellos se dividirá a la mitad entre ellos. La resistencia total de dos transistores será menor que la de uno, por lo que este es también uno de los métodos para combatir la disipación de calor.
Los VRM más potentes, con su precisa configuración, son utilizados por los fabricantes en placas base para el overclocking, creadas específicamente para satisfacer todas las necesidades de los entusiastas y overclockers. Naturalmente, para revelar todo el potencial del sistema, se necesitará un procesador con un multiplicador desbloqueado.
Los fabricantes están, por supuesto, interesados en la calidad de sus productos. Las placas base para juegos de gama alta están equipadas con sistemas de alimentación de mayor calidad, que admiten el overclocking. En un estado overclocked, el procesador necesita una alimentación más cualitativa y estable. No se requiere esto en placas base económicas de bajo coste, por lo que sus sistemas de alimentación son considerablemente más simples. En la mayoría de los casos, la documentación de la placa base contiene toda la información necesaria y las listas de procesadores compatibles.
