PCB電(diàn)源设计中实施VRM冷却

2021-01-14

在设计PCB时，我们都经常考虑使用(yòng)冷却设备。如果您恰好在使用(yòng)VRM，您将永遠(yuǎn)不会错过冷却部分(fēn)。那是因為(wèi)在操作过程中东西可(kě)能(néng)会歪斜，并且某些零件可(kě)能(néng)会融化，这使得VRM冷却对于PCB電(diàn)源设计至关重要。

什么是VRM？ 

VRM代表稳压器模块，在这种情况下，该术语专门指向主板上的一系列组件。询问任何PC发烧友，他(tā)们都会很(hěn)高兴地告诉您，VRM的作用(yòng)是為(wèi)CPU或GPU提供干净高效的電(diàn)源。

现代PC的设置涉及電(diàn)源，该電(diàn)源可(kě)产生12V，5V和3.3V。但是，取决于芯片制造商(shāng)，安装在主板上的CPU需要较低的電(diàn)压，通常在1.0-1.3V范围内。VRM的作用(yòng)是将電(diàn)源電(diàn)压降低到CPU可(kě)接受的電(diàn)压。

对于PCB设计人员而言，VRM听起来与DC-DC降压转换器惊人地相似 。好吧，当您检查了VRM的元素时，它就是一个降压转换器。它由一个PWM IC，一组MOSFET，電(diàn)感器和電(diàn)容器组成。 

PWM IC以特定占空比切换MOSFET，以在输出端产生降低的電(diàn)压。電(diàn)感器和電(diàn)容器都形成一个LC電(diàn)路，以滤除任何 高频噪声。结果是為(wèi)CPU或GPU提供了干净，高效且稳定的電(diàn)压。

為(wèi)什么VRM冷却很(hěn)重要？

VRM对于获得CPU和GPU清洁電(diàn)源至关重要 。这两个组件都是主板上最耗電(diàn)的组件。当電(diàn)流流过MOSFET时，其中一些会散发為(wèi)热量。随着热量的累积，MOSFET可(kě)能(néng)会变得很(hěn)热。

众所周知，CPU的VRM在不冷却的情况下约為(wèi)80°C至100°C。对于GPU，VRM的温度通常会升高到120°C。VRM的整體(tǐ)思想是為(wèi)CPU和GPU提供可(kě)靠，高效的電(diàn)源。但是，温度的不受控制的升高则相反。

已知MOSFET具有(yǒu)正温度系数。换句话说，MOSFET的内部電(diàn)阻随温度而增加。加热时，流过的電(diàn)流减少。这也意味着加热的MOSFET的功率效率较低。

因此，如果您不采取主动的方法来冷却VRM，那么传递给CPU和GPU的功率将受到损害。它将影响那些处理(lǐ)器的性能(néng)。另外，温度的不受控制的升高会缩短MOSFET和相邻组件的寿命。

您如何实施VRM冷却？

散热器有(yǒu)助于散发VRM的热量。

随着处理(lǐ)器功率的增加，VRM也会散发热量。这使得VRM冷却比以往更具挑战性。第一步在于PCB设计本身。设计人员必须将MOSFET的周围區(qū)域变成 PCB上的散热器。这是通过在MOSFET下方实施散热孔以增强散热来完成的。

但是，导热垫不足以分(fēn)散产生的大量热量。通常将单个矩形散热器安装在MOSFET阵列上方，以增加散热量。冷却风扇和通风口对于将VRM温度保持在最佳水平也很(hěn)重要。

对于某些图形卡，可(kě)能(néng)需要液體(tǐ)冷却以防止温度过高。这是通过安装冷却块完成的，该冷却块使水或其他(tā)类型的冷却剂循环到散热器。