Verwijderd schreef op woensdag 25 mei 2011 @ 08:47:
[...]
Oke, maar afgaande op de marketing praat (Ik weet het, niet de beste manier) heb je minder DrMOS in je stroom voorziening nodig om de zelfde stroom te leveren en dus ben je efficienter bezig. De MSI hoger geplaatste borden hebben maar 6 fasen, terwijl directe concurrenten er 24 hebben, terwijl ze toch ongeveer het zelfde kunnen leveren. Daarbij heb je nog de vuistregel minder losse chipjes is zuiniger dan meer chipjes, waar DrMOS ook weer voor zorgt (3losse chips, top, bottom en driver geintegreerd). (Al vraag ik me af of goedkopere borden de integrated driver mosfetts gebruiken...)
Nah, die theorie kun je echt naar de prullenbak verwijzen. Sowieso: er is een groot verschil tussen low-power en high-performance borden.
Een echt wetenschappelijk correcte benadering wordt wat lastig. Ik zal een poging wagen. Bij high-performance borden ben je zelfs met 6 fasen absoluut niet stroombegrensd. Je moet echt aan de ln2 koeling met een 980X ofzo voordat je in de buurt komt van de maximum stroom die 6 gemiddelde fasen kunnen leveren. Die 24 fasen zitten er - afgezien van voor de show - vooral voor power quality. Ripple, response time, dat soort dingen. Ook is het grappig om op te merken dat die 24-fase borden meestal véél kleinere inductoren hebben dan lower-end borden. De hoeveelheid energie die je kunt overbrengen (all else being equal) schaalt ruwweg met het volume van je inductoren, dus meer kleinere = zelfde power als minder grotere. Waarom heb ik het hier de hele tijd over inductoren en niet over mosfets? Omdat die dingen al helemaal niet in de buurt van hun maximumratings komen.
MOSFETs zijn best ideaal schalende onderdelen. Een MOSFET is een heel 'eenvoudig' onderdeel om te produceren (in tegenstelling tot een chip) en heeft dus hele hoge yields. Dat betekent dat de kosten van een MOSFET afhangen van zijn siliciumoppervlak en packaging (en evt. patenten, R&D en marketing, wat nog best duur is bij deze dingen). De performance van een MOSFET schaalt.... met zijn oppervlak. Een grotere mosfet = betere performer. Zo'n DrMOS chip is ongeveer even groot als één discrete MOSFET - zowel de package als de daadwerkelijke silicium
die. Maar in een DrMOS chip zitten een driver en
twee MOSFETs. Dat zijn dus automatisch nu al brakkere exemplaren. Het is makkelijker voor de assembler om een bord met DrMOS te maken omdat je minder chipjes moet solderen, maar daar houdt het wel ongeveer op. En waarom kunnen ze slechtere mosfets gebruiken? Omdat MOSFETs niet limiterend zijn voor je VRMs.
En je betaalt voor het gemak van één chip ipv drie. DrMOS chips zijn een klein beetje duurder dan 09N03LAs (dé standaardmosfet voor moederborden) plus drivers, en ze zijn al helemaal duurder als je controllers met ingebouwde drivers gebruikt (de uPI exemplaren die o.a. MSI gebruikt). Op goedkope moederborden zul je dus nooit DrMOS vinden behalve als een marketingpersoon heeft bedacht dat dat leuk is.
Hoe zuinig VRMs zijn hangt af van veel dingen. Ook hier zijn weer twee duidelijk verschillende casussen te onderscheiden: high performance en low-power. Bij high performance pomp je een hoop stroom door de VRMs en staan je buckconverters zeker weten in CCM (continuous mode, zie wikipedia) te draaien. Je verliezen worden dan vooral bepaald door jouleverliezen (weerstand->I^2R verliezen), filterverliezen en magnetische verliezen. Je wil dan dus de weerstand van je inductoren en mosfets zo laag mogelijk krijgen, je filters op een zo hoog mogelijke frequentie laten werken (=veel fasen) en je inductoren zo licht en klein mogelijk.
Bij low-power VRMs zijn schakelverliezen en magnetische verliezen door hoge ripple current dominant. Jouleverliezen boeien eigenlijk helemaal niet. Daar wil je dus zo min mogelijk fasen op een lage frequentie, zo snel mogelijke driver-mosfetcombinaties en een inductor met een zo hoog mogelijke zelfinductie, maar liefst wel een zo klein mogelijk volume. Op zich is een DrMOS daar helemaal niet zo'n gek idee (want daarin zit een perfect op elkaar afgestemde driver+mosfet-paar), maar het is gewoon duurder en daarom wordt het niet gebruikt.
Ik begin heel vaag te worden en heb twee mailtjes beantwoord alsmede een stuk scriptie geschreven tijdens het schrijven van deze post. Heb ik iets nuttigs geschreven? Wat moet ik verduidelijken?