Tính năng VRM (Voltage Regulator Module) trong PSU

Tính năng VRM (Voltage Regulator Module) trong PSU 0 Comment Size- Size+ 11/4/2011 Power RSS Dạo gần đây trong các bài đánh giá sản phẩm bộ nguồn, bạn thường hay nghe nhắc tới các danh từ như Voltage Regulator Module hoặc VRM hoặc “DC to DC”. Vậy tính năng này hoạt động như thế nào trong PSU? PSU có tính năng này thì có tốt hơn loại không có hay không? Mọi thắc mắc sẽ được sáng tỏ với bài viết này. Voltage Regulator Module, là một mạch điện có tính năng chuyển đổi điện áp DC từ giá trị này qua một giá trị khác thấp hơn và đồng thời giữ cố định giá trị điện áp này trong giới hạn cho phép ở các mức tải khác nhau, nó còn có một tên gọi khác là “DC to DC converter”. Không thể nói chức năng chuyển đổi này là một công nghệ mới vì nó có tuổi đời bằng với tuổi đời của ngành điện – điện tử. Dễ dàng nhận thấy có rất nhiều mạch VRM trên mainboard của máy tính, nó cung cấp năng lượng cho CPU, RAM từ mức điện áp nguồn +5VDC hoặc +12VDC xuống mức điện áp thấp hơn mà CPU, RAM có thể hoạt động được. VRM cung cấp một điện áp đầu ra chính xác nhờ vào một vi mạch so sánh điều khiển tiết lưu công suất thông qua Transistor hoặc Mosfet, phương pháp điều khiển có thể là tuyến tính hay điều biến độ rộng xung (PWM), khi giá trị điện áp đầu ra thay đổi so với một điện áp chuẩn nó lập tức hiệu chỉnh để đạt trở lại giá trị điện áp ban đầu. Một mạch VRM lý tưởng duy trình điện áp ổn định trên bất kỳ mức tải nào, tuy nhiên trong thực tế khả năng ổn áp của mạch VRM luôn bị giới hạn bởi dòng tải tối đa, khi vượt quá mức tải cho phép sai số của điện áp sẽ tăng lên. VRM trong Bộ nguồn máy tính VRM trong bộ nguồn máy tính là một mạch ổn áp DC công suất hoạt động theo phương pháp điều biến độ rộng xung PWM tương tự như mạch PWM công suất chính. Nó cũng có các thành phần linh kiện tương đương như: IC tạo dao động, Mosfet, cuộn dây PWM và tụ lọc; giá thành của một mạch điện như vậy không phải rẻ nên chúng chỉ thường được các hãng trang bị cho các PSU có công suất lớn hoặc loại cao cấp đắt tiền. Trong PSU, mạch VRM được dùng để tạo ra 02 đường điện áp +3.3VDC và +5VDC (cá biệt một số PSU tầm trung mạch VRM chỉ dùng cho đường +5V hoặc +3.3V). Hiệu quả mà mạch VRM đem lại cho PSU không ngoài việc tạo một điện áp có sai số và độ gợn nhiễu thấp, nó còn làm tăng hiệu quả sử dụng PSU và cho PSU một sự tương thích tốt với bất kỳ cấu hình máy tính nào cho dù đó là một máy tính cũ hay một máy tính chơi game mạnh mẽ nhất. Sự khác nhau của cấu trúc bên trong của một PSU có và không có mạch VRM chủ yếu là biến áp công suất chính. Đối với một PSU thường (không có tính năng VRM), thứ cấp biến áp có 3 đầu ra (3 cuộn dây) cung cấp năng lượng riêng cho từng đường 12V, 5V và 3.3V, việc điều chỉnh và giữ ổn định điện áp DC sẽ do một mạch PWM công suất chính phụ trách, giá trị điện áp dò sai đưa về được lấy từ giá trị trung bình của 3 đường điện áp đó. Hệ quả là sai số điện áp trên các đường điện cao hay thấp bị lệ thuộc vào tải của các đường khác. Ví dụ, khi công suất sử dụng trên đường 12V tăng > điện áp sẽ giảm > giá trị điện áp dò sai trung bình giảm > mạch PWM sẽ điều chỉnh tăng điện áp lên nhưng do lúc này tải của 2 đường còn lại thấp nên giá trị điện áp trên 2 đường này cao làm cho điện áp trung bình cân bằng lại > mạch PWM ngưng điều chỉnh dẫn tới việc điện áp trên đường 12V sẽ có sai số cao. Còn với PSU có VRM, thứ cấp biến áp chỉ có duy nhất 1 đầu ra (1 cuộn dây) cung cấp năng lượng duy nhất cho đường 12V. Từ đây điện áp 12VDC sẽ được cấp cho 2 mạch VRM để tạo ra điện áp 5V và 3.3V. Bây giờ, mạch PWM chính chỉ làm nhiệm vụ duy nhất là điều chỉnh điện áp cho đường 12V, mạch VRM sẽ điều chỉnh riêng cho từng đường 5V và 3.3V. Do được điều chỉnh riêng, chúng luôn ổn định và không bị ảnh hưởng lẫn nhau. VRM tăng hiệu quả sử dụng PSU như thế nào? Bạn hãy tưởng tượng, biến áp công suất chính của PSU là một thùng chứa nước, với PSU bình thường thùng chứa này có 3 ngăn tương ứng với 3 đầu vòi là 3 đường điện chính, nên mỗi ngăn chứa (công suất từng đường) sẽ thấp hơn tổng dung tích của bình chứa (tổng công suất PSU). Đối với PSU có VRM thì bình chứa chỉ duy nhất có 1 ngăn và 1 vòi cung cấp nguồn nước 12V, do đó có thể nói tổng dung tích bình chứa sẽ bằng tổng dung tích cho đường 12V, đường 12V cung cấp năng lượng cho 2 đường còn lại qua mạch VRM hay có thể nói 2 đường còn lại chính là phụ tải của đường 12V. Trên lý thuyết thì: Công suất PSU = Công suất 12V = Công suất 5V = Công suất 3.3V với điều kiện 2 trong 3 đường có mức tải bằng 0. Hệ quả là nếu bạn có 2 PSU có cùng mức công suất thì PSU có VRM luôn cho bạn một mức công suất của từng đường cao hơn. Căn cứ vào nhu cầu của hệ thống mới hiện nay chủ yếu sử dụng nhiều năng lượng từ đường 12V thì điều này sẽ giúp cho bạn không cần phải mua PSU có công suất lớn hơn. So sánh thực tế giữa 2 model PSU của AcBel là R8 607W không có tính năng VRM và R88 có tính năng VRM cho cả 2 đường 5V và 3.3V. Ta thấy tuy có cùng mức công suất là 600W nhưng tổng công suất (max output) của từng đường điện thì R88 có mức công suất cao hơn. Đường 12V R88 là 540W@45A còn R8 chỉ có 480W@40A. Khi bạn cần một nguồn 12V có mức công suất 40A thì với PSU không có VRM bạn phải chọn mua một PSU có công suất trên 680W nhưng với PSU có VRM thì chỉ cần một PSU 600W là đủ