.
X    

Přídavný napěťový regulátor (interpozér, redukce) pro 486/5x86


Předběžná verze článku. Pravděpodobně bude časem doplněno více informací.

V tomto článku je popsán napěťový regulátor pro použití 3-voltových procesorů 486/5x86 v deskách, co nemají regulátor pro CPU a napájí ho rovnou z +5V větve zdroje. Tento regulátor je ve formě interpozéru (je vložený mezi základní desku a procesor). Výše zmíněné procesory jsou typicky tolerantní vůči 5-voltovým logickým úrovním a jejich vstupy/výstupy jsou TTL kompatibilní, taže stačí regulovat pouze napájecí větev a není potřeba přidávat převodníky úrovní.


Popis

Schéma zapojení
Schéma zapojení (klikněte pro plné rozlišení)

Napájení (+5V větev zdroje, např. z Molex konektoru pro HDD) je připojeno ke konektoru J1 - bez externího napájení tento interpozér nefunguje. Za konektorem je připojena pojistka (2 A) a tantalové filtrační kondenzátory C17, C18. Napětí je regulováno integrovaným obvodem U2 (LT1084-ADJ či kompatibilním, např. RC1587M). Výstup regulátoru je filtrován pomocí kondenzátorů C16, C19 a velkého množství malých keramických (MLCC) kondenzátorů.

Keramické kondenzátory C1-C15 jsou umístěny blízko napájecích pinů CPU. Slouží jako blokovací kondenzátory/lokální zdroj pro krátké proudové špičky, které CPU odebírá. Některé napěťové regulátory jsou nestabilní s větším kondenzátorem s příliš malým ESR na jejich výstupu, může být tedy nutné snížit kapacitu C1-2, 7-8. Nicméně napěťový regulátor RC1587M se zde jeví jako stabilní i při použití 10 µF kondenzátorů na pozicích C1-2, 7-8.

Výstupní napětí je určeno rezistory R1, R3-5 a lze spočítat dle vzorce $V_{out}=V_{ref}\cdot({1+\dfrac{R_{lo}}{R_{hi}}})$,
kde $V_{ref}$ je 1,25 V, $R_{lo}$=R3, $R_{hi}$=R1/paralelní kombinace R1, R4/paralelní kombinace R1, R5, v závislosti na propojkách (piny 1-3 bloku J1: otevřené/1-2/2-3), což umožňuje zvolit napětí 3,33/3,46/3,61 V, dostatečně blízko běžným nominálním napětím CPU 3,3/3,45/3,6 V. Tyto rezistory by měly mít toleranci 1% či lepší.

Pro nastavení cache (WB/WT) a násobiče frekvence je možné nainstalovat propojky na piny 4/5, 6/7 propojkového bloku J1. Možné kombinace jsou zmíněny zde i ve schématu (dle informací v datasheetech od AMD).

  • JP1 piny 6-7 (propojené=0, otevřené=1 - propojka ke GND, pull-up bez propojky) ovládají CPU pin B13. Pro procesory Enhanced DX4 a Am5x86: 0=write-through režim cache (pomalejší, lepší kompatibilita), 1=write-back režim cache. Pro klasické DX4: 1=x3 násobič frekvence, 0=x2 násobič frekvence.
  • JP1 piny 4-5 (propojené=0, otevřené=1) ovládají CPU pin R17. U klasických DX4 je tento pin nevyužit a propojka by neměla být instalována. Pro Enhanced DX4: 1=násobič je x3, 0=násobič je oficiálně nedefinovaný (ale typicky x2). Pro Am5x86: 1=násobič je x3 (či nedefinovaný), 0=násobič je x4.

Všechny Vcc piny kromě VCC5V a piny B13, R17 jsou od základní desky odizolovány. Všechny ostatní piny vedou do základní desky pomocí pinů připájených na spodní stranu této desky. Patice pro CPU je zkonstruována z precizních zlacených 2,54 mm dutinkových řad. Jako piny na spodní stranu jsou použité jednotlivé piny/dutinky vyndané z identických řad.

Tento interpozér byl předběžně otestován s procesory Am486DX4 (jak s obyčejným, tak s "Enhanced") a Am5x86. Nebyly zaznamenány žádné problémy.

Pin A1 (označený seříznutým rohem CPU) je zde označen trojúhelníčkem na potisku. Vložení CPU či interpozéru do patice s nesprávnou orientací může vést k poškození některé z komponent (CPU, interpozéru, či základní desky).

V textu ve schématu jsou další informace, například o tepelném odporu.

Plošný spoj byl vyroben u JLCPCB - 4 vrstvy, tloušťka 1 mm. Jako substrát byl zde použit JLC3313/2313, ale to pro tuto aplikaci není kritické.


Fotografie, ke stažení

Vrchní strana, patice CPU
Vrchní strana, patice CPU (klikněte pro plné rozlišení)

Spodní strana
Spodní strana (klikněte pro plné rozlišení)

Ke stažení - Gerber & KiCad soubory, schéma zapojení v PDF formátu, .7z archiv. Licence je CC BY-SA 4.0 (uveďte autora, zachovejte licenci). Pokud bude na upravené verzi tohoto návrhu založen nějaký komerční výrobek, upravené soubory musí být volně dostupné ke stažení. Data v tomto archivu jsou poskytována bez jakékoliv záruky.

Reklama (od webhostingu):