Новые ориентиры для отраслевых стандартов качества В 2005 г. компания GIGABYTE установила новые отраслевые стандарты, освоив серийный выпуск системных плат на базе высококачественных компонентов, одобренных к применению в рамках инициативы ROHS. В 2006 г. GIGABYTE анонсировала технологию Ultra Durable, согласно которой типовые электролитические конденсаторы на платах были заменены на их твердотельные аналоги, а в мае 2007 г. представила
технологию Ultra Durable 2, которая базируется на нескольких
ключевых компонентах. В первую очередь это качественные
твердотельные конденсаторы,
полевые КМОП-транзисторы с
пониженным сопротивлением канала (Low
Rds) и дроссели с
ферритовым сердечником (минимизирует потери
энергии).
В сентябре 2008 г. компания GIGABYTE представила линейку
прогрессивных продуктов, оснащенных инновационной технологией
Ultra Durable 3, установив тем самым новую планку качества
для системных плат. Изделия GIGABYTE с технологией Ultra
Durable 3 – первые в мире системные платы для
настольных ПК, у которых толщина слоев питания и
заземления печатных плат составляет 70 мкм
(типовое значение 35 мкм).
Качество на все времена Эра системных плат на базе
конденсаторов с твердым электролитом
Повышенная надежность и
продолжительный срок службы
Преимущества японских твердотельных конденсаторов (ресурс работы 50 тыс. час)
Системные платы GIGABYTE Ultra Durable 3 комплектуются твердотельными конденсаторами ведущих японских производителей. Обладая ресурсом работы около 50.000 часов, конденсаторы этого класса обеспечивают качественное энергопитание современных процессоров и других компонентов под нагрузкой, что, безусловно, повышает стабильность, надежность и долговечность системы в целом.
1 год =24 час. x 365 дней= 8,760 час. 5 лет =8,760 час. x 5= 43,800 час.
И твердотельные, и электролитические конденсаторы накапливают заряд и разряжаются по мере необходимости. Различаются они тем, что твердотельный конденсатор содержит твердый органический полимер, а типовой электролитический – жидкий электролит.
Твердотельный конденсатор
Твердотельный конденсатор наполнен полимерным элементом, который существенно улучшает надежность и стабильность работы системы.
Алюминиевый электролитический конденсатор
Типовой электролитический конденсатор выполнен на базе обычного электролита.
Применение твердого полимера дает следующие преимущества:
Низкое эквивалентное последовательное сопротивление
(ESR) на высоких частотах
Высокое значение тока пульсаций
Продолжительный срок службы
Стабильная работа при высоких температурах
Low ESR при высоких частотах снижает нагрев
Низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) на высоких частотах по сравнению с типовыми электролитическими конденсаторами означает меньшие затраты энергии и меньший нагрев.
Высокий уровень тока пульсаций – стабильная работа платформы в целом
Характеристики твердотельных конденсаторов, в частности значительная величина тока пульсаций, играют ключевую роль в стабильном энергообеспечении системной платы.
Меньшая температурная зависимость – повышенная надежность системы
В отличие от электролитических конденсаторов, емкость твердотельных конденсаторов остается неизменной даже при резкой смене температурных режимов. На приведенной диаграмме показано, что даже в условиях экстремальных температур величина емкости твердотельных конденсаторов остается близкой к номинальному значению.
Длительный жизненный цикл – дольше срок службы системной платы
С точки зрения ресурса работы, твердотельные конденсаторы способны функционировать значительно дольше их электролитических аналогов. При одинаковой рабочей температуре в 85°C твердотельный конденсатор прослужит в 6 раз дольше электролитического (см. графики зависимости двух ключевых параметров от температуры). Таким образом, твердотельный конденсатор прослужит около 5 лет, а электролитический – примерно год.
Температура°C
Электролитический конденсатор (срок службы, час)
Твердотельный конденсатор (срок службы, час)
95°C
4,000 Hr.
15,811 Hr.
3.9X дольше
85°C
8,000 Hr.
50,000 Hr.
6.25X дольше
75°C
16,000 Hr.
158,113 Hr.
9.8X дольше
65°C
32,000 Hr.
500,000 Hr.
15.6X дольше
Проблемы с конденсаторами в прошлом – высокая стабильность в режиме Overclocking
Вздувающиеся и протекающие конденсаторы на протяжении нескольких лет создавали проблемы для пользователей. Это создавало массу проблем и зачастую являлось причиной выхода из строя системной платы.
Поскольку в твердотельных конденсаторах не содержится жидкого электролита, им не грозит протекание и разрушение оболочки в результате микровзрыва. Стабильная работа твердотельных конденсаторов в условиях близких к экстремальным, лишь подчеркивает актуальность характеристик этих компонентов, которые отвечают самым жестким требованиям к устойчивой, стабильной работе системы в целом.
Сравнение твердотельных конденсаторов с электролитическими
Характеристики
Твердотельные конденсаторы
Электролитические конденсаторы
Устойчивая работа при высокой температуре
Допустимое значение тока пульсаций
Эквивалентное последовательное сопротивление на высоких частотах
Безопасность
Защита окружающей среды
Хорошо
Нормально
Плохо
Выводы о достоинствах твердотельных конденсаторов Твердотельные конденсаторы обладают низким эквивалентным последовательным сопротивлением Частотные характеристики полного сопротивления оптимальны Твердотельные конденсаторы идеальным образом подходят для работы в составе цепей развязки, обеспечивая фильтрацию шумов, сглаживание скачков напряжения, пульсаций, и минимизацию негативного влияния различного рода помех, включая аудио, статические, цифровые и пр.). Устойчивая работа на фоне высокого тока пульсаций Благодаря миниатюрным размерам твердотельные конденсаторы успешно применяются в качестве сглаживающих конденсаторов силовых цепей питания. Быстрая разрядка Идеальны для применения в качестве ионисторов (back-up capacitor) в цепях с высоким энергопотреблением на повышенных частотах. Твердотельные конденсаторы не подвержены резким перепадам температуры Твердотельные конденсаторы сохраняют свои характеристики при 0°C и ниже Продолжительный срок службы Вы можете рассчитывать на безотказную работу твердотельных конденсаторов в течение 5-ти лет (50 тыс. часов, рабочая температура до 85°C).
Качество компонентов –
залог качества материнских плат
Применение высококачественных компонентов в системных платах – залог эффективной и стабильной работы ПК на протяжении всего срока службы. Особенно это важно для силовых цепей, которые обеспечивают питание наиболее критичных компонентов системы.
В 2006 году компания GIGABYTE внедрила новый отраслевой стандарт качества, сделав ставку на твердотельные конденсаторы, которые стали применятся во многих продуктах, вместо типовых электролитических. Кроме того, благодаря применению дросселей с ферритовым сердечником и полевых транзисторов с пониженным сопротивлением открытого канала заметно возрос жизненный цикл изделий. По сравнению с дросселями с металлическим сердечником их аналоги с ферритовым сердечником обладают повышенной энергоэффективностью на высоких частотах, а более комфортный температурный режим, в котором функционируют полевые транзисторы с пониженным сопротивлением при переключении состояний способствует снижению энергозатрат.
Новый дизайн
Ultra Durable 2
Прежний
дизайн
Lower RDS(on) MOSFET
Standard MOSFET
Ferrite Core Choke
Iron Core Power Inductor
Lower ESR Solid Capacitor
Traditional Solid Capacitor
Полевой транзистор с пониженным сопротивлением канала (Low RDS(on) MOSFET)
• Оптимальный заряд в области затвора минимизирует потери.
• Меньший нагрев, минимальный размер, оптимальные температурные характеристики.
Что такое MOSFET?
MOSFET (Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor) – это комплементарный полевой МОП-транзистор, который способен выполнять функции коммутатора в электрических цепях (КМОП-ключ).
Температура
МОП-транзистор с низким RDS(on)
ниже на 16%
Обычный МОП-транзистор
По сравнению с обычными полевыми транзисторами, рабочая температура Low RDS-аналогов ниже в среднем на 16%.
Меньше сопротивление = Меньше энергопотребленние = Меньший нагрев компонентов
Нагрев является результатом энергопотребления
Энергопотребление
Мощность эклектического тока: P = I 2 x R
(P: Мощность, I : Значение тока, R: Сопротивление)
Дроссели с ферритовым сердечником
• Снижены потери энергии в сердечнике • Существенно меньший уровень электромагнитных помех
• Коррозийная стойкость
Что такое дроссель?
Дроссель – это катушка индуктивности, которая способна накапливать магнитную энергию под воздействием электрического тока. Дроссель обладает высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному току.
Потери энергии в сердечнике
Дроссель с ферритовым сердечником
на 25% меньше
Дроссель с железным сердечником
Как работает схема питания Ultra Durable 2?
Питание
Накопление энергии,
регуляция тока
Накопление и
разряд емкости
МОП-транзистор с низким RDS(on) Останавливает/
пропускает
электрический
ток
через контур
Среди несомненных достоинств системных плат GIGABYTE серии Ultra Durable 3, которые отражены в спецификации, ключевую роль играют качественная элементная база, в частности японские твердотельные конденсаторы (период эксплуатации 50 тыс. часов), дроссели с ферритовым сердечником и полевые транзисторы с пониженным сопротивлением открытого канала.
Благодаря новому дизайну изделий с технологией Ultra Durable 3, платформы на базе системных плат GIGABYTE демонстрируют чрезвычайно высокий уровень производительности на ключевых приложениях и в играх, стабильность и гарантированно надежную работу на протяжении всего срока службы. Кроме того, предложенный дизайн отвечает всем требованиям к энергоснабжению современных процессоров, позволяет экономить электроэнергию и значительно снизить нагрев компонентов.
Дроссель с ферритовым
сердечником
Японский твердотельный конденсатор (ресурс работы
50 тыс. часов)
Удвоенная толщина слоев питания и заземления позволяет эффективно распределять тепло, выделяемое компонентами системы, по всей поверхности системной платы, снижая, в том числе, нагрев компонентов в зоне питания ЦП. В отличие от традиционных изделий, рабочая температура системных плат GIGABYTE с технологией Ultra Durable 3 не превышает 50°C*.
* Измерение температуры осуществлялось при 100% нагрузке ЦП
Термограмма зоны VRM-модуля ЦП (инфракрасный диапазон)
* CPU VRM Показатели температур системы при 100% загрузке ЦП.
Все права на интеллектуальную собственность, включая авторские права и товарные знаки, защищены; любое их использование без предварительного письменного разрешения со стороны GIGA-BYTE TECHNOLOGY CO., LTD строго запрещено.
