Визуальное определение силовых элементов

Для проведения диагностики довольно часто приходится измерять выходные напряжения различных стабилизаторов и коммутаторов (или сопротивление их нагрузки/сопротивление элементов) на матплатах, видеокартах, HDD и т.п. Перед этим приходится определять входящие в них элементы.

Первоначальное определение производится визуальным путем, а затем выявленные элементы классифицируются по маркировке или типовой схеме включения и производятся измерения требуемых величин в необходимых точках схемы.

Стабилизаторы подразделяются на линейные и импульсные. Как правило, характерным отличием импульсных стабилизаторов, применяемых в компьютерной технике, от линейных является наличие одного или нескольких дросселей (безиндуктивные преобразователи типа charge pump в данном материале не рассматриваются, т.к. подобные преобразователи на матплатах и HDD имеют малую выходную мощность, а на видеокартах обычно отсутствуют). В состав силовых элементов импульсных стабилизаторов могут входить только транзисторы (практически все понижающие стабилизаторы на современных матплатах и видеокартах) или транзисторы и диоды (как правило, понижающие стабилизаторы на некоторых устаревших матплатах и видеокартах, а также понижающие и полярно-инвертирующие стабилизаторы на HDD).

На рисунке показаны типовые корпуса активных силовых элементов, используемых на матплатах, видеокартах, HDD и т.п. (некоторые данные об используемых корпусах можно найти здесь). Соответствие масштабов приблизительное. Большинство изображений получено на сайте Infineon'а, где при желании можно поразглядывать большинство элементов со всех сторон.

Первый ряд представлен корпусами типа TO-263 (D²PAK).

Второй ряд представлен корпусами типа TO-252 (DPAK) и TO-251 (второй слева).

Третий ряд: SuperSO-8 (SO-8 FL, TDSON-8), SOT-669 (LFPAK), SO-8, SOT-223, SOT-89 (сверху), SOT-363 (снизу).

Четвертый ряд - диоды/трансилы в корпусах SMC, SMB, SMA.

Элементы с пятью выводами в корпусах TO-263 и TO-252 обычно являются интегральными линейными стабилизаторами, хотя в подобных корпусах может размещаться пара полевых транзисторов. Элементы в корпусах SuperSO-8 могут содержать от одного полевого транзистора до двух полевых транзисторов с дополнительным диодом Шоттки (в зависимости от набора элементов может варьироваться количество и расположение выводов). Элементы в корпусах LFPAK, как правило, содержат один полевой тразистор. Элементы в корпусах SO-8 и SOT-363 могут являться как силовыми, так и сигнальными элементами. Если они являются силовыми, то могут содержать один полевой транзистор/два полевых транзистора/полевой транзистор и диод Шоттки/интегральный импульсный преобразователь без пассивных силовых элементов/интегральный линейный стабилизатор. Остальные элементы могут содержать полевой транзистор/биполярный транзистор/интегральный линейный стабилизатор. Кроме этого в составе импульсных стабилизаторов могут использоваться интегральные силовые элементы, которые содержат два полевых транзистора в полумостовом включении, драйверы для управления этими транзисторами, а также схемы управления и защиты. Корпусировка в таком случае может быть различной, но в основном используются корпуса типа QFN. Примеры - продукция фирм Volterra, Renesas и др.

На следующем рисунке показан вид различных дросселей. Масштаб не соблюдался, т.к. при одинаковой форме размер большинства дросселей может варьироваться в широких пределах.