显卡的电源应用方案设计及特性研究

发布时间：2020-07-02 20:31

【摘要】：显卡是个人电脑的重要组成部分,主要包括图形处理单元(Graphic Process Unit,GPU)以及内存单元GDDR5(Graphic Double Data Rate version 5),用来作为图形输出和并行计算使用。随着电脑技术的发展,GPU及GDDR5的小型化逐渐成为新的发展趋势,这也要求供电电路要能够提供更好的电源质量。如今的显卡电源主要采用的是直流-直流降压解决方案。因为对于显卡中不同的模块有着不同的电压要求,因此主要采用的是不同电压区域供电方案,针对不同模块采用不同的电压标准。例如GDDR5内存单元采用1.5V的电压标准,通常应用的是单相降压电路;而基于14nm FinFET工艺的GPU主要采用0.9-1.2V的电压标准,通常应用的是多相降压电路。本论文工作主要包括两部分,第一部分设计了AMD显卡中GDDR5内存单元的电源应用方案,该方案将外部输入的12V电压转换成内存单元所需的1.5V电压,最大可为GDDR5提供20A的输出电流。应用方案采用的是某型号GSXXX电源芯片,根据GDDR5对电源参数的要求,确定了应用电路中元件的参数,并得到具体的板级的电源应用电路。通过对该应用电路的输出电压纹波、带宽、占空比、死区时间等参数进行实验测试,验证了电源应用方案满足了GDDR5对电源质量的基本要求。由于显卡的GPU所需功率比GDDR5的功率大得多,单相降压电路不能满足功率的要求,因此给GPU供电的电源需要引入多相降压电路。本文的第二部分主要是根据某型号IR-XXX电压调节器(Voltage Regulator,VR)芯片设计了六相降压电路应用方案。该方案需要满足GPU对输出电流、带宽、纹波电压以及相位裕度等基本要求。在此前提下,设计了适用电压调节器的板级外部电路。主要包括电流采样电路、VR的使能电路、负载线性调节电路、SVI2协议电路、PWORK电路、环路数字补偿、峰值电流保护电路。在方案设计完成后,对GPU的六相降压电路进行验证,测试结果表明六相降压电路可以满足GPU对电源质量的要求。
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP334.7
【图文】：

一款独立图形处理单元产品实物图

图 1-2 显卡的主要供电区域在显卡电源的应用设计中，需要考虑以下的因素。1. 性能与能耗当下市场对于大型 3D 建模以及浮点运算提出了更高的性能要求。为了应对

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 荣焱;王其岗;;高可靠性DC-DC开关电源的浪涌电流抑制电路设计[J];电源技术应用;2011年07期

2 李思奇;郭r

本文编号：2738650