Placa madre

LO QUE DEBES SABER ATES DE COMPRAR UNA PLACA MADRE


Hola a toda la comunidad, y desde ya muchas gracias a los que me están brindando su preciado tiempo al leer este post. Mi intención es tratar de enseñarles en forma clara y simple como hacer rendir al máximo su dinero a la hora de comprar harware, eligiendo partes de la mejor calidad posible, y una forma de hacer esto es saber distinguir las diferencias en calidad y rendimiento de los distintos componentes electrónicos. 

En esta oportunidad me quiero enfocar en la alimentación ya que la principal fuente de fallas en las pc, esto se da por mal funcionamiento del circuito regulador de voltaje. Muchos de estos problemas se pueden evitar comprando con sabiduría, por ejemplo si yo se que voy a hacer overclock necesito una alimentación estable y robusta para que aguante los abusos, pero nadie nace sabiendo asi que vamos a ver si aprendemos algo. 

Ante todo quiero aclarar que esto es para que tengan mas o menos una idea, no me voy a poner muy tecnico ni dar muchos detalles, la idea es llegar a todos. 

Lo mas importante en una placa madre es el circuito regulador de voltaje, este es el encargado de tomar la tensión proporcionada por la fuente de alimentación (12v) y convertirlo en el voltaje apropiado requerido por el micro, memoria, chipset, vga etc. 

La robustez de este circuito es una de las mejores formas de tener una idea sobre la calidad general de la placa madre y calcular aproximadamente el castigo al cual podemos someterla, tambien la vida útil que van a tener sus componentes. 
Un buen circuito regulador de voltaje no tendrá fluctuaciones o ruido en sus salidas, proporcionando a la CPU y otros componentes con un voltaje estable y limpio, lo que permite que funcionen a la perfección e incrementan su vida útil. 

Un regulador de voltaje dañado o de mala calidad puede provocar fluctuaciones o ruido en las líneas de alimentación, lo que llevará fallos en el funcionamiento como que se congele, carteles de error, reinicios o pantallazos azules, también puede provocar la destrucción de la placa madre o el micro si se produce una sobretensión. 

Si este circuito regulador utiliza condensadores electrolíticos de baja calidad estos con el tiempo pueden hincharse o explotar. Con frecuencia, cuando una placa madre muere es por esta razón, en resumidas cuentas, asegúrense de ver fotos de la placa madre que eligieron y estudiar con detenimiento todos sus componentes, también busquen reviews y foros para ver que cuentan los que poseen un modelo similar, como está actualmente la economía no podemos darnos el lujo de equivocarnos con la elección de la placa madre y la tenemos que hacer durar por lo menos tres años. Una placa madre con un buen circuito de alimentacion les va a garantizar un funcionamiento estable durante años, también ayuda en gran medida a los overclockers para exprimir al máximo los micros. 

Ahora vamos identificar cada componente así como su tipo y calidad. 



 CIRCUITO REGULADOR DE VOLTAJE.

Reconocer este circuito es muy fácil ya que es el único circuito en la placa que utiliza chokes (una especie de bobina), donde hay un choke hay un regulador de voltaje y así es como los identificamos. 
Por lo general, están alrededor del zócalo de la CPU , pero se pueden encontrar algunos chokes en otros lugares, cerca de la memoria, tomas de corriente y cerca del southbridge. 



Circuito Regulador de Voltaje. 



COMPONENTES  PRINCIPALES

Los principales componentes de un circuito regulador de voltaje son los chokes, (que pueden ser de hierro o ferrita), transistores y los condensadores o también llamados capacitores que pueden ser sólidos o electrolíticos (las placas de buena calidad tienen condensadores sólidos, que son los mejores). Los transistores utilizados en el circuito regulador de voltaje se fabrican bajo una tecnología llamada MOSFET (Del Ingles metal–oxide–semiconductor field-effect transistor) pero la gran mayoría los llaman simplemente " MOSFET ". 

Algunas placas base vienen con un disipador de calor en la parte superior de estos transistores para enfriarlos, ya que el gran enemigo de la eficiencia en electrónica es el calor, si los transistores se calientan mucho no van a funcionar correctamente, la gran mayoría de los usuarios se preocupa por la temperatura del micro y la vga, pero pasan por alto los MOSFET cuando en realidad estos tienen muchas mas posibilidades de fallar que un micro sobrecalentado, recuerden que el micro tiene una protección que lo apaga al llegar a cierta temperatura, los MOSFET no. 

 

 FALLA CATASTRÓFICA

 



Imagen Termal Donde se Aprecia lo que Pasa Cuando le Damos "Mazorca" a la PC. 

Hay presentes también otros componentes muy importantes, circuitos integrados especialmente como el controlador PWM y en placas de buena calidad uno pequeño llamado controlador MOSFET o MOSFET Driver. 

Un Primer Plano en el Circuito Regulador de Voltaje. 

Primer Plano sin el Disipador de Calor. 
Ahora vamos a hablar un poco más sobre cada componente. 



Los Chokes. 

Como se ha mencionado, se pueden encontrar dos tipos de chokes en el circuito regulador de voltaje: de hierro o de ferrita. Los chokes de ferrita son mejores, ya que proporcionará una menor pérdida de energía en comparación con choques de hierro, una menor interferencia electromagnética y tienen una mejor resistencia a la oxidación. 
Es fácil distinguirlos: Los chokes de hierro suelen ser abiertos y se puede ver un hilo de cobre grueso en el interior , mientras que los de ferrita son cerrados, y por lo general tienen una marca comienza con la letra "R " en la parte superior. En las imagenes se ven las diferencias entre ellos. 
Hay una excepción, chokes de ferrita que son grandes, redondeados y abiertos, es muy fácil de identificar este tipo de choke de ferrita, ya que es redondo y abierto. 

 


Choke con Núcleo de Hierro. 

 


Choke con Nucleo de Ferrita. 


 


Choke con Nucleo de Ferrita (Circular). 



Los Transistores o MOSFET. 


 

MOSFET tradicional. 


Aunque la mayoría de las placas madre utilizan transistores MOSFET en el 
circuito regulador de voltaje, algunos transistores son mejores que otros. 
Los mejores transistores son los que tienen menor resistencia de conmutación, un parámetro llamado RDS On. 



 

MOSFET con bajo RDS On. 


Estos transistores producen menos calor (entre 12 y 15 % menos de calor en comparación con los MOSFET tradicionales) y consumen menos energía durante su funcionamiento, es decir una mayor eficiencia (en pocas palabras, menos consumo, menos calor y menos castigo a la fuente). 

Estos transistores son son físicamente más pequeños que los tradicionales. Una manera fácil de diferenciarlos es contando el número de patas. 
Transistores tradicionales tienen tres patas , con la pata central cortada , mientras que los transistores RDS On tienen cuatro o más patas y todas están soldadas a la placa madre. 

El circuito regulador de voltaje tiene dos transistores por etapa, uno llamado "lado alto" y el otro "lado bajo". 
Las placas madre de baja calidad en lugar de usar un circuito integrado para manejar los 
transistores de alimentación, ponen un tercer transistor (que no es tan eficiente como tener un circuito integrado o MOSFET Dirver), ahora esto lo tomamos con pinzas ya que hay diseños de tres o cuatro MOSFET mas el Driver, pero no vamos a profundizar tanto en estos casos., Teniendo esto en cuenta, la mejor forma de saber cuántas etapas de alimentación tiene tu placa madre es contar los chokes. 

Algunas placas madre, sobre todo las de MSI usan su tecnología "DrMOS" (Driver MOSFET), un circuito integrado reemplaza al transistor de “lado alto” al de “lado bajo” y al “MOSFET Driver” todo en un solo paquete, por lo tanto en placas con esta tecnología vas a ver un circuito integrado y ningún transistor, esto permite ahorra espacio y aumentar la eficiencia energetica. 

Esta tecnología tiene diferentes nombres según su fabricante, ASRock y MSI: DrMOS, Asus: EPU, Gigabyte: PowerMOS/DES MOS por dar unos ejemplos. 


 


DrMOS. 

 

 

 



Los Capacitores o Condensadores. 


Los condensadores o capacitores utilizados en la etapa reguladora de voltaje puede 
ser del tipo electrolítico tradicional o las de aluminio sólido. 

 
Capacitor Electrolitico. 
 
Capacitor Solido. 


Condensadores de aluminio sólido son mejores que los normales electrolíticos, ya que no se hinchan ni tampoco pierden el acido en su interior. En los capacitores electroliticos si miramos con detenimiento el plástico que los envuelve podemos descubrir quien los fabrica (información útil si queremos saber la calidad de los mismos). Los condensadores Japoneses no sufren de estos problemas por su gran calidad de construcción, pero aun así los condensadores sólidos son más robustos. 



El Controlador PWM. 


 



Cada salida de voltaje es controlada por un circuito integrado llamado controlador PWM y las placas madre tienen uno para cada componente principal, es decir, uno para el micro, otro para la memoria, el chipset etc. ( la mayoría de los controladores PWM pueden controlar dos niveles de voltaje independientes). 
Si se fijan bien, alrededor del socket del micro va a poder ver los controladores PWM que regulan el voltaje que va al micro, tengan en cuenta que cada fabricante tiene su propio diseño y no siempre las cosas están exactamente en el mismo lugar o tienen el mismo aspecto exterior. 
Algunas placas madre, sobre todo las de gama alta tienen controladores PWM de alta frecuencia, no voy a entrar en muchos detalles pero básicamente estos reducen la perdida de corriente y bajan el consumo, son mucho más eficientes, el fabricante te va a informar si la placa tiene esta característica. 



 

Controlador PWM. 



El MOSFET Driver. 


Por último tenemos un circuito integrado más pequeño llamado controlador MOSFET o MOSFET Driver. El circuito regulador de voltaje utilizará un MOSFET Driver por etapa, por lo que cada circuito integrado controlara dos MOSFETs. Placas madre baratas usarán otro MOSFET en el lugar de este circuito integrado, en estas placas madre vas a ver tres transistores y no dos como de costumbre. En este punto quiero hacer otra vez esta aclaración, hay diseños en los que el fabricante puede usar tres o cuatro MOSFET por etapa, por ejemplo dos para el “lado bajo” y uno para el “lado alto” o dos y dos según sea y aun así tener el MOSFET driver, esto no es lo normal pero puede generar confusión, no voy a ponerme muy especifico porque quiero mantener el post lo más simple que pueda asique esto lo vamos a obviar, salvo que alguno de ustedes haga una pregunta especifica. 



 



El circuito regulador de voltaje tiene varias etapas que funcionan en paralelo para proporcionar el mismo voltaje de salida en una línea de alimentación, por ejemplo la línea de 12 voltios que alimentara el micro y el resto de las partes. 

Estas etapas, sin embargo no están funcionando al mismo tiempo, trabajan fuera de fase. 
Tomemos por ejemplo el circuito que regula el voltaje del micro. Si este circuito tiene dos etapas (o fases, como también se las suele llamar), cada etapa estará operando 50 % del tiempo con el fin de generar el voltaje para alimentar el micro, si este mismo circuito se construye con tres etapas, cada etapa estará trabajando 33,3 % del tiempo, con cuatro cada etapa estará trabajando 25 % del tiempo, y así sucesivamente. Hay varias ventajas en tener un circuito regulador de voltaje con muchas etapas. La más obvia es que los transistores estarán trabajando menos cargados, lo que proporciona una mayor vida útil a estos componentes y una temperatura de funcionamiento más baja. Otra ventaja es que a mas etapas más estable es el voltaje de salida y menor el nivel de ruido eléctrico, en resumen mientras más etapas mejor y lo que más nos interesa son las que alimentan el micro, actualmente podemos ver que los fabricantes nos dicen por ejemplo “8+2 phase vrm” esto nos dice que tiene 10 etapas o fases, pero solo 8 son para el micro y el resto son para la memoria. 



   


Como les indique antes cada etapa reguladora de voltaje consta de varios componentes, por ejemplo dos, tres o cuatro MOSFET, uno o dos capacitores, un MOSFET Driver o ninguno en una placa económica, o también un circuito integrado que agrupa los MOSFET mas el Driver y así muchas combinaciones distintas, pero hay una cosa que nunca cambia y esa es el choke. Para saber cuántas etapas tiene la placa contamos los chokes, al hacer esto vamos a saber cuántas etapas tiene en total la placa madre pero hay que separar los tantos porque en ese total también están las etapas que alimentan la memoria y el chipset, ¿entonces como se cual es cual?. 
Por lo general las etapas están cerca del componente que alimentan, por ejemplo la que alimenta al micro está al lado del socket, pero en algunos diseños todos los chokes están cerca, lo que puede hacer que te confundas al contar, en este caso damos vuelta la placa y vemos como están conectados los chokes, los que estén conectados entre si en una misma línea forman un grupo totalmente independiente uno de otro ya que generan diferentes voltajes, memoria y micro tienen distintos requerimientos. El grupo más numeroso siempre va a corresponder a la alimentación del micro. También podes usar un tester, medir continuidad y así saber cuántos chokes están conectados entre sí. 






Seguimos Visualmente la Pista en la que estan Conectados 

y Vemos Tres Etapas para alimentar al Micro. 





Usamos el Tester para Medir Continuidad.