¿Cuál es el uso de los voltajes negativos en una placa base de PC?

Question

¿Cuál es el uso de estos voltajes negativos? ¿Están ahí solo por compatibilidad con versiones antiguas?

En las fuentes de alimentación de PC actuales, tenemos:

• +12V
• +5V
• +3.3V

pero también:

• -12V
• -5V

Pero la capacidad de corriente de los rieles negativos es mucho menor que la de los positivos.

Si estamos de vuelta en los años 80, cuando los amplificadores operacionales siempre se alimentaban simétricamente a +12V -12V: De acuerdo... Pero hoy en día, casi todo lo que puedes encontrar en una placa base es lógica digital alimentada solo por voltajes positivos.

Excepto por el RS232, que es un bus casi obsoleto, no veo ninguna razón para tener rieles negativos distribuidos por la fuente de alimentación.

Debido al volumen muy grande, supongo que el costo lo impulsa todo aquí. Entonces, ¿por qué cada PSU tiene que suministrar esos voltajes si apenas se utilizan? (la capacidad de corriente muy baja de los rieles negativos de las PSU me hace suponer esto).

¿No sería menos costoso permitir que cada proveedor de hardware agregue su propia SMPS incorporada cuando se requiera un voltaje negativo?

Answer 1

Las PCs están repletas de requisitos que se relacionan con la compatibilidad con versiones anteriores, y las líneas -Ve son parte de eso. No estoy seguro acerca de -5V, pero hay una línea de -12V en el bus PCI original, por lo que si quieres proporcionar conectores PCI adecuados, entonces necesitas una línea de -12V, incluso si la última persona que fabricó una tarjeta PCI que necesitaba -12V murió en 2002.

Entonces, si quieres diseñar un esquema estándar de pines de conector de energía que pueda ser utilizado por personas que construyen placas madre con conectores PCI, entonces necesita una línea de -12V, o de lo contrario el fabricante de la placa madre tendrá que empezar a agregar fuentes de alimentación a su placa. Así que ahora tienes una línea de -12V en tu conector de energía incluso después de que la gente dejara de colocar conectores PCI.

Algunas de estas cosas son increíblemente difíciles de eliminar — la PC 'libre de herencia' sin conexiones de teclado/ratón estilo PS/2 se estaba hablando como inminente hace 15 años, pero las máquinas de escritorio todavía tienden a tener esos conectores.

Simplemente resulta ser más barato/más fácil seguir apoyando toda la vieja basura que dejarla caer y limpiar el diseño. O tal vez no, y las PCs se han hundido bajo el peso acumulado de todas estas cargas y la gente ha pasado a otras formas...

Answer 2

Aunque se suministran –12 V y –5 V a la placa base a través de los conectores de la fuente de alimentación, la placa base normalmente solo utiliza el +3.3 V, +5 V y +12 V. Si está presente, el –5 V simplemente se dirige al bus ISA en el pin B5 para que las tarjetas ISA lo puedan utilizar, aunque muy pocas lo hacen. Sin embargo, como ejemplo, los circuitos separadores de datos analógicos que se encuentran en los controladores de disquete más antiguos sí utilizaban –5 V. La lógica de la placa base típicamente tampoco utiliza –12 V; sin embargo, podría utilizarse en algunos diseños de placas para circuitos de puerto serie o de red de área local (LAN).

De hecho, –5 V fue eliminado de las especificaciones ATX12V 1.3 y posteriores. La única razón por la que permaneció en la mayoría de los diseños de fuentes de alimentación durante muchos años es que se requería –5 V en el bus ISA para una compatibilidad total hacia atrás. Debido a que los PC modernos ya no incluyen ranuras ISA, la señal de –5 V se consideró como no necesario. Sin embargo, si está instalando una nueva fuente de alimentación en un sistema con una placa base más antigua que incorpora ranuras de bus ISA, querrá una fuente que incluya la señal de –5 V.

Answer 3

Se necesitan -5V para la RAM dinámica. Con las primeras PC basadas en procesadores de 8 bits, 64kB era un tamaño de memoria "máximo" típico, implementado utilizando 32 RAM de 16kBit (4116). Solo con la llegada de las RAM de 64kBit se generaba la tensión fuera de riel (que era de +12V y -5V para el 4116) en el chip con bombas de carga.

Requisitos similares para las primeras EPROMS. Por lo tanto, no sorprende que el sistema de bus para la primera PC de IBM tuviera esas tensiones.

El +12V también fue popular para los motores de los discos duros, tanto por la mayor potencia que en el carril de +5V como por tener menos consecuencias para la computadora ante sobretensiones. Por otro lado, el -12V casi solo se usaba en la circuitería RS232.

Answer 4

En resumen, porque así lo dice la especificación ATX. ATX es una mejora del antiguo estándar AT, y sí se revisa. Los rieles de -5V se convirtieron en opcionales en ATX12V 1.2. Las especificaciones originales de ATX fueron lanzadas por Intel en 1995 y han sido revisadas varias veces. Actualmente están en la versión 2.3. Pero es lento para actualizarse, como cualquier estándar. El -12V será eliminado gradualmente, eventualmente.