Was ist die Verwendung der negativen Spannungen auf einem PC-Motherboard?

Was ist die Verwendung dieser negativen Spannungen? Gibt es sie nur aus Gründen der Abwärtskompatibilität?

In heutigen PC-Netzteilen haben wir:

• + 12V
• + 5V
• + 3,3 V

aber auch:

• -12V
• -5V

Die aktuelle Bewertung der negativen Schienen ist jedoch viel kleiner als die der positiven.

Wenn wir in die 80er Jahre zurück wären, in denen Operationsverstärker immer symmetrisch mit +12 bis 12 V betrieben wurden: Okay. Aber heutzutage ist fast alles, was man auf einem Motherboard findet, digitale Logik, die nur von positiven Spannungen gespeist wird.

Mit Ausnahme des RS232-Busses, der fast veraltet ist, sehe ich keinen Grund, negative Schienen über das Netzteil zu verteilen.

Da das Volumen sehr hoch ist, treiben die Kosten vermutlich alles hierher. Warum muss also jedes Netzteil diese Spannungen liefern, wenn es kaum benutzt wird? (Die sehr niedrige Stromstärke der negativen Schienen der Netzteile lässt mich dies vermuten).

Wäre es nicht günstiger, wenn jeder Hardwareanbieter sein eigenes eingebettetes SMPS hinzufügen könnte, wenn eine negative Spannung erforderlich ist?

PCs stecken voller Anforderungen an die Abwärtskompatibilität - und -Ve Rails gehören dazu. Bei -5V bin ich mir nicht sicher, aber es gibt eine -12V-Leitung am ursprünglichen PCI-Bus. Wenn Sie also die richtigen PCI-Buchsen bereitstellen möchten, benötigen Sie eine -12V-Schiene, auch wenn die letzte Person, die eine PCI-Karte herstellt, diese benötigt -12V starb im Jahr 2002.

Wenn Sie dann eine standardmäßige Steckerbelegung für den Stromanschluss entwerfen möchten, die von Personen verwendet werden kann, die Motherboards mit PCI-Steckern bauen, benötigen Sie eine -12-V-Schiene. Andernfalls muss der Motherboard-Hersteller damit beginnen, sein Motherboard mit Stromversorgungen zu versorgen. Jetzt haben Sie eine -12-V-Schiene an Ihrem Stromanschluss, auch wenn keine PCI-Steckverbinder mehr angebracht wurden.

Einige dieser Dinge sind bemerkenswert schwierig zu umgehen - der "Legacy-freie" PC ohne PS / 2-Tastatur / Maus-Verbindungen wurde vor 15 Jahren als unmittelbar bevorstehend bezeichnet, aber Desktop-Computer haben immer noch diese Anschlüsse.

Es erweist sich nur als billiger / einfacher, die alte Kruft weiter zu tragen, als sie fallen zu lassen und das Design aufzuräumen. Oder vielleicht auch nicht, und PCs sind unter dem angesammelten Gewicht all dieses Gepäcks zusammengesunken, und die Leute sind zu anderen Formfaktoren übergegangen ...

Obwohl –12 V und –5 V über die Netzteilanschlüsse an die Hauptplatine geliefert werden, werden auf der Hauptplatine normalerweise nur +3,3 V, +5 V und +12 V verwendet. Wenn vorhanden, werden die –5 V einfach an die weitergeleitet ISA-Bus an Pin B5, damit alle ISA-Karten ihn verwenden können, auch wenn dies nur sehr wenige jemals getan haben. Als Beispiel verwendeten die analogen Datentrennschaltungen älterer Floppy-Controller jedoch –5 V. Die Motherboard-Logik verwendet normalerweise auch –12 V nicht. Es kann jedoch in einigen Platinendesigns für serielle Schnittstellen oder LAN-Schaltungen (Local Area Network) verwendet werden.

Tatsächlich wurden –5 V aus den technischen Daten des ATX12V 1.3 und höher entfernt. Der einzige Grund, warum es in den meisten Netzteilkonstruktionen für viele Jahre erhalten blieb, ist, dass für die vollständige Abwärtskompatibilität –5 V am ISA-Bus erforderlich waren. Da moderne PCs keine ISA-Steckplätze mehr besitzen, wurde das -5-V-Signal als nicht mehr erforderlich angesehen. Wenn Sie jedoch ein neues Netzteil in einem System mit einem älteren Motherboard installieren, das ISA-Bus-Steckplätze enthält, möchten Sie ein Netzteil, das das –5-V-Signal enthält.

-5V werden für dynamisches RAM benötigt. Bei frühen PCs mit 8-Bit-Prozessoren waren 64 KB eine typische "maximale" Speichergröße, die mit 32 16-KBit-RAMs (4116) implementiert wurde. Erst mit dem Aufkommen von 64-kBit-RAMs wurde die Out-of-Rail-Spannung (die beim 4116 +12 V und -5 V betrug) mit Ladungspumpen auf dem Chip erzeugt.

Ähnliche Anforderungen für frühe EPROMs. Daher ist das Bussystem für den ersten IBM-PC mit diesen Spannungen keine Überraschung.

+ 12V war auch für die Motoren von Plattenlaufwerken beliebt, sowohl wegen der größeren Leistung als auf der + 5V-Schiene als auch wegen der geringeren Auswirkungen von Spannungsspitzen auf das Computing. -12V wurde dagegen fast nur für RS232-Schaltungen verwendet.

Kurz gesagt, weil die ATX-Spezifikation dies sagt. ATX ist eine Verbesserung gegenüber dem alten AT-Standard und wird überarbeitet. -5V-Schienen wurden in ATX12V 1.2 optional. Die ursprünglichen ATX-Spezifikationen wurden 1995 von Intel veröffentlicht und mehrfach überarbeitet. Derzeit am 2.3. Wie bei jedem Standard ist die Aktualisierung jedoch langsam. -12V wird eventuell auslaufen.