Bis zur Einführung der Pentium-MMX-
Prozessoren von INTEL verwendeten
die CPUs in den PCs eine einfache
Betriebsspannung im Bereich zwischen
3,3 V und 3,5 V. Bei den Prozessoren
der MMX-Generation wird hingegen
der Prozessorkern mit einer zweiten,
niedrigeren Betriebsspannung von 2,2
bis 2,7 V betrieben, um die
Verlustleistung und damit die
Wärmeentwicklung zu verringern. In

der Übergangszeit gab es für die
damals neuen Prozessoren eine
Steckverbindung zur Erweiterung des
Boards mit einem zusätzlichen
Spannungsregler. In der Zwischenzeit
können aber alle Motherboards mit
zwei CPU-Spannungen aufwarten, so
daß die genannten Module für die
Zusatzspannung kaum noch erhältlich
sind. Wer jetzt ein älteres Board mit
einer neuen CPU aufrüsten möchte,

der kann aber bei Bedarf die hier vor-
gestellte Selbstbaulösung verwenden,
die kaum etwas kostet. Bevor auf die
praktische Ausführung näher einge-
gangen wird, sind die
Beschränkungen der Schaltung anzu-
merken. Da die Ausgangsspannung
über die Dioden abgesenkt wird, ist
die Spannung nicht ganz exakt festge-
legt. Man sollte sie daher mit einem
Digitalmultimeter messen und überprü-
fen, ob der Wert innerhalb des für den
Prozessor zulässigen Bereichs liegt.
Wenn ein energiesparendes
Programm wie zum Beispiel “Waterfall”
aktiv ist, kann sich der Spannungswert
ebenfalls ändern und wegen der ver-
ringerten Stromaufnahme etwas
zunehmen. Das ist an sich kein
Problem, nur sollte man auch in die-
sem Fall sicherstellen, daß der
Betriebsspannungsbereich der CPU
eingehalten wird.

Zwei Möglichkeiten,
zwei Schaltungen

In Bild 1 ist die Lösung für die
Umsetzung von 3,5 V auf 2,8 V ange-
geben. Diese Variante ist für Pentium-
MMX-Prozessoren geeignet. Die ver-
wendete Doppeldiode, eine
BYV32/100 von Philips, sorgt für einen
Spannungsabfall von gut 0,7 V, wie die
Kennlinie in Bild 2 zeigt. Wenn die
CPU-Spannung des Motherboards auf

X-8 - 3/99 Elektor

EXTRA

———————————————————— PC-P

LUS

Die MMX-Prozessorgeneration (Pentium MMX, AMD K6
und Cyrix 6x86) benötigt zur Stromversorgung der CPU
neben der Hauptspannung von 3,3...3,5 V noch eine
zweite, um etwa 1 V niedrigere Hilfsspannung. Dafür
gibt es spezielle Spannungsregler. Daß es auch ein-
facher geht, zeigt die hier vorgestellte Schaltung, die
anstelle eines Spannungsreglers simple Silizium-
Gleichrichterdioden verwendet.

Entwurf: Dipl.-Ing. Klemens Viernickel

Einfache
Spannungsanpassung für
K6, 6x86 und MMX

Low-cost-Upgrade für ältere Motherboards

3,5 V eingestellt ist, beträgt die Spannung hinter der
Doppeldiode ziemlich genau 2,8 V. Da die Dioden zusam-
men einen Strom von 20 A verkraften, gibt es mit der
Strombelastbarkeit in der Anwendung sicher keine
Probleme.
Nach dem gleichen Prinzip erzielt die Lösung in Bild 3
eine Spannungsverringerung auf 2,2 V, wie sie bei
Prozessoren vom Typ AMD K6-2 benötigt wird. Bei einer
Hauptbetriebsspannung von 3,5 V verwendet man dafür
zwei hintereinander geschaltete Doppeldioden vom Typ
BYV32. Ist die Prozessorspannung hingegen auf 3,3 V ein-
gestellt, wird eine BYV32 in Reihe mit einer Doppeldiode
vom Typ MBR1025/1045 verwendet. Die letztgenannte
Diode enthält zwei Schottkydioden und verursacht einen
Spannungsabfall von maximal 0,57 V bei 10 A, bei kleine-
ren Strömen ist es noch weniger. Damit ergibt sich insge-
samt ein Spannungsabfall von 1,1 V bis 1,2 V – genau
passend, um von 3,3 V auf 2,2 V zu kommen.
Die CPU-Betriebsspannung läßt sich meist auf dem Board
durch Stecken eines Jumpers auswählen. Da die
Hauptbetriebsspannung (zwischen 3,3 V und 3,5 V) in der
Praxis weniger kritisch ist als die niedrigere zweite
Spannung für den Prozessorkern, kann man die
Hauptspannung so wählen, daß die zweite Spannung
möglichst genau dem für den jeweiligen Prozessor ange-
gebenen Wert entspricht.

Aufbau

Man montiert die beiden Dioden mit einem Kühlkörper auf
einem Stück Lochrasterplatine und versieht diese mit
einem gewinkelten, zweireihigen und 30poligen
Steckverbinder. Die Verdrahtung und Anschlußbelegung
ist in den Bildern 1 und 3 zu sehen, den vom Autor erstell-
ten Prototyp zeigt das Foto.
Man braucht diese Lochrasterplatine dann nur auf den für
den Spannungsregler vorhandenen Steckverbinder des
Motherboards zu stecken und die Jumper auf den pas-
senden Wert für die CPU-Kernspannung einzustellen – und
schon ist der PC bereit für die Aufnahme einer der schnel-
leren CPUs aus der Tabelle 1.

(992020ek)

PC-P

LUS

———————————————————

Elektor

EXTRA

X-9 - 3/99

BYV32 /100

1

3

5

7

9

11

13

15

992020 - 11

IN 3V5

OUT 2V8

BYV32 /100

1

3

5

7

9

11

13

15

992020 - 13

IN 3V3

OUT 2V2

BYV32 /100

MBR2045

oder

Bild 1. Die sehr einfache Schaltung für die Erzeugung der 2,8-V-
Hilfsspannung (Kernspannung) bei MMX-CPUs.

Bild 2. Die Kennlinie der verwendeten BYV-32-Dioden.

Bild 3. Für den AMD K6-2 wird die Kernspannung von 2,2 V mit die-
ser Schaltung erzielt.

Tabelle 1.

Prozessortyp

Kernspannung I/O-Spannung

Pentium (P54C)

3,3...3,5 V

ebenso

Pentium MMX (P55C)

2,8 V

3,3...3,5 V

AMD K5 PR75...PR300

3,3...3,5 V

ebenso

AMD K6 PR166...PR200

2,9 V

3,3 V

AMD K6 PR233

3,2 V

3,3 V

AMD K6 PR266...PR300

2,2 V

3,3 V

AMD K6-2 PR266...PR400

2,2 V

3,3 V

Cyrix 6x86 P120+...P200+

3,3...3,5 V

ebenso

Cyrix 6x86MX PR166...PR266

2,9 V

3,3 V