PX-W3PE4やPX-MLT5PE/MLT8PEなどを外付け化する方法。手順、必要な物、メリットなどを紹介

はじめまして PCを新調しようとしたらM.2が増えた関係でATXボードでもPCIeスロットが減る傾向があり足りない！そこでPLEXのPX-MLT8PEを外付けしたいと思いここに辿り着きました。１つ気になる点があるのですが、PCIeって3.3Vと12Vを供給していると思うのですが、BS/CSアンテナへの電源を別に供給している場合は3.3Vだけで動くのではと推測しています。マイニングなどで使われるライザーカードへの電源供給って、MBのPCIe x1から3.3Vと12Vが来ていて、高性能なグラボだと12Vが足りなくなるので別途供給できるようにコネクタが付いていると思っていました。この記事を見ているとライザーカードに12Vだけ供給しているだけのように見えるのですがライザーカードで12Vから3.3Vを作っているのでしょうか？ ※ライザーカードによって違いがるとは思いますが

コメントありがとうございます。おっしゃる通り、PCIeは3.3Vと12Vの両方を給電しています。 BS/CSアンテナへの電源を別に供給している場合は3.3Vのみで動くのかと言われるとわかりません。私はライザーカードを介していますし、LNB給電も使ってないもので…あまり他の情報がないのでご自身でやってみるのが早いかもしれません。ライザーカードの給電の立ち位置というのは、少なくともPCIe x16は標準で75Wまで給電できなければならず、x1ではその仕様を満たさないためだと推測されます。無論、設計者ではないので本当意図は不明ですが。 >>この記事を見ているとライザーカードに12Vだけ供給しているだけのように見えるこれも書いていただいている通りで、12Vのみを供給しています。 https://www.thun-techblog.com/wp-content/uploads/2022/11/DSC06562.jpg これは記事内で出てきているライザーカードの一部です。この写真を見ていただければと思いますが、ライザーカードカードには変圧チップが載せられていますので、間違いなく12Vから3.3Vへの変圧を行っています。この仕様は私が持つ4種類のライザーカードで同様に変圧しているみたいなので、ほとんどのライザーカードで一緒だと思います。ですが、「おそらく」なので、全てそうだとは言い切らないでおきます。

Hiro より:

FC1084-33GKが3.3V(Max5A)を生成するレギュレータなんですね。ライザーカードをいくつか検索してみましたが、新しめのものだとIDE時代の4ピン電源コネクタ(5V,12V)、グラボ用6ピン電源コネクタ(12V)、SATA用15ピン電源コネクタ(3.3V、5V、12V)が使えるものが出ていて、共通するのは12Vだけなのでおっしゃる通り12Vのまま供給と3.3Vへ変化して供給しているようですね。 PX-MLT8PEを外部USBコネクタへ接続できるようにしているので電流を測定してみるとUSBからの5Vは使ってなかったです。 PX-MLT8PEの3.3Vの電流を測定した人の報告では8chだと2.42Aとのことなので約8Wとなり、PCIe x1の上限10Wにかなり近い電気食らいのようです。とりあえず最近のMBでPCIeスロットが減っているものを選択しても外付けでなんとかなりそうです。ありがとうございました。

返信ありがとうございます。おそらくこのPLEXのボードは電源を別に必要とする前提で基本的には5Vはプルアップするためだけに使われていると思って間違いないかもしれませんね。私もUSBに変換すると出力によって不安定になるかW3PE4で検証しましたが、全く不安定にならなかったのでほとんど電流は流れていないのは共通の設計なのかもしれません。他に細かく電力の検証をされている方がいたのですね。結構ぎりぎりまで電力を使っている気もしますが、よく考えたら8ch分なら割と検討している方なのかもと思ったり… あまり深く考えたことが無かったので楽しいお話を聞かせていただけました。お役に立てたようであればよかったです。

kaz より:

コメントありがとうございます。 W3PE4だった気がしますが、コネクタに直接はんだ付けして給電しても動作すると言うのを見ましたが、本当に3.3Vだけでも機能するのですね。適当に基板を作っても楽しそうな情報なので大変勉強になります。

PX-MLT8PEの外付けBOXを制作したので、情報共有させていただきます。PX-MLT8PEの場合、採掘用のライザーカードでは3.3Vの電源容量が不足します。そのため、別に3.3V電源が必要になります。そのあたりを記事にしています。 https://note.com/kaz6069/n/n824a8870895c ご参考になれば幸いです

コメントありがとうございます。読んだ限りでは電源容量というよりも放熱不足が原因ということでしょうか。私が使っているライザーカード(＝レギュレータ)では定格5Aまで流せるものなので、放熱を解決するのもアリかと思いました。ライザーカードによってはそもそも流せない仕様かもしれませんね。実は専用給電カードの設計をしようと思っているので参考にさせていただきます。

早々のコメント恐れ入ります。ライザーカードに搭載されていた3端子レギュレータは LM1084で、VIN− VOUT = 5 V の場合、5.5Aが保証されます。ただし、絶対定格のジャンクション温度：Tj＜125℃を実現するためには、ご指摘のように放熱が問題となりますね。 TO-263 パッケージが実質取り付けられる基盤の放熱用面積が20mmx25mmのパターンの場合（ライザカードはざっとみたところこれ位です）、データシートから、熱抵抗は45℃/W（+0.2W℃）以上になります。前段のスイッチング電源でのドロップを加味して、3端子レギュレータでのドロップを1Vとして3A流した場合、3Wが発生しますので、周囲温度25℃の場合、 Tj=25＋3＊45=160℃ >125℃（NG) 2Aの場合、 Tj=25＋2＊45=115℃ ＜125℃（OK?) です。（実際はパッケージ上面からの放熱、基板（たぶんFR-4)からの放熱等で若干安全側になるとは思います）そのため、当方は、改修後の電源モジュールでは3端子レギュレータを使用せず、スイッチング電源のみ使用とし、かつ、気休めですが、スイッチングレギュレータICの基盤裏面に放熱フィンを取り付けました。 3端子レギュレータ（ドロッパ）を使用する場合、TO-263 ではなくTO-220等のパッケージを選択、放熱フィンをそれなりのものを使用するのが良さそうです。電源関係は当初見落としてしまい、8CH動作しない問題で慌てましたが、重要なポイントですね。PX-MLT8PEの電流測定をいただいた方に感謝です。

早々のご返信ありがとうございます。しっかりと温度について考えたことがなかったのですが、裏面に短絡防止のクッション材がついている時点でデフォルトの状態ではさらに厳しそうですね。 GPUではここまで3.3V系を酷使することもないでしょうから、かなりイレギュラーな使い方で放熱もそこまで考慮されていなそうです。 MLT5PEならいけそうな気がする式ですが、やはりMLT8PEは大雑把に計算してもやはりダメそうな数値ですね。元の記事を拝見いたしましたが、とても苦労されたようにお見受けしました。これを真似しようとすると、電子工作をしない人からすると難易度が高い気がします。 DTV環境を作る人と電子工作界隈というのはまた別の層という感じもしますし。とはいえ、MLT8PEを安定環境で外付けできる環境の構築というのは非常に価値あるお話だと思うので、お手軽に実現できるようにしたいですね。パッケージはTO-220で設計すれば比較的簡単に放熱の改善もできそうなので、自分で設計する場合はそうしようと思いました。私の場合は電源関係だと気づかずにほかの原因と判断してしまい迷走してしまいそうです。最初のうちは正しく動くでしょうから気づく自信がありません… 手元にMLT5PEがあるので、ワットチェッカーを買って12Vラインをどれだけ引っ張っているかを確認して、損失分も見てみるのもよさそうな気がしてきました。有志の方の情報ではなく、もう少しメーカーがデータを出してくれたら嬉しいですよね。

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