相信很多玩家在看主板產(chǎn)品的文章時經(jīng)常會說這塊主板是四相供電,，那塊是三相供電的說法，而且一般總是推薦供電“相數(shù)”多的主板,。其實,，判別主板的質(zhì)量和做工的好壞,，往往不能局限于用料、擴展性等,，供電電路部分也一直是個討論的熱點,。主板的供電部分是一塊主板最重要的地方，這個部分設(shè)計的好壞,，直接影響到整塊主板的性能,。今天筆者將就這個問題展開，為廣大玩家提供一點在購買主板時的建議,。

　　主板設(shè)計由誰說了算?

　　在文章的開始我們有必要講一下主板設(shè)計所遵循的標準,，一款主板的供電設(shè)計并不是由主板品牌廠商來決定的，而是由處理器廠商掌握主導(dǎo)權(quán),。目前,，CPU核心電壓有著越來越低的趨勢，我們用的ATX電源供給主板的12V,、5V直流電不可能直接給CPU供電,，所以我們要一定的電路來對高直流電壓到低直流電壓的轉(zhuǎn)換。

　　以CPU供電為例,，Intel或AMD處理器規(guī)格在整個供電設(shè)計中起著主導(dǎo)作用,。Intel公司每次變更處理器的Core電壓時都會發(fā)布一個VRM(電壓調(diào)節(jié)模塊)標準，當前最新版本已經(jīng)到了11版,，并且在第11版Intel將VRM標準改稱呼為VRD(降壓式電壓調(diào)整器),。VRM(VRD)標準提供了處理器核心電壓的調(diào)整范圍、調(diào)整幅度,、精度,、電路功率、最大供電電流,、瞬態(tài)響應(yīng)時間,、過壓/過流保護以及PCB板的規(guī)格、布線等方方面面的內(nèi)容,。根據(jù)VRM(VRD)標準，IC廠商可以進行電壓調(diào)整控制芯片(PMW)的研發(fā),，主板廠商就依照自身產(chǎn)品的需求來選擇相應(yīng)的PMW芯片并搭配與之相匹配的MOSFET管,、電容等元器件，最終在設(shè)計主板供電電路,、規(guī)格以及布線時還會參考相關(guān)的VRM(VRD)內(nèi)容,。

　　由上表可以看出，隨著CPU的升級,，核心電壓一直在不斷的下降,。這主要是由兩個原因所致：一是隨著制造工藝的提升,，90nm、65nm對于電壓的需求越來越低,；另一個原因就是低核心電壓的設(shè)計對于處理器內(nèi)部的門電路和觸發(fā)器來說有著很大好處,。隨著處理器頻率的不斷提升，處理器內(nèi)部的高/低電平的切換速度有了更高的要求,，而低電壓的設(shè)計正是順應(yīng)了這個趨勢,，高/低電平的差值越少提升了瞬間的轉(zhuǎn)換速度并對供電的精確度有了更高的要求。

　　多相供電帶來的好處

　　與傳統(tǒng)的同步單相供電相比,，多相DC-DC 控制器具有明顯的優(yōu)勢,，包括：電流輸可達到100A以上(單相可達25A)；工作電壓低,，可以到0.8V,；輸出電壓的等效頻率是原來的n倍(n是多相電源的并聯(lián)相數(shù))，同時由于等效頻率的提高,，系統(tǒng)的單位增益帶寬可以提高到原來的n倍,，負載的瞬態(tài)響應(yīng)可以到50A/us。

　　上圖就是典型的單相供電電路,，我們可以看到整個轉(zhuǎn)換電路由三部分級成：輸入,、轉(zhuǎn)換和輸出。輸入和輸出部分由扼流線圈及電容組成濾波電路,，用于儲能和濾波,。轉(zhuǎn)換部分由PWM控制器和場效應(yīng)管(MOSEFET)組成。PWM控制器發(fā)出脈沖信號后,，MOSFET1和MOSFET2將輪流將直流電壓變?yōu)槊}沖,，通過控制脈沖寬度或周期就可以確定電壓的高低以達到變壓的目的。

　　上圖是三相供電電路,，與單相供電相比增加了兩對MOSFET管和兩個電感線圈,。看到這里朋友們應(yīng)該知道如果簡單判斷供模塊的供電回路的數(shù)量了,，只需要數(shù)一下有幾個輸出阻抗電感線圈或幾組MOSFET管就可以了,。另外，個別主板在設(shè)計時為減輕MOSFET管的負荷會選擇三個MOSFET管為一組(將低壓部分的MOSFET設(shè)為兩個)以保證供電的穩(wěn)定,。當然多相供電也有一定的缺點,，在成本上，三相總是大一些,。對設(shè)計的要求也更高一些,。而且一般說來元器件越多越不利散熱，出現(xiàn)故障的概率越大,，相互之間的干擾也較高,，所以大家在選擇主板時除了考慮到供電的“相數(shù)”,，主板廠商元器件的用料同樣很重要，如果供電部分的元器件用料較差的話,，實際的效果也許還不如低“相數(shù)”設(shè)計方案,。

　　供電模塊的用料

　　通過上面的介紹大家已經(jīng)了解，使用好的設(shè)計方案還必須要搭配高品質(zhì)的元器件才行,。在主板的供電模塊部分我們通常關(guān)注的“四大原件”包括：電容,、Mosfet、電感,、PWM控制芯片,。

　　如何識別優(yōu)秀的電容?

　　電容的主要作用是保證電源對主板及相關(guān)配件的提供穩(wěn)定的供電，并過濾掉電流中的雜波,，將純凈的電流給CPU,、內(nèi)存等配件。

　　從電容品牌上講,，目前比較優(yōu)秀的有Nichicon,、Rubycon、Sanyo,、ChEMICON,。由于制造工藝所致，主要是來自日本的知名品牌,，目前日本在電容內(nèi)部重要材料電解液和其他電解質(zhì)的技術(shù)領(lǐng)先于其他國定,，這些材料影響電容的充放電次數(shù)，內(nèi)部溫度以及耐熱值,。

　　我們在主板上最常見的電容有以下幾類：

電容陽極材質(zhì)只要是鋁,，我們就都叫做鋁電解電容

鉭電解電容

　　一種就是鋁電解電容，其實電容的性能主要取決于具體型號,，我們通常所聽說的鋁電解電容,，只是其使用的材料，電容陽極材質(zhì)只要是鋁,，我們就都叫做鋁電解電容,。至于電容的封裝方式與電容的品質(zhì)并無直接聯(lián)系。另外一種比較常見的是鉭電解電容,，其陽極部分由鉭構(gòu)成,，就是我們經(jīng)常看到的那種黃色或黑色小顆粒,。目前很多鉭電解電容都用貼片式安裝,，其外殼一般由樹脂封裝,。但是,，鉭電容的陰極也是電解質(zhì),。

　　而我們常聽人講固態(tài)電解或液態(tài)電容的說法指的則是其陰極的用料。使用電解液做陰極的好處是電容量可以做到很大,。但是電解液在高溫環(huán)境下容易揮發(fā),、滲漏，對壽命和穩(wěn)定性影響很大,，在高溫高壓下電解液還有可能瞬間汽化,，體積增大引起爆漿；其次是電解液所采用的離子導(dǎo)電法其導(dǎo)電率很低,，造成電容的ESR會比較高,，影響電容的主要性能而固態(tài)電容采用功能性導(dǎo)電性高分子作為介電材料，該材料不會與正負極鋁箔產(chǎn)生反應(yīng),，在長期未使用的情形下通電不致于發(fā)生爆漿現(xiàn)象,。 且在低溫時亦不會因電解質(zhì)離子移動緩慢而達不到應(yīng)有特性及功能，相比液態(tài)電解質(zhì),，固態(tài)電容具備環(huán)保,、低阻抗、高低溫穩(wěn)定,、耐高紋波及高信賴度等優(yōu)越特性,。

　　電容的主要特性參數(shù)：

　　(1) 容量與誤差：實際電容量和標稱電容量允許的最大偏差范圍。一般分為3級：I級±5%,，II級±10%,，III級±20%。在有些情況下,，還有0級,，誤差為±20%。

　　精密電容器的允許誤差較小,，而電解電容器的誤差較大,，它們采用不同的誤差等級。

　　常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同,。用字母表示：D——005級——±0.5%;F——01級——±1%;G——02級——±2%;J——I級——±5%;K——II級——±10%;M——III級——±20%,。

　　(2) 額定工作電壓：電容器在電路中能夠長期穩(wěn)定、可靠工作,，所承受的最大直流電壓,，又稱耐壓。對于結(jié)構(gòu),、介質(zhì),、容量相同的器件，耐壓越高，體積越大,。

　　(3) 溫度系數(shù)：在一定溫度范圍內(nèi),，溫度每變化1℃，電容量的相對變化值,。溫度系數(shù)越小越好,。

　　(4) 絕緣電阻：用來表明漏電大小的。一般小容量的電容,，絕緣電阻很大,，在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小,。相對而言,，絕緣電阻越大越好，漏電也小,。

　　(5) 損耗：在電場的作用下,，電容器在單位時間內(nèi)發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來自介質(zhì)損耗和金屬損耗,。通常用損耗角正切值來表示,。

　　(6) 頻率特性：電容器的電參數(shù)隨電場頻率而變化的性質(zhì)。在高頻條件下工作的電容器,，由于介電常數(shù)在高頻時比低頻時小,，電容量也相應(yīng)減小。損耗也隨頻率的升高而增加,。另外,，在高頻工作時，電容器的分布參數(shù),，如極片電阻,、引線和極片間的電阻、極片的自身電感,、引線電感等,，都會影響電容器的性能。所有這些,，使得電容器的使用頻率受到限制,。

　　供電模塊的用料-Mosfet

　　“MOSFET”是英文Metal Oxide Semicoduc-tor Field Effect Transistor的縮寫，譯成中文是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管,。它是由金屬,，氧化物及半導(dǎo)體三種材料制成的器件，所謂功率Moseft(Power Moseft)是指它能輸出較大的工作電流(幾安到幾十安),，用于功率輸出級的器件,。

　　對主板所使用的MOSFET來說,，由于電源電壓最高不超過12V，所以耐壓不用看,。電流一般也都夠,，關(guān)鍵看內(nèi)阻，衡量Mosfet的一個很關(guān)鍵值就是RDS,，這是MOSFET在導(dǎo)通狀態(tài)下的內(nèi)阻值，這個值越低越好,，從下面的對比圖中我們不難發(fā)現(xiàn)西門子的Infineon,，美國的IR，荷蘭的飛利浦的內(nèi)阻值是最低的,。

　　目前在MOSFET的生產(chǎn)領(lǐng)域有很多公司,，其中以Infineon、IR,、飛利浦在技術(shù)上最為領(lǐng)先,，性能最為優(yōu)秀，還有Alpha,、ST,、On以及臺灣的富鼎都是目前主板常用的品牌。

　　考量主板MOSFET管好壞最直接的辦法就是它的發(fā)熱量,，如果在通電情況下,，MOS管上燙得無法讓手指接觸，說明MOS管用得不好,，如果能讓手指在其上停留10秒左右,，說明MOS管的發(fā)熱量處于正常水平，而如果只感覺到微熱的話,，那么該款主板的Mosfet就可以說是十分優(yōu)秀了,。

　　供電模塊的用料-電感

　　電感線圈主要有濾高頻，緩沖和儲能的作用,。衡量電感線圈是否優(yōu)秀最主要的標準就是磁通量,，磁通量越高，電流通過產(chǎn)生的損耗也就越低,。一些講求用料的主板往往會采用全封閉式電感來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電感線圈,，這樣做的好處在于可以大大降低電感的電磁輻射，避免電感發(fā)出的電池波對處理器和其它零件造成不必要的干擾,，在一定稱度上也增強了主板的穩(wěn)定性,，但成本也會有所提高。

　　供電模塊的用料-PWM控制芯片

　　PWM開關(guān)電源控制芯片是CPU供電的核心部分,，其在主板上的電路一般分布在CPU附近,，為每個元件均提供獨立的脈寬調(diào)制信號。就我們平時所說的三相供電，四相供電等都需要一個PWM來協(xié)調(diào)實現(xiàn),。而很多偷工減料的主板卻沒有在供電部分設(shè)計真的PWM,，造成了雖然在MOSFET和電容部分看起來好像是兩相供電或者三相供電的假相，但離開了PWM的協(xié)調(diào),，只能算是單相供電而已,。

　　對于主板的供電回路的數(shù)目，大家是可以根據(jù)PWM控制芯片的型號來分辨的,。 因為PWM芯片的功能在出廠的時候都已經(jīng)確定,。上圖是早期比較常見的Richtek RT9241是一個兩相的控制芯片，可以精確的平衡各相電流,，以維持功率組件的熱均衡,。

　　左圖的Richtek RT9237就是一個2-4相的控制芯片，大家可以通過觀察元器件數(shù)量,，可以判斷是幾相供電回路,。右圖是另外一個常見品牌的芯片，Intersil的HIP6301芯片,，在Intersil網(wǎng)站上可以查到它是一塊支持4相供電的控制芯片,，但很多三相或四相供電的主板都會使用它。

　　此外,，近一段時間個別新主板采用了一種名為“數(shù)字式PWM供電”的新方式,，它主要將傳統(tǒng)的鋁制電解電容、MOSFET,、扼流線圈元件更換為數(shù)控電氣性能更高的貼片/BGA封裝元件,，有效避免傳統(tǒng)鋁制電解電容大功耗下不穩(wěn)定、爆漿等問題,。

　　如今主板市場競爭情況空前激烈,，不但有各種偷工減料的雜牌在賣不良產(chǎn)品，就算是一些有名的品牌也會為了控制成本打價格戰(zhàn)而推出COST DOWN的型號,，如一些X系列,，V系列，SE系列等把供電回路的數(shù)量減少,，省略部分功能,，再拿掉很多保護電路，元器件從而降低成本,，質(zhì)量與性能大打折扣,，不明就里的玩家們一不小心就可能吃虧上當，希望通過筆者以上的介紹能夠讓更多的網(wǎng)友對于主板供電方面的認識有所了解,。