主板CPU供電電路詳解

揭秘主板:主板CPU供電電路詳解!

相信大家看主板導(dǎo)購文章的時候經(jīng)常聽到說這塊主板是三相供電，那塊是兩相供電的說法,，而且一般總是推薦三相供電的主板,。那么兩相三相到底代表什么，對于普通消費者來說應(yīng)該怎么選擇呢,本文將就這個問題展開,，盡量讓大家能夠自己分辨出主板到底幾相供電,，并且提供一點購買建議,。

CPU供電電路原理圖

5V 我們知道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,，直流電不可能直接給CPU供電,，所以我們要一定的電路來進行高直流電壓到低直流電壓的轉(zhuǎn)換，這種電路不僅僅用在CPU的供電上,，但是今天我們把注意力集中在這里,。我們先簡單介紹一下供電電路的原理，以便大家理解,。

一般而言,，有兩種供電方式。

1.線性電源供電方式

通過改變晶體管的導(dǎo)通程度來實現(xiàn),晶體管相當(dāng)于一個可變電阻串接在供電回路中,。    

     上圖只要是學(xué)過初中物理的都懂,，通過電阻分壓使得負載(這里想像為CPU)上的電壓降低。雖然方法簡單,，但由于可變電阻與負載流過相同的電流,，要消耗掉大量的能量并導(dǎo)致升溫，電壓轉(zhuǎn)換效率非常低,，一般主板不可能用這種方法,。

2.開關(guān)電源供電方式

我們平時用的主板基本都用這種方式，原理圖如下,。

其工作原理比剛剛的電路復(fù)雜很多,，筆者只能簡單說說:ATX供給的12V電通過第一級LC電路濾波(圖上L1，C1組成),，送到兩個場效應(yīng)管和PWM控制芯片組成的電路,，兩個場效應(yīng)管在PWM控制芯片的控制下輪流導(dǎo)通，提供如圖所示的波形,，然后經(jīng)過第二級LC電路濾波形成所需要的電壓了,。

上圖中的電路就是我們說的“單相”供電電路，使用到的元器件有輸入部分的一個電感線圈,、一個電容,，控制部分的一個PWM控制芯片、兩個場效應(yīng)管,，還有輸出部分的一個線圈,、一個電容。強調(diào)這些元器件是為了后文辨認(rèn)幾相供電做準(zhǔn)備,。

由于場效應(yīng)管工作在開關(guān)狀態(tài),，導(dǎo)通時的內(nèi)阻和截止時的漏電流都較小，所以自身耗電量很小,，避免了線性電源串接在電路中的電阻部分消耗大量能量的問題,。 多相供電的引入

單相供電一般能提供最大25A的電流,，而現(xiàn)今常用的處理器早已超過了這個數(shù)字，單相供電無法提供足夠可靠的動力,，所以現(xiàn)在主板的供電電路設(shè)計都采用了兩相甚至多相的設(shè)計,。

上圖就是一個兩相供電的示意圖，其實就是兩個單相電路的并聯(lián),，因此它可以提供 雙倍的電流,。

三相供電當(dāng)然就是三個單相電路并聯(lián)而成的，因此可以提供三倍的電流,。上圖是一個典型的三相供電電路,，讀者抓住本質(zhì)的話，就可以看到此圖和上面圖片的一致,。

區(qū)分兩相和三相

有些用戶很關(guān)心怎么從主板上看出到底是兩相還是三相供電,。一般的讀者可能會說通過在CPU插槽附近的供電電路有多少電感線圈來判斷。這種說法有它的道理,，但不太全面。筆者這里提供更加合理的方法供大家借鑒,。

1.根據(jù)元器件的數(shù)量來分辨

首先我們要找到主板CPU插槽附近的供電電路,，下圖是一個典型的三相供電電路。一般來說,，判斷標(biāo)準(zhǔn)是一個線圈,、兩個場效應(yīng)管和一個電容構(gòu)成一相電路。圖中上面三個是電容(右邊那個不算),，中間被散熱片覆蓋的是場效應(yīng)管,，下面三個是線圈，大家要認(rèn)準(zhǔn)了,。

再看一個兩相供電電路,，可以看到有兩個電容(中間有一個豎的線圈，這個是一級電感),，四個場效應(yīng)管,。

總結(jié)來說，電容的個數(shù)并不一定,?？吹揭粋€電感加上兩個場效應(yīng)管就認(rèn)為是一相。但是近來也有并聯(lián)多個電感或者多個場效應(yīng)管的情況發(fā)生,，這個時候就要綜合考慮,，挑數(shù)目少的那種元器件來判斷。順便說一句,，因為很多情況第一級電感線圈也做在附近,，所以一般也有線圈數(shù)目,1,相數(shù)的說法,。上面兩個例子里面我們都看到多出一個電感。 2I/4我們再看一個例子,，下圖中有三個電感,，六個場效應(yīng)管，但它不是三相供電的,，而是兩相,，因為左邊的電感是一級電感，所以這里用兩個電感和六個場效應(yīng)管構(gòu)成的是兩相供電電路,。

三相VS兩相

首先要強調(diào)除去設(shè)計導(dǎo)致的不穩(wěn)定因素,，三相供電總是好過兩相供電的。

三相的好處很多:

1.可以提供更大的電流,，當(dāng)然筆者認(rèn)為不能簡單認(rèn)為可以提供的電流成倍增長,，因為電感，場效應(yīng)管本身的選擇也對能夠承受的最大電流產(chǎn)生重要影響,，選擇承載電流強度大的元器件同樣可以提高電流的承載能力,，但是三相供電能夠提供更大電流毋庸置疑。

2.可以降低供電電路的溫度,，因為電流多了一路分流,，每個器件的發(fā)熱量自然減少了。其實供電電路是主板上溫度最高的區(qū)域之一,，甚至比處理器本身還熱,，有很多廠家已經(jīng)對這部分電路增加散熱措施，如果長時間工作在高溫下,，顯然對器件不利,，對主板的穩(wěn)定不利。三相電路可以非常精確地平衡各相供電電路輸出的電流,，以維持各功率組件的熱平衡,，在器件發(fā)熱這項上三相供電具有優(yōu)勢。

3.利用三相供電獲得的核心電壓信號也比兩相的來得穩(wěn)定,。

上圖反映了三相供電濾波之后的電壓比兩相更加平滑,，更加穩(wěn)定。

當(dāng)然三相供電也有一些缺點,，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,，而且筆者已經(jīng)說了,，元器件的選擇同樣重要,，如果因為三相供電對元器件的要求降低的話，效果到底是怎樣就不一定了,。

選購策略:

筆者經(jīng)?？吹揭恍┚W(wǎng)友對供電很重視，而且很偏執(zhí)的認(rèn)為一定要選擇三相,。其實我們都知道,，一款成功的產(chǎn)品出廠的時候必定經(jīng)過多次測試，不可能因為供電模塊使用兩相而導(dǎo)致不穩(wěn)定,，在設(shè)計階段廠商肯定會考慮到這一點,。而且，使用什么供電策略,，使用什么元器件都是主板工程師們決定的,，只要穩(wěn)定，只要設(shè)計合理,，沒有理由拒絕兩相供電的產(chǎn)品,。

當(dāng)然我們再次強調(diào)，同樣設(shè)計下的三相供電理論上優(yōu)于兩相供電,，而且一般三相供電的控制芯片總是優(yōu)于兩相供電的控制芯片,，在功能上也是如此，這樣一來在很大程度上保證日后升級新處理器的時候有優(yōu)勢,。

所以筆者的意見是不要盲目相信三相供電的炒作廣告，也不要盲目相信所謂兩相更穩(wěn)定的說法,，我們選購主板的時候還是應(yīng)該更關(guān)注品牌,，關(guān)注口碑。而且供電電路只是主板上的小小部分而已,，整塊主板的運行情況并不由它決定,。