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小 发表于 2008-6-18 01:59 只看该作者
主板的供电“相”电路部分详解
主板的供电部分是一块主板最重要的地方，这个部分设计的好坏直接影响到整块主板的性能，通常我们会听到某块主板是三相供电的，某些主板是四相供电的，究竟哪种好一些，还是说各有千秋呢？
无论是给CPU供电，还是给内存、显卡供电，主要的供电方式有两种，一种是开关电源，另一种是线性电源。开关电源就是利用Mos（摩丝）管的轮流导通进行供电；而线性电源则是通过Mos管直接输出供电。
下面通过类比来看看这两种供电方式的基本原理。
开关电源VS线性电源
开关电源的主要工作原理就是上桥和下桥的Mos管轮流导通，首先电流通过上桥Mos管流入，利用线圈的存储功能，将电能集聚在线圈中，最后关闭上桥Mos管，打开下桥的Mos管，线圈和电容持续给外部供电。然后又关闭下桥Mos管，再打开上桥让电流进入，就这样重复进行，因为要轮流开关Mos管，所以称为开关电源。 相关图片:
以下图为例，首先打开上面的开关，让水流入，一定时间后，关闭上面的开关，让下面的水管开始放水。为什么这么兴师动众动用两个水管，还要一个储水桶呢？问题就在于上面的水管比较小，而下面的水管比较大，所以控制这个开关的控制芯片开通上桥的时间和下桥的时间是不一样的。通过轮流开关，使得大水流能够持续下去。开关电源能够高效率的转换电能，不会产生太多热消耗。相关图片: 而线性电源就不一样了，由于没有开关介入，使得上水管一直在放水，如果有多的，就会漏出来，这就是我们经常看到的某些线性电源的Mos管发热量很大，用不完的电能，全部转换成了热能。从这个角度来看，线性电源的转换效率就非常低了，而且热量高的时候，元件的寿命势必要下降，影响最终的使用效果。主板的CPU供电部分
1．什么是稳定、干净的电源
CPU是整个电脑系统的核心部分，也是最敏感的部件之一。CPU想要很安全地工作必须要有很稳定、干净的电源才行。什么是很稳定呢？稳定就是在CPU突然满负荷运作时，电源可以提供相对稳定的电压，而不是因为CPU负荷突然变化了，电压也跟着一起变化，这就是我们说的稳定。这就好像水库一样，即使在上游出现了轻微的干旱，或是大雨几天，都不会影响下游的水位，这就是水库的调节作用，它能够使下游的流量保持稳定。
那什么是干净呢？干净就是指提供的电源没有太多的杂质，比如尖峰的毛刺、高频的杂波等等。这些东西有什么危害呢？就拿尖峰的毛刺来说，大家都知道CPU其实是比较脆弱的，里面有数不清的晶体管，倘若因为一些尖峰的毛刺导致一些晶体管被击穿，CPU就不能正常稳定的工作了，很容易就这样缩短了CPU的寿命。这就好像用水库里的水发电一样，在进入发电机的叶片之前是需要过滤的，避免某些硬物对发电机的叶片造成损坏。所以在水库入水口都会有一些栅栏起到过滤的作用，在主板的CPU供电部分也有类似作用的部件，那就是电容。所以很多时候电容的好坏直接影响到过滤的质量。 2．什么是电路的相
当CPU从原来的不足100MHz到今天的几个G多MHz，随之带来的是惊人的发热量和不断增加对电源的要求。这个时候单单靠一相的开关电源（是很难完成任务的，这就需要多增加一相或几相开关电源来分担一些任务，这就是三相供电和多相供电的来历了。i845系列以后的主板，基本上就步入了至少两相供电的时期，两相以上供电的好处就是用两组开关电源轮流分担任务，这样有效地降低了每相的负荷，能够提供更大的电流，还能有效的降低热损，提高转换效率。相关图片: 两相供电 相关图片: 每一相都是一组独立的开关电源，通过一个总的控制芯片将他们组合在一起。控制芯片轮流给每个开关电源信号，通过多个水管轮流放水，共同来分担任务。相关图片:
3．是不是相数越多越好呢？
首先，要先排除用料不同和每个开关电源的参数不同。这样相数越多，就能够提供的电流就越大，一般来说，一相能提供大约30A～80A的电流，两相能提供大约60A～160A的电流。和下面看到的图一样，上水管越多，下水管就可以做得更粗。相关图片: 如Prescott核心的处理器，这种核心的CPU需求的电流比以前的Northwood等核心的CPU大得多，所以当时有很多主板都无法支持该处理器。原因除了BIOS不支持外，在硬件上就是CPU的供电部分不符合要求。所以要支持该CPU，就必须满足该CPU的电流要求。怎么解决呢？两种方法，从水流的角度能考虑出来，一就是将上水管换大一点的；二就是再加一条上水管。这就是市面上很多主板支持的CPU相同而供电不同的原因。相关图片: 其次，也应该注意到用料和设计，比如说用料和设计到位的两相供电的主板就能好过于用料和设计很差的三相电源的主板。这个道理很明显，就像说两条水管输水量大还是三条水管输水量大？回答这个问题必须先看看两个管子内径是不是同一个规格的。如果一样大，那就是三条水管输水量大，如果不是，那结果就不同了。四相 相关图片: 供电部分的做工与品质
刚刚上面有提到一般来说两相供电能够提供大约60A～180A的电流，这里不是一个固定的值，说明提供的这个电流值和很多因素有关。首先是电路图设计上是否符合要求，不符合要求的电路图用再好的料都是没有用的；其次是用料是否用到位，是不是该用料不能省的地方一个都没有省，另一个就是用料的质量是不是过硬，当然过硬就需要增加成本相关图片:
 电路的设计是有讲究的。如三相电路有的是3×2的，有的是3×3的。这里说的3×2是指有三相，每一相有两个Mos管；3×3就是指每相有3个Mos管。3×3的好处是什么呢？大家知道，在线圈释放能量的时候，整个回路要有大电流通过，下桥的Mos管正好在这个回路中，这个时候Mos管内阻的大小就很重要了。热功率的计算公是：功率＝。当电流一定的时候，降低发热量只能从电阻下手，内阻越低，发热量就会越小。于是就有了下桥用两个Mos管并联来降低内阻的方法，也就是说发热量会减少很多。每一相有两个Mos管图相关图片:
每相有3个Mos管图相关图片:
通过以上图片大家可以看到，主板电源部分的好坏和很多因素有关，料件的好坏只是其中的一环。三相好还是四相好呢？这也要看很多方面，诸如设计、用料、布局等等。
希望大家能从文章中找到点启示，让自己在众多主板面前不再迷失方向。
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