主板供电全解析

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如何看主板供电 - 专业讲述【有图,有真相】

如何看主板供电 - 专业讲述【有图,有真相】

如果我们想掌握主板质量就必须深入了解主板供电电路,它负责电源电压——即+ 12v -并转化为CPU所需的适当电压,内存,芯片和其他电路的供给。

接下来,我们将更深入了解供电模块,如何鉴别该电路,它是如何工作的,最常见的元件以及如何确定优质部件。

想了解整个主板的质量和使用寿命,判断供电模块的质量是最好的途径之一。

一个好的供电模块输出将不会有任何的电压波动或杂波,其提供了CPU和其它部件干净和平稳的电压。

一个差的供电模块可以导致电压波动及杂波,乃致故障如电脑重启、死机、声名狼藉的的蓝屏。

如果该电路采用劣质的铝电解电容,它们将泄漏,鼓胀甚至爆炸。

其在主板电路中往往是易损件。

而一个高质量供电模块电路可以确保你有一个稳定的系统,经久耐用。

供电电路很容易识别。

因为它是唯一采用电感(线圈)的主板电路,电感附近一般就能找到供电模块。

通常供电模块环绕在CPU四周;不过你会发现一些电感散布在主板上,通常靠近内存和临近南桥芯片,同样的他们为这些组件提供所需电压。

图1:供电模块的电路。

解释工作原理前,先让让你熟悉供电模块的主要部件。

1.认识一下主要元件供电模块的主要元件,前面已提到的,1电感(可以由两种材料组成,铁芯或铁素体)、2.晶体管、3.电容(好的主板将提供耐久的铝电解电容)。

晶体管供电模块电路用称为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管) 的技术所制造,人们简称为“MOSFET”。

有些主板来用被动冷却–散热器以冷却“MOSFET”。

还有另一个非常重要的元件称为“PWM”控制器,以及同样设计精良细小的“MOSFET driver”。

接下来将解释他们的功用。

图2:供电模块的特写图3:主板上的被动冷却方式:散热器2.现在让我们深入介绍每个元件如前所述,你可以找到两种用于供电模块的电感: 铁芯或铁素体。

相对于铁芯电感,铁素体电感功率损耗更低:据技嘉称低了25%(技嘉在主板界的权威地位可见一斑,后面还会提到),较低的电磁干扰和更好的抗锈性。

第八章 主板供电电路

第八章 主板供电电路

第八章 主板供电电路分析及故障检修
8.2 .1 CPU供电电路组成 供电电路组成 (2)电感线圈 电感线圈是由导线在铁氧体磁芯环或磁棒上绕制而 成的。有线圈式、直立式、和固太式等几种。 CPU供电电路中电感线圈主要包括两种: 滤波电感:对电流进行滤波。 储能电感:它和场效应管、电容配合为CPU供 电。另外根据线圈蓄能的特点,实际电路中常利 用电感和电容组成低通滤波系统,过虑供电电路 中的高频杂波,以便向CPU干净的供电电流。
第八章 主板供电电路分析及故障检修
8.2 .2 CPU供电电路的工作原理 供电电路的工作原理 以上供电原理是所有主板最基本的供电原理。在实 际的主板中,根据不同型号CPU工作的需要, CPU的供电方式又分为许多种,主要有:
单相供电电路 两相供电电路 三相供电电路 四相供电电路 六相供电电路 多相供电电路等
第八章 主板供电电路分析及故障检修
8.2 .1 CPU供电电路组成 供电电路组成 (3)滤波电容 CPU供电电路中的电容一般采用的是大家通常所讲的“普通 电容”,图8-6所示。 在电路中电容具有“隔直通交”的特点,其作用包括: 滤波:大部分都用在直流转换后的滤波电路中,利用其 充放电特性,在储能电感的配合下,将脉冲直流电变成 较为平滑的直流电。一般大容量的电容适用于滤除低频 杂波,而小容量的电容滤除较高频杂波的效果比较好。 去耦:防止信号在电路间串扰。 耦合:用于将两个电路的直流电位进行隔离时使信号在 电路间传送。
第八章 主板供电电路分析及故障检修 8.2 .1 CPU供电电路组成 供电电路组成 (4)场效应管(MOSFET) 场效应管在供电电路中的作用: 在电源管理芯片脉冲信号的饿驱动下,不断 地导通和截止,然后将ATX电源输出的 电能储存在电感中,然后释放给负载。在 主板供电电路中,场效应管性能和数量, 通常决定着供电电路的性能。

(完整版)主板供电电路图解说明

(完整版)主板供电电路图解说明

主板供电电路图解说明主板的CPU供电电路最主要是为CPU提供电能,保证CPU在高频、大电流工作状态下稳定地运行,同时也是主板上信号强度最大的地方,处理得不好会产生串扰cross talk效应,而影响到较弱信号的数字电路部分,因此供电部分的电路设计制造要求通常都比较高。

简单地说,供电部分的最终目的就是在CPU 电源输入端达到CPU对电压和电流的要求,满足正常工作的需要。

但是这样的设计是一个复杂的工程,需要考虑到元件特性、PCB板特性、铜箔厚度、CPU插座的触点材料、散热、稳定性、干扰等等多方面的问题,它基本上可以体现一个主板厂商的综合研发实力和经验。

主板上的供电电路原理图1图1是主板上CPU核心供电电路的简单示意图,其实就是一个简单的开关电源,主板上的供电电路原理核心即是如此。

+12V是来自A TX电源的输入,通过一个由电感线圈和电容组成的滤波电路,然后进入两个晶体管(开关管)组成的电路,此电路受到PMW Control(可以控制开关管导通的顺序和频率,从而可以在输出端达到电压要求)部分的控制输出所要求的电压和电流,图中箭头处的波形图可以看出输出随着时间变化的情况。

再经过L2和C2组成的滤波电路后,基本上可以得到平滑稳定的电压曲线(Vcore,现在的P4处理器Vcore=1.525V),这个稳定的电压就可以供CPU“享用”啦,这就是大家常说的“多相”供电中的“一相”。

单相供电一般可以提供最大25A的电流,而现今常用的处理器早已超过了这个数字,P4处理器功率可以达到70~80W,工作电流甚至达到50A,单相供电无法提供足够可靠的动力,所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计。

图2就是一个两相供电的示意图,很容易看懂,其实就是两个单相电路的并联,因此它可以提供双倍的电流,理论上可以绰绰有余地满足目前处理器的需要了。

图2但上述只是纯理论,实际情况还要添加很多因素,如开关元件性能、导体的电阻,都是影响Vcore的要素。

台式机主板的供电详解

台式机主板的供电详解
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11/19/2018

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开机电路
1. 主板开机电路的工作机制
主板开机电路是主板中的重要单元电路,他的主要任 务就是控制ATX电源输出工作电压,是主板开始工作。尽 管主板各部分电路的设计与应用中元件及芯片组合布局 不完全相同,但实现的原理与目的是一致的,通过控制 ATX电源的电源开关脚的电位的高低来控制ATX电源的开 关于闭合。

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四 CMOS供电电路
主板上的CMOS随机存储器通常集成在南桥芯片里,主要 是存储硬件配置信息,系统日期时间等。CMOS供电电路, 负责不间断地为南桥芯片里面的CMOS存储器提供电源,以 保持CMOS存储器里的数据不丢失。

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① ATX电源各针脚定义
1、+3.3V; 2、+3.3V; 3、地线;4、+5V; 5、地线;6、+5V; 7、地线;8、PWRGD; 9、+5V(待机);10、+12V; 11、+12V;12、2*12连接器侦察; 13、+3.3V; 14、-12V; 15、地线;16、PS-ON# 17、地线;18、地线; 19、地线;20、无连接; 21、+5V;22、+5V; 23、+5V;24、地线
主板电路的结构及原理

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一 ATX电源
我们使用的ATX开关电源,输出的电压有+12V、-12V、 +5V、-5V、+3.3V等几种不同的电压。在正常情况下, 上述几种电压的输出变化范围允许误差一般在5%之内,不 能有太大范围的波动,否则容易出现死机和数据丢失的情 况。

主板电源接口详解(图解)

主板电源接口详解(图解)

计算机的ATX电源脱离主板是需要短接一下20芯接头上的绿色(power on)和黑色(地)才能启动的。

启动后把万用表拨到主流电压20V档位,把黑表笔插入4芯D型插头的黑色接线孔中,用红表笔分别测量各个端子的电压。

楼上列的是20芯接头的端子电压,4芯D型插头的电压是黄色+12V,黑色地,红色+5V。

主板电源接口图解20-PIN ATX主板电源接口4-PIN“D”型电源接口主板20针电源插口及电压:在主板上看:编号输出电压编号输出电压1 3.3V 11 3.3V2 3.3V 12 -12V 3地 13地4 5V 14 PS-ON 5地 15地6 5V 16地7地 17地8 PW+OK 18 -5V9 5V-SB 19 5V10 12V 20 5V在电源上看编号输出电压编号输出电压20 5V 10 12V 19 5V 9 5V-SB 18 -5V 8 PW+OK 17地 7地16地 6 5V15地 5地14 PS-ON 4 5V13地 3地12 -12V 2 3.3V 11 3.3V 1 3.3V 可用万用电表分别测量另附:24 PIN ATX电源电压对照表ATX电源几组输出电压的用途+3.3V:最早在ATX结构中提出,现在基本上所有的新款电源都设有这一路输出。

而在AT/PSII电源上没有这一路输出。

以前电源供应的最低电压为+5V,提供给主板、CPU、内存、各种板卡等,从第二代奔腾芯片开始,由于CPU的运算速度越来越快,INTEL公司为了降低能耗,把CPU 的电压降到了3.3V以下,为了减少主板产生热量和节省能源,现在的电源直接提供3.3V电压,经主板变换后用于驱动CPU、内存等电路。

+5V:目前用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路,包括磁盘、光盘驱动器的控制电路。

+12V:用于驱动磁盘驱动器马达、冷却风扇,或通过主板的总线槽来驱动其它板卡。

在最新的P4系统中,由于P4处理器能能源的需求很大,电源专门增加了一个4PIN的插头,提供+12V电压给主板,经主板变换后提供给CPU和其它电路。

史上最全主板供电用料解析

史上最全主板供电用料解析

史上最全主板供电用料解析人们常常把知识宏博、内容丰富的巨著比作百科全书,例如曹雪芹的《红楼梦》、巴尔扎克的《人间喜剧》等。

一说起百科全书,人们就会想起包罗万象、巨细无遗、古今中外、天文地理这些词汇。

在人类文明发展史上,百科全书在记录、整理、积累和传播各个时代人类已有知识方面、在启发人们探索和掌握新的知识方面、在以真知启迪愚昧方面所起的重要作用,是有目共睹的。

百科全书2000多年的发展历史,在某种意义上也反映了人类文明发展的历程。

历代一部部重要的百科巨著,就像文明史上一座座里程碑,矗立在人类走过的路上,至今仍为人们所借鉴、学习并引以自豪。

在此我们将目光投向中国少数民族百科全书的发展历程。

既然百科全书有着如此高的地位,那今天的主板百科全书是否夸张?请接着往下看就能知晓。

回到主板市场,我们在选购电脑时,一般都会对主板的选购比较重视,因为我们的主板决定了电脑的整体性能的高低和升级的潜能,主板与周边设备的兼容性问题也会让我们费一翻思索!而电脑产品中,最难选购的又属主板,不但规格参数最多,同时主板一旦出现问题,还需要拔插所有配件,极其麻烦。

因此主板的重要地位不言而喻,随着产品的高速发展,主板也融入了越来越多的特色技术,各种超频主板、智能主板层出不穷。

在主板利润越来越低的时候,以台系品牌为主的主板厂商频频推出特色设计,以增加产品的附加值。

事实上对于只是偶尔玩玩QQ游戏,写写word的消费者,这些功能并不会被使用。

因此对于普通消费者除了品质优秀价格略贵的台系品牌主板外,没有太多花哨设计做工同样出色的本土品牌主板同样值得选购。

多年的经验让笔者认为,本土品牌主板在使用三、五年仍不会有太多问题(三年内为免费质保),而在三、五年之后换台电脑已属必然。

以目前市场上价格竞争最为激烈的H55主板为例,同样基于Intel H55单芯片设计,却因品牌不同、规格不同形成了499元至899元大跨度的价格区间。

在复杂的产品线中消费者如何在其中选择一款适合自己的主板呢?今天笔者将以让产品说话的宗旨,从主板供电、主板做工用料、主板PCB、主板设计等四个方面向大家介绍主板选购攻略,希望对各位网友选购主板有所帮助。

图解主板的供电原理(电脑维修必备)

图解主板的供电原理(电脑维修必备)

现在的大多数主板的供电都使用PWM(Pulse Width Modul ati on 脉冲带宽调制)方法进行,主要是由MOSFET管、PWM芯片、扼流线圈和滤波电容等部分完成。

图1.浩鑫MN31主机板的电源部分,PWM芯片位于左边输入线圈的左部(见下图)图2.电源管理芯片RT9241,可以精确的平衡各相电流,以维持功率组件的热均衡PWM方法是通过开关和反馈控制环及滤波电路将输入电压调制为所设定之电压输出的,开关一般用MOSFET管,而滤波电路一般用LC电路,控制电路用的是PWM IC。

那么电源控制IC是如何控制CPU工作电压的?在主板启动时,主板BIOS将CPU所提供的VID0-VID3信号送到PWM芯片的D0-D3端,如果主板BIOS具有可设定CPU 电压的功能,主板会按时设定的电压与VID的对应关系产生新的VID信号并送到PWM芯片,PWM根据VID的设定并通过DAC电压将其转换为基准电压,再经过场效应管轮流导通和关闭,将能量通过电感线圈送到CPU,最后再经过调节电路使用输出电压与设定电压值相当。

目前绝大多数主板将5V或12V电压降到1.05~1.825V或1.30/1.80~3.5V都使用PWM方法,PWM方法是通过开关和反馈控制环及滤波电路将输入电压调制为所设定之电压输出的,开关一般用MOSFET管,而滤波电路一般用LC电路,控制电路都用PWM IC,下面对组成元件作一说明:1.MOSFET管(Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Tran sis tor 金属-氧化物-半导体场效应晶体管,简称为MOSFET管)目前应用的较多的是以二氧化硅为绝缘层的栅型场效应管。

MOSFET有增强型和耗尽型两种,每一种又有N沟道和P沟道之分。

以N沟道增强型MOSFET为例,它是以P行硅为衬底,在衬底一侧(称为衬底表面)上用杂质扩散的方法形成两个高掺杂的N+区,分别作为源极(S)和漏极(D)。

计算机主板各供电电路图解

计算机主板各供电电路图解

计算机主板各供电电路图解主板上的供电电路常见有CPU供电电路,内存供电电路,AGP、PCI、ISA供电电路以及I/O供电电路等,这些电源电路一种是开关电源,由双场效应管(MOSFT管)和电感线圈、电解电容组成;另一种是低压差线性调压芯片组成的调压电路。

这两种电路都能够为主板上不同的芯片和组件提供精密的电源电压。

1、CPU供电电路为了降低CPU制造成本,CPU核心电压变得越来越低,于是把ATX电源供给主板的12V、5V和3.3V直流电通过CPU的供电电路来进行高直流电压到低直流电压转换。

(1)CPU供电电路组成由于CPU工作在高频、大电流状态,它的功耗非常大。

因此,CPU供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力,同时干扰少。

CPU供电电路使用开关电源,该电源由控制(电源管理)芯片、场效应管、电感线圈和电解电容等元件组成,其中控制芯片主要负责识别CPU供电幅值,振荡产生相应的矩形波,推动后级电路进行功率输出(控制芯片的型号常见有:HIP630l、CS5301、TL494、FAN5056等),场效应管起开关控制作用,电感线圈和电解电容起滤波作用。

主板的CPU供电电路框图如图1所示。

主板的CPU供电电路框:图1 CPU供电电路框图开机后,当控制芯片获得ATX电源输出的+5V或+12V供电后,为CPU提供电压,接着CPU电压自动识别引脚发出电压识别信号VID 给控制芯片,控制芯片通过控制两个场效应管导通的顺序和频率,使其输出的电压与电流达到CPU核心供电要求,为CPU提供工作需要的供电。

CPU的供电方式又分为许多种,有单相供电电路、两相供电电路、多相供供电电路。

(2)CPU供电电路原理图2是主板上CPU核心供电电路的简单示意图,其实就是一个简单的开关电源。

+12V是来自ATX电源的输入,通过一个由电感线圈L1和电容C1组成的滤波电路,然后进入两个开关管(场效应管)组成的电路,此电路受到PMW控制芯片控制(可以控制开关管导通的顺序和频率,从而可以在输出端达到电压要求)部分的输出所要求的电压和电流,再经过L2和C2组成的滤波电路后,基本上可以得到平滑稳定的电压曲线,这就是“多相”供电中的“一相”,即单相。

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主板供电全解析首先来认识一下CPU供电电路的器件,找一片技嘉X48做例子。

上图中我们圈出了一些关键部件,分别是PWM控制器芯片(PWM Controller)、MOSFET驱动芯片(MOSFET Driver)、每相的MOSFET、每相的扼流圈(Choke)、输出滤波的电解电容(Electrolytic Capacitors)、输入滤波的电解电容和起保护作用的扼流圈等。

下面我们分开来看。

(图)PWM控制器(PWM Controller IC)在CPU插座附近能找到控制CPU供电电路的中枢神经,就是这颗PWM主控芯片。

主控芯片受VID的控制,向每相的驱动芯片输送PWM的方波信号来控制最终核心电压Vcore的产生。

MOSFET驱动芯片(MOSFET Driver)MOSFET驱动芯片(MOSFET Driver)。

在CPU供电电路里常见的这个8根引脚的小芯片,通常是每相配备一颗。

每相中的驱动芯片受到PWM主控芯片的控制,轮流驱动上桥和下桥 MOS管。

很多PWM控制芯片里集成了三相的Driver,这时主板上就看不到独立的驱动芯片了。

早一点的主板常见到这种14根引脚的驱动芯片,它每一颗负责接收PWM控制芯片传来的两相驱动信号,并驱动两相的MOSFET的开关。

换句话说它相当于两个8脚驱动芯片,每两相电路用一个这样的驱动芯片。

MOSFET,中文名称是场效应管,一般被叫做MOS管。

这个黑色方块在供电电路里表现为受到栅极电压控制的开关。

每相的上桥和下桥轮番导通,对这一相的输出扼流圈进行充电和放电,就在输出端得到一个稳定的电压。

每相电路都要有上桥和下桥,所以每相至少有两颗MOSFET,而上桥和下桥都可以用并联两三颗代替一颗来提高导通能力,因而每相还可能看到总数为三颗、四颗甚至五颗的MOSFET。

下面这种有三个引脚的小方块是一种常见的MOSFET封装,称为D-PAK(TO-252)封装,也就是俗称的三脚封装。

中间那根脚是漏极(Drain),漏极同时连接到MOS管背面的金属底,通过大面积焊盘直接焊在PCB上,因而中间的脚往往剪掉。

这种封装可以通过较大的电流,散热能力较好,成本低廉易于采购,但是引线电阻和电感较高,不利于达到500KHz以上的开关频率。

下面这种尺寸小一些的黑方块同样是MOSFET,属于SO-8系列衍生的封装。

原本的SO-8封装是塑料封装,内部是较长的引线,从PN结到PCB之间的热阻很大,引线电阻和电感也较高。

现有CPU、GPU等芯片需要MOSFET器件在较高电流和较高开关频率下工作,因而各大厂家如瑞萨、英飞凌、飞利浦、安森美、Vishay 等对SO-8封装进行了一系列改进,演化出WPAK、LFPAK、LFPAK-i、 POWERPAK、POWER SO-8等封装形式,通过改变结构、使用铜夹板代替引线、在顶部或底部整合散热片等措施,改善散热并降低寄生参数,使得SO-8的尺寸内能通过类似D- PAK的电流,还能节省空间并获得更好的电气性能。

目前主板和显卡供电上常见这种衍生型。

在玩家看来,SO-8系的YY度要好于D-PAK,但实际效果要根据电路设计、器件指标和散热情况来判断,而原始的SO-8因为散热性能差,已经不适应大电流应用了。

另外,近日IR公司的DirectFET封装也在一些主板上出现了,同样是性能非常棒的封装,看上去也非常YY,找到实物大图以后会补充进来。

输出扼流圈(Choke),也称电感(Inductor)。

每相一般配备一颗扼流圈,在它的作用下输出电流连续平滑。

少数主板每相使用两颗扼流圈并联,两颗扼流圈等效于一颗。

主板常用的输出扼流圈有环形磁粉电感、DIP电感(外形为全封闭或半封闭)或SMD电感等形态,上图为半封闭式的DIP铁粉芯一体型功率电感。

上面是两种铁氧体电感,外观都是封闭式。

左边是DIP直插封装,内部为线绕式结构,感值0.80微亨(“R”相当于小数点)。

右边是SMD表贴封装,内部匝数少,感值0.12微亨要小很多。

上面是三种环形电感。

环形电感的磁路封闭在环状磁芯里,因而磁漏很小,磁芯材料为铁粉(左一)或Super-MSS等其它材料。

随着板卡空间限制提高和每相电流的提升,磁路不闭合的磁罐结构封闭铁氧体电感、一体成型式铁粉芯电感以其更高的饱和电流,越来越多地取代了环形电感,但是在电源里因为各种具体应用的特点,环形电感还在被大量使用。

输出滤波的电解电容(Electrolytic Capacitor)。

供电的输出部分一般都会有若干颗大电容(Bulk Capacitor)进行滤波,它们属于电解电容。

电容的容量和ESR影响到输出电压的平滑程度。

电解电容的容量大,但是卷绕式结构带来较高的ESL,致使高频特性不好。

除了铝电解电容外,CPU供电部分常见固态电容。

我们常见的固态电容称为铝-聚合物电容,属于新型的电容器。

它与一般铝电解电容相比,性能和寿命受温度影响更小,而且高频特性好一些,ESR低,自身发热小。

关于固态电容的诸多优点我们就不再细说了。

Hi-c Cap此外还能见到钽电容和钽-聚合物电容(图:三洋POSCAP系列)等,性能也比一般的铝电解电容优异得多,钽-聚合物电容具有好于一般固态电容的ESR、高频特性和更小的尺寸。

网上已经有很详细的介绍。

插座中央这种电容叫做多层陶瓷电容(MLCC),它的单颗容量比电解电容小很多,然而高频特性好很多,ESR很低,在芯片旁边第一时间对负载动态变化做出响应。

电解电容高频特性不好,因而主板CPU插座周围和CPU插座内部会有几十颗MLCC用作高频去耦,和大容量的电解电容搭配,提供更好的滤波效果和动态性能。

近年来高端板卡开关频率较高的数字供电电路,就利用MLCC高频特性好的特点,直接使用很多颗MLCC进行滤波,但是总容量上不去,只有很高的开关频率才适合用。

输入滤波的大电容也是电解电容,它为多相供电电路提供源源不断的能量,同时防止MOS管开关的纹波和尖峰脉冲对其它电路形成串扰,也可以滤除电源电压中掺杂的纹波干扰。

输入滤波电容同样可能用固态电容。

分辨输入滤波电容和输出滤波电容的方法是看额定电压,输出电容的额定电压一般是6.3V、2.5V 之类的数值,而输入滤波电容要接在+12V输入上,额定电压往往是16V。

输入电路有时会串联一个扼流圈。

这个扼流圈的作用是防止负载电流的纹波成分影响到上一级电路。

它的形状可能是线圈绕在棒子上,也可能是绕在环形磁芯上的线圈。

还可能是封闭式的。

很多主板上并没有这个扼流圈,或者有焊位,但把它省略掉了。

此外在供电部分我们还可以看到一些细小的起保护、缓冲等作用的料件。

好了,了解完这些主要元件,下面我们来看看如何识别CPU供电电路的相数。

这是一个常规的四相供电的连接方式。

为了便于理解我们不画出电路图,而只是画出它们之间的连接关系。

CPU将 n位的VID信号输送给PWM控制芯片作为产生Vcore电压的基准。

主控芯片产生四路脉宽可调的方波,每相错开90度相位(三相就是三路方波,每相错开 120度,以此类推),送到四相的MOSFET驱动芯片去。

驱动芯片受到方波的控制,以一定的间隔向上桥和下桥MOS管的栅极轮流送去方波,在一个周期的一定时间里上桥导通,另一段时间里下桥导通,电流分别经过上桥和下桥流过扼流圈,四相的电流合在一起,由滤波电容平滑就得到了输出给CPU的Vcore。

当负载变化或者输出电压有偏差时,主控芯片监测到变化,相应地调整PWM方波信号的脉宽占空比,输出电压就受调节回到预定值。

在上面这个结构图里,我们可以看到n相有1个主控芯片,n个输出扼流圈,n 个驱动芯片,n组MOS管,若干个并联的输出滤波电容,若干个并联的输入滤波电容,以及输入扼流圈。

我们来看几个例子对照一下。

三相供电的Intel DG45ID的供电部分。

一般说来每相供电有一个扼流圈,我们看到3个扼流圈,可以推测是三相供电。

跟着我们可以找到9个MOSFET分成3组,每组3 个,每组旁边还有对应的1个MOSFET Driver芯片,这些可以验证我们三相供电的判断。

不过这块主板+12V输入的地方没有加扼流圈。

每相三颗MOSFET属于“一上两下”的设计。

MOSFET分为上桥(High-side MOSFET)和下桥(Low-side MOSFET),上桥的损耗中开关损耗占主要成分,受开关速度影响,和开关频率成正比,要降低开关损耗需要提高开关速度;而下桥的损耗主要是导通损耗,与导通时间、导通内阻、电流的平方成正比,降低导通内阻可以减少导通损耗。

因而每相使用多于两颗MOS的时候,首先是并联多颗下桥以降低导通损耗。

六相供电的技嘉EP45-UD3。

我们可以看到六个扼流圈,MOSFET共18个正好每3个和一个输出扼流圈搭配。

我们还能看到每相旁边小小的MOSFET Driver芯片。

最后我们还看到CPU插座一角方形的PWM主控芯片,它是intersil ISL6336,支持最高到6相供电。

由此我们可以确认这是6相供电,每相MOSFET采用一上两下配置的主板。

每相使用的三颗MOS管属于 PowerSO8封装,是具备低导通内阻(Low Rds-on)和较低寄生参数的MOSFET。

四相供电的技嘉EP43-DS3L,每相一颗扼流圈、一颗Driver和三颗MOSFET都能对号入座。

主控芯片是最高支持4相工作的intersil ISL6334,因而它是4相供电。

常规情况里MOSFET驱动芯片也有集成进主控芯片的情况。

MOS管的驱动是通过给栅极加上高电平或者低电平实现的,MOS管栅极有很大的电容,要驱动MOS 管快速开关,驱动芯片就要输出一定的电流,而这么大的电流集成到主控芯片里就有可能因为发热对主控芯片(属于模拟集成电路)的工作精度造成影响,从而影响到输出电压的准确性。

因而主控芯片里最多集成三相的MOS驱动器。

三相以内主板目前往往直接使用集成MOS驱动的主控芯片,没有独立的 MOSFET Driver。

而4相、5相供电的主板,一般使用4个、5个独立的MOSFET Driver,也有使用集成三相MOS驱动的主控,第四相、第五相用独立驱动芯片驱动的方案。

下面是几个例子。

映泰Tforce 945P映泰Tforce 945P,三相供电,使用集成了三相MOS驱动的intersil ISL6566主控,每相三颗MOSFET。

同样我们也没有见到输入扼流圈。

映泰TA790GX 128M映泰TA790GX 128M,四相供电,使用集成了三相MOS驱动的intersil ISL6322主控,每相三颗MOSFET,第四相的MOSFET Driver放在MOSFET旁边(圈出来了)。

类似的还有映泰TP43D2-A7,同样是ISL6322的方案。

昂达魔剑P35昂达魔剑P35(同样地还有七彩虹C.P35 X7),五相供电,每相搭配两颗MOSFET,使用Richtek的主控芯片RT8802搭配两颗RT9619 MOSFET Driver,RT8802是支持2~5相的PWM控制器,同时整合了三相MOSFET Driver,第四相和第五相就要外挂Driver芯片了。

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