主板,從英文mainboard或者motherboard可以看出作為一臺電腦各部件的綜合載體,其質(zhì)量和性能關(guān)系到其他配件的發(fā)揮。我們在購買主板時,經(jīng)常聽到商家的推薦:“你看這做工用料,X相供電!”。高端一些的品牌主板與低端主板在供電上的差距是相差很大的,本文在這里為大家簡要介紹一下,如何看待主板幾相供電。
主板供電主要依據(jù)CPU的結(jié)構(gòu)來設(shè)定,而往往很多小白有個意識很容易走進誤區(qū),那就是“幾個電感就是幾相供電?!?/p>
首先我們要知道,主板配件的用電大戶主要是CPU和GPU,而CPU的功耗也越來越低,直流電不可能直接給CPU/GPU供電,所以要一定的電路來進行高直流電壓到低直流電壓的轉(zhuǎn)換;而線性電源串接在電路中的電阻部分消耗大量能量,容易導(dǎo)致主板高溫且電壓轉(zhuǎn)換效率低,因此主板是不可能采用這種供電方法。一個完整的“單相”供電電路由PWM(PulseWidthModulation,即脈沖寬度調(diào)制)芯片、MosFET、電容、電感組成。
先看各部分的功能與介紹:
PWM
利用數(shù)字輸出的方式對模擬電路進行控制,可對模擬信號電平實現(xiàn)數(shù)字編碼。通過輸出N路脈沖寬度可調(diào)方波,控制MosFET的開關(guān)得到相應(yīng)的電壓;供電電路相數(shù)和對應(yīng)數(shù)量的控制能力息息相關(guān)。
MosFETDriver
根據(jù)PWM的方波信號,控制MosFET的開關(guān)。
MosFET
又叫MOS管,起到開關(guān)作用,通過它的開關(guān)頻率可以得到相應(yīng)的電壓。每相的上橋和下橋輪番導(dǎo)通,對這一相的輸出扼流圈進行充放電,就會在輸出端得到一個穩(wěn)定的電壓。
由于每相電路都有上橋和下橋,所以每相至少有兩顆MosFET;為了提高導(dǎo)通能力,有的并聯(lián)了兩三顆甚至更多的MosFET。
電容
通過存儲電能為CPU/GPU供電,同時起到濾波作用?,F(xiàn)在用料講究一點的都用固態(tài)電容(主要是鋁電解電容),其性能和壽命受溫度影響更小。
電感
又叫輸出扼流圈,搭配MosFET在一定時間內(nèi)的開關(guān)可以得到相應(yīng)的電壓,同時起到濾波和儲能作用。一般說來每相配備一顆扼流圈,但也有少數(shù)主板有每相使用兩顆扼流圈并聯(lián)的情況。
電感又分為半封閉式、全封閉式和環(huán)形電感,其中以全封閉式電感最佳,因為它能更好地屏蔽外界的電磁干擾,性能最為穩(wěn)定。
在標(biāo)準(zhǔn)的供電系統(tǒng)中,我們可以按“N相就是N個電感+2N個MosFET”來判斷幾相供電,但往往很多主板屬于加強的供電系統(tǒng)就需要甄別了,一般規(guī)范的品牌主板都會在包裝盒子或者說明書上注明供電相數(shù)。
以最為常見的ATX電源為例,分別列出了“單相”供電電路、“兩相”供電電路和“三相”供電電路。
通過此圖可以看出“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。
ATX電源供給的12V電通過第一級LC電路濾波(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,提供方波信號,然后經(jīng)過第二級LC電路濾波形成所需要的電壓了。
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。
不過“單相”供電一般只能提供最大25A的電流,而現(xiàn)在的CPU加上GPU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,一般主板的供電電路設(shè)計至少需要“兩相”甚至“多相”的設(shè)計。
這是一個“兩相”供電電路,可以看出它是兩個“單相”電路的并聯(lián),可以提供兩倍的電流。
“三相”供電則由三個單相電路并聯(lián)而成的,可以提供三倍的電流。
“三相”供電相比“兩相”供電有以下優(yōu)勢:
1.可以提供更大的電流。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,有的電感在120℃左右仍能正常工作。
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。
3.三相供電獲得的核心電壓信號也比兩相的來得穩(wěn)定。但是三相供電的元器件相對較多,不利于散熱,元件之間的干擾也較大。
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