形象解析CPU多相供電

1、單相供電一生二，二生三，三生萬物。若想了解多相供電，則首先需要弄清楚單相供電。典型的單相開關(guān)供電電路通常由PWM芯片、電感(L)、電容(C)、一對場效應(yīng)管(MOSFET)以及控制MOSFET開關(guān)的驅(qū)動芯片(Driver IC)組成。不少朋友僅僅熱衷于看看電容是否固態(tài)，電感是否封閉，而事實(shí)上我們需要了解的東西還有很多。 整個電路的工作流程大致如此：PWM芯片發(fā)出一組電波信號，驅(qū)動芯片收到信號后將其發(fā)送給上橋MOSFET，同時將反轉(zhuǎn)信號發(fā)送給下橋MOSFET。首先電流通過上橋MOSFET流入，利用電感和電容的儲能能力，將電能集聚在電感中；然后關(guān)閉上橋MOSFET，打開下橋的MOSFET，電感和電容

2、開始釋放能量，持續(xù)給用電器供電；最后又關(guān)閉下橋MOSFET，再打開上橋讓電流進(jìn)入，如此循環(huán)。這也是開關(guān)供電的名稱由來。電容器和電感還同時承擔(dān)濾波職責(zé)。此外，還會有一個傳感器向PWM芯片回饋信息，在通過比較器進(jìn)行對比，以即時調(diào)整PWM的信號脈寬，從而調(diào)整上下橋MOSFET各自的開關(guān)時間，從而穩(wěn)定電壓，調(diào)整電流，適應(yīng)不同的功率負(fù)載需求。這個工作過程類似于上圖中所示，先開啟小水管讓水流入水池存儲起來，然后打開大水管進(jìn)行使用。這樣的方式可以更好的適應(yīng)用電器功率的變化，提高電能轉(zhuǎn)換效率。 基于單相供電的基本原理，我們可以得出如下結(jié)論：MOSFET的電流承載能力越高越好，電感和電容的濾波、儲能能力越高越好

3、，所有元件的內(nèi)阻越低越好。多相供電基于等價交換原則，隨著我們的CPU運(yùn)算能力越來越強(qiáng)，其所需要的電能也越來越多，供電電路就要承擔(dān)越來越大的電流量。慢慢的，我們的電子元件已經(jīng)難以承受那數(shù)十安培甚至更多的電流，此時多相供電就成為了必要。多個單相供電回路并在一起，就組成了多相供電。多相與多路的概念是不同的。相，即相位，PWM信號波的相位。多相供電并非是將元件單純的并聯(lián)起來，而是在并聯(lián)的基礎(chǔ)上，還將其工作時間交錯開來。上圖中為4相PWM輸出信號的狀況。我們可以看到每一相的方波信號都是交錯開來的，換句話說沒有任何兩相會同時工作。于是就出現(xiàn)上面圖中的情形，每相供電輪流輸入能量以供CPU使用。這樣每相的元件

4、在保證總功率足夠的情況下，還擁有了一定的“休息”時間。換句話說就是多個人共同完成一份工作，各自的負(fù)擔(dān)自然就輕多了。然而會有朋友提出，如果不使用多相供電，而只是并聯(lián)多路不也一樣的效果么？確實(shí)，單就供電量來說，一個大水管和三個小水管是一樣的，但多相還有另外一個優(yōu)點(diǎn)。由于PWM信號存在相位差，也使得每相供電的最終電壓輸出波形也存在著類似的相位差，這就使得最終的輸出波形得以受益(如上圖所示)，獲得更平滑的波形。從這個角度來講，供電相數(shù)越多則通常越好，但只限同PWM頻率下對比。不過這并不是絕對的，因?yàn)樽罱K還有濾波環(huán)節(jié)，最終波形并不僅僅由此決定。綜上所述，我們并不能說8相一定比6相好，或者3相一定比4相差。衡量其優(yōu)劣的有兩個，一個是供電能力、一個是輸出波形的平滑度?？梢哉f在單相供電能力相同、PWM頻率相同