主板供電電路圖解說明

1、.主板供電電路圖解說明主板的CPU供電電路最主若是為CPU供給電能，保證CPU在高頻、大電流工作狀態(tài)下牢固地運行，同時也是主板上信號強(qiáng)度最大的地方，辦理得不好會產(chǎn)生串?dāng)_crosstalk效應(yīng)，而影響到較弱信號的數(shù)字電路部分，所以供電部分的電路設(shè)計制造要求平時都比較高。簡單地說，供電部分的最后目的就是在CPU電源輸入端達(dá)到CPU對電壓和電流的要求，滿足正常工作的需要。但是這樣的設(shè)計是一個復(fù)雜的工程，需要考慮到元件特點、PCB板特點、銅箔厚度、CPU插座的觸點資料、散熱、牢固性、攪亂等等多方面的問題，它基本上可以表現(xiàn)一個主板廠商的綜合研發(fā)實力和經(jīng)驗。主板上的供電電路原理圖1圖1是主板上CPU核心供

2、電電路的簡單表示圖，其實就是一個簡單的開關(guān)電源，主板上的供電電路原理核心即是這樣。+12V是來自ATX電源的輸入，經(jīng)過一個由電感線圈和電容組成的濾波電路，爾后進(jìn)入兩個晶體管（開關(guān)管）組成的電路，此電路碰到PMWControl（可以控制開關(guān)管導(dǎo)通的序次和頻率，從而可以在輸出端達(dá)到電壓要求）部分的控制輸出所要求的電壓和電流，圖中箭頭處的波形圖可以看出輸出隨著時間變化的情況。再經(jīng)過L2和C2組成的濾波電路后，基本上可以獲取圓滑牢固的電壓曲線（Vcore，現(xiàn)在的P4辦理器Vcore=1.525V），這個牢固的電壓就可以供CPU“享受”啦，這就是大家常說的“多相”供電中的“一相”。單相供電一般可以供給最

3、大25A的電流，而現(xiàn)在常用的辦理器早已高出了這個數(shù)字，P4辦理器功率可以達(dá)到7080W，工作電流甚至達(dá)到50A，單相供電無法供給足夠可靠的動力，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。圖2就是一個兩相供電的表示圖，很簡單看懂，其實就是兩個單相電路的并聯(lián)，所以它可以供給雙倍的電流，理論上可以綽綽有余地滿足目前辦理器的需要了。圖2.但上述可是純理論，實質(zhì)情況還要增加很多要素，如開關(guān)元件性能、導(dǎo)體的電阻，都是影響Vcore的要素。實質(zhì)應(yīng)用中還存在供電部分的效率問題，電能不會100%變換，一般情況下耗資的電能都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃堪l(fā)散出來，所以我們常有的任何穩(wěn)壓電源總是電氣元件中較熱的部分。要注意

4、的是，溫度越高代表其效率越低。這樣一來，若是電路的變換效率不是很高，那么采用兩相供電的電路即可能無法滿足CPU的需要，所以又出現(xiàn)了三相甚至更多相供電電路。但是這也帶來了主板布線復(fù)雜化，若是此時布線設(shè)計不是很合理，就會產(chǎn)生影響高頻工作的牢固性等一系列問題。目前在市道上見到的主流主板產(chǎn)品有很多采用三相供電電路，誠然可以供給CPU足夠動力，但由于電路設(shè)計的不足，使主板在極端情況下的牢固性會在必然程度上碰到限制。如要解決這個問題必然會在電路設(shè)計布線方面下更大的力氣，而成本也隨之上升，真切在這方面設(shè)計優(yōu)秀的廠商屈指可數(shù)。從概率上計算，每個元件都有一個“無效率”的問題，用的元件越多，組成系統(tǒng)的總無效率就越

5、大。所以供電電路越簡單，越能減少出問題的概率。三相供電比兩相供電更牢固嗎？大家可能對以下問題感覺興趣：供給三相供電的主板比起供給兩相供電的主板更牢固嗎？答案是，不用然。道理很簡單：其一，供給三相供電電路設(shè)計的主板廠商電路設(shè)計水平未見得就很高；其次，一個好的主板設(shè)計廠商，其研發(fā)工程師為了防備放置數(shù)量太多元件在主板上產(chǎn)生不用要攪亂，而采用最簡潔、最牢固的兩相供電電路設(shè)計，華碩就是其中之一。今后隨著辦理器的速度提高，兩相供電大限將至，必然會無法滿足需要，我想到時像華碩這樣側(cè)重產(chǎn)品牢固性的大廠必然也會采用三相甚至更多相的設(shè)計。圖3圖3是華碩P4G8X主板中的辦理器供電部分，他們沿用了一直的設(shè)計思路，在

6、其他生產(chǎn)者大多采用三相供電來支持3GHz以上辦理器的時候，華碩依舊在大部分產(chǎn)品中使用兩相供電來滿足CPU需要，可見其高妙的設(shè)計和制造水平帶來高效率的兩相供電電路的優(yōu)秀性能。圖上用L1、L2和C1、C2簡單表示了與前面表示圖中相對應(yīng)部分的電感和電容。兩相供電電路為了給CPU供給足夠的電力，就需要高效率，為了經(jīng)過大電流，電路中使用了相應(yīng)的元件。如圖3中的L1部分，+12V輸入部分采用約1.5mm直徑的資料繞制的電感（L1），其橫截面積可以使它在經(jīng)過較大電流的時候不會過熱。而L2處兩個電感都采用3股直徑1mm的資料繞制，供給了更大的橫截面積，這樣，電流在經(jīng)過電感時的耗費可以降低到最小。其他廠商在此處

7、大多使用單根資料繞制，那樣會產(chǎn)生更多電力耗費，引起電感發(fā)熱。剛剛介紹了電感部分，同樣主板上面的銅箔也是要點的導(dǎo)體部分。銅箔相比較較薄，橫截面較小，若是電流經(jīng)過橫截面較小的銅箔則簡單引起耗費從而產(chǎn)生高熱。為認(rèn)識決這一困擾，華碩的工程師在多層PCB板電源供給部分的每一層都采用了整塊銅箔的設(shè)計，最少4層銅箔組成了導(dǎo)體，可以供給足夠的橫截面積供電流經(jīng)過。在圖4中用白線劃出的部分就是整塊銅箔的形狀，PCB電路板中間層的銅箔也是這樣。.圖4圖5圖5是主板反面，為CPU供電電路部分的整塊銅箔，在上面還可以看到附加的錫條（銅箔面上焊了一層金屬錫），這也是為增加橫截面積而設(shè)計的。采用上述工藝此后，電流到CPU的

8、通路就會暢達(dá)無阻，電能耗費幾乎可以忽略。影響供電效率的因素只剩下電源電路中的發(fā)熱大戶開關(guān)管了，開關(guān)管的變換效率成了供電電路性能的要點。變換效率低，被耗費的電能就會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，效率越低發(fā)熱越大，溫度越高對系統(tǒng)的牢固性的影響越大。所以我們常?？吹胶芏嘀靼迳厦娴墓╇婋娐凡糠职惭b了散熱片，那就是用來解決這個問題的。但是變換效率依舊無法改變，所以很可能引起CPU供電不足，由于電能都耗資在發(fā)熱上了，這時候就會出現(xiàn)兩相電源無法滿足需要的情況。若是增加成三相電源，誠然CPU供電可以解決，卻帶來更大的發(fā)熱量、更復(fù)雜的電路，這對系統(tǒng)的牢固性影響可想而知。誠然經(jīng)過優(yōu)秀的設(shè)計和布線可以達(dá)到必然的牢固性，但是由于生產(chǎn)廠

9、商技術(shù)水平參差不齊，滿足后者生怕也勉為其難，復(fù)雜不等于優(yōu)秀！我們在所有華碩主板上看到的開關(guān)管都平躺在主板上面，和銅箔親密焊接，銅是熱的極佳導(dǎo)體，依照計算，這種制造工藝每2cm2的主板面積可以供給45W的散熱能力，這個數(shù)值相對CPU幾十瓦的功率來說不足掛齒。所以只要采用高效的開關(guān)管，使用兩相設(shè)計就可以滿足需要，自己耗費產(chǎn)生的少許熱量足以.借助主板發(fā)散，兩全其美，不但大大簡化了電路，同時帶來有極好的牢固性，在此設(shè)計方面華碩確實表現(xiàn)出生界一流的風(fēng)范：不計成當(dāng)?shù)厥褂酶咝ч_關(guān)管，沒有令人頭暈眼花的復(fù)雜設(shè)計，簡單卻擁有優(yōu)秀的牢固性！同時簡單的電路設(shè)計讓超頻時的牢固性更加明顯電容的誤區(qū)關(guān)于電源部分電容的使用

10、，現(xiàn)在很多電腦愛好者對它的爭論涉及用料和容量的最多。很多人感覺資料越高級越好，容量越大越好，以致很多廠商為了迎合這種情義，在元件用料上面大做文章，其實他們走入了一個誤區(qū)，對電容的使用應(yīng)該是夠用就好！過高規(guī)格電容會增加成本，最后還是花銷者多掏錢。容量過大會使電容的體積變大，成為電路設(shè)計中的絆腳石，同時增加了成本，還影響空氣流動和散熱。我們知道電解電容中包含有電解液成分，電解液枯竭的時候也就是電容溘然長逝的時候。電容在金屬外殼的密封下，可以延長電解液枯竭的時間，這就是電容的壽命。這個時間還受工作溫度的影響，實考據(jù)明環(huán)境溫度每高升10，電容的壽命就會減半。為了保證使用高質(zhì)量的電容，華碩對每一批電容元件進(jìn)行了抽樣檢測，75環(huán)境下運行5000小時經(jīng)過測試后，才可以使用同一批元件，從而保證了元件可靠性，這些工作花銷者看不到，但華碩確實考慮得很周祥。最后還有一點，很多人看到有些廠商在主板上電源電路標(biāo)出的電容部分并沒有安裝電容（圖4中可以看到），會認(rèn)為是偷工減料，其實這可不用然是完好正確的想法。芯片組廠商在供給介紹電路的時候確實在相應(yīng)地址設(shè)計了電容，但是以華碩而言，研發(fā)工程師可以選擇最