【主板供电电路精讲】附精美大图

huang123one

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。
8 F1 ], _% W: U; j* O1 ] 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。
: v" v' }! u# Y  K 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。


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$ L  h, \" |! \' N# R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。
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4 w& u! S% }5 Z  [) k6 P图2:供电模块的特写



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* o6 r' ?/ A6 }# W图3:主板上的被动冷却方式：散热器
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: k- O# M$ @& B/ C/ ^' V+ k2.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。两者之间很容易区分: 铁芯电感通常是“开放”的，你可以看到里面有一个厚实的铜制线圈；而铁氧体电感是“闭合”的，通常上面有一个字母R打头的标志。在图四、图五可比较出他们之间的差别。但是铁氧体电感也有一个例外，其大又圆而且是“开放”的，如图6。这种铁氧体扼流圈是很容易识别的，因为它的铁芯是横置的。
' p! a8 q0 k  Q/ A+ l$ b 供电模块中还有一种概念称之为“相位”。是不是有点糊涂，别担心，我们将详细解释。


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图四:铁电感。


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$ T! \  H0 A. G- }3 p8 O, W. R, t图五:铁氧体电感。
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图六:铁氧体电感的特例。
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2.现在让我们深入介绍每个元件（续）

尽管所有主板供电模块都使用MOSFET，但其中有好有坏。好的MOSFET的开关电阻较低–该参数称之为“DPS”，发热量少(相对于传统MOSFET少16%的热量，又是技嘉所言)，体积小于传统MOSFET。有一个简单的方法来区分两，传统的MOSFET有三条引脚，中心的引脚通常被低断而悬空，低阻的MOSFET有四个或更多的引脚且都焊接到主板上。比较图7号和图8你可以看到两者的区别。
' I- w' q4 D' v( Y# B% j3 \; d 供电模块一般每相位有两个MOSFET。而便宜的主板只使用一个加强的MOSFET，也有每相位使用三个MOSFET的。因此计算相位数量最好的办法是通过数电感，而不是数MOSFET。
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( W" F: q6 m' L图7:传统的MOSFET。



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图8:低阻MOSFET。


  A4 d; B4 M4 B! F 用于供电模块电路的电容可以分为传统的电解质类型电容或固态铝电容，我们已经展示了他们之间的差异，对照图2。固态铝电容比普通的要好，因为它们不易膨胀或泄漏。如果你的主板为正规厂商生产（暗指山寨货，老外也知道？），你应该会发现他们的制造商。日产电容的传统就是防鼓胀、泄漏、爆炸（三防？小日本的东西名声在外啊）。我们已经发表了一份详细的讲解如何鉴别日产电容(国内假货太多，我脸上挂不住了。。。)
- I- l, t/ _( Z0 A 每个电压输出是通过一个集成电路称为PWM控制器控制的。如为为中央处理器、记忆、芯片组等(PWM控制器能控制两个独立的电压输出)。如果你环顾整个CPU插座，你应该能够找到给CPU供电的PWM控制器，见图2和图9。

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图9WM控制器。


最后，我们有一个较小的集成电路称为MOSFET driver。供电模块将用一MOSFET驱动每相位，所以每个driver驱动两个MOSFET。便宜主板会以附加的MOSFET替代driver，所以这种设计的主板，每相位有三个MOSFET，不像往常一样有两个。





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5 H- e" W  G# o" O图10:MOSFET driver。


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9 O" [0 s4 |  |3.相位
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$ P% j. a$ k6 _+ F% i, N# W+ U+ P! F* D (个人感觉该章节较艰涩，没一定的电学基础请略过，或看我红字标出部分)
' y* |1 {. Z* O/ v5 o 供电模块的电源电路的工作中有几个平行提供相同的输出电压-特别的指CPU电压。然而，他们在不同一时间工作，因此命名为“相位”。我们将详细地解释一下其如何工作，所以不要害怕（老外挺可爱）。就像很多厂商和爱好者 主板的供电相数问题，我们希望引申这一主题。
- w( O9 R/ i/ r& v' V 咱们以CPU供电模块为例。如果该电路具有两个相位，每个相位将操作50%的时间以产生CPU电压。如果这种相同的电路是由三个相位，每个相位将工作33.3%时间；四个相位，每个相位将会占25%。有六个相位，每个相位将工作16.6%的时间。以此类推。
供电模块电路有更多的相位有几个优点。最明显的是，这时MOSFET负载更低，延长了使用寿命，同时降低这些部件工作温度。另一个好处是，多相位通常的输出电压更稳定和较少紊压。
# X2 t; r+ k. b7 J& r添加更多的相位需要增加更多的部件，它会增加主板成本。廉价的主板则尽量减少相位。
. K% s$ e/ y. t( y9 {1 O% V5 k 非常重要的是，当厂商说主板有六相供电时，是指CPU供电模块。
每一个电压相位使用一个电感，两个或三个MOSFET，一个或多个电解电容和一个MOSFET driver-低端主板里这最后的组件可以被MOSFET所替代。正如你所看到的，组件的数量不会一成不变。目前唯一最好的计算相数方法是数电感。 (注意，有例外;其后我们将作解释)。例如，在图11（图表1和2)有三个相位。

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图11:相位。

但有一个例外。有一些主板芯片组、存储器的供电电感位于CPU附近，单纯依靠数电感来判断供电相数就不准了。下图:虽然看上去有四相，但它是三相的，就像仅有的三个相位被用来产生CPU电压;在这主板第四相位是用来产生内存的电压。我们要教你如何在一秒内得到准确的相位数。



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. [# F+ c1 l% M& Z* u: g5 w图12:主板和三个相位，而不是你假定的四相。