硬件学堂:简单三招辨清主板供电相数

PChome | 编辑: 王磊 2012-05-15 06:30:00原创 返回原文

简单3招教你辨清主板供电相数

作为个人电脑的核心部件之一,主板可以说是各硬件子系统的工作平台,其品质的高低直接关系到系统能否稳定工作。因此,消费者在购买主板的时候都知道要慎重选择,但主板做工的优劣也不是那么容易就能分辨,而且其中涉及到相当多的因素以及不少专业领域的知识,作为普通消费者想要完全弄懂既无可能也没必要。

那么,我们有没有什么比较便捷的方法来快速识别一款主板做工的大致水准呢?今天这一期的“硬件学堂”栏目将从主板设计中的一个重点——主板的CPU供电部分来入手。

众所周知,目前主流处理器的功耗都达到了几十甚至上百瓦,相应的主板供电模块也都采用了多相回路设计。多相回路供电设计的好处在于可以更好的支持高功耗的CPU,并且降低供电部分的温度,来达到保证主板稳定工作的效果。因此通过一款主板CPU供电部分的相数,以及供电模块的做工和用料,就可以作为衡量一块主板做工的重要标准。

主板供电(勿删)

上图为某主板的供电电路元器件分布图:①输入端的滤波电容和扼流电感;②输出端的贴片MOSFET管;③输出端的电感;④输出端的滤波电容;⑤输出端的MOSFET管驱动芯片;⑥北桥供电的PWM主控芯片;⑦供电电路的PWM主控芯片;⑧北桥供电的扼流电感和MOSFET。

接下来,笔者就收集整理出3种简单有效的方法来帮助用户快速的辨别主板的供电相数,希望给大家一些帮助。

方法一:通过电感计算供电相数

第一种方法非常简单,适用于市面上的绝大多数主板产品,即通过观察主板供电部分的电感数来确定供电相数。每个完整的单相回路供电都会包括扼流线圈(也就是我们常说的电感),这也是最容易让用户在选购主板时计算主板供电数的诀窍之一。

主板供电(勿删)

一般来说,直接数电感数量就能大概判断出供电相数

不过,这个方法虽然简单便捷,但却并不完全准确,只供菜鸟童鞋参考。事实上,一些主板厂商在设计主板的时候会选择每相使用2颗电感做并联的方式。一般用户的认知是1颗电感对应一相供电,看到豪华的十几颗电感就认为该主板非常的豪华……但事实并非如此。

主板供电(勿删)

对于有些主板,我们判断供电相数不能只数电感数量

尽管采用并联的两个电感可以允许两倍的最大电流,相同大小的损耗分担到两个电感上每个电感温升更小,但我们还是不清楚厂商用两个电感并联代替一个电感有什么技术上的必要性。或许,噱头才是最主要的原因……

方法二:算供电料件组合

第二种方法则是判断供电料件的组合,相对第一种单纯数数的方法会略微复杂一些,不过摸清规律一样不难。原理还是一样,主板基本都采用“电容+电感+场效应管(MOSFET管)”组成一个相对独立的单相供电电路的设计方案,这样的组成通常会在CPU供电部分出现N次,这就组成了我们常说的N相处理器供电。一般来说,电容和MOS管在一相供电中都采用了固定的组合设计,因此去判断电容和MOS管的数量和组合,就能判断出供电的设计。

主板供电(勿删)

供电组成

在料件组合中,由于每款主板的电路设计不同,电容的使用量非常多,而且在数量使用和布局上也不尽相同,没经验的人很容易混淆。而相对的MOS管则以成组的形式布置到每相供电中。MOSFET分为上桥(Upper MOSFET)和下桥(Lower MOSFET),通过轮番导通的形式进行工作。

主板供电(勿删)

8相供电,一目了然

拿上图中的这款主板为例,其采用每相供电2颗MOS管,一上一下设计,每组MOS管搭配1颗电感和若干电容,组成1相供电,共8相供电让人一目了然。

方法三:找MOSFET驱动芯片

最后一种方法,就是找出主板供电部分的PWM控制器芯片和MOSFET驱动芯片。主板供电设计中,都会设计有PWM控制器芯片和MOSFET驱动芯片,PWM控制器芯片受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,而MOSFET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。

主板供电(勿删)

PWM芯片

之所以说可以去找PWM芯片,原因就在于这是一种特殊的电子组件,一组供电的正常运行必须得由MOSFET驱动芯片,否则供电无法工作,因为MOSFET驱动芯片起到的是一个开关的作用,它直接连接MOSFET,在特定的电压下可以让电通过或断开,因此有点像电路的开关,MOSFET驱动芯片就是控制两个MOSFET来决定要不要让电通过。当MOSFET上桥开、MOSFET下桥关的时候,电就可以通过;当MOSFET上桥关、MOSFET下桥开的时候,电就过不去。

主板供电(勿删)

相比较前面的两种方式,此种方式尽管要复杂一些,但也依然不是绝对的。因为绝大部主板,所采用的PWM控制芯片集成MOSFET驱动。而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驱动芯片。而4相、5相供电的主板,一般使用4个、5个独立的MOSFET驱动芯片,也有使用集成三相MOS驱动的PWM控制器芯片,第四相、第五相用独立MOSFET驱动芯片驱动的方案。此外为节省成本,独立MOSFET驱动芯片会采用8脚设计的芯片方案,来控制一相供电驱动。

因此只有综合以上三种方式,才是最准确的辨别方式,第一种最为简单,辅助第二种进行分析,最后第三种则是去证明第二种判断是否正确的途径,因为如果判断是8相独立供电,而只提供了2颗MOSFET驱动芯片,那很显然判断失误了。

主板供电(勿删)

优秀的CPU供电设计是处理超频的有力保障

写在最后:事实上,除了满足基本的处理器供电需求,优秀的主板供电还可以在处理器超频状态下提供更加纯净、稳定的电流输出,为出色的超频成绩奠定良好的硬件基础,这也就是为什么处理器供电电路优劣成为了广大玩家评价一块主板优劣的重要依据之一的原因。

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