电源回路

雨点打透心脏的1/2处 2022-08-23 13:51 183阅读 0赞

电源回路是主板中的一个重要组成部分，其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换，将电压变换至CPU所能接受的内核电压值，使CPU正常工作，以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤，滤除各种杂波和干扰信号以保证电脑的稳定工作。电源回路的主要部分一般都位于主板CPU插槽附近。  
  
　　电源回路依其工作原理可分为线性电源供电方式和开关电源供电方式。  
  
1. 线性电源供电方式

![dianyuan1.jpg][]

这是好多年以前的主板供电方式，它是通过改变晶体管的导通程度来实现的，晶体管相当于一个可变电阻，串接在供电回路中。由于可变电阻与负载流过相同的电流，因此要消耗掉大量的能量并导致升温，电压转换效率低。尤其是在需要大电流的供电电路中线性电源无法使用。目前这种供电方式早已经被淘汰掉了。  
  
1. 开关电源供电方式  
  
　　这是目前广泛采用的供电方式，PWM控制器IC芯片提供脉宽调制，并发出脉冲信号，使得场效应管MOSFET1与MOSFET2轮流导通。扼流圈L0与L1是作为储能电感使用并与相接的电容组成LC滤波电路。  
  
　　其工作原理是这样的：当负载两端的电压VCORE（如CPU需要的电压）要降低时，通过MOSFET场效应管的开关作用，外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时，通过MOSFET场效应管的开关作用，外部电源供电断开，电感释放出刚才充入的能量，这时的电感就变成了电源继续对负载供电。随着电感上存储能量的消耗，负载两端的电压开始逐渐降低，外部电源通过MOSFET场效应管的开关作用又要充电。依此类推在不断地充电和放电的过程中就行成了一种稳定的电压，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低，这就是开关电源的最大优势。还有就是由于MOSFET场效应管工作在开关状态，导通时的内阻和截止时的漏电流都较小，所以自身耗电量很小，避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。这也就是所谓的“单相电源回路”的工作原理。  
  
　　单相供电一般可以提供最大25A的电流，而现今常用的CPU早已超过了这个数字，P4处理器功率可以达到70-80瓦，工作电流甚至达到 50A，单相供电无法提供足够可靠的动力，所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计。（如图2）就是一个两相供电的示意图，很容易看懂，就是两个单相电路的并联，因此它可以提供双倍的电流供给，理论上可以绰绰有余地满足目前CPU的需要了。但上述只是纯理论，实际情况还要添加很多因素，如开关元件性能，导体的电阻，都是影响Vcore的要素。实际应用中存在供电部分的效率问题，电能不会100%转换，一般情况下消耗的电能都转化为热量散发出来，所以我们常见的任何稳压电源总是电器中最热的部分。要注意的是，温度越高代表其效率越低。这样一来，如果电路的转换效率不是很高，那么采用两相供电的电路就可能无法满足CPU的需要，所以又出现了三相甚至更多相供电电路。但是，这也带来了主板布线复杂化，如果此时布线设计如果不很合理，就会影响高频工作的稳定性等一系列问题。目前在市面上见到的主流主板产品有很多采用三相供电电路，虽然可以供给CPU足够动力，但由于电路设计的不足使主板在极端情况下的稳定性一定程度上受到了限制，如要解决这个问题必然会在电路设计布线方面下更大的力气，而成本也随之上升了。

![dianyuan2.jpg][]

电源回路采用多相供电的原因是为了提供更平稳的电流，从控制芯片PWM发出来的是那种脉冲方波信号，经过LC震荡回路整形为类似直流的电流，方波的高电位时间很短，相越多，整形出来的准直流电越接近直流。  
  
　　电源回路对电脑的性能发挥以及工作的稳定性起着非常重要的作用，是主板的一个重要的性能参数。在选购时应该选择主流大厂设计精良，用料充足的产品。

[dianyuan1.jpg]: /images/20220823/d9f4b66800034b2780575df91a777b19.png
[dianyuan2.jpg]: /images/20220823/6fd67f9c9fed469aaf42086857e1e43b.png