电源电路是主板的重要组成部分,其作用是将主机电源输送的电流的电压转换成CPU能够接受的核心电压,使CPU能够正常工作,并对主机电源输送的电流进行整形和滤波,滤除各种杂波和干扰信号,保证计算机的稳定运行。电路的主要部分通常位于主板的CPU插槽附近。
线性电源模式
这是多年前的主板供电方式。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,串联在电源电路中。由于可变电阻流过与负载相同的电流,消耗了大量的能量,导致温度上升,导致电压转换效率低。特别是在需要大电流的供电电路中,线性电源不能使用。目前,这种供电方式早已被淘汰。
开关电源模式
这是目前广泛使用的供电方式。PWM控制器IC芯片提供脉宽调制并发出脉冲信号,使MOSFET1和MOSFET2依次导通。扼流圈L0和L1用作储能电感,与电容连接形成LC滤波电路。
其工作原理是:当负载两端电压VCORE(如CPU所需电压)要降低时,外部电源对电感充电,通过MOSFET的开关动作达到所需的额定电压。当负载两端电压升高时,外部电源被MOSFET的开关作用切断,电感释放刚刚充入的能量,然后电感成为电源继续给负载供电。随着电感中存储能量的消耗,负载两端的电压开始逐渐降低,需要通过MOSFET的开关作用,对外部电源再次充电。以此类推,在不断充放电的过程中,变成了一个稳定的电压,这样负载两端的电压就永远不会升高或降低,这就是开关电源最大的优点。还有,由于MOSFET工作在开关状态,其导通时的内阻和关断时的漏电流都很小,所以其本身的功耗很小,避免了电路中串联的线性电源的电阻部分消耗大量能量的问题。这就是所谓的ldquo单相电源电路的工作原理。
一般单相电源能提供最大25A的电流,但常用的CPU早已超过这个数字。P4处理器的功率可以达到70-80W,工作电流甚至可以达到50A。单相电源无法提供足够可靠的电力,所以现在主板的供电电路设计都采用两相甚至多相设计。是两相电源的原理图,很好理解,就是两个单相电路并联,所以可以提供双倍的电流供应,理论上可以满足现在CPU的需求绰绰有余。但以上只是纯理论,实际情况中还需要加入很多因素,比如开关元件的性能,导体的电阻,这些都是影响Vcore的因素。在实际应用中,存在电源效率的问题,电能不会100%转换。一般来说,消耗的电能都是转化为热量散发出去的,所以任何常见的稳压电源总是电气元件中温度较高的部分。注意,温度越高,效率越低。这样,如果电路的转换效率不是很高,两相供电电路可能无法满足CPU的需求,于是出现了三相甚至更多的供电电路。但是,也带来了主板布线的复杂。如果此时布线设计不合理,会影响高频运行的稳定性等一系列问题。目前市面上很多主流主板产品都采用三相供电电路,可以为CPU提供足够的电力,但由于电路设计的缺失,在极端情况下主板的稳定性受到一定程度的限制。如果要解决这个问题,肯定要在电路设计和布线上下更大的功夫,成本也会水涨船高。
供电电路之所以采用多相供电,是为了提供更稳定的电流。脉冲方波信号
电路对电脑的性能和稳定性起着非常重要的作用,是主板的重要性能参数。选购时应选择主流厂家设计精良、用料充足的产品。