CPU供电电路基本常识
MOSEFT管,也叫“进”)和K2(下MOSEFT管,也叫 “出”)是轮流开关的。 ●K1的负担较轻(导通的时间 短,关断的时间长,为了降压),K2的负担最重(导通 的时间长,关断的时间
短,为了降压),所以K!一般会用1个,K2会用2个,一 般习惯称之为“一进二出”。 ●MOSEFT管的开关频率越 高,输出的电流越大,功率也就越高。供电电路的供电 能力首先与每相的供电功
相数越多并不代表供电能力高。 ●供电电路有一个转换 效率的问题,如果转换效率不是很高,那么相数较多的 设计其实际供电能力未必会好过相数较少的设计。 ●相 数较多的设计使布线复杂化,越复杂
越容易出毛病,如果解决不好会带来串扰效应(cross talk),影响主板在极端情况下的稳定性。 ●供电元件都 有一个可靠性,电容又是寿命最短的元件,而系统总体 可靠性则是所有元件可靠
性的乘积,元件越多则可靠性越低。 ●相数、元件太多 只会白白浪费其供电能力,增加制造成本。 看了这些 大 家就好好研究一下市面上的那些有很多项CPU供电的主板 吧
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),低电平是关开(关断),这种高低电平信号由于时 间很短,就像一个个脉冲。脉冲的宽度就是时间。所以 叫做脉宽调制。脉宽调制是现在最常用的电压变换技术。 PC的电源供应器就是利用脉宽调制把
220V的交流电转换成PC用的各种直流低电压。 K1、K2是 否还有同时“闭合”或同时“断开”的情况?同时“断 开”是可以的,同时“闭合”是绝对不能允许的,因为 同时“闭合”,12V的正
期里,4“相”轮流工作。控制这些“相”工作时序的也 是PWM芯片。 PWM芯片不仅通过脉冲控制MOSEFT的 “开关”,还控制着4相供电电路的工作时序。因此,决 定供电相数的是PWM芯片
,当然,也有通过驱动芯片或其他芯片扩展相数的。所 以一般以电感的数量判断供电相数是不准确的。既然4相 不是同时工作,4相总供电电流就不是简单的把每一相供 电电流加在一起。每一相在工作时都
电压是很低的。前面说到,K1闭合时,12V直流经过电感 时,电压是从0V慢慢上升的。所以K1闭合的时间越长, 供给CPU的电压越高。控制K1和K2的开关时间就可以把 12V电压降到适合C
PU的电压。专业术语叫“占空比”。 K1、K2开关时间是 由PWM芯片控制的,PWM的意思就是脉(冲)宽(度) 调制。因为控制K1、K2(MOSEFT开关管)的信号是高电 平是闭合(导通
介绍CPUU电路主要有PWM芯片,MOSEFT管,电感、电 容四种元件。其中的MOSEFT管就是一个电子开关(如上 图中的K1、
K2),只不过开关的频率很高,每秒开关1万到1.5万次。 电感和电容在这里起2个作用,储存电能和滤波。 左图 是K1闭合,K2断开。12V直流电流经过电感给电容充电同 时给CPU供电。
率(电流)密切相关,相数的多少取决于单相的供电能 力,还要看CPU需要的最大电流。比如现在的Intel功耗最 大的CPU需要125安培电流。如果每一相可提供40安培, 那么4相就足够了。
如果每相能提供20安培,可能需要8相。这里请注意, “4相就足够了”,并不是指4相供电的总电流就是把每 一相的供电电流加在一起。 ②多相供电电路结构和原理 PWM芯片输出1-4相控制
电流经过电感的时候,由于电感的阻抗,从电感出来的 电压不是12V,是从0V慢慢上升的。供给CPU的电压不会 是12V。电流经过电感是有部分电能转换成磁能存储在电 感中。电容充电也存储电能
。右图是K1断开,K2闭合。12V供电电源断开。电感的原 正极(+)端经K2与负极接通。电感把储存的磁能转换成 电流释放出来,给电容充电和给CPU供电。此刻电感成为 供电电源。电感提供的
是给电容充电,CPU实际上主要是从电容获取电流。电容 就像水库,库容量越大,存储的电流越多,供电能力越 强。区分供电的“相”就是看这些“相”工作时序是否 相同,如果相同的,那么就属于同一
相。比如有两组电感和MOSEFT,如果是工作时序不同的, 就是两相,如果是工作时序相同的,就是1相(假2相)。 那么供电能力40安培的1相供电,是否可以提供125安培 的电流?从理论上讲
只要电容够大,供电电路不断向电容充电,是可以的。 但这是超负载工作,很累,供电电路很难长期承受超负 载工作,增加供电相数就是增加向电容充电的充电器, 使输入给电容的电流大于输出的电流,减
轻1相供电的负担。从上面的原理介绍,我们明确以下6 点: ●无论是几相供电,某一时刻只有1相工作。 ●多 相供电的实质是减轻单相的负载,提高给电容充电的能 力,总电流不是简单的算术相加,
信号给4颗驱动芯片,这4颗驱动芯片驱动4组MOSEFT轮 流“开关”。下面我们在看看4相供电是如何工作的,一 般人都会认为4相是同时工作的,其实不然,实际上,这 些“相”也是轮流工作的,
就是说某一时刻,只有1“相”工作,其他“相”都在休 息。 我们看看4相供电的电压波形图。 上图表示出了4个 时钟周期的4相供电,在每一个周期里,每1相仅工作1/4 周期的时间,在一个周
极和负极就连接到一起,那就是“短路”了,供电电路 要烧毁,CPU也会烧毁。为了防止出现K1、K2同时“闭合” 导通情况出现,K1、K2轮流开关一次,就要同时都“断 开”一次。同时“断开”
的时间叫做“死区时间”,因为这段时间K1和K2都不工 作,白白消耗电能,所以CPU供电电路的“死区时间”越 短,效率就越高,也就越节能。从上面的原理介绍,我 们明确以下3点: ●K1(上