《主板知识详解》26、电 源 回 路

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26、电源回路

　　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”两种。

1) 线性电源供电方式

　　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。

　　2) 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 46 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 足够的动力，但由于电路设计的不足，使主板在极端情况下的稳定性，受到了一定程度的限制。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。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的发挥以及工作的稳定性，起着非常重要的作用，是主板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。