主板供电电路图解说明

1、.主板供电电路图解说明主板的CPU供电电路最主若是为CPU供给电能，保证CPU在高频、大电流工作状态下牢固地运行，同时也是主板上信号强度最大的地方，办理得不好会产生串扰crosstalk效应，而影响到较弱信号的数字电路部分，所以供电部分的电路设计制造要求平时都比较高。简单地说，供电部分的最后目的就是在CPU电源输入端达到CPU对电压和电流的要求，满足正常工作的需要。但是这样的设计是一个复杂的工程，需要考虑到元件特点、PCB板特点、铜箔厚度、CPU插座的触点资料、散热、牢固性、搅乱等等多方面的问题，它基本上可以表现一个主板厂商的综合研发实力和经验。主板上的供电电路原理图1图1是主板上CPU核心供

2、电电路的简单表示图，其实就是一个简单的开关电源，主板上的供电电路原理核心即是这样。+12V是来自ATX电源的输入，经过一个由电感线圈和电容组成的滤波电路，尔后进入两个晶体管（开关管）组成的电路，此电路碰到PMWControl（可以控制开关管导通的序次和频率，从而可以在输出端达到电压要求）部分的控制输出所要求的电压和电流，图中箭头处的波形图可以看出输出随着时间变化的情况。再经过L2和C2组成的滤波电路后，基本上可以获取圆滑牢固的电压曲线（Vcore，现在的P4办理器Vcore=1.525V），这个牢固的电压就可以供CPU“享受”啦，这就是大家常说的“多相”供电中的“一相”。单相供电一般可以供给最

3、大25A的电流，而现在常用的办理器早已高出了这个数字，P4办理器功率可以达到7080W，工作电流甚至达到50A，单相供电无法供给足够可靠的动力，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。图2就是一个两相供电的表示图，很简单看懂，其实就是两个单相电路的并联，所以它可以供给双倍的电流，理论上可以绰绰有余地满足目前办理器的需要了。图2.但上述可是纯理论，实质情况还要增加很多要素，如开关元件性能、导体的电阻，都是影响Vcore的要素。实质应用中还存在供电部分的效率问题，电能不会100%变换，一般情况下耗资的电能都转变为热量发散出来，所以我们常有的任何稳压电源总是电气元件中较热的部分。要注意

4、的是，温度越高代表其效率越低。这样一来，若是电路的变换效率不是很高，那么采用两相供电的电路即可能无法满足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，若是此时布线设计不是很合理，就会产生影响高频工作的牢固性等一系列问题。目前在市道上见到的主流主板产品有很多采用三相供电电路，诚然可以供给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牢固性会在必然程度上碰到限制。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，真切在这方面设计优秀的厂商屈指可数。从概率上计算，每个元件都有一个“无效率”的问题，用的元件越多，组成系统的总无效率就越

5、大。所以供电电路越简单，越能减少出问题的概率。三相供电比两相供电更牢固吗？大家可能对以下问题感觉兴趣：供给三相供电的主板比起供给两相供电的主板更牢固吗？答案是，不用然。道理很简单：其一，供给三相供电电路设计的主板厂商电路设计水平未见得就很高；其次，一个好的主板设计厂商，其研发工程师为了防备放置数量太多元件在主板上产生不用要搅乱，而采用最简洁、最牢固的两相供电电路设计，华硕就是其中之一。今后随着办理器的速度提高，两相供电大限将至，必然会无法满足需要，我想到时像华硕这样侧重产品牢固性的大厂必然也会采用三相甚至更多相的设计。图3图3是华硕P4G8X主板中的办理器供电部分，他们沿用了一直的设计思路，在

6、其他生产者大多采用三相供电来支持3GHz以上办理器的时候，华硕依旧在大部分产品中使用两相供电来满足CPU需要，可见其高妙的设计和制造水平带来高效率的两相供电电路的优秀性能。图上用L1、L2和C1、C2简单表示了与前面表示图中相对应部分的电感和电容。两相供电电路为了给CPU供给足够的电力，就需要高效率，为了经过大电流，电路中使用了相应的元件。如图3中的L1部分，+12V输入部分采用约1.5mm直径的资料绕制的电感（L1），其横截面积可以使它在经过较大电流的时候不会过热。而L2处两个电感都采用3股直径1mm的资料绕制，供给了更大的横截面积，这样，电流在经过电感时的耗费可以降低到最小。其他厂商在此处

7、大多使用单根资料绕制，那样会产生更多电力耗费，引起电感发热。刚刚介绍了电感部分，同样主板上面的铜箔也是要点的导体部分。铜箔相比较较薄，横截面较小，若是电流经过横截面较小的铜箔则简单引起耗费从而产生高热。为认识决这一困扰，华硕的工程师在多层PCB板电源供给部分的每一层都采用了整块铜箔的设计，最少4层铜箔组成了导体，可以供给足够的横截面积供电流经过。在图4中用白线划出的部分就是整块铜箔的形状，PCB电路板中间层的铜箔也是这样。.图4图5图5是主板反面，为CPU供电电路部分的整块铜箔，在上面还可以看到附加的锡条（铜箔面上焊了一层金属锡），这也是为增加横截面积而设计的。采用上述工艺此后，电流到CPU的

8、通路就会畅达无阻，电能耗费几乎可以忽略。影响供电效率的因素只剩下电源电路中的发热大户开关管了，开关管的变换效率成了供电电路性能的要点。变换效率低，被耗费的电能就会转变为热量，效率越低发热越大，温度越高对系统的牢固性的影响越大。所以我们常常看到很多主板上面的供电电路部分安装了散热片，那就是用来解决这个问题的。但是变换效率依旧无法改变，所以很可能引起CPU供电不足，由于电能都耗资在发热上了，这时候就会出现两相电源无法满足需要的情况。若是增加成三相电源，诚然CPU供电可以解决，却带来更大的发热量、更复杂的电路，这对系统的牢固性影响可想而知。诚然经过优秀的设计和布线可以达到必然的牢固性，但是由于生产厂

9、商技术水平参差不齐，满足后者生怕也勉为其难，复杂不等于优秀！我们在所有华硕主板上看到的开关管都平躺在主板上面，和铜箔亲密焊接，铜是热的极佳导体，依照计算，这种制造工艺每2cm2的主板面积可以供给45W的散热能力，这个数值相对CPU几十瓦的功率来说不足挂齿。所以只要采用高效的开关管，使用两相设计就可以满足需要，自己耗费产生的少许热量足以.借助主板发散，两全其美，不但大大简化了电路，同时带来有极好的牢固性，在此设计方面华硕确实表现出生界一流的风范：不计成当地使用高效开关管，没有令人头晕眼花的复杂设计，简单却拥有优秀的牢固性！同时简单的电路设计让超频时的牢固性更加明显电容的误区关于电源部分电容的使用

10、，现在很多电脑爱好者对它的争论涉及用料和容量的最多。很多人感觉资料越高级越好，容量越大越好，以致很多厂商为了迎合这种情义，在元件用料上面大做文章，其实他们走入了一个误区，对电容的使用应该是够用就好！过高规格电容会增加成本，最后还是花销者多掏钱。容量过大会使电容的体积变大，成为电路设计中的绊脚石，同时增加了成本，还影响空气流动和散热。我们知道电解电容中包含有电解液成分，电解液枯竭的时候也就是电容溘然长逝的时候。电容在金属外壳的密封下，可以延长电解液枯竭的时间，这就是电容的寿命。这个时间还受工作温度的影响，实考据明环境温度每高升10，电容的寿命就会减半。为了保证使用高质量的电容，华硕对每一批电容元件进行了抽样检测，75环境下运行5000小时经过测试后，才可以使用同一批元件，从而保证了元件可靠性，这些工作花销者看不到，但华硕确实考虑得很周祥。最后还有一点，很多人看到有些厂商在主板上电源电路标出的电容部分并没有安装电容（图4中可以看到），会认为是偷工减料，其实这可不用然是完好正确的想法。芯片组厂商在供给介绍电路的时候确实在相应地址设计了电容，但是以华硕而言，研发工程师可以选择最