简单认识主板供电

发布时间 2023-10-11 16:13:02作者: Raspberryhulu

主板供电的简单概括

日常我们,只需要将CPU供电插槽和ATX主板供电插槽插上,开机,我们就知道主板上的每个部位就会有电。

而主板上大部分硬件都是低电压,高电流。

+12V的 PCI-E插槽、散热风扇、12V RGB。

+5V 的 USB、I/0外设、5V ARGB。

+3.3V的 PCI-E插槽、M.2 SSD。

注:台式机硬盘供电是12V和5V。

在我们开始之前,首先我们要知道AMD和intel这两家的供电部分有所不同,

首先是英特尔酷睿的供电基本分为四部分

VCC(核心电压)

VCCGT(核显电压)

VCCIO(IO电压)

VCCSA(外围电压)

AMD Ryzen的供电部分分为四部分

VDD(核心电压)

VDDNB(IO电压)

SOC(外围电压)

GT(核显电压)

那么这些硬件的供电过程是怎么产生的吗?

首先,我们要了解一下名词,VRM.电压调节(供电)模组。

CPU有、内存有、南桥有、显卡也有。

内存、南桥、显卡这些供电模组不像CPU那样,那么明显。当然一张独立显卡它的PCB板上也有一套独立的供电模组。

这些VRM,实际上就是由几个不同的元件构成的。原理基本都是相同的。

大致都有PWM 控制器(PWM Controller)、MOS 驱动器(MOS Driver)、MOS管(MOSFET)、低压端电容、电感和电阻。

这里要注意MOS管有两种:分离式MOS管和整合式MOS管(DrMOS)。

分离式MOS
整合式MOS

 

主板供电分布图
元器件认识

我就拿CPU供电的原理图来举例

首先12V输入电源从CPU供电插槽进入,先进入插槽附近的电感电容进行稳压稳流,经再过MosFET上桥进入电感与电容,在电感与电容填充电能并达到所需的电压后,上桥中断,下桥开启。此时电容电感释放能量,同时起到滤波稳定,下桥控制电路。通过PWM控制器向MOS驱动发送数字信号,MOS Driver控制MOS FET频繁切换持续稳定的电流与电压供给CPU。CPU再反馈给PWM。

简单理解就是通过一个buck降压斩波电路,与下桥MOSFET起到续流二极管的作用。

偷的图,简单认识一下

光知道这些还不够,你还要知道现如今的CPU的功耗轻轻松松的就能上100W高端的更是达到了200W以上,在低电压中,不仅要满足高功率,还要满足动态负载,你在打开一个文档和打开一个3A游戏作比较,CPU的负载功率差距很大。

在这种情况,意味的增加直出供电相数,无疑是增加了高昂的供电成本。所以就有了倍相供电和并联供电,一方面是降低供电成本,提供更好的供电方案,另一方面迷惑小白用数电感的方式,欺骗消费者。

直出供电

除了成本高,没任何缺点,也就是实在的每一个电感对应一组上下桥MOS,然后每组都是单独直接由PWM直接控制的。

倍相供电

倍相供电是通过倍相芯片把PWM传来的信号分成两路,让两个电感轮流工作,大家可以看示意图。

倍相设计原理相比直出,每个电感也都是一组上下桥MOS,但是两组分成一小组,由倍相芯片控制,让电感A和电感B轮流干活,说简单点,就和我们开长途车两个司机一样,一个司机开半天累了,休息换另一个上。这样的好处是不仅提升最大输出电流还能降低温度,使得寿命更长。

识别倍相很简单的就是看后面有没有倍相芯片。

并联供电

并联电路相比倍相,是没有倍相芯片的,并且是每两个电感共用一组MOS,也就是说相比倍相的轮流供电,并联所有的MOS管和电感都在不停的工作,这就使得并联发热相对较高,但是优势也很明显,电感是供电组成中非常重要的部分,两个电感同时工作拉高PWM频率提升动态响应性能,从而使得CPU超频更加稳定。

最后我要说一下,知道几相供电也没用,知道了他们用什么MOS桥,控制器也没用。每段电路的设计都有密切的关系,不是见其一就知其二的。大部分供电的设计都会主动满足当下所有处理器的TDP设计,也就是说再差也要满足TDP。至于超过了TDP上限之后,能上多少纯看运气,反正便宜的主板从来没有运气可言。而有些主板可能为了避免自己电路的性能缺陷,可能会故意通过锁定TDP的方式来防止电路过载。而有些主板没有措施,就会出现掉压等现象暴露自己供电不足的问题。所以一路分析哪个主板供电好(特别是预算不足的人),倒不如看看自己花了多少钱,心里有点B数。