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Pg电子游戏:小电路大学问!A75主板供电模块详析

发布时间:2024-12-27 08:23:41点击量:

  PWM芯片作为CPU供电路的核心元件,可以说是供电路的“司令部”。在CPU的芯片上有专门的电压识别针脚(一般为8个),这8个针脚的编码代表CPU核心的工作电压,在主板上也有专门的CPU VID识别电路。当开机加电时,先给CPU VID识别电路加电,进而读取CPU VID针脚的编码,从而判定CPU核心的电压。只有将VID电压编码送到CPU VID识别电路,PWM芯片才能依据CPU VID编码确定PWM的脉冲宽度并将其输出给驱动芯片,然后驱动芯片驱动MOSEFT工作,正式给CPU供电。

  驱动芯片给MOS管的控制极(栅极)加高电压信号,MOS管就导通;加低电压信号,MOS管就断开。驱动芯片给MOS管的高/低信号是一个脉冲式的信号。当上MOS管导通之后,电感的输出电压从0 V上升到1.2V需要一定的时间,高电压信号也就要维持一定的时间,同时驱动芯片给下MOS管的低电压信号也要维持相同的时间,这段时间叫做“脉冲宽度”。脉冲宽度决定了供给CPU的输出电压的高低:脉冲越宽,电压就越高;反之,电压就越低。

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  我们都知道,CPU在工作的时候,要经历一个从负载到满载的变化过程。然而,在CPU变化的过程中与之相对应的供应电流,变化也是非常大的。为了保证CPU在性能变化时有合适的电流供应,这就需要CPU的供电电路具有非常快速的反应能力,而这一快速反应能力自然就离不开供电电路系统中的场效应管(MOSFET管)、电感以及电容,(不同品牌的电子元件在性能表现上也会有差异),下面我们就针对这几个方面分别谈下。

  上桥和下桥都可以通过并联两三颗代替一颗来提高导通能力,这样一来,更多的MOS管可以减少承受热量的时间,还能增加供电系统的稳定性。因此,对于普通消费者来说,一定程度上可以从MOSFET的数量来判断供电电路的优劣。另外,由于MOS管承载电流较大,因此它也是主板积热最高的地方,所以许多主板都在MOS管上加装了散热器,以起到辅助控制热量作用。

  PS:当一根导线中拥有恒定电流流过时,总会在导线周围激发恒定的磁场。如果我们把这根导线弯曲成螺旋线圈,螺旋线圈中就会产生磁场;如果把这个螺旋线圈放在某个电流回路中,当这个回路中的直流电变化时,电感中的磁场也会发生变化。变化的磁场会带来变化的“新电流”,由于这个“新电流”同原来的直流电方向相反,从而在短时间内对直流电的变化形成一定的抵抗力。当两种力达到平衡时,电流就会稳定下来。

  目前,主板中常用的电感为全封闭铁素体电感,这种电感的电气性能要强于“裸体”电感,因为一体化的成型结构设计(利用铁素体材料约束电感线圈的磁场)不仅能够很好的避免噪音的产生,还能够提供更高的电子阻抗、更低的工作温度、更低的EMI电磁干扰。全封闭铁素体电感在增强本身性能的同时,还能获得比传统电感更长的寿命。

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  随着晶体管规模的提升和制程的进化,芯片也向着低电压、大电流的方向发展,处理器的“功耗”也从最初的80A转变为100A甚至向120A迈进。然而,单相供电所能输出的电流只能维持在30A左右,所以多相供电的技术就成为了必需。另外,随着处理器频率的不断提升,对处理器内部的高/低电压之间的切换速度也有了更高的要求。想要实现高/低电压之间的快速切换,就需要供电系统能够提供强有力的保障。

  在供电电路中使用多相供电,可以将电流平均分配到每一相,以便提供更大电流,从而满足更高级处理器的工作需求。另外,由于每相供电平均分配电流,使得平均的工作时间和发热量都能够减少。多相供电不仅可以使输出电压更加平稳,还能有效降低电路温度,延长电子元件寿命。一般情况下,主板CPU供电电路的“相数”越多越好,不过,相数越多,成本也越高,对设计也提出了更高的要求。

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