主板基礎知識: 電源回路分析

　　電源回路是主板中的一個重要組成部分，其作用是對主機電源輸送過來的電流進行電壓的轉換，將電壓變換至CPU所能接受的內核電壓值，使CPU正常工作，以及對主機電源輸送過來的電流進行整形和過濾，濾除各種雜波和干擾信號以保證電腦的穩定工作。電源回路的主要部分一般都位于主板CPU插槽附近。

　　電源回路依其工作原理可分為線性電源供電方式和開關電源供電方式。

　　線性電源供電方式

　　這是好多年以前的主板供電方式，它是通過改變晶體管的導通程度來實現的，晶體管相當于一個可變電阻，串接在供電回路中。由于可變電阻與負載流過相同的電流，因此要消耗掉大量的能量并導致升溫，電壓轉換效率低。尤其是在需要大電流的供電電路中線性電源無法使用。目前這種供電方式早已經被淘汰掉了。

　　開關電源供電方式

　　這是目前廣泛采用的供電方式，PWM控制器IC芯片提供脈寬調制，并發出脈沖信號，使得場效應管MOSFET1與MOSFET2輪流導通。扼流圈L0與L1是作為儲能電感使用并與相接的電容組成LC濾波電路。

　　其工作原理是這樣的：當負載兩端的電壓VCORE（如CPU需要的電壓）要降低時，通過MOSFET場效應管的開關作用，外部電源對電感進行充電并達到所需的額定電壓。當負載兩端的電壓升高時，通過MOSFET場效應管的開關作用，外部電源供電斷開，電感釋放出剛才充入的能量，這時的電感就變成了電源繼續對負載供電。隨著電感上存儲能量的消耗，負載兩端的電壓開始逐漸降低，外部電源通過MOSFET場效應管的開關作用又要充電。依此類推在不斷地充電和放電的過程中就行成了一種穩定的電壓，永遠使負載兩端的電壓不會升高也不會降低，這就是開關電源的 大優勢。還有就是由于MOSFET場效應管工作在開關狀態，導通時的內阻和截止時的漏電流都較小，所以自身耗電量很小，避免了線性電源串接在電路中的電阻部分消耗大量能量的問題。這也就是所謂的“單相電源回路”的工作原理。

　　單相供電一般可以提供 大25A的電流，而現今常用的CPU早已超過了這個數字，P4處理器功率可以達到70-80瓦，工作電流甚至達到50A，單相供電無法提供足夠可靠的動力，所以現在主板的供電電路設計都采用了兩相甚至多相的設計。（如圖2）就是一個兩相供電的示意圖，很容易看懂，就是兩個單相電路的并聯，因此它可以提供雙倍的電流供給，理論上可以綽綽有余地滿足目前CPU的需要了。但上述只是純理論，實際情況還要添加很多因素，如開關元件性能，導體的電阻，都是影響Vcore的要素。實際應用中存在供電部分的效率問題，電能不會轉換，一般情況下消耗的電能都轉化為熱量散發出來，所以我們常見的任何穩壓電源總是電器中 熱的部分。要注意的是，溫度越高代表其效率越低。這樣一來，如果電路的轉換效率不是很高，那么采用兩相供電的電路就可能無法滿足CPU的需要，所以又出現了三相甚至更多相供電電路。但是，這也帶來了主板布線復雜化，如果此時布線設計如果不很合理，就會影響高頻工作的穩定性等一系列問題。目前在市面上見到的主流主板產品有很多采用三相供電電路，雖然可以供給CPU足夠動力，但由于電路設計的不足使主板在極端情況下的穩定性一定程度上受到了限制，如要解決這個問題必然會在電路設計布線方面下更大的力氣，而成本也隨之上升了。

　　電源回路采用多相供電的原因是為了提供更平穩的電流，從控制芯片PWM發出來的是那種脈沖方波信號，經過LC震蕩回路整形為類似直流的電流，方波的高電位時間很短，相越多，整形出來的準直流電越接近直流。

　　電源回路對電腦的性能發揮以及工作的穩定性起著非常重要的作用，是主板的一個重要的性能參數。在選購時應該選擇主流大廠設計精良，用料充足的產品。