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如果我們想掌握主板質(zhì)量就必須深入了解主板供電電路，它負責電源電壓——即+ 12v -并轉化為CPU所需的適當電壓，內存，芯片和其他電路的供給。接下來(lái)，我們將更深入了解供電模塊，如何鑒別該電路，它是如何工作的，最常見(jiàn)的元件以及如何確定優(yōu)質(zhì)部件。
想了解整個(gè)主板的質(zhì)量和使用壽命，判斷供電模塊的質(zhì)量是最好的途徑之一。一個(gè)好的供電模塊輸出將不會(huì )有任何的電壓波動(dòng)或雜波，其提供了CPU和其它部件干凈和平穩的電壓。一個(gè)差的供電模塊可以導致電壓波動(dòng)及雜波，乃致故障如電腦重啟、死機、聲名狼藉的的藍屏。 如果該電路采用劣質(zhì)的鋁電解電容，它們將泄漏，鼓脹甚至爆炸。其在主板電路中往往是易損件。而一個(gè)高質(zhì)量供電模塊電路可以確保你有一個(gè)穩定的系統，經(jīng)久耐用。
供電電路很容易識別。因為它是唯一采用電感(線(xiàn)圈)的主板電路，電感附近一般就能找到供電模塊。通常供電模塊環(huán)繞在CPU四周；不過(guò)你會(huì )發(fā)現一些電感散布在主板上，通�？拷鼉却婧团R近南橋芯片，同樣的他們?yōu)檫@些組件提供所需電壓。
圖1:供電模塊的電路。
解釋工作原理前，先讓讓你熟悉供電模塊的主要部件。
1.認識一下主要元件
供電模塊的主要元件，前面已提到的，1電感（可以由兩種材料組成，鐵芯或鐵素體）、2.晶體管、3.電容(好的主板將提供耐久的鋁電解電容)。
晶體管供電模塊電路用稱(chēng)為MOSFET(金屬氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管) 的技術(shù)所制造，人們簡(jiǎn)稱(chēng)為“MOSFET”。有些主板來(lái)用被動(dòng)冷卻 – 散熱器以冷卻“MOSFET”。還有另一個(gè)非常重要的元件稱(chēng)為“PWM”控制器，以及同樣設計精良細小的“MOSFET driver”。接下來(lái)將解釋他們的功用。
圖2:供電模塊的特寫(xiě)
圖3:主板上的被動(dòng)冷卻方式：散熱器
2.現在讓我們深入介紹每個(gè)元件
如前所述，你可以找到兩種用于供電模塊的電感: 鐵芯或鐵素體。相對于鐵芯電感，鐵素體電感功率損耗更低：據技嘉稱(chēng)低了25%（技嘉在主板界的權威地位可見(jiàn)一斑，后面還會(huì )提到），較低的電磁干擾和更好的抗銹性。兩者之間很容易區分: 鐵芯電感通常是“開(kāi)放”的，你可以看到里面有一個(gè)厚實(shí)的銅制線(xiàn)圈；而鐵氧體電感是“閉合”的，通常上面有一個(gè)字母R打頭的標志。在圖四、圖五可比較出他們之間的差別。但是鐵氧體電感也有一個(gè)例外，其大又圓而且是“開(kāi)放”的，如圖6。這種鐵氧體扼流圈是很容易識別的，因為它的鐵芯是橫置的。
供電模塊中還有一種概念稱(chēng)之為“相位”。是不是有點(diǎn)糊涂，別擔心，我們將詳細解釋。
圖四:鐵電感。
圖五:鐵氧體電感
圖六:鐵氧體電感的特例
2.現在讓我們深入介紹每個(gè)元件（續）
盡管所有主板供電模塊都使用MOSFET，但其中有好有壞。好的MOSFET的開(kāi)關(guān)電阻較低–該參數稱(chēng)之為“DPS”，發(fā)熱量少(相對于傳統MOSFET少16%的熱量，又是技嘉所言)，體積小于傳統MOSFET。有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法來(lái)區分兩，傳統的MOSFET有三條引腳，中心的引腳通常被低斷而懸空，低阻的MOSFET有四個(gè)或更多的引腳且都焊接到主板上。比較圖7號和圖8你可以看到兩者的區別。
供電模塊一般每相位有兩個(gè)MOSFET。而便宜的主板只使用一個(gè)加強的MOSFET，也有每相位使用三個(gè)MOSFET的。因此計算相位數量最好的辦法是通過(guò)數電感，而不是數MOSFET。
圖7:傳統的MOSFET
圖8:低阻MOSFET。
用于供電模塊電路的電容可以分為傳統的電解質(zhì)類(lèi)型電容或固態(tài)鋁電容，我們已經(jīng)展示了他們之間的差異，對照圖2。固態(tài)鋁電容比普通的要好，因為它們不易膨脹或泄漏。如果你的主板為正規廠(chǎng)商生產(chǎn)（暗指山寨貨，老外也知道？），你應該會(huì )發(fā)現他們的制造商。日產(chǎn)電容的傳統就是防鼓脹、泄漏、爆炸（三防？小日本的東西名聲在外�。�。
每個(gè)電壓輸出是通過(guò)一個(gè)集成電路稱(chēng)為PWM控制器控制的。如為為中央處理器、記憶、芯片組等(PWM控制器能控制兩個(gè)獨立的電壓輸出)。如果你環(huán)顧整個(gè)CPU插座，你應該能夠找到給CPU供電的PWM控制器，見(jiàn)圖2和圖9。
圖9 PWM控制器。
最后，我們有一個(gè)較小的集成電路稱(chēng)為MOSFET driver。供電模塊將用一MOSFET驅動(dòng)每相位，所以每個(gè)driver驅動(dòng)兩個(gè)MOSFET。便宜主板會(huì )以附加的MOSFET替代driver，所以這種設計的主板，每相位有三個(gè)MOSFET，不像往常一樣有兩個(gè)。
圖10:MOSFET driver
3.相位
(個(gè)人感覺(jué)該章節較艱澀，沒(méi)一定的電學(xué)基礎請略過(guò)，或看我紅字標出部分)
供電模塊的電源電路的工作中有幾個(gè)平行提供相同的輸出電壓-特別的指CPU電壓。然而，他們在不同一時(shí)間工作，因此命名為“相位”。我們將詳細地解釋一下其如何工作，所以不要害怕（老外挺可愛(ài)）。就像很多廠(chǎng)商和愛(ài)好者討論主板的供電相數問(wèn)題，我們希望引申這一主題。
咱們以CPU供電模塊為例。如果該電路具有兩個(gè)相位，每個(gè)相位將操作50%的時(shí)間以產(chǎn)生CPU電壓。如果這種相同的電路是由三個(gè)相位，每個(gè)相位將工作33.3%時(shí)間；四個(gè)相位，每個(gè)相位將會(huì )占25%。有六個(gè)相位，每個(gè)相位將工作16.6%的時(shí)間。以此類(lèi)推。
供電模塊電路有更多的相位有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。最明顯的是，這時(shí)MOSFET負載更低，延長(cháng)了使用壽命，同時(shí)降低這些部件工作溫度。另一個(gè)好處是，多相位通常的輸出電壓更穩定和較少紊壓。
添加更多的相位需要增加更多的部件，它會(huì )增加主板成本。廉價(jià)的主板則盡量減少相位。
非常重要的是，當廠(chǎng)商說(shuō)主板有六相供電時(shí)，是指CPU供電模塊。
每一個(gè)電壓相位使用一個(gè)電感，兩個(gè)或三個(gè)MOSFET，一個(gè)或多個(gè)電解電容和一個(gè)MOSFET driver-低端主板里這最后的組件可以被MOSFET所替代。正如你所看到的，組件的數量不會(huì )一成不變。目前唯一最好的計算相數方法是數電感。 (注意，有例外;其后我們將作解釋)。例如，在圖11（圖表1和2)有三個(gè)相位。
圖11:相位。
但有一個(gè)例外。有一些主板芯片組、存儲器的供電電感位于CPU附近，單純依靠數電感來(lái)判斷供電相數就不準了。下圖:雖然看上去有四相，但它是三相的，就像僅有的三個(gè)相位被用來(lái)產(chǎn)生CPU電壓;在這主板第四相位是用來(lái)產(chǎn)生內存的電壓。我們要教你如何在一秒內得到準確的相位數。
圖12:主板和三個(gè)相位，而不是你假定的四相。
在主板背面的四個(gè)電感中一個(gè)較遠的電感應該被忽略。在圖11你能看到主板CPU供電模塊中的電感是同極的… 因為同相內所有電感產(chǎn)生相同電平，只有連接在一起的應該被計算。這可以通過(guò)敷銅面看出。在圖13我們展示了電感被焊在一起。圖12中正如你所看到的，只有三個(gè)電感連接到一起，第四個(gè)電感去向內存插槽。
圖13:正確的計數電感。
最后一個(gè)例子是我們想帶你見(jiàn)識一下10相供電的高檔主板(見(jiàn)圖)。去MOSET上掉精美的散熱器，我們才拍這張照片（真是燒包�。�。
如圖14:非常高端主板和10個(gè)相位。
現在，你知道如何正確識別和計數供電模塊的相位，這一次，讓我們來(lái)解釋供電模塊電路是如何工作的。
4.它是如何工作的
供電模塊電路從ATX12V EPS12V得到+ 12v電壓，轉換給(中央處理器，存儲器、芯片組，等等)。這種轉換是一個(gè)DC-DC converter，也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源，如同PC機的電源一樣。
PWM-脈寬調制控制器是這個(gè)過(guò)程的核心。PWM按相位產(chǎn)生方波信號，從這個(gè)信號決定于負載電壓，即其占空比正比于輸出目標值（例如，50%的占空比：則一半時(shí)間輸出低電位—通常是零電位，另50%的時(shí)間輸出高電位—此時(shí)為即供電模塊的+ 12v。
供電模塊輸出電壓值必須讀取來(lái)自處理器的“voltage ID” (VID) pins（人稱(chēng)的電壓硬改）,，其必須提供一個(gè)二進(jìn)制代碼和精確的電壓值。有些主板在BIOS中允許讓你手動(dòng)更改CPU電壓。也就是改變PWM的設置代碼，隨之PWM根據已被配置將改變你的CPU電壓。我們正在談?wù)摰腃PU電壓調節同樣適用于內存和芯片組。
DC-DC converter是一個(gè)閉環(huán)系統。這意味著(zhù)PWM控制器不斷監測輸出供電模塊的輸出電壓。如果電壓的增加或減少輸出電路將調整本身(改變脈寬調制信號的頻率)，以便輸出正確的電壓。乃至順利完成，同樣，反之亦然。
圖15的電路圖上經(jīng)常出現了CPU供電模塊的PWM控制器的 (NCP5392)。你可以很容易識別的電壓定義針腳(VID0 到 VID7)、回路針腳(CS，位于左側的電流傳感器針腳)和各相位輸出驅動(dòng) (座落在右邊G針，)。正如你所看到的，該集成電路可以控制四個(gè)相位。
圖15 PWM控制器
每個(gè)相位使用兩個(gè)MOSFET和一個(gè)電感。PWM不能提供足夠的電流開(kāi)關(guān)這些MOSFET，所以每一相都需要一個(gè)MOSFET driver。通常MOSFET driver是一個(gè)小集成電路。一些廠(chǎng)商為了降低成本在低端主板則使用一個(gè)分立的MOSFET上做驅動(dòng)用。
在圖16你可以看到某一相位的基本圖板(回路省略)由一個(gè)NCP5359 MOSFET驅動(dòng)。EPS12V ATX12V供給MOSFET及MOSFET driver(其上所標記“10 V到13.2 V”和“4v到15 V )。在這個(gè)圖中你可以看到兩個(gè)MOSFET及電感電容。這個(gè)反饋信號與電感與CS+ (CSP) and CS- (CSN) pin并聯(lián)。這個(gè)PWM提供這些pin和一個(gè)使能端EN以激活電路。
圖16:單相簡(jiǎn)化圖
正如你所看到的在圖15，每個(gè)相位有一個(gè)PWM信號輸出。需要解釋的是，脈寬調制信號是一個(gè)脈寬（占空比）變化取決于負載電壓的方波（這就是為什么這種技術(shù)被稱(chēng)作脈寬調制)。假設這個(gè)輸出電壓穩定，所有的脈寬調制信號將會(huì )有相同的脈寬，即每個(gè)方波“信號”都是相同的。然而，它們之間有一個(gè)延遲。取決于相位的交替。
例如，在一個(gè)電路時(shí)，只有兩相位，這兩個(gè)PWM信號將被分別運行。所以當第一相位被打開(kāi)，第二相位將會(huì )被關(guān)掉，反之亦然。這將確保每一相位將50%的時(shí)間。對一個(gè)電路的脈寬調制信號的四個(gè)相位，將會(huì )同樣方式將啟動(dòng): 第一相位先出現，然后第二相位被激活，那么第三相，然后4相。當一個(gè)相位是打開(kāi)的所有其他人都關(guān)掉。在這種情況下，每個(gè)相位將會(huì )占25%。
更多的相位，每個(gè)相位開(kāi)啟更少時(shí)間。如前文所講，這使得每個(gè)MOSFET熱釋放減少，元件使用壽命更長(cháng)。
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