主板电路的详细说明_计算机硬件和网络_IT /计算机_信息

主板电路的详细说明。主板是计算机的基石，但要在众多主板中选择一个好的主板确实很困难！如果主板要稳定工作，则主板电源的材料和工艺至关重要。我相信您会在许多媒体中经常看到，在介绍主板时，它们是在介绍主板的多相电路的设计。那么，如何区分主板的多相电路呢？其实这个问题很容易回答！可以用一些基本的电路知识清楚地解释。实际上，主板的CPU电源电路主要是为CPU供电，以保证CPU在高频大电流工作条件下的稳定运行。同时，它也是主板上信号强度最高的地方。如果处理不当，会产生串扰效应，这会影响信号较弱的其他数字电路部件，因此电源部件的电路设计和制造要求通常相对较高。简而言之，电源部分的最终目的是满足CPU对CPU电源输入端的电压和电流的要求，然后它才能正常工作。但是，这样的设计是复杂的项目。它需要考虑组件的特性，PCB板的特性，铜箔的厚度，CPU插座的接触材料，散热，稳定性，干扰和许多其他问题。它可以基本反映主板制造商的综合研发实力和技术经验。图1是主板上CPU核心电源电路的简单。它实际上是一个简单的开关电源。这是主板上电源电路原理的核心。

+ 12V是ATX电源的输入。它通过由电感器和电容器组成的滤波电路，然后进入由两个晶体管（开关管）组成的电路。该电路受PMW控制（可以控制开关管传导顺序和频率，从而可以在输出端满足电压要求）。控制的一部分可以输出所需的电压和电流。图中箭头处的波形图显示了输出如何随时间变化。在由L2和C2组成的滤波电路之后，基本上可以获得平滑且稳定的电压曲线（Vcore，电流P4处理器Vcore =1.525V）。 CPU可以使用此稳定电压。每个人都经常称之为“多相”电源中的“单相”。看起来不是很简单！任何对物理电路一无所知的人都可以看到其工作原理。单相电源通常可以提供最大25A的电流，而当今常用的CPU已经超过了这个数字。 P4处理器的功率可以达到70-80瓦，工作电流甚至可以达到50A。单相电源不能提供足够的可靠电源，因此主板的电源电路设计现在采用两相甚至多相设计。图2是两相电源的。很容易理解。它是两个单相电路的并联连接。因此，它可以提供双倍的电流供应，从理论上讲足以满足当前CPU的需求。

但是，以上内容仅是理论上的，必须将许多因素添加到实际情况中，例如开关元件的性能和导体的电阻，这些都是影响Vcore的因素。在实际应用中，存在电源部分的效率问题。电能将不会转换为100％。通常，消耗的电能被转换成热量并被释放。因此，任何常见的稳定电源始终是设备最热的部分。应该注意的是，温度越高，效率越低。结果，如果电路的转换效率不是很高，则两相电源电路可能不能满足CPU的需求，因此出现了三相或更多相的电源电路。但是，这也给主板布线带来了复杂性。如果此时的布线设计不是很合理，则会影响一系列问题，例如高频操作的稳定性。当前市场上看到的许多主流主板产品都使用三相电源电路。尽管它们可以为CPU提供足够的电源，但缺乏电路设计会在极端条件下一定程度上限制主板的稳定性。这个问题将不可避免地在电路设计和布线上付出更多的努力，并且成本将相应地增加，并且很少有制造商真正在这种设计中做得很好。您可能对以下问题感兴趣：提供三相电源的主板是否比提供两相电源的主板更稳定？答案并不一定。原因很简单：首先，是因为当前提供三相电源电路设计的大多数主板制造商的电路设计都不是很好。其次，优秀的主板设计师会避免在研发工程师中放置过多的组件。为了避免在主板上产生不必要的干扰，明智的做法是采用最简单，最稳定的两相电源电路设计。

将来，随着CPU速度的提高，两相电源的极限将逼近，这肯定不能满足需求。下面，我将带您了解当前主流主板市场中使用的多相电源电路设计。上图显示了使用“两相电源电路”的主板。对于单相电源电路，它已从主流主板市场中消失了。它不再是主板的主流电源形式。目前在主板市场。主要设计有两相电源回路，三相电源回路，增强型三相电源回路和四相电源回路。两种电源回路设计中的大多数是I845系列芯片组和SIS6XX系列芯片组主板产品。在这两个电源回路中，我们以上述主板的CPU电源部分为例。为了向CPU提供足够的功率，两相电源电路需要其高效率。可以看出，为了通过大电流，电路中的元件使用相应的元件，如图中圆圈部分所示，+ 12V输入部分使用直径约为1.5 mm的材料绕制电感器，其交叉截面积可以使它在流过大电流时不会过热。绘制正方形的两个电感器由两束直径为1 mm的材料制成，可提供更大的横截面积，从而可以将通过电感器时的电流损耗降至最低。其他制造商大多在此处使用单一材料进行绕组，这会产生更多的功率损耗并导致电感器发热。

上图中主板的电源部分使用“三相电源电路”。三相电源电路主板上使用的电感通常由16AWG（AWG：美国线规）制成，磁环上具有5-20匝。 。太粗的导线不易缠绕在磁环上，不便于批量生产，且成本较高，因此使用较少。电感线圈（也是普通导体）的导通电流能力I =φS（φ——导体的电流密度，变压器每平方毫米通常需要2.5〜5安培，因为线圈为绕制成层，很容易积聚热量选择较小的电感线圈，通常为每平方毫米6-10安培-可以选择稍大的选项，因为线圈的单层绕组线暴露在的MOSFET（每相两个），电容器（包括高频SMD电容器）和其他新的电源电路。从本质上讲，对大电流和低压DC-DC转换电源的要求不外乎是几个：功率转换效率高（相对而言，损耗很小，因此在电源中浪费的能量也更少）热量形式）;稳定— —特别是，电源开关电路曲线非常稳定，波动很小。四相电源具有较大的电流/电压裕度，因此在大功率电源下的性能自然会更好。

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