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幾相才是最好？透過供電模塊挑選主板

2020-07-16 19:06:19
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供稿：網(wǎng)友
第1頁：對付CPU“電老虎”主板優(yōu)良供電是關(guān)鍵
一款優(yōu)秀的主板產(chǎn)品，我們在選購時(shí)都會(huì)從原料選擇、元器件排布、電路設(shè)計(jì)、整體做工等一些方面來判斷產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)。而其中最值得關(guān)注，也是大家最注重的部分就屬主板供電系統(tǒng)了。因?yàn)橹靼骞╇娤到y(tǒng)主要是為CPU提供優(yōu)質(zhì)的電源支持，保證高頻率工作的CPU在平穩(wěn)的電壓、電流下穩(wěn)定運(yùn)行。

四相供電設(shè)計(jì)提供更穩(wěn)定的電源輸出
時(shí)下主流CPU頻率已經(jīng)普遍達(dá)到3GHz的水平，而功耗問題也已經(jīng)成為除發(fā)熱量以外，另一個(gè)最受關(guān)注的問題了。像Pentium 4 EE那樣的CPU，最大功耗已經(jīng)超過了110W，稱得上整個(gè)系統(tǒng)中的“電老虎”了。而且隨著大家對低價(jià)PC的日益寵愛，買一顆Celeron D或者Athlon XP來超頻也是很經(jīng)常的事情了。高效純凈的電源，對于CPU超頻的重要性不言而喻，這無疑對主板供電系統(tǒng)提出了更高的考驗(yàn)。

“電老虎”Intel Pentium 4 EE 3.46G
同時(shí)，高效純凈的電源，不僅能夠使CPU正常穩(wěn)定工作，對于系統(tǒng)溫度也有著重要的影響。一款設(shè)計(jì)精良的供電系統(tǒng)，還應(yīng)當(dāng)能夠有效降低系統(tǒng)整體溫度。通過一些輔助的電源散熱裝配，加上良好的IC電路設(shè)計(jì)，相對其他一般供電設(shè)計(jì)的主板來說，溫度會(huì)有10度左右的降幅。

主板供電電路也加裝了銅制散熱器
那么怎樣才能算是一款具備優(yōu)良供電系統(tǒng)的主板呢？要回答這個(gè)問題并不簡單，而且每種供電系統(tǒng)都需要經(jīng)過一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，要考慮到很多的問題。例如：各個(gè)元器件的特性、PCB板材的厚度、CPU內(nèi)核對電源的設(shè)計(jì)需求、整個(gè)供電系統(tǒng)的電磁干擾等等問題。掌握起來并不簡單，而且并不實(shí)用。其實(shí)我們完全可以簡單的掌握供電系統(tǒng)中幾個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)，直接判斷出這款主板供電系統(tǒng)的品質(zhì)如何。
第2頁：單相供電理論上最強(qiáng)，多相供電實(shí)際中更穩(wěn)定
大多數(shù)消費(fèi)者在購買主板時(shí)，都非常關(guān)注主板供電部分，認(rèn)為供電的“相”越多，主板就越穩(wěn)定，用料就越好。其實(shí)主板供電系統(tǒng)是并聯(lián)的穩(wěn)壓電路，這又分兩種, 一種是簡單的功率管并聯(lián)，以提高輸出電流，另一種是完全獨(dú)立的電路。路數(shù)多并不能說明性能就好，關(guān)鍵在輸出電流和紋波系數(shù)。同樣的外形，輸出電流可能數(shù)倍之差。

四相與三相供電回路設(shè)計(jì)
供電相數(shù)的多少不能決定好與壞，我們不能一概而論。相數(shù)多的不一定電流就足夠純凈，而單相的也不一定就是最理想的。從電路設(shè)計(jì)原理上來講，單相供電回路設(shè)計(jì)具有極佳的精度控制，電路設(shè)計(jì)也相對簡單一些，有效降低了出現(xiàn)故障的幾率。不過這只是理論上的設(shè)想，實(shí)際中不大可能實(shí)現(xiàn)的。單相供電固然有它的好處，但是由于要使用價(jià)格不菲的大功率MOSFET場效應(yīng)管，而且由于場效應(yīng)管電壓轉(zhuǎn)換效率非常低，有大量的能量都轉(zhuǎn)化為熱量消耗掉了，所以非常不實(shí)惠，根本不可能用于PC主板上。

三相供電電路圖
有問題我們需要理性去看待，單相供電只能提供最高25A的電流，然而CPU的功率現(xiàn)在已經(jīng)是這個(gè)數(shù)字的幾倍了。主板為了承載更大的負(fù)荷，必須通過多路多相供電系統(tǒng)才能應(yīng)付的來。這樣不僅解決了供電負(fù)載問題，也有效的解決了單相供電巨大發(fā)熱量問題，而且成本也得到了有效控制。目前市售的一些主板已經(jīng)采用了四項(xiàng)，甚至是六相供電，因此也就出現(xiàn)了多相供電性能要優(yōu)于單相或者兩相供電的說法。

單相供電電路圖
正是如此，我們有必要知道如何判斷一款主板是幾相供電。一般地說，每一相供電是由輸入、輸出、控制三部分組成。以單相（或者是多相中的一相）供電舉例說，輸入部分使用得元器件有一個(gè)電感線圈、一個(gè)電容；輸出部分有一個(gè)電感線圈、一個(gè)電容；控制部分則由一個(gè)PWM控制芯片、兩個(gè)場效應(yīng)管組成。如上圖所示，由ATX電源提供的 12V電源輸入后先通過由一個(gè)電感線圈和電容組成的L1振蕩電路進(jìn)行濾波處理后，經(jīng)過PMW控制芯片與兩個(gè)晶體管導(dǎo)通后達(dá)到需要的輸出電壓，在經(jīng)過L2和C2組成的濾波電路后，就可以達(dá)到CPU所需要的Vcore了。多相供電就是將多個(gè)單相電路并聯(lián)而成的，所以可以提供三倍的電流。
第3頁：供電系統(tǒng)就是穩(wěn)壓電路，電源控制更為重要
其實(shí)主板供電系統(tǒng)可以簡單的理解為是一套帶變壓功能的穩(wěn)壓電路，當(dāng)中的每一相電路都是相當(dāng)于一組變壓器，經(jīng)過電源管理芯片精確的平衡各相電流，便可以維持功率組件的熱均衡。

電源管理芯片RT9241
說了這么多大家可能有些一頭霧水，到底哪種供電系統(tǒng)更好呢？我們還要從最根本的電路的設(shè)計(jì)看起。一套優(yōu)秀的供電系統(tǒng)，電路設(shè)計(jì)需要考慮到信號穩(wěn)定性、信號干擾、以及散熱等等。采用獨(dú)立設(shè)計(jì)的電源模塊則可以兼顧左右，我們可以看到在技嘉高端產(chǎn)品上使用的DPS（雙重供電系統(tǒng)）技術(shù)，就是一個(gè)成功的典例。通過主板上一個(gè)特殊的擴(kuò)展槽，插入另一組供電模塊，與主板上的三相供電模塊構(gòu)建成“六相供電”。

技嘉DPS二代雙重供電供電系統(tǒng)模塊
如果偏要說清楚幾相回路設(shè)計(jì)誰更好，并不那么簡單。無論是幾相供電，只要設(shè)計(jì)合理，能夠滿足CPU的電源需求，就走好了最根本的一步。雖然說多相供電固然有它的好處，在超頻這樣的非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，更強(qiáng)勁的供電模塊就需要更加扎實(shí)地用料與強(qiáng)悍散熱系統(tǒng)了。
一套供電電路設(shè)計(jì)的成功與否，不光與工程師設(shè)計(jì)有關(guān)，同時(shí)元器件的選料也起著重要的作用。成功的電路設(shè)計(jì)，應(yīng)該是布局合理、走線清晰，同時(shí)用料扎實(shí)、考究，這是邁向成功的另外關(guān)鍵一步。
第4頁：幾相供電并不重要，貴在設(shè)計(jì)用料選擇有道
我們在選購主板時(shí)，不要聽信個(gè)別經(jīng)銷商吹噓某款主板使用的是三相回路還是四相回路供電，這只是利用了消費(fèi)者在意識(shí)上固化思維。應(yīng)當(dāng)跳出這種經(jīng)營宣傳攻勢，客觀地看待每一款產(chǎn)品。最根本的方法就是通過主板供電部分的用料，是否采用了高品質(zhì)的電子元器件。

圖10.技嘉DPS雙重供電系統(tǒng)
CPU工作時(shí)需要的電壓極低，而電流卻很大，對電路設(shè)計(jì)的精密度要求極高，使用大量高品質(zhì)元器件就顯得十分重要。例如：技嘉DPS雙重供電系統(tǒng)采用了一個(gè)纏繞密集的電感線圈與兩個(gè)MOSFET場效應(yīng)管搭配，加上一個(gè)高品質(zhì)鋁殼電解電容形成每一相供電單元，主板上就提供了三項(xiàng)供電回路。再通過綠色的DPS擴(kuò)展插槽，加載另外的三相供電單元，形成可提供高達(dá)150A的高效電流，甚至可以支持10GHz的CPU。

這里要著重考慮電容的濾波性能，對于電容的品質(zhì)問題也要多加注意。日產(chǎn)電容中像Rubycon和nichicon的精度非常好，壽命也較長。雖然價(jià)格較為昂貴，但效能卻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于港臺(tái)產(chǎn)品。

部分主板上采用體積小
還有就是不要單純的根據(jù)電容容量的大小來判斷供電系統(tǒng)的用量優(yōu)良與否，并不是單顆電容越大，電容數(shù)量越多性能一定就越好。根據(jù)每款主板自己不同的電路設(shè)計(jì)，更改電容的容值和數(shù)量，會(huì)對供電系統(tǒng)的整體系統(tǒng)產(chǎn)生改變。多個(gè)小容量電容并聯(lián)后的容量也許會(huì)大過容量大而數(shù)量少的電容，而且有利于減少電容內(nèi)部的交流阻抗，能提供更好的高頻濾波功能。

捷波“智尊”系列主板上使用的是固態(tài)電容
另外，像捷波“智尊”系列主板對供電系統(tǒng)中的電容進(jìn)行了提升，拋棄傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的液態(tài)鋁殼電解電容，改用高品質(zhì)大容量固態(tài)電容，保證了供電的充足和運(yùn)行的穩(wěn)定。高端固態(tài)電容進(jìn)一步根除了液態(tài)電解電容在超負(fù)荷工作狀態(tài)下爆漿的隱患和危險(xiǎn)，從而令主板在穩(wěn)定性、安全性、以及長效性方面有了很大的改善。
總體來說，主板供電系統(tǒng)決定著整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，所以在挑選主板時(shí)，認(rèn)真辨別供電系統(tǒng)品質(zhì)首當(dāng)其沖，并且要讓供電系統(tǒng)為CPU供電流出足夠的擴(kuò)展空間，這樣也有利于CPU的超頻。其次，再來觀察主板其他部分的設(shè)計(jì)做工與產(chǎn)品用料。這樣挑選出來的主板，才是一款能夠保證整套系統(tǒng)硬件安全，延長個(gè)配件壽命的堅(jiān)實(shí)基盤。

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