電腦主板供電圖解析

givinglee154位粉絲4樓

（圖）PWM控制器（PWMControllerIC）

在CPU插座附近能找到控制CPU供電電路的中樞神經(jīng)，就是這顆PWM主控芯片。主控芯片受VID的控制，向每相的驅(qū)動(dòng)芯片輸送PWM的方波信號(hào)來(lái)控制最終核心電壓Vcore的產(chǎn)生。2010-1-1222:16回復(fù)givinglee154位粉絲5樓

MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片（MOSFETDriver）

MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片（MOSFETDriver）。在CPU供電電路里常見的這個(gè)8根引腳的小芯片，通常是每相配備一顆。每相中的驅(qū)動(dòng)芯片受到PWM主控芯片的控制，輪流驅(qū)動(dòng)上橋和下橋MOS管。很多PWM控制芯片里集成了三相的Driver，這時(shí)主板上就看不到獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)芯片了。2010-1-1222:17回復(fù)givinglee154位粉絲6樓

早一點(diǎn)的主板常見到這種14根引腳的驅(qū)動(dòng)芯片，它每一顆負(fù)責(zé)接收PWM控制芯片傳來(lái)的兩相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)兩相的MOSFET的開關(guān)。換句話說(shuō)它相當(dāng)于兩個(gè)8腳驅(qū)動(dòng)芯片，每?jī)上嚯娐酚靡粋€(gè)這樣的驅(qū)動(dòng)芯片。2010-1-1222:18回復(fù)givinglee154位粉絲7樓

MOSFET，中文名稱是場(chǎng)效應(yīng)管，一般被叫做MOS管。這個(gè)黑色方塊在供電電路里表現(xiàn)為受到柵極電壓控制的開關(guān)。每相的上橋和下橋輪番導(dǎo)通，對(duì)這一相的輸出扼流圈進(jìn)行充電和放電，就在輸出端得到一個(gè)穩(wěn)定的電壓。每相電路都要有上橋和下橋，所以每相至少有兩顆MOSFET，而上橋和下橋都可以用并聯(lián)兩三顆代替一顆來(lái)提高導(dǎo)通能力，因而每相還可能看到總數(shù)為三顆、四顆甚至五顆的MOSFET。2010-1-1222:18回復(fù)givinglee154位粉絲8樓下面這種有三個(gè)引腳的小方塊是一種常見的MOSFET封裝，稱為D-PAK（TO-252）封裝，也就是俗稱的三腳封裝。中間那根腳是漏極（Drain），漏極同時(shí)連接到MOS管背面的金屬底，通過大面積焊盤直接焊在PCB上，因而中間的腳往往剪掉。這種封裝可以通過較大的電流，散熱能力較好，成本低廉易于采購(gòu)，但是引線電阻和電感較高，不利于達(dá)到500KHz以上的開關(guān)頻率。

2010-1-1222:19回復(fù)givinglee154位粉絲9樓下面這種尺寸小一些的黑方塊同樣是MOSFET，屬于SO-8系列衍生的封裝。原本的SO-8封裝是塑料封裝，內(nèi)部是較長(zhǎng)的引線，從PN結(jié)到PCB之間的熱阻很大，引線電阻和電感也較高?，F(xiàn)有CPU、GPU等芯片需要MOSFET器件在較高電流和較高開關(guān)頻率下工作，因而各大廠家如瑞薩、英飛凌、飛利浦、安森美、Vishay等對(duì)SO-8封裝進(jìn)行了一系列改進(jìn)，演化出WPAK、LFPAK、LFPAK-i、POWERPAK、POWERSO-8等封裝形式，通過改變結(jié)構(gòu)、使用銅夾板代替引線、在頂部或底部整合散熱片等措施，改善散熱并降低寄生參數(shù)，使得SO-8的尺寸內(nèi)能通過類似D-PAK的電流，還能節(jié)省空間并獲得更好的電氣性能。目前主板和顯卡供電上常見這種衍生型。在玩家看來(lái)，SO-8系的YY度要好于D-PAK，但實(shí)際效果要根據(jù)電路設(shè)計(jì)、器件指標(biāo)和散熱情況來(lái)判斷，而原始的SO-8因?yàn)樯嵝阅懿睿呀?jīng)不適應(yīng)大電流應(yīng)用了。

2010-1-1222:20回復(fù)givinglee154位粉絲10樓另外，近日IR公司的DirectFET封裝也在一些主板上出現(xiàn)了，同樣是性能非常棒的封裝，看上去也非常YY，找到實(shí)物大圖以后會(huì)補(bǔ)充進(jìn)來(lái)。

2010-1-1222:21回復(fù)givinglee154位粉絲11樓“應(yīng)該熟悉的原件二”

輸出扼流圈（Choke），也稱電感（Inductor）。每相一般配備一顆扼流圈，在它的作用下輸出電流連續(xù)平滑。少數(shù)主板每相使用兩顆扼流圈并聯(lián)，兩顆扼流圈等效于一顆。主板常用的輸出扼流圈有環(huán)形磁粉電感、DIP鐵氧體電感（外形為全封閉或半封閉）或SMD鐵氧體電感等形態(tài)，上圖為半封閉式的DIP鐵氧體功率電感。2010-1-1222:22回復(fù)givinglee154位粉絲12樓

上面是兩種鐵氧體電感，外觀都是封閉式。左邊是DIP直插封裝，內(nèi)部為線繞式結(jié)構(gòu)，感值0.80微亨（“R”相當(dāng)于小數(shù)點(diǎn)）。右邊是SMD表貼封裝，內(nèi)部只有一匝左右的導(dǎo)線，感值0.12微亨要小很多。

2010-1-1222:23回復(fù)givinglee154位粉絲13樓

上面是三種環(huán)形電感。環(huán)形電感的磁路封閉在環(huán)狀磁芯里，因而磁漏很小，磁芯材料為鐵粉（左一）或Super-MSS等其它材料。隨著板卡空間限制提高和供電開關(guān)頻率的提高，磁路不閉合的鐵氧體電感、乃至匝數(shù)很少的小尺寸SMD鐵氧體功率電感以其高頻區(qū)的低損耗，越來(lái)越多地取代了環(huán)形電感，但是在電源里因?yàn)楦鞣N應(yīng)用特點(diǎn)，環(huán)形電感還在被大量使用。2010-1-1222:23回復(fù)givinglee154位粉絲14樓

輸出濾波的電解電容（ElectrolyticCapacitor）。供電的輸出部分一般都會(huì)有若干顆大電容（BulkCapacitor）進(jìn)行濾波，它們屬于電解電容。電容的容量和ESR影響到輸出電壓的平滑程度。電解電容的容量大，但是高頻特性不好。2010-1-1222:24回復(fù)givinglee154位粉絲15樓

除了鋁電解電容外，CPU供電部分常見固態(tài)電容。我們常見的固態(tài)電容稱為鋁-聚合物電容，屬于新型的電容器。它與一般鋁電解電容相比，性能和壽命受溫度影響更小，而且高頻特性好一些，ESR低，自身發(fā)熱小。關(guān)于固態(tài)電容的諸多優(yōu)點(diǎn)我們就不再細(xì)說(shuō)了。2010-1-1222:25回復(fù)givinglee154位粉絲16樓

Hi-cCap

此外還能見到鉭電容和鉭-聚合物電容（圖：三洋POSCAP系列）等，性能也比一般的鋁電解電容優(yōu)異得多，鉭-聚合物電容具有好于一般固態(tài)電容的ESR、高頻特性和更小的尺寸。網(wǎng)上已經(jīng)有很詳細(xì)的介紹。2010-1-1222:25回復(fù)givinglee154位粉絲17樓

插座中央這種電容叫做多層陶瓷電容（MLCC），它的單顆容量比電解電容小很多，然而高頻特性好很多，ESR很低。電解電容高頻特性不好，因而主板CPU插座周圍和CPU插座內(nèi)部會(huì)有幾十顆MLCC用作高頻去耦，和大容量的電解電容搭配，提供更好的濾波效果和動(dòng)態(tài)性能。近年來(lái)高端板卡開關(guān)頻率較高的數(shù)字供電電路，就利用MLCC高頻特性好的特點(diǎn)，直接使用很多顆MLCC進(jìn)行濾波，但是總?cè)萘可喜蝗?，只有很高的開關(guān)頻率才適合用。2010-1-1222:26回復(fù)givinglee154位粉絲18樓

輸入濾波的大電容也是電解電容，它為多相供電電路提供源源不斷的能量，同時(shí)防止MOS管開關(guān)時(shí)的尖峰脈沖對(duì)其它電路形成串?dāng)_，也可以濾除電源電壓中的紋波干擾。輸入濾波電容同樣可能用固態(tài)電容。分辨輸入濾波電容和輸出濾波電容的方法是看額定電壓，輸出電容的額定電壓一般是6.3V、2.5V之類的數(shù)值，而輸入濾波電容要接在+12V輸入上，額定電壓往往是16V。2010-1-1222:27回復(fù)givinglee154位粉絲19樓

輸入電路有時(shí)會(huì)串聯(lián)一個(gè)扼流圈。這個(gè)扼流圈的作用是防止負(fù)載電流的瞬態(tài)變化影響到上一級(jí)電路。它的形狀可能是線圈繞在棒子上，也可能是繞在環(huán)形磁芯上的線圈。

2010-1-1222:28回復(fù)givinglee154位粉絲20樓

還可能是封閉式的。很多主板上并沒有這個(gè)扼流圈，或者有焊位，但把它省略掉了。此外在供電部分我們還可以看到一些細(xì)小的起保護(hù)、緩沖等作用的料件。

好了，了解完這些主要元件，下面我們來(lái)看看如何識(shí)別CPU供電電路的相數(shù)。

2010-1-1222:29回復(fù)givinglee154位粉絲21樓“常規(guī)情況例子分析一”

這是一個(gè)常規(guī)的四相供電的連接方式。為了便于理解我們不畫出電路圖，而只是畫出它們之間的連接關(guān)系。

2010-1-1222:30回復(fù)givinglee154位粉絲22樓

CPU將n位的VID信號(hào)輸送給PWM控制芯片作為產(chǎn)生Vcore電壓的基準(zhǔn)。主控芯片產(chǎn)生四路脈寬可調(diào)的方波，每相錯(cuò)開90度相位（三相就是三路方波，每相錯(cuò)開120度，以此類推），送到四相的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片去。驅(qū)動(dòng)芯片受到方波的控制，以一定的間隔向上橋和下橋MOS管的柵極輪流送去方波，在一個(gè)周期的一定時(shí)間里上橋?qū)ǎ硪欢螘r(shí)間里下橋?qū)?，電流分別經(jīng)過上橋和下橋流過扼流圈，四相的電流合在一起，由濾波電容平滑就得到了輸出給CPU的Vcore。當(dāng)負(fù)載變化或者輸出電壓有偏差時(shí)，主控芯片監(jiān)測(cè)到變化，相應(yīng)地調(diào)整PWM方波信號(hào)的脈寬占空比，輸出電壓就受調(diào)節(jié)回到預(yù)定值。

2010-1-1222:31回復(fù)givinglee154位粉絲23樓在上面這個(gè)結(jié)構(gòu)圖里，我們可以看到n相有1個(gè)主控芯片，n個(gè)輸出扼流圈，n個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片，n組MOS管，若干個(gè)并聯(lián)的輸出濾波電容，若干個(gè)并聯(lián)的輸入濾波電容，以及輸入扼流圈。我們來(lái)看幾個(gè)例子對(duì)照一下。

2010-1-1222:31回復(fù)givinglee154位粉絲24樓

三相供電的IntelDG45ID的供電部分。一般說(shuō)來(lái)每相供電有一個(gè)扼流圈，我們看到3個(gè)扼流圈，可以推測(cè)是三相供電。跟著我們可以找到9個(gè)MOSFET分成3組，每組3個(gè)，每組旁邊還有對(duì)應(yīng)的1個(gè)MOSFETDriver芯片，這些可以驗(yàn)證我們?nèi)喙╇姷呐袛唷２贿^這塊主板+12V輸入的地方?jīng)]有加扼流圈。

每相三顆MOSFET屬于“一上兩下”的設(shè)計(jì)。MOSFET分為上橋（High-sideMOSFET）和下橋（Low-sideMOSFET），上橋的損耗中開關(guān)損耗占主要成分，受開關(guān)速度影響，和開關(guān)頻率成正比，要降低開關(guān)損耗需要提高開關(guān)速度；而下橋的損耗主要是導(dǎo)通損耗，與導(dǎo)通時(shí)間、導(dǎo)通內(nèi)阻、電流的平方成正比，降低導(dǎo)通內(nèi)阻可以減少導(dǎo)通損耗。因而每相使用多于兩顆MOS的時(shí)候，首先是并聯(lián)多顆下橋以降低導(dǎo)通損耗。

2010-1-1222:32回復(fù)givinglee154位粉絲25樓“常規(guī)情況分析二”

六相供電的技嘉EP45-UD3。我們可以看到六個(gè)扼流圈，MOSFET共18個(gè)正好每3個(gè)和一個(gè)輸出扼流圈搭配。我們還能看到每相旁邊小小的MOSFETDriver芯片。最后我們還看到CPU插座一角方形的PWM主控芯片，它是intersilISL6336，支持最高到6相供電。由此我們可以確認(rèn)這是6相供電，每相MOSFET采用一上兩下配置的主板。每相使用的三顆MOS管屬于SO-8衍生型封裝，是具備低導(dǎo)通內(nèi)阻（LowRds-on）的MOSFET。2010-1-1222:33回復(fù)givinglee154位粉絲26樓

四相供電的技嘉EP43-DS3L，每相一顆扼流圈、一顆Driver和三顆MOSFET都能對(duì)號(hào)入座。主控芯片是最高支持4相工作的intersilISL6334，因而它是4相供電。2010-1-1222:33回復(fù)givinglee154位粉絲27樓“特殊情況分析一”

常規(guī)情況里MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片也有集成進(jìn)主控芯片的情況。MOS管的驅(qū)動(dòng)是通過給柵極加上高電平或者低電平實(shí)現(xiàn)的，MOS管柵極有很大的電容，要驅(qū)動(dòng)MOS管快速開關(guān)，驅(qū)動(dòng)芯片就要輸出一定的電流，而這么大的電流集成到主控芯片里就有可能因?yàn)榘l(fā)熱對(duì)主控芯片（屬于模擬集成電路）的工作精度造成影響，從而影響到輸出電壓的準(zhǔn)確性。因而主控芯片里最多集成三相的MOS驅(qū)動(dòng)器。三相以內(nèi)主板目前往往直接使用集成MOS驅(qū)動(dòng)的主控芯片，沒有獨(dú)立的MOSFETDriver。而4相、5相供電的主板，一般使用4個(gè)、5個(gè)獨(dú)立的MOSFETDriver，也有使用集成三相MOS驅(qū)動(dòng)的主控，第四相、第五相用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)的方案。下面是幾個(gè)例子。2010-1-1222:34回復(fù)givinglee154位粉絲28樓

映泰Tforce945P

映泰Tforce945P，三相供電，使用集成了三相MOS驅(qū)動(dòng)的intersilISL6566主控，每相三顆MOSFET。同樣我們也沒有見到輸入扼流圈。2010-1-1222:35回復(fù)givinglee154位粉絲29樓

映泰TA790GX128M

映泰TA790GX128M，四相供電，使用集成了三相MOS驅(qū)動(dòng)的intersilISL6322主控，每相三顆MOSFET，第四相的MOSFETDriver放在MOSFET旁邊（圈出來(lái)了）。類似的還有映泰TP43D2-A7，同樣是ISL6322的方案。

2010-1-1222:35回復(fù)givinglee154位粉絲30樓

昂達(dá)魔劍P35

昂達(dá)魔劍P35（同樣地還有七彩虹C.P35X7），五相供電，每相搭配兩顆MOSFET，使用Richtek的主控芯片RT8802搭配兩顆RT9619MOSFETDriver，RT8802是支持2~5相的PWM控制器，同時(shí)整合了三相MOSFETDriver，第四相和第五相就要外掛Driver芯片了。特殊情況分析二”

老一些的MOSFETDriver芯片使用HIP6602這樣單顆集成兩相MOS驅(qū)動(dòng)的芯片，也就是說(shuō)兩相的驅(qū)動(dòng)整合到一顆芯片里。它的外觀可能是雙列14引腳（SSOP-14）或四面共16引腳（QFN-16）。下面是幾個(gè)例子。2010-1-1222:37回復(fù)givinglee154位粉絲32樓

梅捷SY-15P-FG，四相供電每相三顆MOS管，PWM主控芯片是intersilISL6561，每?jī)上嗍褂昧艘活w14引腳的driver（已圈出）2010-1-1222:38回復(fù)givinglee154位粉絲33樓

升技AN8，四相供電，MOS管覆蓋在散熱片下面。我們同樣可以看到每?jī)上嗍褂玫囊活wDriver（已圈出），這里取代HIP6602的是intersilISL6614芯片。Intersil的某款PWM主控這里被貼上了μGURU標(biāo)簽，所以我們看不到型號(hào)。2010-1-1222:39回復(fù)givinglee154位粉絲34樓

磐正8RDA3IPRO，兩相供電，每相搭配三顆MOS管和兩顆并聯(lián)的扼流圈（這個(gè)我們后面會(huì)提到）。它的供電使用了intersilHIP6302（上圖左邊）主控搭配一顆HIP6602驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)控制兩相供電。盡管總共有四顆輸出扼流圈，由于主控是只支持到2相的HIP6302，兩相Driver也只有一顆，MOS管總共6顆只能分給兩相而不是四相，我們知道這是一個(gè)兩相而非四相的供電方案。2010-1-1222:40回復(fù)givinglee154位粉絲35樓“電感≠相數(shù)？”

我們先來(lái)看這種容易導(dǎo)致困惑的情況。一些主板廠商選擇每相使用兩顆并聯(lián)的扼流圈。一般用戶的認(rèn)知是一顆扼流圈對(duì)應(yīng)一相，看到豪華的十顆十二顆扼流圈就只有驚嘆的份了，這樣在豪華程度上也迅速地與其它廠商拉開了差距。

我們并不清楚廠商用兩個(gè)電感并聯(lián)代替一個(gè)電感有什么技術(shù)上的理由。兩個(gè)電感可以允許兩倍大的電流通過，相同大小的損耗分擔(dān)到兩個(gè)電感上每個(gè)電感溫升更小，不過和真正分成兩相相比，紋波還是要輸一些。2010-1-1222:41回復(fù)givinglee154位粉絲36樓

（圖：技嘉DQ6）

（圖：梅捷超燒族OC3P45-GR）

上面這些主板包括臺(tái)系和大陸的知名品牌，其共同點(diǎn)在于每相使用兩顆并聯(lián)電感代替一顆，看上去是2n相供電的，其實(shí)是n相。我們來(lái)看看如何識(shí)破它們。2010-1-1222:41回復(fù)givinglee154位粉絲37樓

首先我們回到這個(gè)老祖宗，EPOX8RDA3IPRO。前面我們說(shuō)過它是兩相而非四相的設(shè)計(jì)，理由是如下兩點(diǎn)：

PWM主控芯片和driver數(shù)量都表明這是兩相供電的方案；

6個(gè)MOSFET，只能是兩相，每相3個(gè)，而不可能是4相。

可以看到EPOX的智慧比這些后來(lái)者們足足早了三年有余！

2010-1-1222:42回復(fù)givinglee154位粉絲38樓“MOSTET也不能說(shuō)明情況？”

然后是梅捷超燒族P45，可以看到它也很容易看透。盡管有10個(gè)扼流圈，可MOS總數(shù)只有5對(duì)，只能是5相供電、每相一對(duì)MOS管的配置。此外在供電的兩角我們還可以看到兩顆driver芯片，是驅(qū)動(dòng)第四相、第五相的。2010-1-1222:43回復(fù)givinglee154位粉絲39樓

翔升P45T

下面這個(gè)就比較tricky了，翔升P45T。8個(gè)扼流圈8對(duì)MOS管，怎么看都是8相供電嘛！不過等等，我們可以找到它的主控芯片是支持4相控制的ISL6312，旁邊還能找到1顆MOSFETDriver（已圈出）。這是典型的使用內(nèi)置3組driver和一個(gè)外置driver控制的四相電路，每相兩個(gè)扼流圈并聯(lián)，4顆MOSFET每?jī)蓚€(gè)并聯(lián)為一組。2010-1-1222:44回復(fù)givinglee154位粉絲40樓類似地還有技嘉DQ6系列。這個(gè)“12相”供電是由支持6相控制的ISL6327/ISL6336控制芯片配合6個(gè)ISL6609driver芯片驅(qū)動(dòng)的，通過主控芯片的規(guī)格和driver數(shù)量我們可以得知它是6相供電。技嘉官方已經(jīng)承認(rèn)DQ6系列的設(shè)計(jì)是“虛擬12相”。早期DQ6主板每相配備4顆MOSFET，到了EX48-DQ6上，每相配備了5顆，這樣通過MOSFET數(shù)量也能自動(dòng)排除12相的可能。

每相兩顆并聯(lián)往往出現(xiàn)在“超過6相”供電的主板上。實(shí)際上多相供電的控制器已經(jīng)出現(xiàn)的最多到6相（注：在本文完成前夕，驚悉臺(tái)灣uPI已經(jīng)推出了原生12/8相的VR11控制器uP6208，ADI也有原生8相的控制器，看來(lái)我是out了，hoho）

2010-1-1222:44回復(fù)givinglee154位粉絲41樓“容易被混淆的輸入扼流圈”

前面我們提到供電的輸入部分可能有一個(gè)扼流圈。通常它緊挨著+12V輸入的4pin/8pin插座。

這個(gè)扼流圈常常以磁棒的形態(tài)出現(xiàn)。

由于這種外觀和輸出扼流圈差別較大，一般不會(huì)混淆?！踔劣行┤艘庾R(shí)不到這是一個(gè)電感。

2010-1-1222:45回復(fù)givinglee154位粉絲42樓然而有的時(shí)候它也是一個(gè)封閉電感的樣子

如上圖，如果它和輸出扼流圈靠得比較近，就容易被認(rèn)錯(cuò)了。不過一般來(lái)講輸入扼流圈的感值和輸出扼流圈不大一樣，這會(huì)體現(xiàn)在標(biāo)記上。同時(shí)因?yàn)檩斎攵罅魅Φ碾娏餍∫恍酝庥^尺寸上也會(huì)不大一樣。

2010-1-1222:46回復(fù)givinglee154位粉絲43樓有的時(shí)候它是個(gè)環(huán)形的扼流圈，這種情況就更容易認(rèn)錯(cuò)了。

青云PX915SLI

這張圖我們可以看到供電的輸出扼流圈和輸入扼流圈都是環(huán)形，綠色磁芯，只是輸入扼流圈的繞數(shù)比輸出扼流圈少一些。注意到這點(diǎn)區(qū)別就不會(huì)把它當(dāng)成四相供電的主板。2010-1-1222:47回復(fù)givinglee154位粉絲44樓

三相供電么？不，這是兩相，輸入扼流圈的磁芯和繞線外皮顏色都有點(diǎn)差異。當(dāng)年有很多編輯會(huì)把這種主板當(dāng)作三相供電。2010-1-1222:48回復(fù)givinglee154位粉絲45樓

磐正8RDA+

曾經(jīng)非常流行的EPOX8RDA+。盡管輸入扼流圈的外觀和個(gè)頭都與輸出扼流圈相差無(wú)幾，從它的位置以及MOS管總數(shù)可以把它和輸出扼流圈區(qū)分開來(lái)。2010-1-1222:49回復(fù)givinglee154位粉絲46樓

梅捷SY-15P-FG供電部分

相信沒有人會(huì)把它認(rèn)成5相供電了。只要注意位置和外觀的差異，識(shí)別輸入扼流圈并不是難事。

（G注：該樓和32樓為同一款主板，圖也相同。這里圖片不全，左邊還有一相供電。如果不清楚者這里可能造成混亂。

可以從下圖看出：

)

2010-1-1222:54回復(fù)givinglee154位粉絲47樓“真8相和真16相供電是如何實(shí)現(xiàn)的？”

主流的PWM控制芯片最多支持到6相（本文完成前夕，臺(tái)灣uPI已經(jīng)推出了原生12/8相的VR11控制器uP6208）。然而華碩很高調(diào)地宣稱他們的主板具備真8相甚至真16相供電，這是如何做到的？

2010-1-1222:57回復(fù)givinglee154位粉絲48樓

華碩P5Q供電部分

在華碩8相和16相供電的主板上，我們確實(shí)能找到每相對(duì)應(yīng)的MOSFETdriver芯片，也就是說(shuō)每相有一顆獨(dú)立的driver在驅(qū)動(dòng)。不幸的是PWM控制芯片表面被華碩自家的編號(hào)以及EPU字樣給覆蓋了，這樣我們也就不知道PWM控制芯片的規(guī)格。

臺(tái)灣網(wǎng)友LSI狼對(duì)8相供電的早期型號(hào)A8N32SLIDeluxe進(jìn)行過分析。A8N32SLIDeluxe的主控芯片是支持4相工作的ADIADP3186，配合了ADG333A四路的二選一開關(guān)。據(jù)我分析這樣的工作方式是讓ADP3186輸出4相的相位信號(hào)，單刀雙擲開關(guān)在第一個(gè)周期里把四相信號(hào)輸送給第1、2、3、4個(gè)driver，第二個(gè)周期里把四相信號(hào)輸送給第5、6、7、8個(gè)信號(hào)。這樣8相的driver就能錯(cuò)開相位輪流導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)8相工作方式——第一代8相供電主板就是這樣實(shí)現(xiàn)的。由此推測(cè)，真16相的做法可能是兩個(gè)8相交替開關(guān)動(dòng)作或者4個(gè)4相交替動(dòng)作。

在P5Q主板的8相供電電路中我們只找到一顆打著EPU2標(biāo)記的PWM控制芯片，而沒有看到類似電子開關(guān)的額外芯片。在P5QDeluxe這樣16相供電設(shè)計(jì)的主板上除了EPU還能找到一顆名為PEM的芯片。對(duì)它們的具體功能我們找不到公開資料，結(jié)合華碩的說(shuō)法來(lái)看，EPU是一顆原生控制8相的PWM控制器，而PEM作為電子開關(guān)一類的器件負(fù)責(zé)將8相信號(hào)送到16相的驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)16相與8相可切換的工作方式。

2010-1-1222:58回復(fù)givinglee154位粉絲49樓“K10的分離供電與N+1相供電設(shè)計(jì)”

AMDK10處理器引入了分離電源層（SplitPowerPlane）的設(shè)計(jì)。分離電源層是指，CPU內(nèi)部被劃分成處理器內(nèi)核（每個(gè)核心以及L2緩存）和片上北橋（L3緩存、HTT3.0控制器、內(nèi)存控制器等等）兩部分，處理器內(nèi)核使用名為VDD的電源，片上北橋使用名為VDDNB的電源，這兩個(gè)電源的工作電壓我們分別稱為內(nèi)核電壓和北橋電壓。在不同的工作狀態(tài)下兩組電壓可以獨(dú)立地進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能效果。

要獲得兩組獨(dú)立的電壓，就需要兩個(gè)獨(dú)立的供電電路。在分離供電設(shè)計(jì)的主板上，一個(gè)傳統(tǒng)的N相供電電路根據(jù)VID信號(hào)中內(nèi)核VID的指示提供VDD電源，另外還有一個(gè)獨(dú)立的單相供電電路根據(jù)VID中北橋VID的指示提供獨(dú)立的VDDNB電源，這就是所謂“N+1相”設(shè)計(jì)。N+1相供電設(shè)計(jì)的主板在插上單一電源設(shè)計(jì)的K8CPU時(shí)，只有N相的VDD電源工作，產(chǎn)生VDD電壓提供給CPU。

K10的供電需求對(duì)VDD電源的輸出電流要求最高可達(dá)100A，TDP最高達(dá)到140W（Phenom99502.6GHz），需要四相供電支持，否則供電電路會(huì)發(fā)熱過大不夠穩(wěn)定。因此K10主板常見的供電設(shè)計(jì)是4+1相，面向低端的整合主板常見3+1相的設(shè)計(jì)，而部分超頻主板甚至做到了5+1相。

2010-1-1223:00回復(fù)givinglee154位粉絲50樓我們以技嘉MA770-DS3H的供電為例看看如何判斷N+1相供電。

MA770-DS3H的供電部分

在供電部分我們看到五顆輸出扼流圈，標(biāo)稱感值都是0.50微亨，不過供電部分的MOSFET總共有14顆（旁邊還有一顆風(fēng)扇調(diào)速用器件，不屬于CPU供電電路）。此外我們能找到主控芯片是最高支持4+1相供電設(shè)計(jì)的ISL6324（CPU內(nèi)核支持2~4相供電，并內(nèi)建2個(gè)driver），還能找到一顆driver芯片。MOS管數(shù)量14=3*4+2，于是VDD是4相供電每相3顆MOS管，VDDNB是1相供電2顆MOS管。由于ISL6324的VDD供電內(nèi)建2個(gè)driver，VDD供電的第三第四相是通過兩顆外置driver來(lái)驅(qū)動(dòng)的。由此我們可以判斷其為4+1相供電設(shè)計(jì)。在MA78GH-S2H上面我們能看到14顆MOS管和4顆0.60微亨扼流圈，ISL6323主控芯片配合1顆外掛driver，同理可推斷為3+1相供電。2010-1-1223:01回復(fù)givinglee154位粉絲51樓K10發(fā)布以后intersil推出了對(duì)應(yīng)的混合式電源管理方案ISL6323和ISL6324，這兩個(gè)芯片都支持最高4+1相供電設(shè)計(jì)，如果看到這個(gè)控制芯片，那基本上就是N+1相的方案了。

映泰TF8200A2+供電部分

這個(gè)更容易識(shí)別，4個(gè)扼流圈是3個(gè)0.60微亨和1個(gè)2.2微亨，顯然是3+1相供電，MOS管數(shù)量14=4*3+2，所以是VDD供電每相4顆MOS，VDDNB供電兩顆MOS。VDD的控制芯片是內(nèi)置3個(gè)driver支持最高4相的ISL6312，在775主板上很常見。ISL6312是單一供電設(shè)計(jì)的PWM控制芯片，單獨(dú)使用是不能支持分離供電設(shè)計(jì)的，為了實(shí)現(xiàn)分離供電，主板使用了一顆Fintek的F75125電源芯片，這顆芯片將K10CPU發(fā)來(lái)的VDD串行VID（SVI）的信號(hào)翻譯成并行VID（PVI）的內(nèi)核電壓VID信號(hào)輸送給ISL6312，同時(shí)自己將VDDNB串行VID信號(hào)轉(zhuǎn)換為信號(hào)電壓，通過F78215單相buck控制器驅(qū)動(dòng)1相供電生成北橋電壓。相對(duì)地，ISL6324這種混合式芯片是另一種分離供電的設(shè)計(jì)方案。隨著790GX主板的流行，基于ISL6323和ISL6324的4+1相供電方案非常常見了。2010-1-1223:03回復(fù)givinglee154位粉絲52樓

精英A780GM-A供電部分

4個(gè)扼流圈3個(gè)半封閉和1個(gè)封閉式，3+1相供電，VDD供電每相3個(gè)MOS管，VDDNB兩個(gè)MOS管。主控芯片是ISL6323，搭配了1顆driver。

2010-1-1223:03回復(fù)givinglee154位粉絲53樓“Nehalem的分離供電設(shè)計(jì)”

這一陣子關(guān)注X58主板的網(wǎng)友應(yīng)該已經(jīng)注意到，Nehalem主板除了環(huán)繞CPU的一圈供電以外，還要多出幾相不知道給誰(shuí)的供電。

EX58-UD3R

Nehalem/Bloomfield也引入了分離供電設(shè)計(jì)，CPU中QPI控制器和三通道DDR3內(nèi)存控制器的部分稱為“Uncore”，由獨(dú)立電源供電。因?yàn)檫@部分功耗不算小，再加上超頻需求，主板的Uncore供電以兩相居多。上面這片主板使用了4+1相供電的配置，核心供電和Uncore供電用了兩顆獨(dú)立的PWM控制芯片（圖中左下和右下），核心供電每相為雙倍用料。

2010-1-1223:05回復(fù)givinglee154位粉絲54樓“DrMOS”

我們常見的供電，每一相要包含MOSFETDriver、上橋MOSFET和下橋MOSFET。

何為DrMOS？Driver+MOS是也。所謂DrMOS實(shí)際上是一種整合式電源IC，它把每相的driver和上橋MOSFET、下橋MOSFET整合到一顆芯片里。

參考網(wǎng)頁(yè)：2010-1-1223:14回復(fù)givinglee154位粉絲56樓

華碩BlitzFormula上的DrMOS

微星P45白金版上的DrMOS

面這兩塊主板都使用了DrMOS芯片，分別來(lái)自飛兆半導(dǎo)體和瑞薩科技。DrMOS的好處首先是節(jié)省PCB空間，同時(shí)通過多個(gè)元件封裝到一個(gè)芯片里可以減少PCB和元件引腳的寄生電感，降低開關(guān)損耗和振蕩，可以工作在更高的開關(guān)頻率下。按照瑞薩科技的說(shuō)法，DrMOS可以提高轉(zhuǎn)換效率并顯著地降低供電區(qū)域的溫度。應(yīng)該說(shuō)這是一種在每相的器件使用上直接提高效率降低溫度的做法。2010-1-1223:15回復(fù)givinglee154位粉絲57樓

微星790GX上的DrMOS

這張790GX的供電仍然是4+1相intersil方案。我們可以看到，其中VDDNB供電和兩相VDD供電使用了三顆SO-8扁平引腳封裝的傳統(tǒng)MOSFET，而另外兩相使用了DrMOS。通過這張圖我們可以得知兩點(diǎn)：

DrMOS占用空間確實(shí)有優(yōu)勢(shì)；

DrMOS可以直接替換傳統(tǒng)供電里的driver+MOSFET的位置。

2010-1-1223:16回復(fù)givinglee154位粉絲58樓華碩在玩家國(guó)度P35“Blitz”主板上率先使用了DrMOS器件但并未繼續(xù)下去，而微星從08年起把DrMOS作為其節(jié)能賣點(diǎn)的特色技術(shù)和宣傳重心，在越來(lái)越多的高端新產(chǎn)品上使用瑞薩第二代DrMOS并配合動(dòng)態(tài)相位切換的技術(shù)以提高效率。提高供電轉(zhuǎn)換效率和提高供電電壓穩(wěn)定度、瞬態(tài)響應(yīng)性能始終是我們追求的目標(biāo)，如果通過新興的器件可以達(dá)到這個(gè)目的，何樂而不為呢？關(guān)于DrMOS這種新型器件的性能表現(xiàn)我們會(huì)繼續(xù)關(guān)注。

2010-1-1223:16回復(fù)givinglee154位粉絲59樓“數(shù)字電源（數(shù)字供電）”

數(shù)字電源（數(shù)字供電）技術(shù)是一項(xiàng)新興的高端技術(shù)，對(duì)數(shù)字電源的定義各個(gè)廠商給出了不同的說(shuō)法。數(shù)字電源比較重要的特點(diǎn)是，通過數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)電源的控制、通信等功能，這樣重新編程和增加功能很方便，要適應(yīng)新的負(fù)載點(diǎn)和新的規(guī)范只要調(diào)整程序就可以做到，實(shí)現(xiàn)全面的監(jiān)控和通信功能也很容易。如今CPU和GPU在朝著低壓大電流的方向發(fā)展，節(jié)能技術(shù)使得芯片在輕載下會(huì)工作在較低功耗，而滿載時(shí)又可能達(dá)到很高的功耗（GT200和RV770GPU就是個(gè)很好的例子），模擬電源的電路參數(shù)只是在某個(gè)負(fù)載點(diǎn)做到最優(yōu)化，而應(yīng)用數(shù)字電源就容易實(shí)現(xiàn)從輕載到滿載全功率范圍內(nèi)效率最佳化，同時(shí)滿足大幅度的瞬態(tài)響應(yīng)要求。數(shù)字電源領(lǐng)域的廠商包括了TI（德州儀器）、NSC（國(guó)家半導(dǎo)體）這樣的老牌廠商，也有Primarion（現(xiàn)已被Infineon收購(gòu)）、Volterra這樣的新興公司。這里我們僅舉兩個(gè)例子。2010-1-1223:17回復(fù)givinglee154位粉絲60樓

9800GTX的供電方案

Primarion的數(shù)字供電方案見于每一代的高端GPU。以9800GTX/GTX+為例，從外觀上我們很難把它和傳統(tǒng)的模擬多相供電分開來(lái)。PCB正面我們可以看到4相核心供電的每相配備3顆LFPAK封裝的MOSFET以及這一相的MOSFETdriver芯片，背面就是支持1~4相配置的主控芯片PrimarionPX3544。這反映了數(shù)字電源的重要一點(diǎn)——仍然有電路需要用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如獨(dú)立的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片，可能還有獨(dú)立的功率MOSFET等。2010-1-1223:19回復(fù)givinglee154位粉絲61樓出現(xiàn)在ATI、NV高端顯卡和DFI、富士康高端主板上的Volterra方案就要顯得標(biāo)新立異許多。它的主要特色是元件高度整合，每相的MOSFETDriver和上橋、下橋MOSFET整合到一顆小芯片里，極大地減少了PCB的占用，縮短的引線長(zhǎng)度還有利于提高開關(guān)頻率。當(dāng)然代價(jià)是發(fā)熱更加集中了。因?yàn)殚_關(guān)頻率的提升，紋波電流減小，輸出電容容量得以降低，Volterra數(shù)字供電方案使用大量MLCC電容（高頻特性最好，ESR最小，但容量?。┎⒙?lián)進(jìn)行輸出濾波，輸出扼流圈使用小型封閉式電感，在DFI主板和ATIR700顯卡上更是使用了多相連體式的功率電感，可以降低寄生參數(shù)和內(nèi)阻，并獲得更好的動(dòng)態(tài)性能givinglee154位粉絲62樓

R700顯卡的Volterra供電方案

ATIR700顯卡，使用兩顆VT1165MF主控芯片分別控制3相核心和2相顯存供電，每相核心供電使用VT1195SFslave芯片（整合驅(qū)動(dòng)和功率MOS在內(nèi)），顯存供電使用VT1195SF，輸出扼流圈為Pulse的連體式薄型電感（4合1加2合1），輸入輸出濾波電容都是MLCC。連體電感的相數(shù)如何識(shí)別？連體電感內(nèi)部的每個(gè)電感有兩個(gè)輸入腳和兩個(gè)輸出腳，從輸出腳一側(cè)兩個(gè)兩個(gè)數(shù)，就得知內(nèi)部總共有幾個(gè)電感了。對(duì)Pulse這個(gè)電感有更簡(jiǎn)單的方式，PA131"4"是四相，PA1312是兩相。2010-1