从CPU供电电路设计看主板选购

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  相信大家看主板导购文章的时候经常听到说这块主板是三相供电，那块是两相供电的说法，而且一般总是推荐三相供电的主板。那么两相三相到底代表什么，对于普通消费者来说应该怎么选择呢？本文将就这个问题展开，尽量让大家能够自己分辨出主板到底几相供电，并且提供一点购买建议。　　
CPU供电电路原理图
我们知道CPU核心电压有着越来越低的趋势，我们用的ATX电源供给主板的12V，5V直流电不可能直接给CPU供电，所以我们要一定的电路来进行高直流电压到低直流电压的转换，这种电路不仅仅用在CPU的供电上，但是今天我们把注意力集中在这里。我们先简单介绍一下供电电路的原理，以便大家理解。
一般而言，有两种供电方式。T&U~
1. 线性电源供电方式：通过改变晶体管的导通程度来实现,晶体管相当于一个可变电阻
串接在供电回路中

上图只要是学过初中物理的都懂，通过电阻分压使得负载（这里想像为CPU）上的电压降低。虽然方法简单，但由于可变电阻与负载流过相同的电流，要消耗掉大量的能量并导
致升温，电压转换效率非常低，一般主板不可能用这种方法。
2.开关电源供电方式：我们平时用的主板基本都用这种方式，原理图如下。


其工作原理比刚刚的电路复杂很多，笔者只能简单说说：ATX供给的12V电通过第一级LC电路滤波（图上L1，C1组成），送到两个场效应管和PWM控制芯片组成的电路，两个场效应管在PWM控制芯片的控制下轮流导通，提供如图所示的波形，然后经过第二级LC电路滤波形成所需要的电压了。
上图中的电路就是我们说的“单相”供电电路，使用到的元器件有输入部分的一个电感线圈、一个电容，控制部分的一个PWM控制芯片、两个场效应管，还有输出部分的一个线圈、一个电容。强调这些元器件是为了后文辨认几相供电做准备。
由于场效应管工作在开关状态，导通时的内阻和截止时的漏电流都较小，所以自身耗电量很小，避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。 ^
         多相供电的引入
         单相供电一般能提供最大25A的电流，而现今常用的处理器早已超过了这个数字，单相供电无法提供足够可靠的动力，所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计。

上图就是一个两相供电的示意图，其实就是两个单相电路的并联，因此它可以提供
双倍的电流。

三相供电当然就是三个单相电路并联而成的，因此可以提供三倍的电流。　　
        上图是一个典型的三相供电电路，读者抓住本质的话，就可以看到此图和上面图片的一致。
        区分两相和三相
        有些用户很关心怎么从主板上看出到底是两相还是三相供电。一般的读者可能会说通过在CPU插槽附近的供电电路有多少电感线圈来判断。这种说法有它的道理，但不太全面。笔者这里提供更加合理的方法供大家借鉴。　　
        1.根据元器件的数量来分辨,
首先我们要找到主板CPU插槽附近的供电电路，下图是一个典型的三相供电电路。一般来说，判断标准是一个线圈、两个场效应管和一个电容构成一相电路。图中上面三个是电容（右边那个不算），中间被散热片覆盖的是场效应管，下面三个是线圈，大家要认准了。

再看一个两相供电电路，可以看到有两个电容（中间有一个竖的线圈，这个是一级电感），四个场效应管。

总结来说，电容的个数并不一定。看到一个电感加上两个场效应管就认为是一相。但是近来也有并联多个电感或者多个场效应管的情况发生，这个时候就要综合考虑，挑数目少的那种元器件来判断。顺便说一句，因为很多情况第一级电感线圈也做在附近，所以一般也有线圈数目－1＝相数的说法。上面两个例子里面我们都看到多出一个电感。2I/4我们再看一个例子，下图中有三个电感，六个场效应管，但它不是三相供电的，而是两相，因为左边的电感是一级电感，所以这里用两个电感和六个场效应管构成的是两相供电电路。

三相VS两相
         首先要强调除去设计导致的不稳定因素，三相供电总是好过两相供电的。
三相的好处很多：
       1.可以提供更大的电流，当然笔者认为不能简单认为可以提供的电流成倍增长，因为电感，场效应管本身的选择也对能够承受的最大电流产生重要影响，选择承载电流强度大的元器件同样可以提高电流的承载能力，但是三相供电能够提供更大电流毋庸置疑。
        2.可以降低供电电路的温度，因为电流多了一路分流，每个器件的发热量自然减少了。其实供电电路是主板上温度最高的区域之一，甚至比处理器本身还热，有很多厂家已经对这部分电路增加散热措施，如果长时间工作在高温下，显然对器件不利，对主板的稳定不利。三相电路可以非常精确地平衡各相供电电路输出的电流，以维持各功率组件的热平衡，在器件发热这项上三相供电具有优势。
       3.利用三相供电获得的核心电压信号也比两相的来得稳定。

上图反映了三相供电滤波之后的电压比两相更加平滑，更加稳定。
当然三相供电也有一些缺点，在成本上，三相总是大一些。对设计的要求也更高一些。而且一般说来元器件越多越不利散热，出现故障的概率越大，相互之间的干扰也较高，而且笔者已经说了，元器件的选择同样重要，如果因为三相供电对元器件的要求降低的话，效果到底是怎样就不一定了。
          选购策略
          笔者经常看到一些网友对供电很重视，而且很偏执的认为一定要选择三相。其实我们都知道，一款成功的产品出厂的时候必定经过多次测试，不可能因为供电模块使用两相而导致不稳定，在设计阶段厂商肯定会考虑到这一点。而且，使用什么供电策略，使用什么元器件都是主板工程师们决定的，只要稳定，只要设计合理，没有理由拒绝两相供电的产品。
         当然我们再次强调，同样设计下的三相供电理论上优于两相供电，而且一般三相供电的控制芯片总是优于两相供电的控制芯片，在功能上也是如此，这样一来在很大程度上保证日后升级新处理器的时候有优势。
         所以笔者的意见是不要盲目相信三相供电的炒作广告，也不要盲目相信所谓两相更稳定的说法，我们选购主板的时候还是应该更关注品牌，关注口碑。而且供电电路只是主板上的小小部分而已，整块主板的运行情况并不由它决定。

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