CPU供电电路的设计.doc

主板是计算机中最大的一块电路板，由于各种配件都要通过主板进行连接，因此其稳定性是极为重要的。主板，就是整个计算机系统稳定运行的基石。而CPU供电电路就是主板上最重要的供电电路之一，今天我就和大家来谈谈CPU供电电路设计的一些基础知识，感兴趣的朋友不妨看看。当然由于我本人水平有限，如有错误恳请大家批评指正。|)?　　　?　　?　?一、PWM电路——实现CPU稳定供电的关键?　　　??ATX电源输出的电压包括?5V、?12V、?3.3V、-5V、-12V、?5VSB等等，需要通过DC→DC（直流→直流）转换将这些电压降压后才能提供给CPU等部件使用，其中提供给CPU使用的是?5V或?12V电压。随着晶体管加工工艺的进步，CPU的工作电压在不断的降低，而CPU的功耗随着频率的提升却是有增无减，因此CPU的供电电流越来越大，现在主流CPU的工作电压在1.5V-1.6V左右，最大工作电流已达到了50A或更高，这种低电压大电流的情况使得主板需要使用多相供电来满足CPU工作的需求。?　　　常见的DC→DC转换方式有两种：?　　　?　　?　?1．线性调节?　　　?　　?　?MP3、CD随身听等使用的稳压器（或称电源适配器）采用的是线性调节方式来实现降压、稳压，其电路示意图如下：??　　　?　　?　?其中分压电阻的作用是分担多余的电压，保证负载上获得较低的工作电压，而实际电路上我们可以用三极管来代替分压电路，通过控制三极管的导通来调整分担电压的多少，如果加入取样和调整电路，还可以根据负载两端电压的变化自动调整三极管的导通，这样无论外界电压如何的变化，三极管都会自动调整自己所分担的电压，让负载上的电压保持恒定不变，这样的电路就具备了稳压的功能。?　　　?　　?　?线性调节电路结构简单，但分压电阻串连在电路中就要通过与负载相同的电流，因此会消耗大量的能量并导致温度上升，电压转换效率较低，尤其在CPU供电这种需要大电流的供电电路中，线性电源根本就无法胜任，必须使用特殊的DC→DC（直流→直流）转换电路。?　　　?　　?　?2．PWM（脉冲宽度调制）?　　　?　　?　?先跟大家谈谈开关电源的原理。主板上CPU供电电路部分采用的是开关电源的方式，利用电感、电容等的充放电特性进行降压、稳压的，其原理示意图如下：?　　??? 电脑故障网()为您排除一切电脑故障 　　　?　　?　?图2中K1开关闭合而K2开关断开时，外部电源对电感进行充电，负载两端并联的电容起稳定负载两端的电压并让电感充电的作用，当负载两端电压逐渐上升并达到额定电压后K2闭合而K1断开，电感接地并释放出刚才充入的能量，这时电感就变成电源继续对负载供电。随着电感上储存能量的消耗，负载两端的电压开始逐渐降低，此时K1闭合而K2断开，外部电源重新对电感充电，负载两端的电压也开始逐渐升高。依此类推，只要控制好K1、K2闭合断开的时间就能让负载两端的电压在设定范围内波动，需要输出低电压时就减少K1导通的时间而增加K2导通的时间，反之则增加K1导通的时间而减少K2导通的时间。如果加入取样和调整功能，该电路就能通过这种转换方式实现降压、稳压，同时还能为负载提供足够大的电流，而且避免了线性电源在电路中串接电阻部分消耗大量能量的问题。?　　　?　　?　?实际电路中是使用开关速度极快的MOSFET（场效应管）来作为开关，并使用专门的供电控制芯片（PWM控制器芯片）来控制MOSFET的导通、断开以及调整电压输出。送往MOSFET的开关脉冲信号的频率往往是固定的，通过调整每个周期中“开”、“关”信号的比例来控制MOSFET的导通与关闭，就能实现对输出电压的调整。这种采用脉冲宽度调制方式调整电压输出的电路就称为PWM（Pulse?Width?Modulation）电路，它具有转换效率高、响应速度快等特点，还能实现过压、过流保护等功能。电源、CPU供电电路等都是采用PWM方式工作的。回复：?我谈CPU供电电路的设计，大家都来看看（）二、单相、多相供电的原理及应用?　　　?　　?　图3是CPU核心供电电路原理的简单示意图，其实就是一个简单的开关电路。电源电压（?5V或?12V）通过一个由电感线圈和电解电容组成的输入端LC滤波电路，然后进入MOSFET管组成的电路，MOSFET管受PWM控制器的控制轮流导通从而输出所要求的电压和电流，再经过L1和C1（EMI滤波电容）组成的LC滤波电路后，就可以得到比较平滑稳定的电压曲线，在输出端达到电压要求，这就是大家常说的“多相”供电中的“一相”。?　　?　　　?　　?　经过平滑滤波后的电压波形如图4所示：?　　?　　　?　　?　而现在的主板一般都采用了多相供电，这是因为单相供电一般只能提供最大25A－30