2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、華碩工程師談主板供電電路設計華碩工程師談主板供電電路設計主板的CPU供電電路最主要是為CPU提供電能,保證CPU在高頻、大電流工作狀態(tài)下穩(wěn)定地運行,同時也是主板上信號強度最大的地方,處理得不好會產(chǎn)生串擾crosstalk效應,而影響到較弱信號的數(shù)字電路部分,因此供電部分的電路設計制造要求通常都比較高。簡單地說,供電部分的最終目的就是在CPU電源輸入端達到CPU對電壓和電流的要求,滿足正常工作的需要。但是這樣的設計是一個復雜的工程,需

2、要考慮到元件特性、PCB板特性、銅箔厚度、CPU插座的觸點材料、散熱、穩(wěn)定性、干擾等等多方面的問題,它基本上可以體現(xiàn)一個主板廠商的綜合研發(fā)實力和經(jīng)驗。主板上的供電電路原理主板上的供電電路原理圖1圖1是主板上CPU核心供電電路的簡單示意圖,其實就是一個簡單的開關(guān)電源,主板上的供電電路原理核心即是如此。12V是來自ATX電源的輸入,通過一個由電感線圈和電容組成的濾波電路,然后進入兩個晶體管(開關(guān)管)組成的電路,此電路受到PMWControl

3、(可以控制開關(guān)管導通的順序和頻率,從而可以在輸出端達到電壓要求)部分的控制輸出所要求的電壓和電流,圖中箭頭處的波形圖可以看出輸出隨著時間變化的情況。再經(jīng)過L2和C2組成的濾波電路后,基本上可以得到平滑穩(wěn)定的電壓曲線(Vce,現(xiàn)在的P4處理器Vce=1.525V),這個穩(wěn)定的電壓就可以供CPU“享用”啦,這就是大家常說的“多相”供電中的“一相”。單相供電一般可以提供最大25A的電流,而現(xiàn)今常用的處理器早已超過了這個數(shù)字,P4處理器功率可以

4、達到70~80W,工作電流甚至達到50A,單相供電無法提供足夠可靠的動力,所以現(xiàn)在主板的供電電路設計都采用了兩相甚至多相的設計。圖2就是一個兩相供電的示意圖,很容易看懂,其實就是兩個單相電路的并聯(lián),因此它可以提供雙倍的電流,理論上可以綽綽有余地滿足目前處理器的需要了。圖3圖3是華碩P4G8X主板中的處理器供電部分,他們沿用了一貫的設計思路,在別的生產(chǎn)者大多采用三相供電來支持3GHz以上處理器的時候,華碩仍然在大部分產(chǎn)品中使用兩相供電來滿

5、足CPU需要,可見其高超的設計和制造水平帶來高效率的兩相供電電路的優(yōu)秀性能。圖上用L1、L2和C1、C2簡單表示了與前面示意圖中相對應部分的電感和電容。兩相供電電路為了給CPU提供足夠的電力,就需要高效率,為了通過大電流,電路中使用了相應的元件。如圖3中的L1部分,12V輸入部分采用約1.5mm直徑的材料繞制的電感(L1),其橫截面積可以使它在通過較大電流的時候不會過熱。而L2處兩個電感都采用3股直徑1mm的材料繞制,提供了更大的橫截面

6、積,這樣,電流在通過電感時的損耗可以降低到最小。其他廠商在此處大多使用單根材料繞制,那樣會產(chǎn)生更多電力損耗,引起電感發(fā)熱。剛才介紹了電感部分,同樣主板上面的銅箔也是關(guān)鍵的導體部分。銅箔相對比較薄,橫截面較小,如果電流通過橫截面較小的銅箔則容易引起損耗從而產(chǎn)生高熱。為了解決這一困擾,華碩的工程師在多層PCB板電源供給部分的每一層都采用了整塊銅箔的設計,至少4層銅箔組成了導體,可以提供足夠的橫截面積供電流通過。在圖4中用白線劃出的部分就是整

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