从模拟到数字 回顾主板供电模块发展历程 _3DM单机

距离下一代P67主板的发布时间是越来越近了，甚至有部分品牌的P67主板已经上市销售了，我们可以发现不少产品都采用了数字供电设计，这成为P67主板的一大亮点。我们知道主板供电是平台稳定运行的基础，也是CPU超频的基础，几乎每一代全新主板的推出都对供电模块做了优化，下面就一起来看看主板供电模块发展历程。

主板供电相数变化：

华硕CUBX主板

这是华硕在2000年推出的经典产品CUBX主板，在CPU插槽附近并不像现在的主板那样有密密麻麻的电感、电容，可见当时CPU的功率较低，主板还未采用复杂的多相供电模块。

华硕A8V Deluxe主板

到了2003年，我们从当时的华硕A8V Deluxe主板上就可以清晰地看出3相供电的存在了。这是由于随着处理器制程、工艺的不断提高，其主频的升高和内部晶体管数量的急剧增加，CPU的功耗还是越来越大。各大主板厂商也都推出了一些相应的解决方案，其中包括增加多相分流电路，通过增加多相分流电路来增强主板的供电能力；采用更多相的供电来缓解超频过程中对单相电流的供电压力，让高频更为稳定。

H55的供电单元

在AMD平台和P55平台上，由于处理器内集成了内存控制器，所以供电单元也分出了独立的供电，用于内存控制器供电，而在H55平台上，由于又多了一个集成显卡部分，所以，供电单元又多划分出了一个为集成显卡供电的部分。至此，H55主板上的CPU供电单元就分为了三个部分：CPU核心、内存控制器、集成显卡，这也是在主板上首次出现的设计。

主板供电用料变化：

主板供电回路图解：该主板采用4相供电，每相有3颗MOS管

上图中我们圈出了一些关键部件，分别是电感、电容、MOSFET管等，这些就是主板供电模块的重要组成部分，这些不部件的用料变化也是非常大的。

MOSFET管：

MOSFET，中文名称是场效应管，一般被叫做MOS管。这个黑色方块在供电电路里表现为受到栅极电压控制的开关。每相的上桥和下桥轮番导通，对这一相的输出扼流圈进行充电和放电，就在输出端得到一个稳定的电压。

每相电路都要有上桥和下桥，所以每相至少有两颗MOSFET，而上桥和下桥都可以用并联两三颗代替一颗来提高导通能力，因而每相还可能看到总数为三颗、四颗甚至五颗的MOSFET。

电感：

输出扼流圈（Choke），也称电感（Inductor）。每相一般配备一颗扼流圈，在它的作用下输出电流连续平滑。少数主板每相使用两颗扼流圈并联，两颗扼流圈等效于一颗。（因此，对于普通主板，通常我们通过数有多少颗电感就可以大致判断出该主板为几相供电）

环形电感、半封闭电感、全封闭电感

主板常用电感最早采用环形磁粉电感，之后是DIP铁氧体电感或SMD铁氧体电感等形态，全封闭电感能够更好地屏蔽外界的电磁干扰，性能较好，因此目前全封闭电感目前比较常见。

电容：

电容在主板中主要用于保证电压和电流的稳定(起滤波作用)。

电解电容、全固态电容

电解电容：供电的输出部分一般都会有若干颗大电容（Bulk Capacitor）进行滤波，它们属于电解电容。电容的容量和ESR影响到输出电压的平滑程度。电解电容的容量大，但是高频特性不好。

全固态电容：除了铝电解电容外，CPU供电部分常见固态电容。我们常见的固态电容称为铝-聚合物电容，属于新型的电容器。它与一般铝电解电容相比，性能和寿命受温度影响更小，而且高频特性好一些，ESR低，自身发热小。

钽电容

钽电容全称是钽电解电容，也属于电解电容的一种，使用金属钽做介质，不像普通电解电容那样使用电解液，特点是寿命长、耐高温、准确度高、滤高频谐波性能极好，是目前最为高端的电容之一。

数字供电的发展：

传统的PWM供电模块学名叫做Buck降压斩波电路，由铝制电解电容、MOSFET开关式场效应管、扼流电感线圈以及PWM控制芯片构成，将输入的12V直流电压降至适用于CPU的0.8-2.3V低电压。

目前大多数主板都是采用传统的模拟供电方式，也有少数产品采用了更为高端的数字供电模块。数字供电设计对电压的控制更加精准、每项供电的负压更加平衡。但是像上图的数字供电模块将传统的铝制电解电容、MOSFET、扼流线圈元件更换为数控电气性能更高的贴片/BGA封装元件，有效避免传统铝制电解电容大功耗下不稳定、爆浆等问题，但缺点很明显就是成本太高。

与此同时，数字式PWM供电规范也出现了，将原先对供电元件输出的模拟信号改变为数字信号，这样输出的功率会更精准，CPU在高频状态下会更稳定。这一切都是由数字式PWM芯片控制，所以判断主板究竟是不是数字供电关键就在于PWM芯片。