相信很多玩家在看主板產品的文章時經常會說這塊主板是四相供電，那塊是三相供電的說法，而且一般總是推薦供電“相數”多的主板。其實，判別主板的質量和做工的好壞，往往不能局限于用料、擴展性等，供電電路部分也一直是個討論的熱點。主板的供電部分是一塊主板最重要的地方，這個部分設計的好壞，直接影響到整塊主板的性能。今天筆者將就這個問題展開，為廣大玩家提供一點在購買主板時的建議。
主板設計由誰說了算?
在文章的開始我們有必要講一下主板設計所遵循的標準，一款主板的供電設計并不是由主板品牌廠商來決定的，而是由處理器廠商掌握主導權。目前，CPU核心電壓有著越來越低的趨勢，我們用的ATX電源供給主板的12V、5V直流電不可能直接給CPU供電，所以我們要一定的電路來對高直流電壓到低直流電壓的轉換。
以CPU供電為例，Intel或AMD處理器規(guī)格在整個供電設計中起著主導作用。Intel公司每次變更處理器的Core電壓時都會發(fā)布一個VRM(電壓調節(jié)模塊)標準，當前最新版本已經到了11版，并且在第11版Intel將VRM標準改稱呼為VRD(降壓式電壓調整器)。VRM(VRD)標準提供了處理器核心電壓的調整范圍、調整幅度、精度、電路功率、最大供電電流、瞬態(tài)響應時間、過壓/過流保護以及PCB板的規(guī)格、布線等方方面面的內容。根據VRM(VRD)標準，IC廠商可以進行電壓調整控制芯片(PMW)的研發(fā)，主板廠商就依照自身產品的需求來選擇相應的PMW芯片并搭配與之相匹配的MOSFET管、電容等元器件，最終在設計主板供電電路、規(guī)格以及布線時還會參考相關的VRM(VRD)內容。
由上表可以看出，隨著CPU的升級，核心電壓一直在不斷的下降。這主要是由兩個原因所致：一是隨著制造工藝的提升，90nm、65nm對于電壓的需求越來越低；另一個原因就是低核心電壓的設計對于處理器內部的門電路和觸發(fā)器來說有著很大好處。隨著處理器頻率的不斷提升，處理器內部的高/低電平的切換速度有了更高的要求，而低電壓的設計正是順應了這個趨勢，高/低電平的差值越少提升了瞬間的轉換速度并對供電的精確度有了更高的要求。
多相供電帶來的好處
與傳統(tǒng)的同步單相供電相比，多相DC-DC 控制器具有明顯的優(yōu)勢，包括：電流輸可達到100A以上(單相可達25A)；工作電壓低，可以到0.8V；輸出電壓的等效頻率是原來的n倍(n是多相電源的并聯相數)，同時由于等效頻率的提高，系統(tǒng)的單位增益帶寬可以提高到原來的n倍，負載的瞬態(tài)響應可以到50A/us。
上圖就是典型的單相供電電路，我們可以看到整個轉換電路由三部分級成：輸入、轉換和輸出。輸入和輸出部分由扼流線圈及電容組成濾波電路，用于儲能和濾波。轉換部分由PWM控制器和場效應管(MOSEFET)組成。PWM控制器發(fā)出脈沖信號后，MOSFET1和MOSFET2將輪流將直流電壓變?yōu)槊}沖，通過控制脈沖寬度或周期就可以確定電壓的高低以達到變壓的目的。
上圖是三相供電電路，與單相供電相比增加了兩對MOSFET管和兩個電感線圈?？吹竭@里朋友們應該知道如果簡單判斷供模塊的供電回路的數量了，只需要數一下有幾個輸出阻抗電感線圈或幾組MOSFET管就可以了。另外，個別主板在設計時為減輕MOSFET管的負荷會選擇三個MOSFET管為一組(將低壓部分的MOSFET設為兩個)以保證供電的穩(wěn)定。當然多相供電也有一定的缺點，在成本上，三相總是大一些。對設計的要求也更高一些。而且一般說來元器件越多越不利散熱，出現故障的概率越大，相互之間的干擾也較高，所以大家在選擇主板時除了考慮到供電的“相數”，主板廠商元器件的用料同樣很重要，如果供電部分的元器件用料較差的話，實際的效果也許還不如低“相數”設計方案。
供電模塊的用料
通過上面的介紹大家已經了解，使用好的設計方案還必須要搭配高品質的元器件才行。在主板的供電模塊部分我們通常關注的“四大原件”包括：電容、Mosfet、電感、PWM控制芯片。
如何識別優(yōu)秀的電容?
電容的主要作用是保證電源對主板及相關配件的提供穩(wěn)定的供電，并過濾掉電流中的雜波，將純凈的電流給CPU、內存等配件。
從電容品牌上講，目前比較優(yōu)秀的有Nichicon、Rubycon、Sanyo、ChEMICON。由于制造工藝所致，主要是來自日本的知名品牌，目前日本在電容內部重要材料電解液和其他電解質的技術領先于其他國定，這些材料影響電容的充放電次數，內部溫度以及耐熱值。
我們在主板上最常見的電容有以下幾類：
電容陽極材質只要是鋁，我們就都叫做鋁電解電容
鉭電解電容
一種就是鋁電解電容，其實電容的性能主要取決于具體型號，我們通常所聽說的鋁電解電容，只是其使用的材料，電容陽極材質只要是鋁，我們就都叫做鋁電解電容。至于電容的封裝方式與電容的品質并無直接聯系。另外一種比較常見的是鉭電解電容，其陽極部分由鉭構成，就是我們經?？吹降哪欠N黃色或黑色小顆粒。目前很多鉭電解電容都用貼片式安裝，其外殼一般由樹脂封裝。但是，鉭電容的陰極也是電解質。
而我們常聽人講固態(tài)電解或液態(tài)電容的說法指的則是其陰極的用料。使用電解液做陰極的好處是電容量可以做到很大。但是電解液在高溫環(huán)境下容易揮發(fā)、滲漏，對壽命和穩(wěn)定性影響很大，在高溫高壓下電解液還有可能瞬間汽化，體積增大引起爆漿；其次是電解液所采用的離子導電法其導電率很低，造成電容的ESR會比較高，影響電容的主要性能而固態(tài)電容采用功能性導電性高分子作為介電材料，該材料不會與正負極鋁箔產生反應，在長期未使用的情形下通電不致于發(fā)生爆漿現象。 且在低溫時亦不會因電解質離子移動緩慢而達不到應有特性及功能，相比液態(tài)電解質，固態(tài)電容具備環(huán)保、低阻抗、高低溫穩(wěn)定、耐高紋波及高信賴度等優(yōu)越特性。
電容的主要特性參數：
(1) 容量與誤差：實際電容量和標稱電容量允許的最大偏差范圍。一般分為3級：I級±5%，II級±10%，III級±20%。在有些情況下，還有0級，誤差為±20%。
精密電容器的允許誤差較小，而電解電容器的誤差較大，它們采用不同的誤差等級。
常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同。用字母表示：D——005級——±0.5%;F——01級——±1%;G——02級——±2%;J——I級——±5%;K——II級——±10%;M——III級——±20%。
(2) 額定工作電壓：電容器在電路中能夠長期穩(wěn)定、可靠工作，所承受的最大直流電壓，又稱耐壓。對于結構、介質、容量相同的器件，耐壓越高，體積越大。
(3) 溫度系數：在一定溫度范圍內，溫度每變化1℃，電容量的相對變化值。溫度系數越小越好。
(4) 絕緣電阻：用來表明漏電大小的。一般小容量的電容，絕緣電阻很大，在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對而言，絕緣電阻越大越好，漏電也小。
(5) 損耗：在電場的作用下，電容器在單位時間內發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來自介質損耗和金屬損耗。通常用損耗角正切值來表示。
(6) 頻率特性：電容器的電參數隨電場頻率而變化的性質。在高頻條件下工作的電容器，由于介電常數在高頻時比低頻時小，電容量也相應減小。損耗也隨頻率的升高而增加。另外，在高頻工作時，電容器的分布參數，如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等，都會影響電容器的性能。所有這些，使得電容器的使用頻率受到限制。
供電模塊的用料-Mosfet
“MOSFET”是英文Metal Oxide Semicoduc-tor Field Effect Transistor的縮寫，譯成中文是金屬氧化物半導體場效應管。它是由金屬，氧化物及半導體三種材料制成的器件，所謂功率Moseft(Power Moseft)是指它能輸出較大的工作電流(幾安到幾十安)，用于功率輸出級的器件。
對主板所使用的MOSFET來說，由于電源電壓最高不超過12V，所以耐壓不用看。電流一般也都夠，關鍵看內阻，衡量Mosfet的一個很關鍵值就是RDS，這是MOSFET在導通狀態(tài)下的內阻值，這個值越低越好，從下面的對比圖中我們不難發(fā)現西門子的Infineon，美國的IR，荷蘭的飛利浦的內阻值是最低的。
目前在MOSFET的生產領域有很多公司，其中以Infineon、IR、飛利浦在技術上最為領先，性能最為優(yōu)秀，還有Alpha、ST、On以及臺灣的富鼎都是目前主板常用的品牌。
考量主板MOSFET管好壞最直接的辦法就是它的發(fā)熱量，如果在通電情況下，MOS管上燙得無法讓手指接觸，說明MOS管用得不好，如果能讓手指在其上停留10秒左右，說明MOS管的發(fā)熱量處于正常水平，而如果只感覺到微熱的話，那么該款主板的Mosfet就可以說是十分優(yōu)秀了。
供電模塊的用料-電感
電感線圈主要有濾高頻，緩沖和儲能的作用。衡量電感線圈是否優(yōu)秀最主要的標準就是磁通量，磁通量越高，電流通過產生的損耗也就越低。一些講求用料的主板往往會采用全封閉式電感來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電感線圈，這樣做的好處在于可以大大降低電感的電磁輻射，避免電感發(fā)出的電池波對處理器和其它零件造成不必要的干擾，在一定稱度上也增強了主板的穩(wěn)定性，但成本也會有所提高。
供電模塊的用料-PWM控制芯片
PWM開關電源控制芯片是CPU供電的核心部分，其在主板上的電路一般分布在CPU附近，為每個元件均提供獨立的脈寬調制信號。就我們平時所說的三相供電，四相供電等都需要一個PWM來協調實現。而很多偷工減料的主板卻沒有在供電部分設計真的PWM，造成了雖然在MOSFET和電容部分看起來好像是兩相供電或者三相供電的假相，但離開了PWM的協調，只能算是單相供電而已。
對于主板的供電回路的數目，大家是可以根據PWM控制芯片的型號來分辨的。 因為PWM芯片的功能在出廠的時候都已經確定。上圖是早期比較常見的Richtek RT9241是一個兩相的控制芯片，可以精確的平衡各相電流，以維持功率組件的熱均衡。
左圖的Richtek RT9237就是一個2-4相的控制芯片，大家可以通過觀察元器件數量，可以判斷是幾相供電回路。右圖是另外一個常見品牌的芯片，Intersil的HIP6301芯片，在Intersil網站上可以查到它是一塊支持4相供電的控制芯片，但很多三相或四相供電的主板都會使用它。
此外，近一段時間個別新主板采用了一種名為“數字式PWM供電”的新方式，它主要將傳統(tǒng)的鋁制電解電容、MOSFET、扼流線圈元件更換為數控電氣性能更高的貼片/BGA封裝元件，有效避免傳統(tǒng)鋁制電解電容大功耗下不穩(wěn)定、爆漿等問題。
如今主板市場競爭情況空前激烈，不但有各種偷工減料的雜牌在賣不良產品，就算是一些有名的品牌也會為了控制成本打價格戰(zhàn)而推出COST DOWN的型號，如一些X系列，V系列，SE系列等把供電回路的數量減少，省略部分功能，再拿掉很多保護電路，元器件從而降低成本，質量與性能大打折扣，不明就里的玩家們一不小心就可能吃虧上當，希望通過筆者以上的介紹能夠讓更多的網友對于主板供電方面的認識有所了解。
