元器件逐个数5 从PWM看主板供电设计

主板没电怎么玩？作为一台电脑的平台和基础，主板不仅仅承载了所有的配件，还为这些配件提供“动力”保证。主板的供电设计是怎么样的呢？我们常常在各种各样的宣传广告、介绍文章中看到诸如“超级24相供电设计”、“豪华5+1供电方案”等字眼。多相供电有什么好处，“+1”之类的设计又代表什么？其实这些都不难，现在就带你了解主板供电设计的方方面面。

主板供电的发展之路，从一相开关供电谈起

主板供电技术目前已经非常成熟，从早期的线性供电，发展到今天的开关供电，已经再难寻觅更大的突破。那这所谓的开关供电是怎么回事呢？别急，马上为你揭晓答案，我们得从基础的一相开关供电看起。

供电电路的核心—PWM芯片

单独的一相开关供电(以下简称一相供电），包括了PWM芯片(也就是所说的脉冲宽度调节芯片)，电容、电感、MOSFET以及必要的导线。在供电电路工作时，PWM芯片会控制MOSFET轮流导通，并通过电感和电容组成的LC滤波电路，终输出纯净、稳定的直流电。看似很复杂，其实很简单：在整个供电电路中，PWM芯片就是核心，它好比乐队的总指挥一样，控制着供电电路的开和关，也确定了供电电路的相数。

PS：电感、电容和MOSFET的作用

1.电感本是指线圈在磁场中活动时，所能感应到的电流的强度，主板上电感的当然不是这些电流，这里所说的电感其实是指利用利用电磁感应对电路产生影响的元件。
2.主板上的电容就好比水桶一样，专门存储电荷。目前主板供电部分使用的电容多是固态电容，凭借其不会爆浆的优良传统，主板的安全性也得到了提升。
3.MOSFET的全称是Metal Oxide Semicoductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)，念着很饶口吧！我们不需要深究它的工作本质，只需要知道这玩意儿是整个供电部分中热的部分，是影响供电能力比较重要的部件。

相数是咋回事儿？且听俺一一道来

说到这相数，也许有的朋友会犯迷糊，其实相数指的就是供电电路中有完整供电能力的“模块”个数。说到这儿，我们不妨把供电电路想象成马车，当有一条马拉着这辆车的时候，这辆马车就叫做一相供电。如果马车配有两匹马，那么就可以叫做2相供电。以此类推，目前能看到应用在主板上的单颗PWM芯片多可控制12相供电电路。也就是说有十二匹马同时在拉这辆马车。

抛开拉车的马匹，控制马匹的车夫其实就是PWM芯片，它决定了主板的相数，比如一颗能控制6相供电的PWM芯片，它可以控制六匹马为之供电。但是如果硬要再加两匹马，组成8相供电，已经超过极限的PWM芯片就无法让全部的马匹工作，只能选择其中6条发挥作用，反之如果只有4匹马来拉车，PWM芯片就能轻松搞定，不会出现心有余而力不足的情况。

数电感并不靠谱，主板供电电路是这样看的

在了解了主板的供电基本原理后，我们就可以实践一下，看看一款主板到底属于几相供电。在绝大部分玩家的眼中，电感的数量就代表了供电电路的数量。这样做有一定道理，但不完全正确。

上文中我们总结到：PWM芯片决定了供电电路的相数。在基本的供电电路中，电感数量和供电相数总是相同的。比如6相供电，会使用一颗控制6相PWM的芯片，外加6颗电感、12颗MOSEFT和若干电容。但实际产品却和我们的想法大相径庭。市售很多主板会在只有6相PWM芯片的供电电路中使用12颗甚至24颗电感，如果单纯数电感的话，难免判断失误。出现这种问题的主要原因还是成本和供电能力的博弈。如今的处理器在用电方面个个都“如狼似虎”，要养活这些大胃口的家伙，供电电路就需要输出更大的电流才成。传统的一相供电有一颗电感、上桥和下桥共两颗MOSFET，在全速25A电流工作时温度较高，单相供电电流难以提升。如果每相供电采用两颗上桥和两颗下桥共四颗MOSEFT、甚至两颗电感，虽然不能提升一倍的电流供给，但却能够有效降低供电元件工作温度，并提升每相供电能力，这就是通常所说的并联。

这样看来，数电感的朋友就要多留个心眼了，如果厂商采用了电感并联的设计方法，那数出的电感数量就远远高于实际的供电相数。其实，不会看设计没关系，对于普通用户来说，你只需要查清楚PWM的型号，弄清PWM真正的供电相数就能得到你想要的答案了。

揭开并联电路的红盖头，它们可不是劣质产品

别被图中的12颗电感给“忽悠”了。其实这是采用并联方式的六相供电。
就像我们在图中标注的一样，每两相供电电路组成了一个并联电路。

千万甭以为采用并联方式供电方案的主板就要矮人一头，现在有很多主板采用了并联电感和MOSFET的方法。假如这些产品在采用并联方式以前，大只能提供100A左右的电流，为了增加它的供电能力，我们为每相电源多增加一颗电感和一颗MOSEFT，虽然无法成倍的提升性能，但也能为其提供多达140A甚至更多的电流，这也在很大幅度上提升了供电能力。

“数电感党“注意了，这可不是6相供电，其实它只有5相供电，
上角的 电感主要用于滤波，和供电电路无关。 

这里我们可以把原本容纳电流的电感和MOSFET想象成一根水管，电流通过这根水管从起点流向终点，每次从管道里能流出100A的电流。当“水”量无法填饱用电“大户”的时候，咱们就得在这根管道中再接驳一根管道来送出电流。虽然新接管道后，每根管道只能提供70A左右的电流，但由于电流都从一根管子里流出来，其实际性能已经得到了大幅提升，喂饱那些供电“大户”也就不在话下了。

“+1”设计哪里来？CPU加强，供电需要与时俱进

现在的主板可不单纯是6相供电，12相供电。越来越多的主板说它们的供电是“4+1相”、“6+2相”，这又是怎么回事呢？

其实这还是为了保证处理器的稳定运行。如今，传统的处理器核心供电方案已经无法满足处理器地用电需求。为此，英特尔和AMD拿出了相应的对策，为了保障新产品的性能，两家公司都为处理器内部集成的特殊模块提供单独的供电。这也就是“+1”、“+2”的由来。比如，AMD要求AM3接口的主板设计必须为HT3.0总线控制器和DDR3内存控制器提供单独的供电。英特尔则要求为处理器内部集成的内存控制器、PCI-E总线控制器以及其它北桥设备提供单独供电。也就诞生了前文所说的“4+1相”、“6+2相”等供电方案。