CPU供電詳細說明

1、一、識別CPU供電電路的元件2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (187.77 KB) CPU供電電路主要有 5種元件PWM芯片 MOSFET 電感 電容1：PWM芯片（脈寬調(diào)制芯片）CPU供電電路指揮官2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (147.42 KB) ADP3228INTELCPU供電4相華碩P35/P45主板常用EPU=ADP3228華碩打磨標記改為EPUX58也用ISL6336AINTELCPU供電6相微星/技嘉P45/X58高端主板用ISL6334INTELCPU供電4相微星/技嘉P45主板常用STL6740LAMD CPU供電4相微星/華碩AM3/A

2、M2+新主板用ISL6324AMDCPU供電4相微星/華碩/技嘉AM2+主板常用PWM芯片識別CPU核心電壓，規(guī)定供電相數(shù)、調(diào)整電壓和電流，指揮MOS工作ISL6336/6334和ST L6740L支持供電相數(shù)變換（APS）2：驅(qū)動芯片（Driver-IC）驅(qū)動MOSFET工作2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (172.46 KB) PWM芯片通過驅(qū)動芯片驅(qū)動MOSFET工作驅(qū)動芯片型號由PWM芯片規(guī)定有的PWM芯片內(nèi)部整合驅(qū)動芯片3：MOSFET大功率晶閘管（開關(guān)管/場效應管）2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (77.32 KB) MOSFET其實就是一個開關(guān)，開

3、啟時允許電流通過，關(guān)閉時不允許電流通過。常用MOSFET是單顆的，封裝形式有D型和Power型。1相供電回路至少有2顆，1顆輸入/1顆輸出（1進1出），還有3顆（1進2出），4顆（2進2出）。4：電感延遲 電壓/電流 上升/下降2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (5.9 KB) 2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (6.62 KB) 2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (10.07 KB) 2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (6.65 KB) 電感的特性是當電流通過時，輸出的電壓緩慢上升，比如輸入12V，輸出是從0V慢慢上升到12V。CPU供

4、電就是利用電感的特性把12V降到1.xxV5：電容：濾波和蓄電池2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (10.93 KB) 富士通固態(tài)電容2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (9.77 KB) 日本化工固態(tài)電容電感輸出的電流對電容充電，經(jīng)過電容的電流被濾波，濾出一些交流成分，電流曲線更平滑。電容可以充電/放電，就像一個大的蓄電池，存儲電能。經(jīng)過電感的電流給電容充電。當CPU負載瞬時增大，電容可以瞬時提供大電流（MOSFET和電感的反應時間較慢）。供電電路的電容是電解電容。以前常用的是液態(tài)鋁電解電容（導電的電解液是液態(tài)的），當電容長期工作在高溫狀態(tài)下，電解液會熱膨脹，發(fā)生爆

5、裂。現(xiàn)在常用的固態(tài)鋁電解電容（導電的是固態(tài)高分子聚合物），熱膨脹系數(shù)很小，不會發(fā)生爆裂。二、單相供電電路工作原理5種元器件組成的供電電路邏輯框圖2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (66.79 KB) 2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (175.55 KB) CPU供電電路就是變壓器把12V到CPU核心需要的電壓（如1.2V）2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (159.04 KB) 左上圖，K1閉合導通，K2斷開開路。12V電流通過K1流經(jīng)電感。電感的感抗使輸出的電壓從0V開始慢慢上升，電流也是慢慢增大，同時流經(jīng)電感部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍艽鎯υ陔姼写朋w內(nèi)。輸

6、出電壓達到CPU電壓（如1.2V）K1斷開，K2閉合。 右上圖， K2和電感、電容構(gòu)成回路。存儲在電感里的磁能轉(zhuǎn)換為電能釋放出來給電容充電，電壓從1.2V慢慢降低，電感的磁能釋放完，電壓降到0V。電感完成一次充放電，然后K1再閉合，K2再斷開，重復左圖的充電過程。K1、K2反復的閉合/斷開，12V電流就源源不斷地變?yōu)?.2V供給CPU。注意：K1、K2就是MOSFET-開關(guān)管（前面說過）供電電路原理圖2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (39.74 KB) 2011-10-13 22:46 上傳下載附件 (51.92 KB) PWM發(fā)出讓MOSFET開關(guān)的信號，信號有一定的時間寬度

7、，所以這種信號就是有一定寬度的脈沖信號。脈沖的寬度（時間長短）決定電感輸出電壓大小。PWM就是脈寬調(diào)制。通過脈寬調(diào)制輸出電壓。PWM發(fā)出的信號較弱，通過驅(qū)動芯片增強信號，驅(qū)動MOSFET開關(guān)。MOSFET的作用只是開關(guān)，允許或禁止12V（1.2V）電流通過。電感的延遲電壓升高才是降壓的根本。電感的儲能使K1斷開時，還有1.2V電流通過K2繼續(xù)供電。通過K1的是12V，又叫高壓MOS（還叫上MOS），通過K2的是1.2V，又叫低壓MOS（還叫下MOS）。電容的濾波效果2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (88.2 KB) 輸出的不是平穩(wěn)的1.2V的直流是0V-1.2V-0V的脈動直流

8、。2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (55.78 KB) 經(jīng)電容存儲和濾波后，脈動的幅度減小接近恒穩(wěn)的1.2V直流。PWM芯片的原理2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (73.56 KB) CPU VID：每顆CPU都有電壓識別針腳，5-8根。VID針腳的編碼定義了CPU的電壓。PWM讀取VID針腳的代碼，知道這顆CPU的電壓。然后按VID確定輸出的脈沖寬度（占空比）調(diào)制MOSFET的開關(guān)時間和時序。監(jiān)控電感輸出的電壓、電流，隨時調(diào)整。過電壓保護防止過高的電壓。供電相數(shù)由PWM決定，目前最高的是ISL6336，6相供電。PWM的相數(shù)設(shè)計一般是可選的，6相的PWM可以選

9、用2-6相。新的PWM支持依據(jù)CPU負載自動變換供電相數(shù)，也叫APS三、多相供電工作原理4相供電圖示2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (59.27 KB) 為何要多相供電CPU發(fā)展：低電壓、大電流，單相供電元件不能滿足。降低輸出電流的紋波降低MOSFET和電感發(fā)熱量4相供電電路采用的元件是4相或6相的PWM4路PWM輸出4顆驅(qū)動芯片（有整合在PWM,MOS內(nèi)）4組MOSEFT（1進1出/1進2出/2進2出）4顆電感（有并聯(lián)電感的）4相供電的輸出2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (123.44 KB) 上圖是示波器抓取的4相供電輸出波型棕、藍、粉、綠代表1、2、3、4

10、相凸起的脈沖表示這一相正在工作，有輸出電壓低平線段表示這一相在休息，無電壓輸出4相不是同時工作，是按一定順序輪流工作，目的是降低紋波電壓和MOSFET發(fā)熱量假設(shè)4相工作1秒，每1相工作1/4秒，休息3/4秒1相/2相/4相輸出電流對比2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (18.42 KB) 輸出電流的平穩(wěn)度對比: 4相好于1相/2相電容好比儲水池/每相供電好比灌水泵2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (102.58 KB) 4相供電好比4個水泵，輪流向儲水池灌水四、非標準多相供電揭秘另類多相：SPDT開關(guān)，4相轉(zhuǎn)8相2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (60.78 KB) SPDT是一種電子單刀雙擲開關(guān)把PWM的1相輸出連接到SPDT的1個輸入端，對應的2個輸出端連接2顆驅(qū)動芯片驅(qū)動2組MOS。這樣4相PWM芯片通過4路SPDT芯片就變成了8相。2011-10-13 22:47 上傳下載附件 (144.2 KB) 從四路SPDT開關(guān)ADG3