圖解主板的供電原理(電腦維修必備).pdf

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1、現(xiàn)在的大多數(shù)主板的供電都使用PWM（PulseWidthModulation脈沖帶寬調(diào)制）方法進(jìn)行，主要是由MOSFET管、PWM芯片、扼流線圈和濾波電容等部分完成。圖1.浩鑫MN31主機(jī)板的電源部分，PWM芯片位于左邊輸入線圈的左部（見下圖）圖2.電源管理芯片RT9241，可以精確的平衡各相電流，以維持功率組件的熱均衡PWM方法是通過開關(guān)和反饋控制環(huán)及濾波電路將輸入電壓調(diào)制為所設(shè)定之電壓輸出的，開關(guān)一般用MOSFET管，而濾波電路一般用LC電路，控制電路用的是PWMIC。那么電源控制IC是如何控制CPU工作電壓的？在主板啟動(dòng)時(shí)，主板BIOS將CPU所提供的VID0－V

2、ID3信號(hào)送到PWM芯片的D0－D3端，如果主板BIOS具有可設(shè)定CPU電壓的功能，主板會(huì)按時(shí)設(shè)定的電壓與VID的對(duì)應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生新的VID信號(hào)并送到PWM芯片，PWM根據(jù)VID的設(shè)定并通過DAC電壓將其轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓，再經(jīng)過場(chǎng)效應(yīng)管輪流導(dǎo)通和關(guān)閉，將能量通過電感線圈送到CPU，最后再經(jīng)過調(diào)節(jié)電路使用輸出電壓與設(shè)定電壓值相當(dāng)。目前絕大多數(shù)主板將5V或12V電壓降到1.05～1.825V或1.30/1.80～3.5V都使用PWM方法，PWM方法是通過開關(guān)和反饋控制環(huán)及濾波電路將輸入電壓調(diào)制為所設(shè)定之電壓輸出的，開關(guān)一般用MOSFET管，而濾波電路一般用LC電路，控制電路都用P

3、WMIC，下面對(duì)組成元件作一說明：1.MOSFET管(MetallicOxideSemiconductorFieldEffectTransistor金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，簡(jiǎn)稱為MOSFET管)目前應(yīng)用的較多的是以二氧化硅為絕緣層的柵型場(chǎng)效應(yīng)管。MOSFET有增強(qiáng)型和耗盡型兩種，每一種又有N溝道和P溝道之分。以N溝道增強(qiáng)型MOSFET為例，它是以P行硅為襯底，在襯底一側(cè)（稱為襯底表面）上用雜質(zhì)擴(kuò)散的方法形成兩個(gè)高摻雜的N+區(qū)，分別作為源極（S）和漏極（D）。再在硅襯底表面生成一層很?。◣资{米）的二氧化硅（SiO2）絕緣層，SiO2的上面則是一層金屬鋁，由此因

4、出柵極（G）。顯然，柵極與其他兩個(gè)電極是相互絕緣的，故稱為絕緣柵極。另外，在襯底的另一側(cè)也引出一個(gè)電極，稱為襯底電極（B），襯底電極一般與源極相連。這種絕緣柵FET具有從上到下的金屬（鋁）－氧化物（二氧化硅）－半導(dǎo)體（襯底）（Metal－Oxide－Semiconductor）三層結(jié)構(gòu)，所以稱之為MOSFET。從MOSFET的結(jié)構(gòu)可以得知：那個(gè)黑色的小方塊僅僅是個(gè)跟電阻，電容，電感等同級(jí)的電子元件，絕對(duì)不是集成塊！圖3.N溝道MOSFET結(jié)構(gòu)示意圖FET是一種電壓控制器件，其柵極電流極小，柵源輸出電阻很大，MOSFET可達(dá)1×10e14Ω以上，特別適合作高輸入阻抗放大器

5、的輸入極。FET在溝道未夾斷時(shí)可以作壓控可變電阻，這一特性使FET在一些控制電路——如自動(dòng)增益控制電路——得到廣泛應(yīng)用。MOSFET的制造工藝比BJT（BipolarJunctionTransisror雙極型晶體三極管）簡(jiǎn)單，制造MOSFET只需一次雜質(zhì)擴(kuò)散而無須隔離技術(shù)，集成度最高，這都是MOSFET比其它諸如JFET（JunctionFieldEffectTransistor結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管）、BJT等元件具有的優(yōu)勢(shì)，所以在超大規(guī)模數(shù)字集成電路（VLSI）中應(yīng)用的最廣。主板上用的MOSFET電流指標(biāo)在25℃時(shí)一般可達(dá)50A以上，但那是在散熱良好條件下25℃時(shí)的指標(biāo)。在主

6、板上的條件下因?yàn)闆]專門的散熱器而靠主板PCB上面積有限的銅皮散熱，持續(xù)導(dǎo)通電流就大打折扣，如果持續(xù)導(dǎo)通電流大于20A發(fā)熱就很厲害，手摸有燙手的感覺，不能長(zhǎng)時(shí)間使用，否則會(huì)有焦味！而且，由于熱量引起的升溫又導(dǎo)致MOSFET導(dǎo)通電阻增加可達(dá)25℃時(shí)的兩倍，將使管耗增加，再致溫度增高，如此惡性循環(huán)，時(shí)間長(zhǎng)了就易燒毀！再則，MOSFET導(dǎo)通電阻增加將使CPU供電電源內(nèi)阻增加，使對(duì)CPU供電非常重要的電流響應(yīng)指標(biāo)降低，導(dǎo)致CPU工作不穩(wěn)定。因而，在有些主板上，可以看見電源部分覆蓋著散熱片甚至散熱風(fēng)扇，它的目的就是在提供大電流時(shí)及時(shí)散發(fā)MOSFET產(chǎn)生的熱量，使之能穩(wěn)定正常工作。圖

7、4.技嘉8KNXPUltra主板的DPS2第二供電系統(tǒng)圖5.技嘉8KNXPUltra主板的第二供電系統(tǒng)上面共有8個(gè)NECK3467場(chǎng)效應(yīng)管，風(fēng)扇為其中6個(gè)提供散熱2.電感線圈主板上用的電感線圈一般用16AWG（AWG：美國(guó)線規(guī)）在磁環(huán)上纏繞5～20匝做成。太粗的線不太好在磁環(huán)上纏繞，不便于規(guī)模生產(chǎn)，成本高，所以采用的少。電感線圈（其實(shí)也是一般導(dǎo)體的）的導(dǎo)通電流能力I=φS（φ——導(dǎo)體的電流密度，變壓器一般取2.5～5安培每平方毫米——因線圈層層纏繞易熱積累故選小些，對(duì)電感線圈一般取6～10安培每平方毫米——因線圈單層纏繞導(dǎo)線裸露散熱一般故