日本电子维修技术 主板CPU供电常识




前言:本文来自某主板厂商的讲解资料,具体是哪家我就不说了。关于厂商独有技术的部分我已经从中省略,留下的都是比较实在的讲解。看见CHH还没有关于这方面的文章,所以上传上来与各位共享。


一、识别CPU供电电路的元件

图片1.jpg (187.77 KB, 下载次数: 214)

2011-10-13 22:46 上传


CPU供电电路主要有 5种元件
PWM芯片 MOSFET 电感 电容

1:PWM芯片(脉宽调制芯片)CPU供电电路指挥官

图片2.png (147.42 KB, 下载次数: 116)

2011-10-13 22:46 上传


ADP3228INTELCPU供电4华硕P35/P45主板常用
EPU=ADP3228华硕打磨标记改为EPUX58也用
ISL6336AINTELCPU供电6微星/技嘉P45/X58高端主板用
ISL6334INTELCPU供电4微星/技嘉P45主板常用
STL6740LAMD CPU供电4微星/华硕AM3/AM2+新主板用
ISL6324AMDCPU供电4微星/华硕/技嘉AM2+主板常用
PWM芯片识别CPU核心电压,规定供电相数、调整电压和电流,指挥MOS工作  ISL6336/6334ST L6740L支持供电相数变换(APS)






2驱动芯片(Driver-IC驱动MOSFET工作

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2011-10-13 22:46 上传



PWM芯片通过驱动芯片驱动MOSFET工作
驱动芯片型号由PWM芯片规定
有的PWM芯片内部整合驱动芯片








3MOSFET大功率晶闸管(开关管/场效应管)

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2011-10-13 22:46 上传


MOSFET其实就是一个开关,开启时允
许电流通过,关闭时不允许电流通过。
常用MOSFET是单颗的,封装形式有
D型和Power型。1相供电回路至少有
2颗,1颗输入/1颗输出(1进1出),
还有3颗(1进2出),4颗(2进2出)。




4电感   延迟电压/电流  上升/下降


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2011-10-13 22:46 上传



电感的特性是当电流通过时,输出的电压缓慢上升,比如输入12V,输出是从0V慢慢上升到12V
CPU供电就是利用电感的特性把12V降到1.xxV





5电容:滤波和蓄电池

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2011-10-13 22:46 上传

富士通固态电容

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2011-10-13 22:46 上传

日本化工固态电容


电感输出的电流对电容充电,经过电容的电流被滤波,滤出一些交流成分,电流曲线更平滑。
电容可以充电/放电,就像一个大的蓄电池,存储电能。经过电感的电流给电容充电。当CPU负载瞬时增大,电容可以瞬时提供大电流(MOSFET和电感的反应时间较慢)。
供电电路的电容是电解电容。以前常用的是液态铝电解电容(导电的电解液是液态的),当电容长期工作在高温状态下,电解液会热膨胀,发生爆裂。
现在常用的固态铝电解电容(导电的是固态高分子聚合物),热膨胀系数很小,不会发生爆裂。










二、单相供电电路工作原理
5种元器件组成的供电电路逻辑框图

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2011-10-13 22:46 上传


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2011-10-13 22:46 上传



CPU供电电路就是变压器把12V到CPU核心需要的电压(如1.2V)

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2011-10-13 22:46 上传




左上图,K1闭合导通,K2断开开路。12V电流通过K1流经电感。电感的感抗使输出的电压从0V开始慢慢上升,电流也是慢慢增大,同时流经电感部分电能转变为磁能存储在电感磁体内。输出电压达到CPU电压(如1.2V)K1断开,K2闭合。


右上图, K2和电感、电容构成回路。存储在电感里的磁能转换为电能释放出来给电容充电,电压从1.2V慢慢降低,电感的磁能释放完,电压降到0V。电感完成一次充放电,然后K1再闭合,K2再断开,重复左图的充电过程。K1、K2反复的闭合/断开,12V电流就源源不断地变为1.2V供给CPU。

注意:K1K2就是MOSFET--开关管(前面说过)

供电电路原理图



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2011-10-13 22:47 上传

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2011-10-13 22:46 上传


PWM发出让MOSFET开关的信号,信号有一定的时间宽度,所以这种信号就是有一定宽度的脉冲信号。脉冲的宽度(时间长短)决定电感输出电压大小。
PWM就是脉宽调制。通过脉宽调制输出电压。
PWM发出的信号较弱,通过驱动芯片增强信号,驱动MOSFET开关。
MOSFET的作用只是开关,允许或禁止12V(1.2V)电流通过。
电感的延迟电压升高才是降压的根本。电感的储能使K1断开时,还有1.2V电流通过K2继续供电。通过K1的是12V,又叫高压MOS(还叫上MOS),通过K2的是1.2V,又叫低压MOS(还叫下MOS)。


电容的滤波效果

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2011-10-13 22:47 上传


输出的不是平稳的1.2V的直流是0V-1.2V-0V的脉动直流。

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2011-10-13 22:47 上传


经电容存储和滤波后,脉动的幅度减小接近恒稳的1.2V直流。


PWM芯片的原理

图片18.png (73.56 KB, 下载次数: 40)

2011-10-13 22:47 上传


CPU VID:每颗CPU都有电压识别针脚,
5-8根。VID针脚的编码定义了CPU的电压。
PWM读取VID针脚的代码,知道这颗CPU的
电压。
然后按VID确定输出的脉冲宽度(占空比)
调制MOSFET的开关时间和时序。
监控电感输出的电压、电流,随时调整。
过电压保护防止过高的电压。

供电相数由PWM决定,目前最高的是ISL63366相供电。
PWM的相数设计一般是可选的,6相的PWM可以选用2-6相。
新的PWM支持依据CPU负载自动变换供电相数,也叫APS


三、多相供电工作原理

4相供电图示

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2011-10-13 22:47 上传


为何要多相供电
●CPU发展:低电压、大电流,单相供电元件不能满足。
●降低输出电流的纹波
●降低MOSFET和电感发热量

4相供电电路采用的元件是
4相或6相的PWM
4PWM输出
4颗驱动芯片(有整合在PWM,MOS内)
4MOSEFT(1进1出/1进2出/2进2出)
4颗电感(有并联电感的)

4相供电的输出

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2011-10-13 22:47 上传


上图是示波器抓取的4相供电输出波型棕、蓝、粉、绿代表1、2、3、4相凸起的脉冲表示这一相正在工作,有输出电压低平线段表示这一相在休息,无电压输出4相不是同时工作,是按一定顺序轮流工作,目的是降低纹波电压和MOSFET发热量假设4相工作1秒,每1相工作1/4秒,休息3/4秒


1/2/4相输出电流对比

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2011-10-13 22:47 上传


输出电流的平稳度对比: 4相好于1相/2相


电容好比储水池/每相供电好比灌水泵


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2011-10-13 22:47 上传



4相供电好比4个水泵,轮流向储水池灌水


四、非标准多相供电揭秘
另类多相:SPDT开关,4相转8

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2011-10-13 22:47 上传


SPDT是一种电子单刀双掷开关把PWM的1相输出连接到SPDT的1个输入端,对应的2个输出端连接2颗驱动芯片驱动2组MOS。这样4相PWM芯片通过4路SPDT芯片就变成了8相。

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2011-10-13 22:47 上传


从四路SPDT开关ADG333A功能框图可以看到D1/D2/D3/D4输入,S1A/S1B/S2A/S2B/S3A/S3B/S4A/S4B是8路输出,IN1/IN2/IN3/IN4是4路双向开关控制信号,使D1-D4可转换到S1A-S4A或S1B-S4B输出。从AS3336G的功能框图直接看到4相输入,8相输出。这里的8路输出时以4路为1组,轮流交换的。


图片25.jpg (129.57 KB, 下载次数: 37)

2011-10-13 22:46 上传


这是示波器抓到的通过SPDT4转8多路开关把4相变8相的8相输出的电压波形图。从图中可以看到8相分成2组。这2组也是轮流工作的。



以上就是本文的全部内容,谢谢观看



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技术贴,很有用,顶下

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楼主此时发本帖,颇为应景儿啊.

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非常不错,辛苦了
CPU区满眼都是推土机,这种有营养的文章真是少见了

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学到东西了,强力支持

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mark 一会儿躺着看

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好文章啊,Mark一下

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求问2上2下是什么概念和意思...

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  楼主本帖,其实还是为了推土机(功耗大,不得不买供电强的牛板子)

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坐下慢慢看了。支持LZ分享技术文

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收藏了。Z68 PRO是一上二下的。

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好帖子,学习了~~~~~~~~~

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好文 学习下 */-12

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这个一定要顶!

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技术贴,收藏备用。

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好文,先顶后看!!

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技术帖,顶上,学习

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太强大啦,谢谢LZ */-22

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学习了,谢谢

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好贴 先mark 慢慢吸收

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这文章写得出乎意料地好啊,厂商人士把必要的基本概念、主板厂家常用的设计和对应的波形都给涵盖到了。

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最近CPU区精华帖不断啊

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不错 前排学习

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好久没看到如此好贴了,要好好学习学习。。。*/-26

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有时间仔细看看学学 MARK下

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精华所在

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搬个凳子来慢慢学习

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楼主辛苦了*/-52

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给力!照文分析,多MOS管其实是提高输出质量与减少元件负载,而不会把一个雷U变成雕U。而高规格的电容就是改善了波纹输出。好的驱动芯片+足够项数的供电可以让超频可微调的电压选项更多。

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此类文章正是我需要的,多谢楼主了。这个贴有价值

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其实主要告诉小白们怎么看主板来大致看一下供电数就可以了,技术文章必须要顶LZ啊~~~~~~~~

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好贴啊,学习了*/-30

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有无介绍数字供电???

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很有营养 超频不过看体质,供电也很重要

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CHH应该多一些像这类的文章才对 支持

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MSI厂家肯定是要对商家讲自己的特色技术,不能给华硕的数字供电概念做宣传。

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强力支持,好文

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LZ写的文章图文并茂,言简意赅,让有一点基础电学知识的读者都能理解其中的原理,实在是难得的好帖,支持一下!

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相当技术,必须看完

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原文作者把MOSFET叫成“大功率晶闸管”是不恰当的,即便都当成理想化开关考虑,晶闸管和MOS管的控制方式都有很明显的差异,“大功率”的量级更是不同。作为渠道培训或者媒体培训用,这篇文章还是要给有DIY基础和必需的电路基础知识的读者才能看懂,可惜DIY圈子文科生为主啊。

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*/-49学习了!!!!!!!!!!!!

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  精华····!!!!!

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这类的专业贴,很少了~

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营养贴,顶上~先MARK,有空再慢慢研究*/-42

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技术贴要支持!

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好好学习,谢谢

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技术文 顶了再说

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这个太强大了,先顶再慢慢看

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非常需要技术贴啊,可以学知识*/-93

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*/-26学习+收藏了,晚上转给我同事看看

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科谱强文。。。

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感谢LZ的转载,这种知识还是比较缺乏的

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好文 看完顶了

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*/-30给力!

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看了半天 想起一句话 没文化真可怕

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好文,学习了,LZ有才啊

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顶起来,等到家用电脑在仔细看

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*/-94看的有点晕!

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先收了,多谢搂主了。学习了

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纯技术贴,要顶要顶!

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支持技术贴

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学习了,够深奥,看不懂咋办?

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技术贴要顶

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技术贴,受教

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非常不错,辛苦了
*/-93

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难道第四部分介绍的是通俗常说的“伪8相”?

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chiphell就是有些实用的东西学。*/-52

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好文,学习了

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绝对的技术贴~顶一个

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内容果然深奥
学习了

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纯支持了,基本不懂。

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技术原理基础教程贴,谢谢分享!

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太专业了,虽然看了也不一定记得住,但一定要顶。

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这个太专业了

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好东西,收下了,才看到,还不晚,可以好好学习一下

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受教了
果断的回帖做个记号

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我是小白 先回再看

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易懂的好帖啊!!!台湾厂家?哪个?希望看到原文


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感谢楼主分享,受教了

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华硕33相模拟48相怎么做到的?

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终于有份技术贴了,Mark,赞

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请问楼主我记得电感的作用是电流不可以突变,电压可以突变啊?不太明白

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技术贴留名

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多长时间的帖子了都..................

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建议加入比较新的Drmos Nexfet及电容与相数没有倍数关系时(包括含有金属薄膜电容)的说明

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晕倒 这个坟挖的  这个都多久的了啊

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领教了

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文科生飘过。。。表示看了几条就有点崩溃了~~~一直搞不懂几相供电怎么识别的,总算学到了!

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这篇真心不错,深入浅出的,咱这样的小白也能懂 电路 电子 维修 求创维42c08RD电路图 评论 电视的图纸很少见 评论 电视的图纸很少见 评论 创维的图纸你要说 版号,不然无能为力 评论 板号5800-p42ALM-0050 168P-P42CLM-01 电路 电子 维修 我现在把定影部分拆出来了。想换下滚,因为卡纸。但是我发现灯管挡住了。拆不了。不会拆。论坛里的高手拆解过吗? 评论 认真看,认真瞧。果然有收
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