2018-11-28 02:34:20 佚名

徐雪丹

我們看到的電腦，從來都是把電源線插上，按一下按鈕（或者短接），電腦屏幕就亮了，可有沒有人細細想過，主板那麼多個微小零件，是怎麼按照順序一點點點亮的呢，又是怎麼讓CPU和顯卡運作起來的呢，今天，小編就為大家答疑解惑！

點亮電腦，供電模塊功不可沒

想要了解主板和顯卡是如何給CPU和GPU供電的，就必須先要了解供電模塊。顯卡與主板的供電模塊的主要作用是調壓、穩壓以及濾波，以此讓CPU或者GPU獲得穩定、純淨且電壓合適的電流。雖然二者略有區別，但總體的運作模式大同小異。

1.三端穩壓供電

雖然長得各種各樣，但基本上就是一個三隻腳的小零件，你可別小看這個小傢伙，它雖然提供很小電流不能用在大負載設備上，但是DAC電路和I/O接口電路它都是重要的主力軍。三端穩壓集成電路也稱三端穩壓管，它的樣子就像是普通的三極管，電子產品中常見到的三端穩壓集成電路有正電壓輸出的78×× 系列和負電壓輸出的79×× 系列。顧名思義，三端IC是指這種穩壓用的集成電路只有三條引腳輸出，分別是輸入端、輸出端和接地端。然後就能夠在設計電壓下傳輸電流了~

2.場效應管線性穩壓（已棄用，老顯卡上還有）

還是一個場效應管，這種供電模塊主要由信號驅動芯片以及MosFET組成，有著反應速度快、輸出紋波小、工作噪聲低的優點。但是場效應管線性穩壓的轉換效率較低而且發熱量大，不利於產品功耗和溫度控制，因此其多數用在更早年之前的顯存或者內存的供電電路上，而且僅限於入門級產品，中高端產品往往會使用更好的供電組成，也就是第三種供電模塊——開關電源。

3.開關電源

實際上主板/顯卡上有這個的小型設備（芯片零件），但為了說得清楚，我們拿最大版本來講。開關電源是控制開關管開通和關斷的時間和比率，維持穩定輸出電壓的一種供電模塊，主要由電容、電感線圈、MosFET場效應管以及PWM脈衝寬度調製IC組成，發熱量相比線性穩壓更低，轉換效率更高，而且穩壓範圍大、穩壓效果好，因此它成為了目前CPU與GPU的主要供電來源。

拿上圖顯卡為例，開關電源通常是由電容、電感線圈、MosFET場效應管以及PWM脈衝寬度調製芯片四類元件組成，也就是除了芯片之外剩下板上60%的區域，至於他們的詳細介紹百度上都有也比較高深，這裡就不做介紹了，你只要知道他們是電流接通後保證你芯片不會直接燒掉的重要變壓溫流模塊就好。

開關電源如何工作呢

開關電源基本原理圖如下所示，圖中電容的作用是穩定供電電壓，濾除電流中的雜波，讓電流更為純淨；電感線圈則是通過儲能和釋能，來起到穩定電流的作用；PWM芯片則是開關電路控制模塊的主要組成部分，電路輸出電壓的大小與電流的大小基本上是由這個控制模塊；MosFET場效應管則分為上橋和下橋兩部分，電壓的調整就是通過上下橋MosFET配合工作實現的。

開關電源供電電路開始工作時，外部電流輸入通過電感L1和電容C1進行初步的穩流、穩壓和濾波，輸入到後續的調壓電路中。由PWM芯片組成的控制模塊則發出信號導通上橋MosFET，對後續電路進行充能直至兩端電壓達到設定值。隨後控制模塊關閉上橋MosFET，導通下橋MosFET，後續電路對外釋放能量，兩端電壓開始下降，此時控制模塊關閉下橋MosFET，重新導通上橋MosFET，如此循環不斷。

上文中所述的“後續電路”與線性穩壓電路相比，開關電源雖然有轉換效率高，輸出電流大的優點，但是其MosFET所輸出的並不是穩定的電流，而是包含有雜波成分的脈衝電流，這樣的脈衝電流是無法直接在終端設備上使用的。此時L2電感與C2電容就共同組成了一個類似於“電池”作用的儲能電路，上橋MosFET導通時“電池”進行充能，而在下橋MosFET導通時“電池”進行釋能，讓進入終端設備的電流與兩端電壓維持穩定。

多相供電的粗解

和上圖所不同的是，大部分現在的主板、中高端顯卡，都不是一個供電模塊，我們稱之為多相供電，你可以看做一個模塊輸出的直流不夠需要更多的直流輸入，以RX 480顯卡為例，其整卡滿載功耗為210W左右，即使按GPU供電佔整卡供電70%計算，GPU的滿載功率也達到了150W的水平，以運行電壓1.1V計算，相當於136A的電流，如採用單相供電的話，那麼單體承受100A以上的電感會非常巨大，而且要保證單相有足夠低的紋波，感值也會很大，那樣電感就更加巨大了，這顯然在各個方面來看都是無法讓人接受的。

因此顯卡與主板上都需要採用多相供電的方式，來分攤每一路供電的負載，以維持供電電路的安全和發熱量的可控性，部分中高端產品甚至引入了供電相數動態調節的技術，在負載較低是關閉部分供電電路，在CPU或GPU的負載提高時再自動打開，這樣既可以滿足高負載時的供電需求，也可以在低負載時起到進一步節能的作用。

但基本原理相同。