CPU超频的坚实后盾，怎样的主板供电设计才称得上优秀？( 三 ) _主板

文章插图

在开关电源供电电路中，MosFET是分为上桥和下桥两组，运作时分别导通。一般来说上桥MosFET在规模上是小于等于下桥MosFET，这个与上下桥MosFET所需要承担的电流不同有关。上桥MosFET承担是的外部输入电流，一般来说是12V电压，因此在同样功率的前提下，上桥MosFET导通的时间更短，承担的电流更低，所需要的规模自然可以低一些；而下桥MosFET承担的是CPU的工作电压，一般来说是在1V左右，因此在相同功率的环境下，其承担的电流是上桥MosFET的10倍，导通的时间更长，所需要的规模自然更高了。
比较常见的MosFET是分离式设计，也就是上桥MosFET与下桥MosFET是独立元件，这样的设计便于根据产品的定位来改变元器件，占用的空间是比较多的，因此现在有不少主板厂商会在中高端产品上使用整合式的MosFET，这种MosFET我们一般称之为DrMos，其上桥MosFET以及下桥MosFET均封装在同一芯片中，占用的PCB面积更小，更有利于布线，而且DrMos在转换效率以及热量控制上相比传统分离式MosFET也有一定优势。
技嘉Z490I AORUS ULTRA主板的8相CPU核心核心供电采用的都是型号为ISL99390HRZ的DrMos元件，这颗DrMos的供电能力最高可达90A，这就意味着在8相供电的情况下，主板可以提供最高720A的CPU核心供电电流，完全可以满足旗舰级处理器如酷睿i9-10900K在超频时所需要的供电。
不过按照酷睿i9-10900K的功耗，技嘉Z490I AORUS ULTRA主板的供电规模可以算得上是3倍于CPU的需求，我们真的有必要选用如此高规模供电的主板吗？其实事情并没有大家想想象的那么简单，因为MosFET的实际供电能力与其工作时的温度有很大的关系，总体来说工作时温度越低，可以负载的电流就越大；而MosFET的温度又和其工作时所承担的电流有关，电流越高温度也会越高。
因此技嘉Z490I AORUS ULTRA主板上配置了8相总计720A电流的供电规模，除了让主板拥有更高的功率上限外，同时还可以分摊每相供电的电流，让每相电路都工作在合理的负载范围内，温度自然也会控制在合理范围内，在加上带有热管的散热片，就可以进一步压制供电发热，使DrMos可以工作在较低的温度里，始终维持最佳的工作状态，以保证输出电流的强度以及电压的精度不受影响。
电容与电感线圈电容与电感线圈在开关电源供电电路中一般是搭配使用，其中电容的作用是稳定供电电压，滤除电流中的杂波，而电感线圈则是通过储能和释能来起到稳定电流的作用。电容是最常用的也是最基本的电子元器，其在CPU和GPU的供电电路主要是用于“隔直通交”和滤波。由于电容一般是并联在供电电路中，因此电流中的交流成分会被电容导入地线中，而直流成分则继续进入负载中。同时由于电容可以通过充放电维持电路电压不变，因此其不仅可以滤除电流中的高频杂波，同时也减少电路的电压波动。
而电感线圈的作用则是维持电路中的电流稳定性，当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。

文章插图

供电电路中的电容与电感
由于在开关电源电路中，电感与电容需要在短时间内进行上万次的充放电，因此它们的品质将直接影响开关电源供电电路的性能表现。目前CPU供电电路中多使用固态电容以及封闭式电感，前者具备低阻抗、耐高纹波、温度适应性好等优点，后者则有体积小、储能高、电阻低的特性，比较适合用于低电压高电流的CPU和GPU供电电路中。技嘉Z490I AORUS ULTRA主板采用的就是这样的配置，其供电输入滤波电容是定制自FPCAP的固态电容，电感则是贴片式的铁素体电感，这些元件在中高端主板上很常见，除了有体积小占位小的优点外，也是目前业内公认的“高性能”搭配。

文章插图

主板背面的聚合物电容
而对于供电输出滤波来说，有一种电容比起固态电容会更适合使用，那就是聚合物电容，例如技嘉Z490I AORUS ULTRA主板背面的铝聚合物电容以及著名的“小黄豆”钽电容等。聚合物电容拥有极强的高频响应能力，因此在每秒充放电上万次的开关电源供电电路中，它们常常被用于输出端的滤波电路中，可以大大提升电流的纯净度。