CPU电路图
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主板供电电路图解说明主板的CPU供电电路最主要是为CPU提供电能,保证CPU在高频、大电流工作状态下稳定地运行,同时也是主板上信号强度最大的地方,处理得不好会产生串扰cross talk效应,而影响到较弱信号的数字电路部分,因此供电部分的电路设计制造要求通常都比较高。
简单地说,供电部分的最终目的就是在CPU 电源输入端达到CPU对电压和电流的要求,满足正常工作的需要。
但是这样的设计是一个复杂的工程,需要考虑到元件特性、PCB板特性、铜箔厚度、CPU插座的触点材料、散热、稳定性、干扰等等多方面的问题,它基本上可以体现一个主板厂商的综合研发实力和经验。
主板上的供电电路原理图1图1是主板上CPU核心供电电路的简单示意图,其实就是一个简单的开关电源,主板上的供电电路原理核心即是如此。
+12V是来自A TX电源的输入,通过一个由电感线圈和电容组成的滤波电路,然后进入两个晶体管(开关管)组成的电路,此电路受到PMW Control(可以控制开关管导通的顺序和频率,从而可以在输出端达到电压要求)部分的控制输出所要求的电压和电流,图中箭头处的波形图可以看出输出随着时间变化的情况。
再经过L2和C2组成的滤波电路后,基本上可以得到平滑稳定的电压曲线(Vcore,现在的P4处理器Vcore=1.525V),这个稳定的电压就可以供CPU“享用”啦,这就是大家常说的“多相”供电中的“一相”。
单相供电一般可以提供最大25A的电流,而现今常用的处理器早已超过了这个数字,P4处理器功率可以达到70~80W,工作电流甚至达到50A,单相供电无法提供足够可靠的动力,所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计。
图2就是一个两相供电的示意图,很容易看懂,其实就是两个单相电路的并联,因此它可以提供双倍的电流,理论上可以绰绰有余地满足目前处理器的需要了。
图2但上述只是纯理论,实际情况还要添加很多因素,如开关元件性能、导体的电阻,都是影响Vcore的要素。
计算机主板各供电电路图解主板上的供电电路常见有CPU供电电路,内存供电电路,AGP、PCI、ISA供电电路以及I/O供电电路等,这些电源电路一种是开关电源,由双场效应管(MOSFT管)和电感线圈、电解电容组成;另一种是低压差线性调压芯片组成的调压电路。
这两种电路都能够为主板上不同的芯片和组件提供精密的电源电压。
1、CPU供电电路为了降低CPU制造成本,CPU核心电压变得越来越低,于是把ATX电源供给主板的12V、5V和3.3V直流电通过CPU的供电电路来进行高直流电压到低直流电压转换。
(1)CPU供电电路组成由于CPU工作在高频、大电流状态,它的功耗非常大。
因此,CPU供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力,同时干扰少。
CPU供电电路使用开关电源,该电源由控制(电源管理)芯片、场效应管、电感线圈和电解电容等元件组成,其中控制芯片主要负责识别CPU供电幅值,振荡产生相应的矩形波,推动后级电路进行功率输出(控制芯片的型号常见有:HIP630l、CS5301、TL494、FAN5056等),场效应管起开关控制作用,电感线圈和电解电容起滤波作用。
主板的CPU供电电路框图如图1所示。
主板的CPU供电电路框:图1 CPU供电电路框图开机后,当控制芯片获得ATX电源输出的+5V或+12V供电后,为CPU提供电压,接着CPU电压自动识别引脚发出电压识别信号VID 给控制芯片,控制芯片通过控制两个场效应管导通的顺序和频率,使其输出的电压与电流达到CPU核心供电要求,为CPU提供工作需要的供电。
CPU的供电方式又分为许多种,有单相供电电路、两相供电电路、多相供供电电路。
(2)CPU供电电路原理图2是主板上CPU核心供电电路的简单示意图,其实就是一个简单的开关电源。
+12V是来自ATX电源的输入,通过一个由电感线圈L1和电容C1组成的滤波电路,然后进入两个开关管(场效应管)组成的电路,此电路受到PMW控制芯片控制(可以控制开关管导通的顺序和频率,从而可以在输出端达到电压要求)部分的输出所要求的电压和电流,再经过L2和C2组成的滤波电路后,基本上可以得到平滑稳定的电压曲线,这就是“多相”供电中的“一相”,即单相。
相信大家都知道在更换这个电路的时候,最好是两只MOS管一起更换。
那么为什么要两只管子一起换呢,原理上怎么解释呢?相信大家听完下面的分析就知道了!说道CPU供电电路原理,我相信很多人都会说,这有什么难得,我早就清楚了。
呵呵确实是这样吗?先听哥讲完你在说好了下面就来说说上面这个电路的原理,看看你和哥说的是不是一样的。
该电路的原理就是:“当K1导通,K2截止时,VCC通过K1和L向负载RL供电,并且向电容EC充电,当K2导通,K1截止时,电容向负载RL放电形成回路”看看就这么简单,不知道有多少人理解的和这个叙述的是一样的,如果你和这个理解的是一样的,那么哥要恭喜你。
你答错了,并且是大错特错。
至于为什么呢,接下来咱们就讲这个问题。
其实这个电路真正的工作原理是这样的:“当K1导通,K2截止时,VCC就通过K1想负载L提供电流,同时在L上感应一个左正右负的电压,当K2导通,K1截止时,电感L两端的电流不能突变,也就是说他要维持之前的电流,那么这个之前的电流是怎么样的呢?这个之前的电流,也就是K1导通,K2截止时的电流,是从A流到B的。
为了维持这个电流,所以电感L上存储的磁能就会感应一个右正左负的电压,这个在电源上有一个专有名词叫”电压突变“也就是电感在K1导通,K2截止时电压本来是左正右负的,但是在K1和K2的状态转换的瞬间,电感L上的电压就变成右正左负了。
所以K2导通,K1截止时电感上产生的这个右正左负的感应电压就通过B 点,负载RL,K2,A点,形成在K2导通时的电流回路。
也就是说K2导通时并不是由电容EC向负载提供电流的,而是由电感提供在K2导通时的电流,电感在这里主要的作用就是和L形成低通滤波器以使在A点的PWM波变成平缓的直流“好了,接下来在说两只MOS管一起更换的原理。
”相信大家都知道,MOS损害一般说来只有两种情况:1 开路;2 短路,下面分别讨论,当然只讨论下管,因为上管如果是因为他自身质量不良损坏的话对下管是没影响的,这个相信大家都看的出来,所以就不用多说1 当下管短路时,通过上图可以看出,VCC提供的电流就全部经过短路的K2到地,这个电流显然比K2截止时VCC提供的电流经过电感,负载RL到地大的多,同时K1的管压降等于VCC。
CPU供电电路原理图相信大家看主板导购文章的时候经常听到说这块主板是三相供电,那块是两相供电的说法,而且一般总是推荐三相供电的主板。
那么两相三相到底代表什么,对于普通消费者来说应该怎么选择呢?本文将就这个问题展开,尽量让大家能够自己分辨出主板到底几相供电,并且提供一点购买建议。
● CPU供电电路原理图我们知道CPU核心电压有着越来越低的趋势,我们用的ATX电源供给主板的12V,5V 直流电不可能直接给CPU供电,所以我们要一定的电路来进行高直流电压到低直流电压的转换,这种电路不仅仅用在CPU的供电上,但是今天我们把注意力集中在这里。
我们先简单介绍一下供电电路的原理,以便大家理解。
一般而言,有两种供电方式。
1. 线性电源供电方式:通过改变晶体管的导通程度来实现,晶体管相当于一个可变电阻,串接在供电回路中。
上图只要是学过初中物理的都懂,通过电阻分压使得负载(这里想像为CPU)上的电压降低。
虽然方法简单,但由于可变电阻与负载流过相同的电流,要消耗掉大量的能量并导致升温,电压转换效率非常低,一般主板不可能用这种方法。
2. 开关电源供电方式:我们平时用的主板基本都用这种方式,原理图如下。
其工作原理比刚刚的电路复杂很多,笔者只能简单说说:ATX供给的12V电通过第一级LC电路滤波(图上L1,C1组成),送到两个场效应管和PWM控制芯片组成的电路,两个场效应管在PWM控制芯片的控制下轮流导通,提供如图所示的波形,然后经过第二级LC电路滤波形成所需要的Vcore。
上图中的电路就是我们说的“单相”供电电路,使用到的元器件有输入部分的一个电感线圈、一个电容,控制部分的一个PWM控制芯片、两个场效应管,还有输出部分的一个线圈、一个电容。
强调这些元器件是为了后文辨认几相供电做准备。
由于场效应管工作在开关状态,导通时的内阻和截止时的漏电流都较小,所以自身耗电量很小,避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。
主板上CPU核心供电电路的简单示意图说明电脑主板供电电路原理(维修系列二)下图(1)下图(2)主板的CPU供电电路最主要是为CPU提供电能,保证CPU在高频、大电流工作状态下稳定地运行,同时也是主板上信号强度最大的地方,处理得不好会产生串扰cross talk 效应,而影响到较弱信号的数字电路部分,因此供电部分的电路设计制造要求通常都比较高。
简单地说,供电部分的最终目的就是在CPU电源输入端达到CPU对电压和电流的要求,满足正常工作的需要。
但是这样的设计是一个复杂的工程,需要考虑到元件特性、PCB板特性、铜箔厚度、CPU插座的触点材料、散热、稳定性、干扰等等多方面的问题,它基本上可以体现一个主板厂商的综合研发实力和经验。
图1是主板上CPU核心供电电路的简单示意图,其实就是一个简单的开关电源,主板上的供电电路原理核心即是如此。
+12V是来自ATX电源的输入,通过一个由电感线圈和电容组成的滤波电路,然后进入两个晶体管(开关管)组成的电路,此电路受到PMW Control(可以控制开关管导通的顺序和频率,从而可以在输出端达到电压要求)部分的控制输出所要求的电压和电流,图中箭头处的波形图可以看出输出随着时间变化的情况。
再经过L2和C2组成的滤波电路后,基本上可以得到平滑稳定的电压曲线(Vcore,现在的P4处理器Vcore=1.525V),这个稳定的电压就可以供CPU“享用”啦,这就是大家常说的“多相”供电中的“一相”。
单相供电一般可以提供最大25A的电流,而现今常用的处理器早已超过了这个数字,P4处理器功率可以达到70~80W,工作电流甚至达到50A,单相供电无法提供足够可靠的动力,所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计。
图2就是一个两相供电的示意图,很容易看懂,其实就是两个单相电路的并联,因此它可以提供双倍的电流,理论上可以绰绰有余地满足目前处理器的需要了。
但上述只是纯理论,实际情况还要添加很多因素,如开关元件性能、导体的电阻,都是影响Vcore的要素。
电脑主板CPI 供电电路原理图解.多相供电模块的优点1. 可以提供更大的电流,单相供电最大能提供25A 的电流,相对现在主流的处 理器来说,单相供电无法提供足够可靠的动力, 所以现在主板的供电电路设计都 采用了两相甚至多相的设计,比如 K7、K8多采用三相供电系统,而LGA755的 Pentium 系列多采用四相供电系统。
2. 可以降低供电电路的温度。
因为多了一路分流,每个器件的发热量就减少了。
3. 利用多相供电获得的核心电压信号也比两相的来得稳定。
一般多相供电的控 制芯片(PWM 芯片)总是优于两相供电的控制芯片,这样一来在很大程度上保证 了日后升级新处理器的时候的优势。
.完整的单相供电模块的相关知识该模块是由输入、输出和控制三部分组成。
输入部分由一个电感线圈和一个电容 组成;输出部分同样也由一个电感线圈和一个组成; 控制部分则由一个PW 控制 芯片和两个场效应管(MOS-FE )组成(如图1)。
0丁1艸 ------ 1 中国旭日电器輸入气分I::控制部分中国旭日电器符栋梁CPU 供电外,还要给其它设备的供电,如果做成 单相电路,需要采用大功率的管,发热量很大,成本也比较高。
所以各大主板厂商都采用多相供电回路。
多相供电是将多个单相电路XX 而成的,它可以提供N 倍的电流。
小知识 场效应管:是一种单极性的晶体管,最基本的作用是开关,控制电流,输出部分 i« IVcor^其应用比较广泛,可以放大、恒流,也可以用作可变电阻。
PWM^片:PWM 卩 Pulse Width Modulation (脉冲宽度调制),该芯 片是供电电路的主控芯片,其作用为提供脉宽调制,并发出脉冲信号,使得两个场效应管轮流导通。
图2主板上的电感线圈和场效应管 了解了以上知识后,我们就可以轻松判断主板的采用了几相供电了。
三.判断方法1. 一个电感线圈、两个场效应管和一个电容构成一相电路。
这是最标准的供电系统,很多人认为:判定供电回路的相数与电容的 个数无关。
主板CPU的PWM供电电路路图这是一个三相供电图,Q1和Q2组成一相,Q3和Q4组成一相,Q5和Q6组成一相。
每一相都是在PWM控制IC(CS5301)的控制下,轮流导流的,而不是同时导通。
CS5301通过Gate1(H)脚输出控制Q1导通与截止,通过Gate2(L)输出控制Q2的导通与截止。
当Gate1(H)输出时,Q1导通,此时Q2截止(Gate1(L)无输出),+12V端L4及滤波电容C15和C16的储能,通过Q1释放并向L1及其后并联的滤波电容充电,L1储能。
当Q1截止Q2导通时,L1上的储能通过Q2向滤波电容充电。
一相完成一个导通截止期后,下一相再工作。
多相轮流工作的好处是,功率管有更多的休息时间,减小了发热。
有的主板为减小发热,每一相上还并联一个MOS管,或预留有并联的位置。
(发给媒体评测的板子就焊上并联管,零售的就取消了变成了预留并联位)因为CPU的供电电压为低电压(1.1-1.8V),而电源为CPU供电的电压比较高(P4为+12V,AMD大部分是+5V现在AMD也越来越多的用+12V供电了),所以Q1通过的电流比Q2要小,Q1可以取指标小点。
同样,储能电感L4的指标也比后面的L1(L2、L3)小,我们在主板实物中看到:如果是环形的L4(和L1、L2、L3外形相同),但它上面绕的线也比L1等要稀。
这也是我们在一些主板上看到MOS管大小不一样的情景。
大多数主板为了采购生产方便,Q1和Q2型号相同。
以上实质上就是一个DC-DC变换,L4及C15-16组成前级DC。
L1(L2、L3及并联的滤波电容)构成后级DC通过上面介绍,我们知道PWM供电电路必须包含前DC-DC的前级电路和DC -DC后级各相组成的电路。
根据这个特点,我们就比较好分辨出主板是几相供电了。
图1:松下VFO 220V 0.4kW变频器CPU主板电路之一:CPU的基本电路在对CPU电路的检修中,有人提出过CPU工作的三要素。
三要素:供电电源,提供时钟脉冲的晶振电路、上电瞬间提供复位脉冲的复位电路。
三要素提供了CPU正常工作最基本的三大条件,三要素的具备,说明不管其它外围电路是否正常,但CPU本身(内部程序)可以运行了,可以干一些,比如开机自检,相应的故障报警等的活儿了。
此后,陆续有人提出,CPU工作的第四要素:CPU的按键电路、I/O口指令输入电路等;CPU工作的五要素,如外挂存储器的工作状态,由此延伸出CPU正常工作的六要素、七要素,乃至八要素。
如以系统眼光来看,任一个故障环节的出现,都会使CPU的工作过程嵌定于某一状态下,阻断了正常运行的进程,则满足CPU——CPU主板正常工作的要素,又何止几十种!从变频器本身的工作特点出发,从满足检修的条件来看,图1电路,包括了CPU供电电源电路、晶振电路、复位电路、操作显示面板的按键操作电路、显示电路——工作状态和参数值的显示电路,应该可以称之为CPU的基本工作电路了。
供电电路:CPU的供电电源为直流5V,由变频器的开关电源电路供给,具有较好的稳定度。
但本电路,是由开关电源来的直流电源,再经稳压电路处理,才进入CPU供电引脚的。
CPU本身对供电的要求也较为苛刻,要求供电在+5V±5%以内,偏高或偏低都会造成工作失常。
为避免数字与模拟信号的相互串扰,往往将两种电路的供电电源独立引入,CPU内部数字电路供电端一般标注为VDD(正供电端)、VSS(负供电端),模拟电路的供电端一般标注为Vcc (正供电端)、GND(负供电端),因而CPU的供电脚不会是两个脚,再加上CPU的一些端子直接接入+5V或供电地端,实际接入供电的引脚,有的多达十几个。
本电路IC1的21、53脚为(数字)供电的正电源端,30、50脚为(数字)供电负端。
而58、67为模拟字表明为模拟供电电源引入端。
电脑主板CPU供电电路原理图解一.多相供电模块的优点1.可以提供更大的电流,单相供电最大能提供25A的电流,相对现在主流的处理器来说,单相供电无法提供足够可靠的动力,所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计,比如K7、K8多采用三相供电系统,而LGA755的Pentium系列多采用四相供电系统。
2.可以降低供电电路的温度。
因为多了一路分流,每个器件的发热量就减少了。
3.利用多相供电获得的核心电压信号也比两相的来得稳定。
一般多相供电的控制芯片(PWM芯片)总是优于两相供电的控制芯片,这样一来在很大程度上保证了日后升级新处理器的时候的优势。
二.完整的单相供电模块的相关知识该模块是由输入、输出和控制三部分组成。
输入部分由一个电感线圈和一个电容组成;输出部分同样也由一个电感线圈和一个组成;控制部分则由一个PWM控制芯片和两个场效应管(MOS-FET)组成(如图1)。
图1单相供电电路图主板除了给大功率的CPU供电外,还要给其它设备的供电,如果做成单相电路,需要采用大功率的管,发热量很大,成本也比较高。
所以各大主板厂商都采用多相供电回路。
多相供电是将多个单相电路并联而成的,它可以提供N倍的电流。
小知识场效应管:是一种单极性的晶体管,最基本的作用是开关,控制电流,其应用比较广泛,可以放大、恒流,也可以用作可变电阻。
PWM芯片:PWM即Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制),该芯片是供电电路的主控芯片,其作用为提供脉宽调制,并发出脉冲信号,使得两个场效应管轮流导通。
实际电感线圈、电容和场效应管位于CPU插槽的周围(如图2)。
图2 主板上的电感线圈和场效应管了解了以上知识后,我们就可以轻松判断主板的采用了几相供电了。
三.判断方法1.一个电感线圈、两个场效应管和一个电容构成一相电路。
这是最标准的供电系统,很多人认为:判定供电回路的相数与电容的个数无关。
这是因为在主板供电电路中电容很富裕,所以,一个电感加上两个场效应管就是一相;两相供电回路则是两个电感加上四个场效应管;三相供电回路则是三个电感加上六个场效应管。
电脑主板C P U供电电路原理图解Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】电脑主板CPU供电电路原理图解一.多相供电模块的优点1.可以提供更大的电流,单相供电最大能提供25A的电流,相对现在主流的处理器来说,单相供电无法提供足够可靠的动力,所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计,比如K7、K8多采用三相供电系统,而LGA755的Pentium系列多采用四相供电系统。
2.可以降低供电电路的温度。
因为多了一路分流,每个器件的发热量就减少了。
3.利用多相供电获得的核心电压信号也比两相的来得稳定。
一般多相供电的控制芯片(PWM芯片)总是优于两相供电的控制芯片,这样一来在很大程度上保证了日后升级新处理器的时候的优势。
二.完整的单相供电模块的相关知识该模块是由输入、输出和控制三部分组成。
输入部分由一个电感线圈和一个电容组成;输出部分同样也由一个电感线圈和一个组成;控制部分则由一个PWM控制芯片和两个场效应管(MOS-FET)组成(如图1)。
图1单相供电电路图主板除了给大功率的CPU供电外,还要给其它设备的供电,如果做成单相电路,需要采用大功率的管,发热量很大,成本也比较高。
所以各大主板厂商都采用多相供电回路。
多相供电是将多个单相电路并联而成的,它可以提供N倍的电流。
小知识场效应管:是一种单极性的晶体管,最基本的作用是开关,控制电流,其应用比较广泛,可以放大、恒流,也可以用作可变电阻。
PWM芯片:PWM即Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制),该芯片是供电电路的主控芯片,其作用为提供脉宽调制,并发出脉冲信号,使得两个场效应管轮流导通。
实际电感线圈、电容和场效应管位于CPU插槽的周围(如图2)。
图2 主板上的电感线圈和场效应管了解了以上知识后,我们就可以轻松判断主板的采用了几相供电了。
三.判断方法1.一个电感线圈、两个场效应管和一个电容构成一相电路。