原创 CPU多相供电技术简介

作者：陈忠民

        我们知道，采用PWM实现的DC-DC降压电路，具有调节范围宽、效率高的优点。但是，当输入电压与输出电压之间的电压差很大时，两个波头之间会出现很大的空档，如果没有容量非常大的滤波电容，就只能得到“脉动”的输出电压。

        现在CPU核心供电电压通常在1.5V以下，而电流却达70A之多，给直流供电系统带来很大的压力。综合考虑各种因素后，只能利用＋12V作为DC-DC的输入电压，因此采用多相供电实际上是一种迫不得已的解决方案。在目前主流的主板中，CPU供电回路大多采用多相供电方式，譬如4相供电、8相供电甚至更多。

图1  采用12相供电的技嘉GA-965P-DQ6主板，能满足4核处理器的需要

       究竟什么是多相供电呢？图2为4相供电的DC-DC降压电路，PWM控制部分采用主从结构，主控芯片输出相位信号，从控芯片S1、S2、S3和S4向MOSFET输出PWM驱动信号。各相MOSFET按照一定的相位关系轮流导通，经平滑滤波后驱动负载。

图2  4相供电的电路图

         图3描述了单相供电和4相供电输出波形上的差异。图形显示，工作频率相同的条件下，与单相供电相比，4相供电输出了更多波头，滤波后直流电的纹波系数更小，因此供电质量更高，为CPU稳定工作奠定了坚实基础。

图3  单相供电与多相供电的波形比较

        提高输出电压质量是DC-DC转换电路采用多相结构的最重要的技术优势，除此之外，还降低了对滤波电容容量的要求，也降低了单个MOSFET功耗，有利于功率元件散热。

知识链接：Maxim，新型大电流CPU供电的设计挑战，EDNChina