主板和显卡是如何给CPU和GPU供电的？

就如电源是PC的心脏一样，主板和显卡上的供电模块也是它们各自的心脏，搭载在身上的各种芯片能否正常工作，就看它们的供电电路是否足够强悍了。因此在我们的显卡和主板评测中，它们的供电模块会是一个很重要的评分项目。那么主板和显卡上的供电模块由什么元件组成，又是如何工作的呢？今天我们就来扒一扒那些关于板卡供电模块的二三事。

典型的4相供电电路

显卡与主板的供电模块的主要作用是调压、稳压以及滤波，以此让CPU或者GPU获得稳定、纯净且电压合适的电流。从它们所用到的技术和原理来说，显卡和主板的供电电路其实并没有本质上的区别，仅仅是供电电压和电流有所不同，因此我们这次就不分开讲解了。

主板/显卡上的供电模块有哪些？

目前主板和显卡上使用的供电模块主要有三种，一种是为三端稳压供电，这种供电模块组成简单，仅需要一个集成稳压器即可，但是它提供的电流很小，不适合用在大负载设备上，主要是对DAC电路或者I/O接口进行供电。

三端稳压供电芯片7805，组成简单但输出电流较低

第二种则是场效应管线性稳压，这种供电模块主要由信号驱动芯片以及MosFET组成，有着反应速度快、输出纹波小、工作噪声低的优点。但是场效应管线性稳压的转换效率较低而且发热量大，不利于产品功耗和温度控制，因此其多数用在更早年之前的显存或者内存的供电电路上，而且仅限于入门级产品，中高端产品往往会使用更好的供电组成，也就是第三种供电模块——开关电源。

现在主板和显卡上给CPU和GPU供电的都是开关电源供电电路

开关电源是控制开关管开通和关断的时间和比率，维持稳定输出电压的一种供电模块，主要由电容、电感线圈、MosFET场效应管以及PWM脉冲宽度调制IC组成，发热量相比线性稳压更低，转换效率更高，而且稳压范围大、稳压效果好，因此它成为了目前CPU与GPU的主要供电来源。

由于前两种供电模式都在存在着明显的不足，因此它们在显卡和主板产品上的地位并不高，多数是作为辅助型供电或者为低功耗芯片供电而存在，这次就不再详细叙述，我们把重点放在第三种供电模块也就是开关电源供电上。

开关电源供电模块由哪些元件组成？

主板和显卡的开关电源供电模块主要供CPU和GPU使用，通常是由电容、电感线圈、MosFET场效应管以及PWM脉冲宽度调制芯片四类元件组成。

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。

供电电路中的电容与电感

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。

由于在开关电源供电电路中，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和GPU的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。

在高端产品上使用的聚合物电容

值得一提的是，在部分高端产品的供电输出端我们还可以看到聚合物电容，如铝聚合物电容以及著名的;小黄豆”钽电容。由于这种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。

MosFET

MosFET在供电电路中的作用是电流开关，它可以在电路中实现单向导通，通过在控制极也就是栅极加上合适的电压，就可以让MosFET实现饱和导通，而MosFET的调压功能则是可以通过PWM芯片控制通断比实现。

很常见的;一上二下”型MosFET布置

MosFET有四项重要参数，分别是最大电流（能承受的最大电流）、最大电压（能承受的最大电压）、导通电阻（导通电阻越低电源转换效率越高）以及承受温度（所能承受的温度上限），原则上来说最大电流越大、最大电压越高、导通电阻越低、承受温度越高的MosFET品质越好。当然了完美的产品并不存在，不同MosFET会有不同优势，选择什么样的MosFET是需要从实际情况出发考虑的。

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。而有注意MosFET布置的玩家可能会发现，多数开关电源供电电路中的上桥MosFET往往在规模上不如下桥MosFET，实际上这个与上下桥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或GPU的工作电压，一般来说仅在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。