与ECS工程师 谈主板数字供电技术

与ECS工程师 谈主板数字供电技术 　　杨先生1997年毕业于中国台湾中原大学，1999年到2000年供职台湾著名的IT媒体杂志《Run！PC》，并担任技术编辑；2000年～2003年间担任Computer World网站(台湾)硬件编辑/记者，随后加入友通资讯并担任全球媒体联系人一职。2004年9月加入精英电脑，并一直担任精英电脑中国区产品市场总监一职至今。
　　杨先生对市场趋势的把握非常准确，这两年ECS在中国的发展取得长足的进步；杨先生平时也酷爱钻研技术，对主板的生产工艺以及技术发展趋势有着独到的观点。得知我们在准备这篇《主板数字供电技术》的文章时，杨先生欣然接受了我们的采访，并给我们分析了业内当前技术发展的概况，以及未来的趋势。
　　模拟or数字，殊途与同归
　　Q1：现在主板的数字供电技术异军突起，也引起了大家的广泛关注。我们知道与数字技术对应的是模拟技术，那么在此之前，很长的一段时间中我们一直在使用模拟供电，请问使用传统的模拟供电有哪些不足之处，或者说都有哪些缺点呢？
　　杨：首先要说一下，很多人喜欢将传统的供电方式称为“模拟控制电路”，而新的集成化的供电方式称作“数字供电电路”，这种称呼并不是非常科学，我们把后者叫做“集成化数控供电模块”更合适一些；不过大家都这么认为，似乎这个称呼也很难改变了，我们也“入乡随俗”把它们叫做“模拟控制电路”和“数字供电电路”吧。
　　传统的模拟控制电路实际上包含了6个部分，按照输入输出的顺序依次是：输入端扼流线圈(储能电感)、输入端(储能)电容、PWM控制器、MOSFET管、输出端扼流线圈、输出端电容。
　　在主板的设计中，这些部件都要占用一定的空间，而且这些零件会随着使用时间、温度以及其它环境条件的变化出现“漂移现象”—就是实际的输出值通常会偏离理想的设计时的输出值，这些变动会对系统的稳定性乃至响应能力造成负面的影响。可以说模拟控制的响应特性是由离散零件值所决定的，我们在设计和制造主板时就没有办法为所有的电源值或者负载点提供最佳化的控制。

　　图1 上边为1相供电的原理图，各个零件各司其职共同组成一个完整的供电线路；下边是主板上供电电路的实物图，在1相供电的基础上，我们可以“扩展”出多相供电，随着相数的增加，每一相供电回路的负载就会被平摊 　　这些问题看似比较简单，但是在工程技术上很难实现精确地控制，这也是为什么业内现在普遍看好数字供电的原因所在。
　　Q2：很多用户听到“数字供电技术”都会感觉非常高深，非常神秘，能跟我们介绍一下什么是数字供电技术？它有哪些特点呢？

图2 显卡上的供电模块设计，数字控制芯片，陶瓷贴片电容这些早已司空见惯 　　杨：大家对“数字供电”感到好奇，是因为平时在主板上很少看到这种设计；而在工程技术人员看来，数字供电技术并没有什么“神秘”的地方。在我们看来，数字供电电路实际上就是将以往模拟供电的主回路控制和系统管理功能整合到单一的封装中，以达到节省成本和空间的目的。
　　在工业上，这类技术的应用已经非常普遍，所以我们说它没有什么“神秘感”可言。具体到计算机领域，数字供电的设计很早就出现在显卡上面；在服务器主板上也是屡见不鲜的东西，不过将这项技术移植到民用主板上，却是最近一段时间的事情。这种变化也引起了大家普遍的兴趣。
　　引入数字供电技术都有哪些变化呢？
　　Q3：现在市场上出现了很多“使用数字供电技术”的主板产品，它们在供电部分的设计上各不相同，有些更换了陶瓷贴片电容，而有些则是使用一体式封装的MOSFET和电感。感觉现在大家对数字供电的概念还比较模糊，那能不能跟我们介绍一下数字供电技术在元器件上都有哪些改动呢？
　　杨：市场上的情况确实比较混乱，而且各生产厂商对数字供电主板的定义也比较模糊，可能大家的标准都不太“统一”。

图3 将传统主板上常用的(液态/固态)铝制电解电容换成了陶瓷式贴片电容 　　从原理上来说，数字控制和模拟控制一样，都是采用闭合回路回馈控制来稳定电源供应的输出电压，只不过数字控制会先用模拟-数字转换器(A/D)把模拟参数(输入和输出的电压、电流等参数)转化为数字信号，然后完全在数字域里对这些参数进行必要的处理。例如我们可以通过实时处理数字信号来改变响应特性，让电源供应在各种电压和负载点下都能找到最理想的组合。


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