既然P=UI,那么CPU電壓那么低,電流豈不是達(dá)到好幾十安?
答案是肯定的!
就拿最常見的電腦主板的CPU來舉例, Intel QX6850 CPU 設(shè)計可承受的最大工作電流為125安倍 ,可配置的最大電壓范圍從0.85V~1.60V,假設(shè)供電電壓為1.20V,根據(jù)P=UI即可計算出在125A持續(xù)電流的工作狀態(tài)下,CPU最大的功耗為125A*1.2V=150W,所以在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,對供電電源的設(shè)計提出了很高的要求, **除了要滿足CPU滿負(fù)載的電流需求,還要做到持續(xù)穩(wěn)定的電壓輸出** ,即電壓的波動范圍要求在芯片規(guī)格范圍內(nèi)(0.5V~1.6V左右)。
電源設(shè)計
為了滿足CPU的供電需求,在主電源設(shè)計的時候通常采用3組以上供電電路 ,上圖為其中一組電源,可以看到Q1使用的是大電流的N-MOSFET(場效應(yīng)管),最大供電能力達(dá)到了80A,3組并聯(lián)可以輸出240A的極限電流。 除了選擇合適的元器件以外,PCB的走線線寬以及銅皮厚度也應(yīng)該符合電流密度的要求 。
CPU規(guī)格
可能你會有些疑惑,這么小的一塊芯片是如何能承受上百安的電流?我們平時見得比較多的情況是單點(diǎn)供電,但是一條導(dǎo)線承受電流的能力始終有限,如果是兩條、三條并聯(lián)呢,它們的承受能力將會成倍增長。
因此CPU的管腳設(shè)計也是同樣的道理, 每個CPU都有成百上千個管腳,其中大部分的管腳被劃分為電源腳(VCC) ,因此承受一百多安的電流是完全合理的。
上圖紅色方框內(nèi)的引腳全部被劃分為電源引腳和回路引腳(VSS),而功能引腳則被劃分到了兩邊 ,因此CPU的表面就擁有了一塊巨大的散熱面積,方便在上面添加散熱風(fēng)扇,同時散熱效率也做到了最優(yōu)。
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