工程师谈品质（37）：华硕工程师谈主板VR设计
硬件周刊
目前CPU在频率上的竞赛就如同F1赛车一般紧张激烈，因此稳定的CPU电源环境就如同赛车的引擎一样重要，只要拥有源源不断的正常动力，车手便能凭借本身的驾车技术、敏锐的观察力和丰富的经验，安全无误地抵达终点，完成任务。对于广大的DIY用户也是一样，只要拥有可靠的CPU电源环境就能在电脑的使用过程中无往而不利。为CPU提供一个安全、高可靠性的电源环境非常重要，即需要提升Voltage Regulator (电压管理系统，以下简称VR)的可靠度。要解决这个问题主要在于控制好供电系统的温度，为了让供电系统工作在较低的温度下有两种方式：一是有良好的散热条件；二是提高VR的效率，减少热量的产生。
1.散热问题
采用了Stack Cool技术后，在电源模块和CPU位置的主板背面会有一块大面积覆铜的特制PCB版
电脑系统内部温度对广大用户来说并非能够直接感受到，而华硕为了能提供一个保持长期高可靠性的系统，开发出Stack Cool主板专利降温技术，将主板零件上的高温透过零件的pin脚导入Stack Cool板，在系统高温运行下最多可以降低10℃以上的温度。和传统的风扇散热系统比较，风扇系统有寿命和故障问题，特别是一旦风扇出现故障之后，会严重影响系统的稳定性和安全性，而Stack Cool不仅能让主板温度下降而且是无噪声式设计，为使用者提供一个安静的使用环境，再搭配相应的散热片使用，能延长系统相关零件的寿命，让整套系统更加稳定。
2.VR效率问题
CPU供电电路中的控制器
CPU供电电路中的MOSFET
多相式的电源设计普遍应用在主板中，但并非相数越多就表示效率越高，这主要跟其选择的零件及系统的稳定度息息相关，因为VR设计时在零件选用方面，特别针对控制器(Controller)、开关组件(MOSFET)、储能组件(电感及电容)等等做进一步分析与比较之后，只有在适合的电路上放置适合的元件，才能做出最佳的设计。
控制器元件必须考察的特性：
a.电流和电压侦测模式
b.保护功能，如过电压保护(OVP)、过电流保护(OCP)、短路保护(SCP)等等。
c.多相式设计中各相之间的电流平衡状态
d. CPU运行过程中，VR所呈现出来的瞬时响应速度
开关组件必须考察的特性：
a.承受的电压和电流能力
b.承受最大消耗功率的能力
c.开关(On & Off)时的转换时间
储能组件电容必须考察的特性：
CPU供电电路中的电容
a.等效串联电阻(ESR)
b.工作寿命 (Life time)
c.工作温度
电容扮演着影响系统寿命的关键角色，而影响电容寿命的因素如下：电容的规格、工作温度、电容的摆设位置等等，因此在设计VR的同时，除了这些因素外，我们也要考虑CPU附近空气流动的方向，让空气流吹向电容，降低电容本身温度以延长电容的寿命，电容的寿命计算方式如下：
除此之外，还需要考虑系统整体空气流的运动方向，让空气流吹向发热的组件，以降低系统整体的温度，综合以上因素，进一步地评估所有系统的电源需求和消耗功率，进行完整的系统温度测试、保护功能测试、可靠度测试、老化实验等诸多测试，整个流程见下图。在每一流程中时时检测设计结果并及时修改，从而提供符合用户经济效益的高品质解决方案，让使用者觉得更加满意。
VR系统设计流程