文章来源:http://tech.sina.com.cn/roll/2017-08-07/doc-ifyitayr9500300.shtml
就如電源是PC的心臟一樣,主板和顯卡上的供電模塊也是它們各自的心臟,搭載在身上的各種芯片能否正常工作,就看它們的供電電路是否足夠強悍了。因此在我們的顯卡和主板評測中,它們的供電模塊會是一個很重要的評分項目。那么主板和顯卡上的供電模塊由什麼元件組成,又是如何工作的呢?今天我們就來扒一扒那些關于板卡供電模塊的二三事。本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201708/362677.htm 典型的4相供電電路 顯卡與主板的供電模塊的主要作用是調壓、穩壓以及濾波,以此讓CPU或者GPU獲得穩定、純凈且電壓合適的電流。從它們所用到的技術和原理來說,顯卡和主板的供電電路其實并沒有本質上的區別,僅僅是供電電壓和電流有所不同,因此我們這次就不分開講解了。 主板/顯卡上的供電模塊有哪些? 目前主板和顯卡上使用的供電模塊主要有三種,一種是為三端穩壓供電,這種供電模塊組成簡單,僅需要一個集成穩壓器即可,但是它提供的電流很小,不適合用在大負載設備上,主要是對DAC電路或者I/O接口進行供電。 三端穩壓供電芯片7805,組成簡單但輸出電流較低 第二種則是場效應管線性穩壓,這種供電模塊主要由信號驅動芯片以及MosFET組成,有著反應速度快、輸出紋波小、工作噪聲低的優點。但是場效應管線性穩壓的轉換效率較低而且發熱量大,不利于產品功耗和溫度控制,因此其多數用在更早年之前的顯存或者內存的供電電路上,而且僅限于入門級產品,中高端產品往往會使用更好的供電組成,也就是第三種供電模塊——開關電源。 現在主板和顯卡上給CPU和GPU供電的都是開關電源供電電路 開關電源是控制開關管開通和關斷的時間和比率,維持穩定輸出電壓的一種供電模塊,主要由電容、電感線圈、MosFET場效應管以及PWM脈沖寬度調制IC組成,發熱量相比線性穩壓更低,轉換效率更高,而且穩壓范圍大、穩壓效果好,因此它成為了目前CPU與GPU的主要供電來源。 由于前兩種供電模式都在存在著明顯的不足,因此它們在顯卡和主板產品上的地位并不高,多數是作為輔助型供電或者為低功耗芯片供電而存在,這次就不再詳細敘述,我們把重點放在第三種供電模塊也就是開關電源供電上。 開關電源供電模塊由哪些元件組成? 主板和顯卡的開關電源供電模塊主要供CPU和GPU使用,通常是由電容、電感線圈、MosFET場效應管以及PWM脈沖寬度調制芯片四類元件組成。 電容與電感線圈 電容與電感線圈在開關電源供電電路中一般是搭配使用,其中電容的作用是穩定供電電壓,濾除電流中的雜波,而電感線圈則是通過儲能和釋能來起到穩定電流的作用。 供電電路中的電容與電感 電容是最常用的也是最基本的電子元器,其在CPU和GPU的供電電路主要是用于“隔直通交”和濾波。由于電容一般是并聯在供電電路中,因此電流中的交流成分會被電容導入地線中,而直流成分則繼續進入負載中。同時由于電容可以通過充放電維持電路電壓不變,因此其不僅可以濾除電流中的高頻雜波,同時也減少電路的電壓波動。 而電感線圈的作用則是維持電路中的電流穩定性,當通過電感線圈的電流增大時,電感線圈產生的自感電動勢與電流方向相反,阻止電流的增加,同時將一部分電能轉化成磁場能存儲于電感之中;當通過電感線圈的電流減小時,自感電動勢與電流方向相同,阻止電流的減小,同時釋放出存儲的能量,以補償電流的減小。 由于在開關電源供電電路中,電感與電容需要在短時間內進行上萬次的充放電,因此它們的品質將直接影響開關電源供電電路的性能表現。目前CPU和GPU的供電電路中多使用固態電容以及封閉式電感,前者具備低阻抗、耐高紋波、溫度適應性好等優點,后者則有體積小、儲能高、電阻低的特性,比較適合用于低電壓高電流的CPU和GPU供電電路中。 在高端產品上使用的聚合物電容 值得一提的是,在部分高端產品的供電輸出端我們還可以看到聚合物電容,如鋁聚合物電容以及著名的“小黃豆”鉭電容。由于這種聚合物電容擁有極強的高頻響應能力,因此在每秒充放電上萬次的開關電源供電電路中,它們常常被用于輸出端的濾波電路中,可以大大提升電流的純凈度。
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