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稳定供电模组

1. 供电模组
1.1 显卡稳定工作需要稳定的供电
  显卡是电脑主机内集成度最高的配件之一,显卡的稳定运行,很大限度保证了整机的稳定工作,而且显卡在游戏、视频应用中起着至关重要的作用,因此显卡想要很稳定工作就必须要有稳定的供电才行。稳定就是在显卡在满负荷运作时,电源可以提供相对稳定的电压,保证充足电流供应,而不会因为显卡负荷大而导致电压也跟着一起变化,这就是稳定供电,要稳定就必须要有纯净的电流。
 

  那什么是纯净电流呢?纯净就是指提供的电流没有太多的杂质,比如尖峰的毛刺、高频的杂波等等。这些东西有什么危害呢?就拿尖峰的毛刺来说,大家都知道显卡GPU其实是比较脆弱的,里面几亿个晶体管,倘若因为一些尖峰的毛刺导致一些晶体管被击穿,显卡就不能正常稳定的工作了,经常出现这种情况会大大影响显卡的寿命。因此在电流入口,需要通过使用电容进行滤波,提高电流的纯净性。

1.2 显卡开关电源供电原理

  目前显卡供电最常见的组合方案是由“电容+电感线圈+场效应管+PWM控制芯片”组成一组相对独立的单相开关电源供电电路。PWM负责转换电源给GPU的,利用电路的开关频率来调整供电电压,转换效率高。由两个MOSFET的开关,电容和电感就会不断充能和放能,就像水塔上面在灌水,下面在放水,只是这个水塔很小一颗。水塔快满的时候就停止灌水(MOSFET 1关),水塔快干的时候就开始灌水(MOSFET 1开),这样底下持续放水的流量就会趋向稳定。PWM会控制MOSFET的开关频率,让电压和电流保持在目标值,末端输出就不会一下有电一下没电,但不可能是完美直线,而是会上下稍微波动,波动的幅度就看厂商的设计功力了,幅度越小,给显卡的供电就越稳定,外观是看不出来的,一定要上仪器侦测。
   



1.3 显卡供电图分解

  显卡的规格在不断发展,频率在不断提高,因此性能也越来越强,但随之而来的是显卡不断提升的功耗,显卡单靠一相供电已经不能满足显卡的供电需求,而采用多相供电是降低显卡内阻及发热量的有效途径,同时也提高了更大的电流输入和转换效率,保证显卡供电电路的稳定运行。虽然三相或两相供电并不完全决定显卡供电电路的好坏(比如说9600GT公版采用的就是两相核心供电),但一般来说,三相核心供电确实要比两相电源好。 

 
  排除用料不同而每个开关电源的参数不同来说,供电相数越多,能够提供的电流就越大,一般来说,一相能提供大约30A的电流,两相就能提供大约60A的电流,如此累加。目前市场大热的9600GT虽然采用了65nm新工艺技术,但满载功耗往往会达到100W以上,GPU所需求的电流比以前的显卡高很多,为了满足显卡的供电需求,除了可以通过使用更好的元件组合来提升每相供电电流,增加相数更容易达到目的。


1.4 供电电路的设计
  一相供电大概能提供30A的电流,实际上这是一个范围,因为这个电流值受多个因素影响。首先是电路走线设计要符合电气性能规范,不符合要求的电路设计用再好的料都是没有用的;其次是元件用料是否用到位,用料的质量是不是过硬,当然好的供电电路会使显卡的生产成本增加。所以说,我们应该多注意供电的用料和设计,用料和设计普通的三相供电往往还不如用料和设计到位的两相供电。

 


铭瑄HD3850优秀的2X4供电,每一相拥有多达四个MOS管
 

普通3X2方案,每相仅2个Mos管
 


  电路的设计是有讲究的。从两相供电来说,有的是2×2的,有的是2×3的,甚至2×4。这里说的2×4是指有两相供电,每一相上下桥和下桥均有2个MOS管负载。2×4设计的好处是什么呢?我们知道,在线圈释放能量的时候,整个回路要有大电流通过,特别是功耗较高的显卡,电流更大,而MOS管正好在这个回路中,这个时候MOS管内阻的大小就很重要了。根据热功率的计算公是:功率=I2R。当电流一定的时候,降低MOS内阻,有效减少发热量,于是不少厂商都在供电上采用多个MOS管并联来降低内阻。


  铭瑄9600GT强悍的3X3供电方案