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如何判断显卡电子元件的好坏

高工
2014-06-12 10:31:23    评分

  显卡上的电子元件就像汽车中的各种零件一样,其好坏对整体的稳定和寿命有直接影响。比较显眼的部件有电容、电感、MOS和供电芯片,这些容易看懂,好理解。

  电容篇:

  显卡用电容起到滤波、去耦、耦合、充放电等功能。滤波电容是储能元件,它把电压的变动转化为电流的变动,防止各种脉冲干扰,净化使波形平滑。就好比饮水机过滤掉自来水中的杂物,使流出来的水纯净一样。

  目前常见的电容有“电解电容”、“铝固态电容”、“陶瓷电容”和“钽电容”。我想大家都知道固态电容不错,但也不要迷信固态电容有多好。首先它们都是电容,起到的作用是一样的,主要区别在于耐受、内阻和寿命。电解电容相比较铝固态电容,其最大的缺点在于相同容量占用的体积更大,以及高温耐受差(传统电容通常沸点为103度左右,铝固态电容沸点可高达350余度)。如果长期高温或遇到不能承受的压力时会“爆浆”!

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  固态电容内部示意图

  咱很乐意吓唬你一下,呵呵。当然,电解电容也有它不能被取代的地方,那就是它拥有极好的低频响应能力。所以涉及声音输出的部分还是需要电解电容来出力,使用固态电容的主板集成声卡就逊色很多。电解电容的特征是顶端“拥有K型防爆槽”。另外有一种酷似固态电容的名叫“铝壳电解电容”的东西,大家注意千万不要混淆,仔细看它也有K槽。

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  爆浆的电解电容。不管是传统的还是铝壳的都会爆。

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  固态电容也会爆,当然只限你很2的接反正负极。

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  这些都是电解电容,从左至右(下同)依次是传统电解电容和铝壳电解电容。

  另外,电容的安装方式有“插件式”和“贴片式”两种,只是安装方式的差异,并没有太大不同。贴片式电容的特点是使用黑色底座或直接焊接,插件式很暴力要穿透PCB电路板。

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  插件式电容会有2个针脚穿透电路板。贴片式电容能看到有一个黑色底座。

  最后来说说高端电容――钽电容家族的兄弟们!钽是一种珍贵的金属,价格很好很强大。钽电容内部没有金属液,而是使用金属钽做介质。钽电容拥有很多特性和强项,它具有非常高的工作电场强度,体积小却能达到较大的电容量、寿命长、耐高温、准确度高、滤高频改波性能极好。在钽电容工作的过程中,具有自动修补或隔绝氧化膜中的疵点的功能,使氧化膜介质随时得到加固和恢复其应有的绝缘能力,而不致遭到连续的累积性破坏(信春哥,得自我修复)。这种独特的自愈性能,保证了其长寿和可靠性。好话说尽,该说话坏了,毕竟这家伙不是开挂的!钽电容的缺点一是嗷嗷昂贵,二是耐电压及电流能力较弱。所以这豆子适合工作在压流不大的地方。还好这么多年下来,高聚合物钽电容等新星的出现使得缺点没那么严重了。

  目前高端钽电容以美国的Kemet和AVX,以及日系的Sanyo这三家为全球最大的钽电容生产商。其中AVX专注于传统的钽二氧化锰钽电容,坦聚合物电容是它的软肋。Kemet精于制造耐高压钽聚合物电容,价格也很强悍。Sanyo是后来者,直奔钽聚合物电容而去,主打产品是Poscap系列。美国人喜欢把电容做成黄色豆子,黄灿灿的外表上还有独特的“橙色横杠”,Kemet的黄豆子区别是横杠中间会有2位字符标示。日系则是黑色方块。

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  四种常见钽电容,从弱到强依次是常规钽二氧化锰电容、AVX二氧化锰钽电容、日系HI-C军工级高导电钽聚合物电容、Kemet高压钽聚合物电容。

  另外还有新型的SP-CAP固态高分子聚合物电容。

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  电容就讲到这里了,希望大家选择时能知道这小家伙是什么,不要被忽悠。对了,电容也有品牌之分,好品牌的电容电气性会更好一点,这点大家不用太在意,把握好总体就可以了。最后咱来一个直观的电容类型排名,方便大家了解哪些“更好”。

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  电容从弱至强大排队。




关键词: 显卡     电容     mos管     电感    

高工
2014-06-12 10:31:23    评分
2楼

  MOS篇:

  MOS的英文全称为MOSFET(metel Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),即金属氧化物半导体型场效应管,它在供电电路中是起到栅极电压控制开关的作用。具体来说,每相电路中的MOS分为上桥和下桥,轮番工作,对这一相电路的电感进行充电和放电,最后就能在输出端得到一个稳定的电压。

  因为每相电路都要有上桥和下桥,所以一相供电电路中至少有两枚MOS,而上桥和下桥都可以并联数枚MOS一起工作的。俗话说人多力量大,数个MOS组合在一起可以有效的提高导通能力。MOS的优劣主要体现在它承受电流、电压的能力,以及内部电阻和转换率的高低。

  目前MOS分为一般的MOS和整合了驱动开关的MOS两大类。

  随着显卡的功耗越来越大,MOS承受的压力也空前增加,串联更多MOS的做法受到显卡电路板面积和布线的制约也越来越突出,所以整合型MOS以及电气性更好的MOS纷纷孕育而生。目前比较常见的MOS,依照从弱到强分别是“传统的D-PAK封装的三脚MOS”、“八爪鱼MOS”、“Dr整合MOS”以及先进的“整合驱动开关的数控MOS”。

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  从左到右依次是“传统的D-PAK封装的三脚MOS”、“八爪鱼MOS”、“Dr整合MOS”以及先进的“整合驱动开关的数控MOS”。

  三脚MOS依然是现在显卡上最常见的,特别是功率不高的显卡上尤其惯用这个小家伙。三脚MOS品牌上,英飞凌和ST是常见的不错的品牌,电气性好内阻适中。八爪鱼MOS是全新的封装形式,它最大的优点是内阻低、转换率高、温度低。Dr整合MOS继承了8脚MOS的优点,不同的是其内部整合进了多个MOS以提高输出和减少占地面积。以上三者均属于一般MOS类别,它们的耐温通常不能高于85度。

  最后是先进的PWM数控整合MOS,这小东西需要配合一整套全数字控制的供电电路,它拥有传统MOS无可比拟的输出电压准确性、稳定性和寿命,极低的内阻和高达137度+的承受力非常适合为顶级显卡服务。配合优良的电感电容以及先进的供电芯片,其转换率甚至能达到90%甚至更高。


高工
2014-06-12 10:31:23    评分
3楼

  电感篇:

  电感是重要部件!它在整个供电体系中的作用是过滤高频信号、与前面提到的MOS、电容组成直流电转换电路。电感性能的好坏,与它所采用的材料好坏、内阻高低、封装类型和有无磁芯有关系。目前电感按类型分为“模拟电感”和“数控电感”。按封装方式分为“电感线圈”、“半封闭电感”和“全封闭电感”。按材料又可分为“一般铁电感”、“陶瓷电感”和“铁氧体(铁素体)电感”。

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  数控电感还是老大。

  显卡用电感的最重要参数是“感值”,单位是μH(微亨)。一般电感上会注明感值,你会看到诸如1R0、R56之类的数字。R是小数点,1R0=1.0μH,R56=0.56μH。其它诸如内阻、感抗等参数是不能从外表轻易看出的,所以PASS,留给PDF解密吧。

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  常见电感从弱至强大排名。


高工
2014-06-12 10:31:23    评分
4楼

  模拟供电电路实例分析:

  下面我们具体解析一下显卡的供电电路。

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  上图就是一个标准的6相模拟供电。每相都由电容、电感和MOS组成。感值、MOS品牌、电容品牌也一目了然。至于每相具体是为谁服务的,初学的你不需要掌握。

  小窍门:购买显卡时,留意一下供电相数。通常来说,入门级显卡不少于2相供电,主流级不少于3相,性能级不少于4相,达到这个标准的显卡都说得过去。用料上自己再拿捏一下即可。

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  这是非典型的模拟供电电路,实际上是4相供电而不是8相,只是每一相串联了2枚MOS,要注意区分。这样做的好处是分摊电感的压力,减少发热和啸叫声。

  小知识――供电啸叫也称作电流声。大量电流经过电感时多少都会出现尖锐的声音。提过提升电感的品质、数量和感值可以减小啸叫声,甚至减小到很难察觉的地步。

  数字供电电路实例分析

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  数字供电体系和模拟供电体系如出一辙,只是各部分部件不一样。上图所示的是连排数字供电,常规MOS换成了数控整合MOS,电容由于已经有强力电感的净化滤波,所以不需要容量巨大的烟囱,转而使用电气性更出色的多层陶瓷电容了。

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  单相数字供电也是这样组合而成。


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