菜鸟扫盲班 看看你的主板电容够用吗

http://www.sina.com.cn 2007年04月12日 23:35  泡泡网
作者:武文斌

    买主板先看供电和电容,想必是许多用户在选购主板要做的第一件事情。为什么这么做?因为我们按照传统的DIY惯性思维,主板要是超频好,首先主板的供电越项数越多越好,其次主板必须拥有高品质的电容越多越好,这套定律过去非常的实用,现在对于普通用户来说还实用吗?

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 到底什么样的供电和电容对主板最好

    凡是有过超频体验的玩家都知道,随着计算机技术的高速发展,CPU主频和系统总线工作频率成倍数的提高,系统对主板供电的要求也越来越严格,尤其在我们将CPU超频的时候。因此主板稳定工作的前提是必须有纯净的电流供应,而高品质的电容和多项供电,可以为系统提供稳定的电流。

● 为什么电容多和供电多对主板好呢?

    主板是由机箱电源直接供电的,从机箱电源出来的电流是很杂的,电流经过主板时,主板必须对电源进行过滤和净化才能使用,针对不同的杂讯是用不同的元件来进行过滤和净化。

◎ 为什么电容多好?

    现在主板上用的电容一般都是LOWESR(低漏电,低噪音)的,耐温参一般为105℃。对于采用2000μ的大电解电容,它滤波的动作较大比较粗鲁,可以用较少的电容来完成电源的滤波过程,而采用1000μ的小电解电容,滤波动作比较柔和,要用较多的电容并联来完成电源的滤波动作。前者滤波波形损失较大,严重的甚至会滤掉一些重要的波形,后者由于多个电容并联能产生并联效应,所以对波形损失少,也就是滤波的效果好些。

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 其实普通电容要更多的数目才能起到稳定输出作用

    用一句话来说:就是因为我们采用1000μ的小电解电容,由于滤波柔和,采用较多电容并联来完成电源的滤波,提供很好的效果。所以给了很多的用户认为电容越多越好的印象。

◎ 几项供电究竟是怎么个名堂? 

 
    其实,几相供电也仅仅是一种电路设计,问题的关键并不在于数量有多少,而是需要保证足够的稳定性。以Prescott核心的Pentium4 CPU为例,其峰值功耗大约可以达到120W左右,而其电压一般保持在1.35V。经过简单的计算,此时供电电流大约需要90A。

    主板厂商所要做的是如何分配这90A电流,因为仅用单相供电实在太危险,此时供电元件难以承受高发热量。而假如使用多相开关电源电路提供,那么每组分担的电流就会小得多,此时就可以减小发热量,从而保证稳定性。更为重要的是,一旦用户进行超频,那么供电电流会进一步提升。

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 供电回路到底是怎么回事呢?
 
    从上面可以看出,电脑中所谓三、四相供电,实际上是将三、四路PWM开关供电电路“并联”在一起形成的三、四路供电,例如上例所说,使原本一路90A左右的大电流供电系统分成三、四路,减轻了元件的负荷,从而提高了元件工作寿命,也使板卡工作更加稳定。
 
    从上面的说明我们可以看出,其实供电的电容和供电回路,只是为了提高系统的稳定运行,增加元器件的工作寿命,让板卡工作更加稳定而设计的。那么现在的固态电容有多好呢?我们卖主板到底是需要多少电容呢?其实这一切都可以计算出来,让我们一起来看一吧!
 
   有些网友会说了,我们现在挑选主板的时候都选用固态电容的主板,比普通的点解电容要好很多。
 
● 那么固态电容和普通的电容有什么区别呢?
 
    我们已现在常见的固态铝质电解电容为例:它与普通电容(即液态铝质电解电容)最大差别在于采用了不同的介电材料,液态铝电容介电材料为电解液,而固态电容的介电材料则为导电性高分子。
 
◎ 固态电容又好在哪里呢?
 
    对于经常去网吧或者长时间使用电脑的朋友,一定有过或者听过由于主板电容导致电脑不稳定,甚至于主板电容爆裂的事情!那就是因为一方面主板在长时间使用中,过热导致电解液受热膨胀,导致电容失去作用甚至由于超过沸点导致膨胀爆裂!

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    另一方面是,如果主板在长期不通电的情形下,电解液容易与氧化铝形成化学反应,造成开机或通电时形成爆炸的现象。但是如果采用固态电容,就完全没有这样的隐患和危险了!
 
◎  固态电容具备的优点
 
    固态电容具备环保、低阻抗、高低温稳定、耐高纹波及高信赖度等优越特性,是目前电解电容产品中最高阶的产品。由于固态电容特性远优于液态铝电容,固态电容耐温达摄氏 260度,且导电性、频率特性及寿命均佳,适用于低电压、高电流的应用,主要应用于数字产品如薄型DVD、投影机及工业计算机等。
●讲完了电容的区别,那么如何计算需要电容数目?

     计算所需的电容,先要分清楚,输入电容和输出电容。一般的分辨方法是,电感的后级部分是输入电容,而前级部分是输出电容。

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第一步:输入部分的计算

公式:能供给CPU功率=电容能承受涟波电流×CPU供电输入电压×电容数目

    现在的CPU都是用12V供电输入的,我们以输入给CPU 100W功率来计算:100/12=8.333A 。那么我们需要输入的电容能适应8.333A的Ripper涟波电流Ripper Current(以下简称涟波电流)。如果无法吸收过多的涟波电流,就会造成输入电流品质不良,影响稳定。

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    当然,1颗电容是不够的。普通的电解电容大致有三种常用规格:10*16mm、8*20mm、10*12.5mm。我们以日系松下的电解液电容为例,一颗10*16mm的松下电容能承受2A, 8*20mm的能承受1.87A,10*12.5mm的能承受1.54A。因此要对付8.333A的涟波电流,10*16规格的也需要4颗以上(4×2=8A<8.333A) 。当然实际应用中可以稍微小一些,不用做满,因为这里的CPU功率是按照瞬时最大功率计算的,现实中很少会真正发生。

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 固态电容就不需要很多了

    为了更好理解电容数量和CPU功率的关系,我们拿悍马HA01-GT来做案例,他们都是用的4颗 OCR的330uF 16V固态电容。而固态电容比电解液电容要能承受更多的涟波电流,悍马HA01GT上的输入电容OCR固态电容的涟波电流是6A。

    这样计算公式如下: 6A×4×12V=288W ,能够提供288W的功率给CPU。也就是说要达到同样的输出效果,普通的最高能够承受2A的电解电容,需要的数目至少是固态电容的3倍。如果有兴趣,可以去计算一下市场上主板的输入电容能对应输出多少W功率给CPU。

二.输出部分的计算

公式:理想需求涟波电流总和=CPU输出功率÷CPU工作电压

    通常输出部分的用料总会比计算出的要少很多(这些是靠用料经验来决定的)。因为CPU输出功率是个不稳定值,最高输出功率和最低会有很大的落差。如果完全按最大输出功率来设计用料,即使不惜工本,按照目前机箱的规格,主板PCB上是排不下那么多电容的。

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 更大的主板容纳更多的电容,才能带来根好的性能

    我们用CPU输出100W来计算用料。通常CPU的工作电压在1.35V左右,那输出的电流强度就是 100/1.35=74.074A,换而言之,所有输出电容可承受的涟波电流总和要等于或大于74A才是最理想搭配。

    我们还是以悍马HA01-GT为例,它使用了8颗OCR 1500uF 2.5V的固态电容,官方公布每颗能承受电流为7.2A也就是57.6A。这样,和理想状态还是有一定差距,更不要说,如果都换成普通电解液电容,差距就更大。但即使换成电解液电容,由于CPU输出功率波动极大的特性,主板还是能正常工作的。

● 一句话告诉你到底电容多少有啥用

    看了上述的长篇技术分析,大家如果脑子还没发晕,那么恭喜,你对电容在主板中的作用,已经真正领悟了。如果晕了也没关系,听我说,简而言之就是以下两点。

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 这种输入电解电容输出固态电容的方式在成本和性能上取得了平衡

    第一,电容理论上是越大越好,如果电容不够大,CPU超频后无法提供稳定电流,那主板在超频方面的表现势必会弱很多。

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 虽然是电解电容,但是由于KN9S是大板设计,足够的数目弥补了体质的不足,使其超频性能同样优秀

    第二,如果全部采用普通电解电容,那么,需要主板超大才行,否则排不下。这也是高端主板和一些以超频为功能诉求的主板,大量采用固态电容供电的缘由所在。固态电容供电对大功率CPU(类似普通CPU超频状态),比普通电解液有非常明显的优势。

● 写在最后

    通过上面的介绍我们可以看出,主板中的供电部分并没有多大的玄机,通过计算我们就可以计算出我们需要什么多少电容,理性消费从一点一滴做起。

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