第1頁:顯卡帝詳解供電模塊中電感的作用
顯卡帝詳解供電模塊中電感的作用
顯卡供電模塊裡的電容、MOSFET在之前的文章中我們都做了詳細的介紹,今天我們所要講解的是供電模塊裡面的電感。在本次講解中我們將重點討論顯卡PCB上電感的主要作用、常見電感分類和市售顯卡採用電感實例解析等。希望通過本次的講解能讓各位玩家對顯卡電感的作用以及不同電感的差異性有一個清晰的認識。
電感這個物理名詞想必各位玩家在中學物理課堂中有所了解。其基本作用是:濾波、振蕩、延遲、陷波等。形象的來講:「通直流,阻交流」。而在我們顯卡PCB供電模組中,電感的主要作用有兩個:一、與電容、MOSFET組成直流轉換(交流—>直流)電路;二、儲能;三、濾波。
詳解:在GPU供電中由於是開關電路,所產生的電壓是一個PWM脈衝電壓,而GPU用的必須是直流電,所以需要電感來轉換成直流。關於儲能和濾波作用,電感線圈就像一個水池一樣進行蓄水 達到一定程度就會釋放出去,在工作中不間斷的進行儲能與釋放,在這個過程中電壓中的一些尖波和不穩定的因素同時也被排除掉,即發揮了電感的儲能和濾波作用。而關於延遲作用,有時也會考慮,比如所當GPU為很多相供電的時候,為了每相供電能夠穩定故而要求同時輸出所需要的的電壓和電流,所以設計者也會考慮到這一點。
第2頁:顯卡供電模塊電感常規分類介紹
在顯卡的供電模塊上所使用的電感一般為如下幾種:全開放式電感、半封閉式電感、全封閉式電感和貼片電感等。
全開放式電感:價格低廉,但散熱較好,受電磁幹擾非常大,提供的電流不純正。高端顯卡以及核心供電模塊不會採用這種電感,只有在電流不高的顯存周邊採用這種電感。
半封閉電感:價格適中,防電磁幹擾良好,在高頻電流通過時不會發生異響,散熱良好,可以提供大電流。目前在主流顯卡上較常用。
全封閉電感:防電磁幹擾良好,由於是全封閉式,部分廠商往往會在電線、電線圈等方面偷工減料,故而劣質的全封閉式電感在高頻電流通過時會發出「吱吱聲」的異響,散熱較一般。
貼片電感:價格適中,耐電流值不高,只能用在小電流的地方。有些廠商在輸入處使用幾個貼片電感來代替大插件電感往往是為了節省成本和空間,當提供的電壓變化較大時,容易燒毀。
開放式與封閉式電感是按照電感線圈的開放或封閉程度來區分的,全封閉式的電感相對來說,在抗電磁幹擾方面表現的更好一些,但這也容易給廠商在電感線圈上進行偷工減料留下「後門」;貼片電感往往在賣相上更勝一籌,且體積較小,所以也有耐電流值不高的缺點。
第3頁:實例講解顯卡供電模塊中各種電感
下面我們通過一些實例來講解一下市售顯卡所常用的電感。小提示:廠商為突出賣點往往將電感封裝材料也突出到宣傳資料中,下面的這些電感名稱主要區分點在封裝材料方面,但同樣也適用與先前所介紹的常規分類法則。
陶瓷電感以陶瓷封裝,屬於早期產品,通過其表面是否具有陶瓷光澤可以清楚辨認該電感。
鐵素體電感以四氧化三鐵混合物封裝,相比陶瓷電感而言具備更好的散熱性能和電磁屏蔽性。
黑磁晶體電感採用的高磁導率材料和凸點設計,相比普通的鐵素體電感而言電感溫度更低。
相比前兩者而言,鐵氧體電感更加霸氣,這種電感以錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體作為封裝材料。散熱性能、電磁屏蔽性能、封裝厚度遠遠優於另外兩種電感。當然,受成本所限,超薄鐵氧電感往往只用於高端顯卡。
與傳統電感相比,微星超級鐵素體(SFC)電感可以達到超越一般電感產品30%供電穩定性上的改善,同時先進的SFC超級鐵素體電感可以依據當時的供電負載,來自動調節電力的負載。
技嘉METAL CHOKE全封閉式鐵素體電感使用的全封閉亞鐵鹽芯電感頗具特色,清晰可見的「metal choke"字眼標明了其身份,與一般的鐵素體電感相比具有低噪音,低磁漏,低損耗,電氣性能平穩,無汙染等諸多優點。
華碩的供電模塊整體代號為S.A.P超合金供電,其超合金電感使用的是集中合金粉末壓合而成具有鐵氧體電感和磁圈的優點,並且可以實現無噪音工作,溫度也比鐵氧體電感低很多。該電感不同於傳統電感,它可以將工作溫度控制在35℃,另外還消除了滿負載狀態運行時嗡嗡的電流噪音。
第4頁:如何快速判斷電感品質好壞
如何快速判斷電感品質好壞
最後我們需要對電感的性能參數以及電感性能好壞的初步判斷方式進行一個簡單小結。
關於電感性能參數
電感基本參數是電感量,主要單位:亨利(H)、豪亨利(mH)、微亨利(uH),它們之間的關係:1H=1000mH=1000000uH。一般來說,電感參數是不標註在電感上的,而是由特定的名稱進行標註。在立式線圈電感或屏蔽式電感上,一般會標有「3R3」、「R47」等字樣。其中「3R3」、「R47」就是電感的型號,通過它可以看出電感量,即3.3uH、0.47uH。除此之外,還有感抗XL(即電感線圈對交流電阻礙作用的大小)、線圈的Q值(線圈質量的一個物理量)、分布電容(線圈的匝與匝之間、線圈與屏蔽罩之間,以及線圈與底板之間的電容)。
快速判斷顯卡電感好壞的基本法則
電感性能的好壞與它所採用的銅線粗細、繞線方式、有無磁芯等有著相關聯繫,下面筆者進行了一個簡單的總結匯總以供讀者參考。
其一、從線圈封裝材料來看,鐵氧體電感和改良型鐵素體電感要好於普通鐵素體電感,陶瓷電感較為普通。
其二、從線圈封閉程度來看,全開放式電感在防電磁幹擾方面表現最差,半封閉式表現良好,全封閉式最好。
其三、若為全開放式、半封閉式電感,可以通過觀察電感線圈繞線方式來判斷。若採用單線繞制,則銅線應該粗大一些,同時纏繞的間隔也應該很均勻;如果採用多股銅線繞制,每股銅線之間要相隔均勻,且在圓周上分布也要儘量均勻。
其四、若為半封閉式、全封閉式電感,可以通過電感體積大小來判斷。從電感實際運用來看,當電路中電流較強時,使用的電感體積較大;而當電路中電流相對較弱時,所採用的電感體積較小,這也從側面折射出最大耐流值的大小。
其五、從電感量、最大耐電流值等參數來判斷。通常,線圈圈數越多、繞制的線圈越密集,電感量就越大。有磁心的線圈比無磁心的線圈電感量大;磁心導磁率越大的線圈,電感量也越大。另外還有一個重要性能指標是最大耐電流值,當然這個在外觀上看不出來,只有廠商在選料的時候會根據GPU實際情況來決定,耐電流越大,價格自然越高,常見單相供電來講,要求的耐電流量為22到33A左右。
【免責聲明】本文僅代表作者本人觀點,與和訊網無關。和訊網站對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,並請自行承擔全部責任。