分析显卡电源电路

图形卡是计算机主机中集成度最高的附件之一. 显卡的稳定运行在很大程度上保证了整机的稳定运行，并且显卡在游戏和视频应用中起着至关重要的作用. 如果要稳定工作，则必须具有稳定且纯净的电源. 稳定性意味着当图形卡在满负载下运行时，电源可以提供相对稳定的电压以确保有足够的电流供应，并且电压不会因图形卡的负载而变化. 这是稳定的电源.

那么什么是纯电流？纯度表示所提供的电流没有太多杂质，例如尖峰，毛刺，高频杂波等. 这些东西有什么害处？以尖刺毛刺为例. 众所周知，图形卡GPU实际上相对脆弱. 其中有数亿个晶体管. 如果由于尖峰毛刺导致某些晶体管损坏，则图形卡将无法正常稳定地工作. 这种情况将极大地影响图形卡的寿命. 因此，在电流入口处，通过使用电容器进行滤波可以提高电流的纯度.

显卡电源电路原理

图形卡的电源电路通常是由三部分组成的开关电源: 电容器，电感线圈和场效应管（MOSFET）. 开关电源的主要工作原理是上桥和下桥的MOS管依次导通. 首先，电流通过上桥式Mos管流入，并且利用线圈的存储功能将线圈中的电能收集起来. 最后，关闭上桥Mos管，并打开下桥. 桥的MOS管，线圈和电容器连续提供外部电源. 然后关闭下桥MOS管，然后打开上桥让电流进入，依此类推. 使用开关电源供电，除了为内核和视频内存提供更纯净，稳定的电流外，它还具有降压和限流功能，可确保图形卡的正常运行.

当前，图形卡电源的最常见组合是由“电容器+电感线圈+场效应管”组成的相对独立的单相电源电路（图1）. 这样的电路模块通常出现在电源部分1〜4组中，当前的视频存储器主要使用一相电源，而核心将使用两相电源，三相电源甚至四相电源.

■单相电源电路组件

单相电源电路组件

在单相电源电路中，电容器和电感线圈的规格越高，并且场效应晶体管的数量越多，电源电路的质量就越好. 通常情况下，日本的三洋，Rubycon（），富士通和nichicon电容器更为出色，许多高频图形卡目前使用的化学稳定性极佳的固态电容器（图3）. 有些事情会毫不犹豫地更好地使用电气性能. 钽电容器完全消除了电容器爆炸的现象.

日本固体电容器

钽电容器

不能仅通过外观来判断电感线圈的质量. 一些图形卡使用的电感线圈的线径非常细且绕组很多. 一些使用具有少量绕组和非常粗的线径的线圈. 线径非常粗的线圈使用了新型的磁芯，该磁芯具有较高的磁导率且不易饱和，因此无需太多绕组即可获得足够的磁通量，这已被越来越多的显卡制造商所采用. 目前，许多图形卡都选择了屏蔽电感器，可以更有效地屏蔽电磁干扰并具有更好的性能.

高磁导率电感线圈

屏蔽电感线圈

MOS管（场效应管）在电源中起作用，高质量的MOS管可以承受更高的电流峰值. 在正常情况下，显卡上MOS管的质量可以由其承受的最大电流来确定. 有许多参数会影响MOS管的质量，例如极限电流和极限电压. 但是无法在MOS管上标记太多的参数，因此通常仅在MOS管的表面上标记产品的型号，并且可以根据该型号找到特定的性能参数. 目前，大多数制造商都在使用STMicroelectronics和Infineon生产的质量更高的MOS管.

此外，温度也是MOS管非常重要的性能参数. 由于GPU频率的增加，MOS管需要承受的电流增加，并且提供近100A的电流是很常见的. 当如此大的电流通过时产生的热量很容易使电源电路的温度升高. 为了确保MOS管的安全，除了安装散热器以外，许多制造商还通过增加MOS管的数量来分担电流负载，以使电压更稳定并有效地减少电源电路的发热.

STMicroelectronics MOS管（场效应管）

分解显卡电源图

图形卡的规格在不断发展，频率在不断提高，因此性能越来越强，但是随之而来的是图形卡功耗的增加. 图形卡的电源仅需单相电源即可. 使用多相电源是减少图形卡内部电阻和发热的有效方法，并且还提高了较大的电流输入和转换效率，从而确保图形卡电源电路的稳定运行. 尽管三相或两相电源并不能完全确定图形卡电源电路的质量（例如，9600GT公共版本使用两相核心电源），但一般来说，三相核心电源确实比两相电源好.

除了所使用的材料不同并且每个开关电源的参数不同之外，电源相位越多，可以提供的电流就越大. 一般来说，一相可以提供大约30A〜60A的电流，而两相可以提供大约60A〜120A的电流，因此是累加的. 尽管目前市场上流行的9600GT采用65nm新工艺技术，但满载功耗往往会超过100W. GPU所需的电流远高于以前的图形卡. 为了满足图形卡的电源要求，除了使用更好的组件组合来增加每相的供电电流外，增加相数更容易达到目的.

■电源电路的设计

电源电路的设计

了解两相和三相电源之间的区别，然后得出图形卡电源的工艺和材料. 刚才提到，单相电源可以提供30A〜60A的电流. 实际上，这是一个范围，因为当前值受到的影响更大. 这个因素影响. 首先是电路布局设计必须符合电气性能规范. 无论用于不符合要求的电路设计的材料多么好，它都是无用的；第二个问题是组件材料是否使用到位，材料的质量是否优良以及电源是否良好. 电路将增加图形卡的生产成本. 因此，我们应该更加注意电源的材料和设计. 普通三相电源的材料和设计通常不如具有适当材料和设计的两相电源

出色的2X4电源，每相最多具有四个MOS晶体管

普通3X2方案，每相只有2个Mos管

电路设计精巧. 就两相电源而言，有些是2×2，有些是2×3，甚至是2×4. 这里提到的2×4意味着有两相电源，每相的上桥和下桥以及下桥都有2个MOS管负载. 2×4设计的好处是什么？我们知道，当线圈释放能量时，整个回路必须有大电流，尤其是功耗较高的图形卡，电流更大，而MOS管恰好在该回路中. 这时，MOS管的内阻非常重要. 向上. 根据热功率的计算: 功率= I2R. 当电流恒定时，减小MOS的内阻以有效地减少热量的产生. 因此，许多显卡制造商并联使用多个MOS管来减小内部电阻.

强大的3X3电源解决方案

通过上面的简单解释，图形卡电源电路的质量实际上与许多因素有关，所用材料的质量只是其中之一. 对于9600GT等中高端显卡，三相核心电源的优势非常明显，可以确保为显卡提供充足的电源，稳定电压，并有效降低显卡温度. 卡的电源. 还值得注意的是，不同制造商使用的设计和材料也有很大差异. 即使使用三相电源，质量也不同. 因此，消费者在选择中高端显卡时应注意性能参数和散热. 显卡的材料和电源设计不可忽略.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/shenmilingyu/article-299767-1.html