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如何計算CPU供電所需要的電容數量?

2019-10-27 18:05:06
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來源:轉載
供稿:網友

這年頭,電腦普及到了像大白菜一樣,就算是沒買過電腦,也看別人買過,至于買電腦的訣竅嘛,大家都知道,買電腦要看主板,買主板要看用料,看用料要看電容,什么日系電容啊,紅寶石電容啊,全固態電容啊,總之名字越炫就越好。那究竟為什么好呢?就好在名字炫嗎?且聽我為各位看官慢慢道來。

簡單的說,電容是用來濾波的,如果所有交流電都像直流電那么穩定,呈直線狀輸出,那么我們將不再需要電容。交流電會這樣嗎?當然不會,會就不叫交流電了。所以,我們不僅需要電容,而且需要很多電容。至于具體需要多少?

我們可以這么計算:

CPU的供電嚴格來講分為輸入和輸出兩部分:

輸入代表給CPU供電的部分;

輸出代表CPU的輸出功率部分。

(插圖一)固態電容

如何計算CPU供電所需要的電容數量?

一.輸入部分的計算

現在的CPU都是用12V供電輸入的,我們以輸入給CPU 100W功率來計算:100/12=8.333A ,那么我們需要輸入的電容能適應8.333A的Ripper漣波電流Ripper Current(以下簡稱漣波電流) 。 如果無法吸收過多的漣波電流,就會造成輸入電流品質不良,影響穩定。

當然,1顆電容是不夠的。普通的電解電容大致有三種常用規格 。我們以日系松下的電解液電容為例,一顆10*16mm的松下電容能承受2A , 8*20mm的能承受1.87A ,10*12.5mm的能承受1.54A ,因此要對付8.333A的漣波電流,10*16規格的也需要4顆以上( 4×2=8A<8.333A) 。當然實際應用中可以稍微小一些,不用做滿,因為這里的cpu功率是按照瞬時最大功率計算的,現實中很少會真正發生。

為了更好理解電容數量和CPU功率的關系,我們拿悍馬HA01和HA01-GT來做案例,他們都是用的4顆 OCR的330uF 16V固態電容。而固態電容比電解液電容要能承受更多的漣波電流,悍馬HA01和GT上的輸入電容 OCR固態電容的漣波電流是6A。

這樣計算公式如下: 6A×4×12V=288W ,能夠提供288W的功率給CPU。

(插圖二)電解電容

如何計算CPU供電所需要的電容數量?

如果有興趣,可以去計算一下市場上其他主板的輸入電容能對應輸出多少W功率給CPU。

二.輸出部分的計算

通常輸出部分的用料總會比計算出的要少很多(這些是靠用料經驗來決定的)。因為CPU輸出功率是個不穩定值,最高輸出功率和最低會有很大的落差。如果完全按最大輸出功率來設計用料,即使不惜工本,按照目前機箱的規格,主板PCB上是排不下那么多電容的。

我們用CPU輸出100W來計算用料。通常CPU的工作電壓在1.35V左右,那輸出的電流強度就是 100/1.35=74.074A,換而言之,所有輸出電容可承受的漣波電流總和要等于或大于74A才是最理想搭配。

我們還是以悍馬HA01 和HA01-GT為例,它使用了8顆OCR 1500uF 2.5V的固態電容,官方公布每顆能承受電流為7.2A也就是57.6A。這樣,和理想狀態還是有一定差距,更不要說,如果都換成普通電解液電容,差距就更大。但即使換成電解液電容,由于cpu輸出功率波動極大的特性,主板還是能正常工作的。

(插圖三)固態電容

如何計算CPU供電所需要的電容數量?

看了上述的長篇技術分析,大家如果腦子還沒發暈,那么恭喜,你對電容在主板中的作用,已經真正領悟了。如果暈了也沒關系,聽我說,簡而言之,第一,電容理論上是越大越好,如果電容不夠大,CPU超頻后無法提供穩定電流,那主板在超頻方面的表現勢必會弱很多。第二,如果全部采用普通電解電容,那么,需要主板超大才行,否則排不下。這也是高端主板和一些以超頻為功能訴求的主板,大量采用固態電容供電的緣由所在。固態電容供電對大功率CPU(類似普通CPU超頻狀態),比普通電解液有非常明顯的優勢。

超頻講述的就是,每顆滾燙奔騰的心后面,都有無數堅強的電容,這樣一個故事。

(插圖四)電解電容

如何計算CPU供電所需要的電容數量?

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