電腦維修資料系列之顯卡供電電路的認(rèn)識與簡單解析：顯卡是電腦主機內(nèi)集成度最高的配件之一，顯卡的穩(wěn)定運行，很大限度保證了整機的穩(wěn)定工作，而且顯卡在游戲、視頻應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用，因此顯卡想要很穩(wěn)定工作就必須要有穩(wěn)定、純凈的供電才行。穩(wěn)定就是在顯卡在滿負(fù)荷運作時，電源可以提供相對穩(wěn)定的電壓，保證充足電流供應(yīng)，而不會因為顯卡負(fù)荷卡而導(dǎo)致電壓也跟著一起變化，這就是穩(wěn)定供電。

　　那什么是純凈電流呢？純凈就是指提供的電流沒有太多的雜質(zhì)，比如尖峰的毛刺、高頻的雜波等等。這些東西有什么危害呢？就拿尖峰的毛刺來說，大家都知道顯卡GPU其實是比較脆弱的，里面幾億個的晶體管，倘若因為一些尖峰的毛刺導(dǎo)致一些晶體管被擊穿，顯卡就不能正常穩(wěn)定的工作了，經(jīng)常出現(xiàn)這種情況會大大影響顯卡的壽命。因此在電流入口，通過使用電容進(jìn)行濾波，提高電流的純凈性。

　　顯卡供電電路原理

　　顯卡的供電電路通常是由電容、電感線圈、場效應(yīng)管（MOSFET管）這三大部分所組成開關(guān)電源。開關(guān)電源的主要工作原理就是上橋和下橋的MOS管輪流導(dǎo)通，首先電流通過上橋Mos管流入，利用線圈的存儲功能，將電能集聚在線圈中，最后關(guān)閉上橋Mos管，打開下橋的MOS管，線圈和電容持續(xù)給外部供電。然后又關(guān)閉下橋MOS管，再打開上橋讓電流進(jìn)入，就這樣重復(fù)進(jìn)行。利用開關(guān)電源供電，除了能夠為核心和顯存提供更加純凈穩(wěn)定的電流之外，還起到了降壓限流的作用，以此來保證顯卡的正常工作。

　　目前顯卡供電最常見的組合方案是由“電容+電感線圈+場效應(yīng)管”組成一組相對獨立的單相供電電路（圖1），這樣的電路模組通常會在供電部分出現(xiàn)1～4組，目前顯存多采用一相供電，而核心則會采用兩相供電、三相供電甚至是四相供電。

　　■單相供電電路組成部分

　　單相供電電路組成部分

　　在單相供電電路中，電容和電感線圈的規(guī)格越高以及場效應(yīng)管的數(shù)量越多，就代表了供電電路的品質(zhì)越好。一般情況下，日系的三洋、Rubycon（紅寶石）、富士通、nichicon電容比較優(yōu)秀，而目前很多高頻顯卡都會采用化學(xué)穩(wěn)定性極好的固態(tài)電容（圖3），有些什么不惜工本使用電氣性能更佳的鉭電容，徹底杜絕了電容爆漿現(xiàn)象的發(fā)生。

　　日系固態(tài)電容

　　鉭電容

　　對于電感線圈好壞辨別不能單憑外表判斷，有些顯卡采用的線圈線徑很細(xì)，繞組很多的電感線圈。有些則采用了繞線圈數(shù)較少，線徑很粗的線圈。線徑很粗的線圈采用的是高導(dǎo)磁率、不易飽和的新型磁芯，所以不需要很多的繞線圈數(shù)就可以得到足夠的磁通量，被越來越多的顯卡生產(chǎn)商所采用。目前很多顯卡都已經(jīng)選用屏蔽式電感線圈，能更加有效屏蔽電磁干擾，其性能也更加優(yōu)秀。

　　高導(dǎo)磁率電感線圈

　　屏蔽式電感線圈

　　MOS管（場效應(yīng)管）在供電中起著穩(wěn)壓作用，優(yōu)質(zhì)的MOS管能夠承受的電流峰值更高。一般情況下顯卡上MOS管的質(zhì)量高低，可以看它能承受的最大電流值。影響MOS管質(zhì)量高低的參數(shù)非常多，像極端電流、極端電壓等。但在MOS管上無法標(biāo)注這么多參數(shù)，所以在MOS管表面一般只標(biāo)注了產(chǎn)品的型號，可以根據(jù)該型號上網(wǎng)查找具體的性能參數(shù)。目前市面上質(zhì)量較好的有意法半導(dǎo)體、英飛凌生產(chǎn)的MOS管，為大多數(shù)廠家所采用。

　　另外溫度也是MOS管一個非常重要的性能參數(shù)。由于GPU頻率的提高，MOS管需要承受的電流也隨著增強，提供近百A的電流已經(jīng)很常見了。如此巨大的電流通過時產(chǎn)生的熱量容易使供電電路溫度升高。為了MOS管的安全，除了加裝散熱片了外，不少廠商通過增加MOS管數(shù)量來分擔(dān)電流負(fù)載，使得電壓更穩(wěn)定，并有效減少供電電路的發(fā)熱量。

　　意法半導(dǎo)體MOS管（場效應(yīng)管）

　　顯卡供電圖分解

　　顯卡的規(guī)格在不斷發(fā)展，頻率在不斷提高，因此性能也越來越強，但隨之而來的是顯卡不斷提升的功耗，顯卡單靠一相供電已經(jīng)滿足顯卡的供電需求，而采用多相供電是降低顯卡內(nèi)阻及發(fā)熱量的有效途徑，同時也提高了更大的電流輸入和轉(zhuǎn)換效率，保證顯卡供電電路的穩(wěn)定運行。雖然三相或兩相供電并不完全決定顯卡供電電路的好壞（比如說9600GT公版采用的就是兩相核心供電），但一般來說，三相核心供電確實要比兩相電源好。

　　排除用料不同而每個開關(guān)電源的參數(shù)不同來說，供電相數(shù)越多，能夠提供的電流就越大，一般來說，一相能提供大約30A～60A的電流，兩相就能提供大約60A～120A的電流，如此累加。目前市場大熱的9600GT雖然采用了65nm新工藝技術(shù)，但滿載功耗往往會達(dá)到100W以上，GPU所需求的電流比以前的顯卡高很多，為了滿足顯卡的供電需求，除了可以通過使用更好的元件組合來提升每相供電電流，增加相數(shù)更容易達(dá)到目的。

　　■供電電路的設(shè)計

　　供電電路的設(shè)計

　　了解兩相與三相供電的差別，再來顯卡供電的做工與用料，剛才提到一相供電大概能提供30A～60A的電流，實際上這是一個范圍，因為這個電流值受多個因素影響。首先是電路走線設(shè)計要符合電氣性能規(guī)范，不符合要求的電路設(shè)計用再好的料都是沒有用的；其次是元件用料是否用到位，用料的質(zhì)量是不是過硬，當(dāng)然好的供電電路會使顯卡的生產(chǎn)成本增加。所以說，我們應(yīng)該多注意供電的用料和設(shè)計，用料和設(shè)計普通的三相供電往往還不如用料和設(shè)計到位的兩相供電往

　　優(yōu)秀的2X4供電，每一相擁有多達(dá)四個MOS管

　　普通3X2方案，每相僅2個Mos管

　　電路的設(shè)計是有講究的。從兩相供電來說，有的是2×2的，有的是2×3的，甚至2×4。這里說的2×4是指有兩相供電，每一相上下橋和下橋均有2個MOS管負(fù)載。2×4設(shè)計的好處是什么呢？我們知道，在線圈釋放能量的時候，整個回路要有大電流通過，特別是功耗較高的顯卡，電流更大，而MOS管正好在這個回路中，這個時候MOS管內(nèi)阻的大小就很重要了。根據(jù)熱功率的計算公是：功率＝I2R。當(dāng)電流一定的時候，降低MOS內(nèi)阻，有效減少發(fā)熱量，于是不少顯卡廠商都在供電上采用多個MOS管并聯(lián)來降低內(nèi)阻。

　　強悍的3X3供電方案

　　通過以上的簡單講解，顯卡供電電路的好壞其實和很多很多因素有關(guān)，用料的品質(zhì)只是其中的一個因素。對于9600GT這類中高端顯卡來說，三相核心供電的優(yōu)勢非常明顯，可以保證顯卡充足的電源供應(yīng)，穩(wěn)定電壓、有效降低顯卡供電溫度。另外值得注意的是，不同廠商的設(shè)計和用料也有很大差別，即使采用三相供電，品質(zhì)也有所差別，因此消費者的在選擇中高端顯卡的時候，除了要留意性能參數(shù)、散熱方面，顯卡的用料、供電設(shè)計亦不能忽視。