显卡供电电路知识

显卡是电脑主机内集成度最高的配件之一，显卡的稳定运行，很大限度保证了整机的稳定工作，而且显卡在游戏、视频应用中起着至关重要的作用，因此显卡想要很稳定工作就必须要有稳定、纯净的供电才行。稳定就是在显卡在满负荷运作时，电源可以提供相对稳定的电压，保证充足电流供应，而不会因为显卡负荷卡而导致电压也跟着一起变化，这就是稳定供电。

那什么是纯净电流呢？纯净就是指提供的电流没有太多的杂质，比如尖峰的毛刺、高频的杂波等等。这些东西有什么危害呢？就拿尖峰的毛刺来说，大家都知道显卡GPU其实是比较脆弱的，里面几亿个的晶体管，倘若因为一些尖峰的毛刺导致一些晶体管被击穿，显卡就不能正常稳定的工作了，经常出现这种情况会大大影响显卡的寿命。因此在电流入口，通过使用电容进行滤波，提高电流的纯净性。

显卡供电电路原理

显卡的供电电路通常是由电容、电感线圈、场效应管（MOSFET管）这三大部分所组成开关电源。开关电源的主要工作原理就是上桥和下桥的MOS管轮流导通，首先电流通过上桥Mos管流入，利用线圈的存储功能，将电能集聚在线圈中，最后关闭上桥Mos管，打开下桥的MOS管，线圈和电容持续给外部供电。然后又关闭下桥MOS管，再打开上桥让电流进入，就这样重复进行。利用开关电源供电，除了能够为核心和显存提供更加纯净稳定的电流之外，还起到了降压限流的作用，以此来保证显卡的正常工作。

目前显卡供电最常见的组合方案是由“电容+电感线圈+场效应管”组成一组相对独立的单相供电电路，这样的电路模组通常会在供电部分出现1～4组，目前显存多采用一相供电，而核心则会采用两相供电、三相供电甚至是四相供电。

单相供电电路组成部分

在单相供电电路中，电容和电感线圈的规格越高以及场效应管的数量越多，就代表了供电电路的品质越好。一般情况下，日系的三洋、Rubycon（红宝石）、富士通、nichicon电容比较优秀，而目前很多高频显卡都会采用化学稳定性极好的固态电容，有些什么不惜工本使用电气性能更佳的钽电容，彻底杜绝了电容爆浆现象的发生。

对于电感线圈好坏辨别不能单凭外表判断，有些显卡采用的线圈线径很细，绕组很多的电感线圈。有些则采用了绕线圈数较少，线径很粗的线圈。线径很粗的线圈采用的是高导磁率、不易饱和的新型磁芯，所以不需要很多的绕线圈数就可以得到足够的磁通量，被越来越多的显卡生产商所采用。目前很多显卡都已经选用屏蔽式电感线圈，能更加有效屏蔽电磁干扰，其性能也更加优秀。

MOS管（场效应管）在供电中起着稳压作用，优质的MOS管能够承受的电流峰值更高。一般情况下显卡上MOS管的质量高低，可以看它能承受的最大电流值。影响MOS管质量高低的参数非常多，像极端电流、极端电压等。但在MOS管上无法标注这么多参数，所以在MOS管表面一般只标注了产品的型号，可以根据该型号上网查找具体的性能参数。目前市面上质量较好的有意法半导体、英飞凌生产的MOS管，为大多数厂家所采用。

另外温度也是MOS管一个非常重要的性能参数。由于GPU频率的提高，MOS管需要承受的电流也随着增强，提供近百A的电流已经很常见了。如此巨大的电流通过时产生的热量容易使供电电路温度升高。为了MOS管的安全，除了加装散热片了外，不少厂商通过增加MOS管数量来分担电流负载，使得电压更稳定，并有效减少供电电路的发热量。

显卡供电图分解

显卡的规格在不断发展，频率在不断提高，因此性能也越来越强，但随之而来的是显卡不断提升的功耗，显卡单靠一相供电已经满足显卡的供电需求，而采用多相供电是降低显卡内阻及发热量的有效途径，同时也提高了更大的电流输入和转换效率，保证显卡供电电路的稳定运行。虽然三相或两相供电并不完全决定显卡供电电路的好坏（比如说9600GT公版采用的就是两相核心供电），但一般来说，三相核心供电确实要比两相电源好。

排除用料不同而每个开关电源的参数不同来说，供电相数越多，能够提供的电流就越大，一般来说，一相能提供大约30A～60A的电流，两相就能提供大约60A～120A的电流，如此累加。目前市场大热的9600GT虽然采用了65nm新工艺技术，但满载功耗往往会达到100W以上，GPU所需求的电流比以前的显卡高很多，为了满足显卡的供电需求，除了可以通过使用更好的元件组合来提升每相供电电流，增加相数更容易达到目的。

供电电路的设计

了解两相与三相供电的差别，再来显卡供电的做工与用料，刚才提到一相供电大概能提供30A～60A的电流，实际上这是一个范围，因为这个电流值受多个因素影响。首先是电路走线设计要符合电气性能规范，不符合要求的电路设计用再好的料都是没有用的；其次是元件用料是否用到位，用料的质量是不是过硬，当然好的供电电路会使显卡的生产成本增加。所以说，我们应该多注意供电的用料和设计。

电路的设计是有讲究的。从两相供电来说，有的是2×2的，有的是2×3的，甚至2×4。这里说的2×4是指有两相供电，每一相上下桥和下桥均有2个MOS管负载。2×4设计的好处是什么呢？我们知道，在线圈释放能量的时候，整个回路要有大电流通过，特别是功耗较高的显卡，电流更大，而MOS管正好在这个回路中，这个时候MOS管内阻的大小就很重要了。根据热功率的计算公是：功率＝I2R。当电流一定的时候，降低MOS内阻，有效减少发热量，于是不少显卡厂商都在供电上采用多个MOS管并联来降低内阻。

通过以上的简单讲解，显卡供电电路的好坏其实和很多很多因素有关，用料的品质只是其中的一个因素。对于9600GT这类中高端显卡来说，三相核心供电的优势非常明显，可以保证显卡充足的电源供应，稳定电压、有效降低显卡供电温度。另外值得注意的是，不同厂商的设计和用料也有很大差别，即使采用三相供电，品质也有所差别，因此消费者的在选择中高端显卡的时候，除了要留意性能参数、散热方面，显卡的用料、供电设计亦不能忽视。

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