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如何计算CPU供电所需要的电容数量?

来源:本站整理 作者:梦在深巷 时间:2013-04-22 00:46:29

这年头,电脑普及到了像大白菜一样,就算是没买过电脑,也看别人买过,至于买电脑的诀窍嘛,大家都知道,买电脑要看主板,买主板要看用料,看用料要看电容,什么日系电容啊,红宝石电容啊,全固态电容啊,总之名字越炫就越好。那究竟为什么好呢?就好在名字炫吗?且听我为各位看官慢慢道来。

简单的说,电容是用来滤波的,如果所有交流电都像直流电那么稳定,呈直线状输出,那么我们将不再需要电容。交流电会这样吗?当然不会,会就不叫交流电了。所以,我们不仅需要电容,而且需要很多电容。至于具体需要多少?

我们可以这么计算:
CPU的供电严格来讲分为输入和输出两部分:
输入代表给CPU供电的部分;
输出代表CPU的输出功率部分。

(插图一)固态电容

一.输入部分的计算

现在的CPU都是用12V供电输入的,我们以输入给CPU 100W功率来计算:100/12=8.333A ,那么我们需要输入的电容能适应8.333A的Ripper涟波电流Ripper Current(以下简称涟波电流) 。 如果无法吸收过多的涟波电流,就会造成输入电流品质不良,影响稳定。

当然,1颗电容是不够的。普通的电解电容大致有三种常用规格 。我们以日系松下的电解液电容为例,一颗10*16mm的松下电容能承受2A , 8*20mm的能承受1.87A ,10*12.5mm的能承受1.54A ,因此要对付8.333A的涟波电流,10*16规格的也需要4颗以上( 4×2=8A<8.333A) 。当然实际应用中可以稍微小一些,不用做满,因为这里的cpu功率是按照瞬时最大功率计算的,现实中很少会真正发生。

为了更好理解电容数量和CPU功率的关系,我们拿悍马HA01和HA01-GT来做案例,他们都是用的4颗 OCR的330uF 16V固态电容。而固态电容比电解液电容要能承受更多的涟波电流,悍马HA01和GT上的输入电容 OCR固态电容的涟波电流是6A。

这样计算公式如下: 6A×4×12V=288W ,能够提供288W的功率给CPU。

(插图二)电解电容

如果有兴趣,可以去计算一下市场上其他主板的输入电容能对应输出多少W功率给CPU。

二.输出部分的计算

通常输出部分的用料总会比计算出的要少很多(这些是靠用料经验来决定的)。因为CPU输出功率是个不稳定值,最高输出功率和最低会有很大的落差。如果完全按最大输出功率来设计用料,即使不惜工本,按照目前机箱的规格,主板PCB上是排不下那么多电容的。

我们用CPU输出100W来计算用料。通常CPU的工作电压在1.35V左右,那输出的电流强度就是 100/1.35=74.074A,换而言之,所有输出电容可承受的涟波电流总和要等于或大于74A才是最理想搭配。

我们还是以悍马HA01 和HA01-GT为例,它使用了8颗OCR 1500uF 2.5V的固态电容,官方公布每颗能承受电流为7.2A也就是57.6A。这样,和理想状态还是有一定差距,更不要说,如果都换成普通电解液电容,差距就更大。但即使换成电解液电容,由于cpu输出功率波动极大的特性,主板还是能正常工作的。

(插图三)固态电容

看了上述的长篇技术分析,大家如果脑子还没发晕,那么恭喜,你对电容在主板中的作用,已经真正领悟了。如果晕了也没关系,听我说,简而言之,第一,电容理论上是越大越好,如果电容不够大,CPU超频后无法提供稳定电流,那主板在超频方面的表现势必会弱很多。第二,如果全部采用普通电解电容,那么,需要主板超大才行,否则排不下。这也是高端主板和一些以超频为功能诉求的主板,大量采用固态电容供电的缘由所在。固态电容供电对大功率CPU(类似普通CPU超频状态),比普通电解液有非常明显的优势。

超频讲述的就是,每颗滚烫奔腾的心后面,都有无数坚强的电容,这样一个故事。

(插图四)电解电容

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