如何計(jì)算CPU供電所需要的電容數(shù)量?

簡(jiǎn)單的說(shuō),電容是用來(lái)濾波的,如果所有交流電都像直流電那么穩(wěn)定,呈直線狀輸出,那么我們將不再需要電容。交流電會(huì)這樣嗎?當(dāng)然不會(huì),會(huì)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(jì)算:
CPU的供電嚴(yán)格來(lái)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(tài)電容
一.輸入部分的計(jì)算
現(xiàn)在的CPU都是用12V供電輸入的,我們以輸入給CPU 100W功率來(lái)計(jì)算:100/12=8.333A ,那么我們需要輸入的電容能適應(yīng)8.333A的Ripper漣波電流Ripper Current(以下簡(jiǎn)稱漣波電流) 。 如果無(wú)法吸收過(guò)多的漣波電流,就會(huì)造成輸入電流品質(zhì)不良,影響穩(wěn)定。
當(dāng)然,1顆電容是不夠的。普通的電解電容大致有三種常用規(guī)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(duì)付8.333A的漣波電流,10*16規(guī)格的也需要4顆以上( 4×2=8A<8.333A) 。當(dāng)然實(shí)際應(yīng)用中可以稍微小一些,不用做滿,因?yàn)檫@里的cpu功率是按照瞬時(shí)最大功率計(jì)算的,現(xiàn)實(shí)中很少會(huì)真正發(fā)生。
為了更好理解電容數(shù)量和CPU功率的關(guān)系,我們拿悍馬HA01和HA01-GT來(lái)做案例,他們都是用的4顆 OCR的330uF 16V固態(tài)電容。而固態(tài)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(tài)電容的漣波電流是6A。
這樣計(jì)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
如果有興趣,可以去計(jì)算一下市場(chǎng)上其他主板的輸入電容能對(duì)應(yīng)輸出多少W功率給CPU。
二.輸出部分的計(jì)算
通常輸出部分的用料總會(huì)比計(jì)算出的要少很多(這些是靠用料經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定的)。因?yàn)镃PU輸出功率是個(gè)不穩(wěn)定值,最高輸出功率和最低會(huì)有很大的落差。如果完全按最大輸出功率來(lái)設(shè)計(jì)用料,即使不惜工本,按照目前機(jī)箱的規(guī)格,主板PCB上是排不下那么多電容的。
我們用CPU輸出100W來(lái)計(jì)算用料。通常CPU的工作電壓在1.35V左右,那輸出的電流強(qiáng)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(tài)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(tài)還是有一定差距,更不要說(shuō),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(dòng)極大的特性,主板還是能正常工作的。
(插圖三)固態(tài)電容
看了上述的長(zhǎng)篇技術(shù)分析,大家如果腦子還沒(méi)發(fā)暈,那么恭喜,你對(duì)電容在主板中的作用,已經(jīng)真正領(lǐng)悟了。如果暈了也沒(méi)關(guān)系,聽(tīng)我說(shuō),簡(jiǎn)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(wú)法提供穩(wěn)定電流,那主板在超頻方面的表現(xiàn)勢(shì)必會(huì)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(tài)電容供電的緣由所在。固態(tài)電容供電對(duì)大功率CPU(類(lèi)似普通CPU超頻狀態(tài)),比普通電解液有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
超頻講述的就是,每顆滾燙奔騰的心后面,都有無(wú)數(shù)堅(jiān)強(qiáng)的電容,這樣一個(gè)故事。
(插圖四)電解電容
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