小菜硬件杂谈 带你了解神秘的显卡供电(全文)

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2024年4月18日发(作者:三星a70和a70s手机壳通用吗)

小菜硬件杂谈 带你了解神秘的显卡供电(全文)

1供电系统的分类 显卡最重要的部位是什么?可能大部分人觉得是GPU,毕竟显

卡起到显示功能的元件就是GPU,但在我看来,显卡的供电部分和GPU有着同等的重要

性,如果说GPU是显卡的“大脑”,那么供电部分就是显卡的“心脏”。没有“心脏”作为

基础,“大脑”再强大也是无法工作的,所以说显卡的供电部分也是不容忽视的。此外,供

电的设计也会影响到显卡的性能,强大的GPU需要强大的供电系统去支撑,这也是同芯片

顶级显卡和普通显卡的主要区别之一。

显卡GPU运行所需要的说白了就是合适的电压和电流,而显卡的供电系统的主要作用

就是通过调压、稳压以及滤波等工作,让GPU获得稳定、纯净及大小适中的电压和电流。

那么供电部分都是哪些元件起到完成相关工作的作用呢?我们今天就来聊聊显卡供电部分

的元器件,让大家对显卡的供电有个全面的了解。 首先我们需要对供电系统有个全局

性的了解:显卡上应用的供电系统分为三种,分别是三端稳压电路、场效应管稳压电路及

开关电路,这三种电路的工作模式都是采取降压工作模式,即输出电压总是低于输入电压。

三端稳压电路历史悠久,是一种比较简单的显卡供电系统。该电路仅需要一个集成稳压器

即可工作,但可提供的电流很小,不适合用在大负载设备上,像GPU这种对电流电压要求

较高的元件无法被其所带动,因此在现在的显卡上主要用途是对DAC电路或者接口进行供

电。

场效应管稳压电路 场效应管稳压电路也是一种很早便出现在显卡上的供电系统,

这种供电系统主要由信号驱动芯片以及MosFET组成。该电路系统有着反应速度快、输出

纹波小、工作噪声低等优点,并且成本较低,但场效应管稳压电路的转换效率较低而且发

热量巨大,不利于产品的功耗和温度控制,因此其多用在显存的供电电路上,而且主要是

低端显卡产品所采用,随着科技的进步,这种供电系统已经淡出大家视野了。

三端稳压供电芯片 三端稳压电路同样历史悠久,也是一种比较简单的显卡供电系

统。该电路仅需要一个集成稳压器即可工作,但可提供的电流很小,不适合用在大负载设

备上,像GPU这种对电流电压要求较高的元件无法被其所带动,因此在现在的显卡上主要

用途是对DAC电路或者接口进行供电。

开关电路系统 最后说说开关电路系统,这也是目前应用最广泛的显卡供电系统。

对于GPU来说,前两种供电系统显然满足不了它的高负载需求,所以显卡制造商们采用的

是更为先进的开关电路。开关电路是控制开关管开通和关断的时间和比率,维持稳定输出

电压的一种供电系统,主要由电容、电感线圈、MosFET场效应管以及PWM脉冲宽度调

制IC组成。该电路系统发热量低,转换效率高,而且稳压范围大、稳压效果好,因此成为

显卡的主要供电方式。接下来我们就为大家讲解开关电路系统内元器件的作用和识别方法,

让大家可以做到简单的显卡PCB分析。2开关电路的工作原理开关电路的工作原理 显

卡开关电路工作原理图如下所示,首先PCI-E接口和辅助供电接口提供了12V的电压输入,

为了保证电流的稳定性,首先需要经过一个较大的电容进行滤波,经过滤波后进入由PWM

芯片控制的电路。由于12V是不可能直接输入到核心的(GPU的工作电压为1.2V上下),

此时必须进行必要的降压,而PWM所控制的MOSFET管进行相应的调节,通过打开上桥

关闭下桥,然后关闭上桥打开下桥这样不停地操作,可以产生特定频率的波形电压,而波

形电压的频率会影响到其电压值,通过PWM控制好所需要的电压,即可生成需要的输出

电压值。

开关电路工作原理图(图片来自互联网) 虽然得到了合适的电压,但这样子出来

的电流是一波一波断开的,这个时候就需要使用到电感的储能作用,通过大容量电感的充

电放电作用,生成倾向于直线型的电压,最后流经小容量电容组成的输出滤波电容,即可

输出理想的GPU电压。PWM的作用就是控制每相供电的电压微调节,以求精确的达到控

制的理想电压值;电容的作用是稳定供电电压,滤除电流中的杂波,让电流更为纯净;电


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