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市售主板之電容參數(shù)表,購買超頻主板主要依據(jù)

兄弟們購買主板很多都要超頻使用,畢竟多數(shù)不是有錢人,這個可能和超頻玩家的超頻目的完全不同,這個帖子給大家介紹一些常見的主板電容的參數(shù),供大家購買 超頻主板時作個參考,當然這個只是一個基本參考,沒有好電容是沒有好的超頻能力的,有好電容也不見得超頻就強。除耐壓和容量這兩個基本參數(shù)外,esr(等 效串連電阻)和紋波電流大小是電容最重要的性能參數(shù)。

     下圖是 單項供電的情況,圖左面是上橋?qū)?,電感開始儲存磁場能,自感電 動勢(12V-Vcpu,約10.5V)從右指向左,圖右面是下橋?qū)?,電感開始釋放磁場能,自感電動勢(Vcpu,約1.5V)由左指向右,由于自感電 動勢大小等于電感與電流變化率的乘積,那么對電感充電1ms,那么需要7ms才能釋放完畢,從能量的守恒角度也可以容易的算出來12V* (Imax/2)*1ms=1.5V*(Imax/2)*(1+x)ms,x=7



下面是電感上的電流




      在 主板上cpu的供電設計上,開關頻率只有幾百k,即使頻率高達1Mhz,而現(xiàn)在cpu的頻率都在Ghz以上,所以開關電源在調(diào)整以前,cpu已經(jīng)工作了 1000個周期以上,(電感對電容的充電是需要時間的,電容極板上電荷變化不能瞬間改變,就是說極板上電壓不能瞬變),電荷由極板流向cpu時要經(jīng)過電容 上的等效串聯(lián)電阻(主要是作為電容陰極的電解液或者導電高分子薄膜的電阻)和線路上的電阻,那么這段時間內(nèi)的電流波動產(chǎn)生的cpu電壓波動基本上取決于電 容的esr和線路上的電阻(Delta V = Delta I * R),比如電容極板電壓為1.5V,esr和線路電阻共為2毫歐,那么突然增大的 50安培電流(比如cpu由空閑轉(zhuǎn)為進行數(shù)學計算)將在esr和線路電阻上產(chǎn)生100毫伏的壓降,cpu獲得的電壓由1.5V變?yōu)?.40V,這個變化很 可能造成cpu穩(wěn)定性問題,尤其是超頻時,線路上的電阻可以通過加錫條等辦法來降低,而電容的esr,對電源的穩(wěn)定性有關鍵的影響,是超頻成功的重要因 素。而紋波電流平方與esr成反比,即散熱和溫度一定的情況下,esr越低,溫升就越低,耐紋波能力越高。

      這個CPU供電對 階越電流的響應要比下面討論的PWM的紋波更有意義,也更好理解,這里用具體的例子來討論一下。假設cpu當前的供電電壓是1.35V(電容極板上的電 壓),cpu由一個狀態(tài)轉(zhuǎn)為另一個狀態(tài)電流突然增加50A(這個對于主流cpu來講是符合實際情況的),那么這個增加的50A的電流就要在電容的 esr(等效串聯(lián)電阻)上產(chǎn)生壓降,某品牌C61P采用4顆6.3V 3300uF的液體電解(日本化工KZG),并聯(lián)esr為12/4=3毫歐,那么 esr上壓降為0.15V,也就是說cpu的電壓由1.35V下降至1.20V,某通路品牌NF520le和另一通路品牌C68S采用6顆富士通R5,并 聯(lián)esr為5/6=0.83毫歐,那么esr上壓降為0.042V,cpu的電壓由1.35V下降至1.31V,這樣的差距對于超頻來說影響是很大的,即 使是esr高的主板實際電壓高出0.1V,對于超頻來說散熱和CPU的極限電壓都是有限的,所以實際的超頻結(jié)果就可能是能超和不能超或者超到 X2 5000+還是6000+的問題,而且液體電解低溫性能下降明顯,負20度時esr增加為正25度時的兩倍(東北這邊冬天沒暖氣的時候超頻的機器很 容易起不來),高溫時的壽命也明顯不如固態(tài)電容(超頻時電感和FET都很熱,輸入濾波的液體電解比較容易爆掉),因esr較大,供電系統(tǒng)本身的發(fā)熱也高于 固態(tài)電容(除電容esr的發(fā)熱,默認電壓要高于esr低的主板才能達到同樣的穩(wěn)定性,所以供電電流也要大,F(xiàn)ET和電感也要更熱些),同樣設計的主板,用 紅寶石MBZ的電容就明顯熱,用富士通R5的則基本上不熱,所以固態(tài)電容做開關電源濾波效果好已經(jīng)是公認的了(缺點是漏電流大,不宜做交流耦合,容量相對 較小,某些不忽悠的廠家在全固態(tài)主板上也會保留液體電解做聲卡耦合輸出,是負責任的做法。PS:鄙視那些用10uF電容做聲卡耦合輸出的,32歐的負載 500HZ以下的聲音都被嚴重衰減,而且輸出聲音很?。?。

      當然供電的相數(shù)也很主要,因為每相FET和電感上的電阻發(fā)熱與電流 平方成正比,在使用同樣的FET、電容和電感的情況下,提供相同的功率輸出每相供電的發(fā)熱和相數(shù)平方成反比,總發(fā)熱和相數(shù)成反比,兩相供電做出三相的功率 輸出沒什么,更低的紋波也可以做到,不過并不是沒有代價,電感體積要更大(這個現(xiàn)在不怎么流行,以前兩相供電的P4主板經(jīng)常見到巨型電感的),電感值要更 ?。ㄒ詓unlei KQ10系列為例,0.56uH的R56M 額定25A,直流電阻0.90毫歐,0.22uH的R22M 額定35A,直流電阻 0.48毫歐,不但發(fā)熱低而且似乎成本也應該低一些,只是如果PWM頻率相同那么每相的電流峰值也要加倍,每相FET發(fā)熱就是4倍啦),PWM頻率要更高 (為了降低FET上的峰值電流并且獲得大電感值供電的低紋波就只有提高PWM頻率),每相的FET要有更低的Rds ON阻值(相數(shù)低每相上電流平方值 高,一般需要雙FET做下橋),返修率也會提高(PWM頻率高,雙FET并聯(lián)工作返修率自然就高一些)。比如X2 4000+在3相供電的昂達N68S上 超到2.8G跑雙prime時電感的溫升有60度左右(再高除非自己加FET散熱片,否則超頻就只有跑分的意義), 而在5相供電并且有FET散熱片的捷 波悍馬HA01-GT3上就只需要擔心CPU體質(zhì)。還有就是同德代工的HD2600Pro(只有3顆日本化工PSC固態(tài)電容那種),核心超到800M后穩(wěn) 定性沒問題(很多人罵這卡干凈,說電容太少,其實這卡電容還真的不錯的,1顆PSC起碼頂4顆紅寶石MBZ來用,而且低溫性能更好,高溫壽命更長),但是 核心供電的那個電感已經(jīng)很燙手了(這個時候選購兩相供電比選擇固態(tài)電容更有意義),如果是兩相供電的HD2600Pro(比如昂達和東翎的 2600pro ddr3)就不用擔心電感的溫度問題,雖然電感、FET的溫度上限都比較高,不過對于一般非極限OC的用戶來說沒人希望在那樣熱的情況下 使用,而且還可能影響到電容等其它器件的壽命(即使是固態(tài)電容也最好在85度以下工作)。微星在部分845/865/945gc等主板上采用的供電就是相 數(shù)少,大體積、小電感值電感和高的PWM頻率的方案,缺點是電感體積會很大(兩相時),成本沒低多少(銅很貴啊,下橋FET起碼用兩個),發(fā)熱和返修率的 控制也沒有多相的方案理想。用的相數(shù)少比相數(shù)多超得高是正常的(最近看到微星和DFI的高端P35就是4相設計,當然電感值應該低于0.33uH以獲得大 電流,否則4核供電就不太夠了),也不能說誰的設計好,因為真正的高科技是PWM的技術,這個intersil等PWM芯片提供商會做的,所以相數(shù)少沒什 么值得炫耀的地方(很簡單的計算,通路和二線主板廠商不可能沒算過,況且電感值低的電感應該更廉價)。映泰的I平臺的三相供電在超頻時電感溫度不會低的 (跑兩個Prime就知道了),所以某些人不要以為這個是很先進的然后拿來吹映泰技術多好(最近看過有人拿這個來吹的)。

      固 態(tài)電容最大的缺點是漏電流大,漏電流一般達到0.2CV(CV是容量和電壓的乘積),如果這個值低于500uA,按照500uA來考慮(數(shù)據(jù)來自日本化工 PSC數(shù)據(jù)文檔),這個已經(jīng)是半個毫安了嚴重影響交流耦合輸出的線性度甚至燒毀一些無輸入耦合電容的功放系統(tǒng),聲卡輸出電流一般才幾十個毫安,所以固態(tài)電 容廠商不建議把電容用于交流耦合,如果這塊固態(tài)電容好的話那些高端聲卡早這樣做了,而普通液體電解尤其是音頻專用的一般才0.01CV,低得多,輸出線性 度更好。所以很多廠商為了炒作全固態(tài)就做得很徹底(為了利益,似乎通路全固態(tài)的都能貴出不少,一線就更不用說,其實成本增加很少的),將聲卡耦合輸出也固 態(tài)化,嚴重傷害了消費者的利益。
 
      下面是一些PWM紋波的相關公式,僅供理論學習,該討論的基本上已經(jīng)在上面討論過,直接看后面的電容參數(shù)表即可。

公式來自這篇maxim文章

單項供電,由電容容量引起的噪聲(即紋波電壓,這個是CPU超頻的關鍵,尤其是AMD的cpu,內(nèi)存控制器和cpu在一起,只要cpu供電好,即使是內(nèi)存的線路設計、供電設計不好也不太影響cpu本身的超頻)



噪 聲值與電容容量成反比,與電感值成反比,與開關頻率的平方成反比,也就是說由2200uF的液體電解換成560uF的固態(tài)電容后只要開關頻率提高一倍就可 以搞定容量減小所帶來的紋波電壓的增加,也就是說固態(tài)電容的主板雖然電容容量小,但是并不會有問題,而且和下面介紹的電容等效串聯(lián)電阻(esr)所帶來的 噪聲(紋波電壓)相比要小得多。

單項供電,由電容esr引起的噪聲


噪聲值與電容的esr成正比,與頻率成反比,與電感值成反比


所以主板的cpu供電電容esr越低,比如固態(tài)電解相對于液體電解,電感越大,比如1R0(1uH)相對于R56(0.56uH),就越容易實現(xiàn)更好的電氣性能,當然這只是基本保障,能不能超頻好要看其它因素.

多項供電的情況
資料來自AMD平臺廣泛使用的intersil的isl6566

對應的紋波電流值,與電容ESR的乘積即為cpu供電的紋波電壓值(這里的敘述有問題,多項的時候因為多項電流疊加,所以噪聲計算并不是每相的紋波電流與電容esr的成績,而是要小,小多少就要看疊加的方式了,這個以后有空再討論吧,希望大家能提供些資料)

在開關頻率,電感值,輸出esr等相同的情況下,12V輸入,1.5V輸出的供電系統(tǒng),三項與兩項和單項相比
輸出紋波電壓比為5:6:7,當然稍提高下PWM頻率就可以彌補相數(shù)低的固有紋波稍高的問題。
這里對喜歡改造主板的一些大蝦的建議就是看起來提高pwm頻率是一種很好的降低cpu供電紋波的很直接而且很廉價的方式,達到5相、6相甚至8相以上的供電紋波,下面給出intersil的isl6566的工作頻率設定電阻與頻率的關系

rt值是rs引腳到地的電阻,rs腳是isl6566的第36腳,從小圓點順時針數(shù)是第5腳
200k的電阻對應的頻率大概是150k hz,90k的電阻大概是接近300k hz,而1M hz的工作頻率,電阻大概為25k。
當然提高工作頻率對供電的fet要求較高,會顯著提高fet的發(fā)熱,應該做好散熱措施。


常見的電解液電解有:


黃 色衣服K字防爆的是富士通R5固態(tài)電容,5毫歐esr是現(xiàn)在固態(tài)電容里最好的,也是所有固態(tài)電容里失效率最低的,一萬小時0.05%,后來的R5封裝變成 紅色的那種沒有防爆凹痕的,失效率為一千小時0.1%,比原來的黃色外皮有防爆凹痕的高很多,不過相對日本化工的PS、psa、psc系列來說失效率還是 低不少,比R5(8*11.5)小一號的是富士通L8(8*8)固態(tài)電容,和R5比稍弱,不過6毫歐和5毫歐的實際差別很小,可以忽略。三洋svp系列是 現(xiàn)在來說很差的固態(tài)電容了(4V 560uF的esr 13毫歐,2.5V 1500uF的esr 12毫歐),現(xiàn)在三洋的SEPC還可以,和日本化工的 PSC,臺灣立隆的OCRZ,香港萬裕(manyue)X-CON(液體電解叫SAMXON)的ULR,臺灣YIMTEK的PXR,臺灣OST的pus, 韓國samyoung的axa等固態(tài)電容都是7毫歐的esr,性能基本相同,和富士通的RE系列的R5/L8比起來性能稍弱(最近在祺祥顯卡上用了 nichicon的LE系列固態(tài)電解,也是5毫歐的esr,因為是新出的電容,其它廠家還沒發(fā)現(xiàn)有使用)。 

關于固態(tài)電容的識別:
不 是紅色陰極標識的就是富士通L8,紫色的就是三洋sepc,富士通的除了黃色外皮的R5外其余的陰極為紅色,上面有個F的標識,致銘經(jīng)常用萬裕的ULR, 并不是富士通的L8,昂達的520T也是一樣,標識為wc,廠家未知,YIMTEK的PXR也是紫色,上面有PXR的標志,七彩虹最近的¥399的 C68S(N70GT)上也是不知名品牌的WU和WT系列,日本化工的陰極為淡藍色,ps標識的為ps系列,A標識的為psa,C標識的為PSC,PSC 是日化最好的,現(xiàn)在的固態(tài)電容一般esr都能做到8毫歐或者更低,價格也不貴,選擇液體電解供電的主板除非特別便宜,比如¥299的主板(最近冠盟 690V也降到¥288了,用的松下的固態(tài)電容,指標估計不高,因為只有低端主板在用,但是總比液體電解要好用的多),否則在預算有限的情況下還是多考慮 通路的主板(一般都是杰微和捷波代工),穩(wěn)定性和可靠性要比一線的廉價主板好很多,超頻能力也強。 

下面是以前的老帖的內(nèi)容,現(xiàn)在變化很大了,比如捷波能超了(原通路品牌捷波的A平臺悍馬系列<現(xiàn)在捷波應該已經(jīng)把渠道和品牌收購了>和自有品牌斯巴達克的P35以及很多OEM給通路的P35),碩泰克破產(chǎn)了。



一般主板上使用5-7顆電容作cpu供電濾波,總esr為2毫歐左右,對于50A的電流波動,電壓波動為0.1伏特。

MBZ 系列常見于Abit全系列,七彩虹和onda的K8T800上面,HM在大眾(FIC)OEM的產(chǎn)品如七彩虹龍戰(zhàn)士上面和MBZ是在不同批次都出現(xiàn)過,不 過nichicon最近在Dell的機器上爆漿,所以最近在國內(nèi)零售的板子上沒看到,KZG常見于Asus、Asrock(華擎),DFI的 lan party系列,Soltek等。
外觀上MBZ為紫色金邊,HM為黑色白邊,KZG為棕色白邊。esr即等效串連電阻,在電流波動時,因 為電容上電量不能馬上改變,所以電容極板間電壓不變,而esr上的電壓變化等于電流變化值與esr的乘積,現(xiàn)在處理器電壓越來越低,功耗卻增大,所以電流 越來越大,電流的波動就越大,因此電容的esr就越來越難以滿足cpu的供電需求。在以前看來能夠使用上面三個系列電容的主板就是超頻的好板子了。但是現(xiàn) 在出現(xiàn)了聚合物固態(tài)電容作cpu濾波的主板,

典型的有捷波的CPAE(CPAE其實是導電高分子鋁電解的英文縮寫),應該是利隆的早期產(chǎn)品,現(xiàn)在使用的是利隆的OCR和OCRZ。
onda和七彩虹的6100上使用的               fujitsu R5,
眾多915和ati芯片組主板上使用的           fujitsu Se,
映泰的TForce6100上面的nippon chemicon的  PS,

R5(4V 560uF)esr為5毫歐 6.6A紋波電流,
Se(2.5V 680uF)為13毫歐 4.5A紋波電流,
PS(2.5v 1500uF)為8毫歐,5.5A紋波電流,
50A電流波動產(chǎn)生的電壓波動分別為0.05 0.1 0.08伏特左右,R5表現(xiàn)最嘉,另外固態(tài)電容在低溫下esr變化小,而電解液電容esr在零下20度比零上25度高一倍,這個也是耕升當年花屏的主要原因。 
外 觀上fujitsu R5為黃色pvc包膜直插,K形防爆凹痕,Se為無pvc膜表貼封裝,陰極標識為紅色,無防爆,CPAE為藍色pvc包膜,PS為無 pvc膜表貼封裝,陰極標識為淺藍色,無防爆。onda的n61G使用的R5 4V 560uF如果是2.5V 1500uF的就好了,因為在開關頻率、 輸入、輸出電壓固定的情況下,由電容容量引起的電源的固有噪聲和電感與電容的乘積成反比,由esr引起的電源的固有噪聲和esr成正比,和電感成反比,所 以電容大是有好處的,這個可能是根據(jù)媒體廣告報道的映泰的比onda的超頻上限稍高一點點的原因之一吧。
電容在主板上對超頻的影響只是一個方面, 電容的個數(shù)也要注意,很多品牌在銷售一段時間后會減少電容數(shù)量,比如onda的k8t800,七彩虹的C51,開關電源的數(shù)量也是判斷主板超頻能力的一個 簡單依據(jù),不懂電路的可以查主板上電感的數(shù)量,數(shù)量多的一般開關電源多,外觀上能判斷的依據(jù)還有插槽的品牌,mos管的系列等等。
最后祝大家買到適合自己的產(chǎn)品。