主機板省料的秘密,小電容做大文章

2021-03-31 20:35:42 字數 2961 閱讀 7717

對於主機板製造商而言,料件的節省只有圍繞較貴的元件進行才能有效降低成本,而主機板上cpu供電部分的電解電容與其他料件相比,其**相對較高,因此成為主機板廠商在料件上進行精簡的首要物件。廠商如何對它省料?電容省料之後會留下什麼隱患?消費者又該怎樣判別產品是否省料呢?這些鮮為人知的「行業秘密」,還是請業內專家來為我們逐一揭示和分析吧!

電容又稱電容器(capacitor)。它在電路中起著隔直流、通交流的重要作用。電容根據其在電路中不同位置的不同功能,分為耦合電容、濾波電容、諧振電容、旁路電容等類別。另外,電容也可按照填充材料(電介質)進行分類,如有機介質電容、無機介質電容、電解電容、氣體介質電容等等。電路圖中一般用大寫英文本母「c」來表示電容,下圖中框選部分是電容在電路中的符號,c1是指無極性的普通電容,而後面兩種則表示有極性的電解電容。

電路圖中的電容符號

由於目前cpu的頻率不斷提公升,隨之而來的巨大功耗給主機板的cpu供電部分帶來了前所未有的挑戰。除了在設計上要符合

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提出來的電源規範外,在電解電容的選擇上也更為嚴格。如果電容容量不足,將影響供電質量,導致cpu發熱量增加,從而宕機等可靠性問題。

即便電容如此重要,少數廠商為在低價競爭中獲取更多利潤,總會找到一些讓產品在短期內不會暴露缺陷的省料方法。主機板上眾多的小容量貼片電容,因**較低一般不會省去,所以省料主要集中在**較高的大容量電解電容上。

省料方法一:減少電容數量

● 減少電容數量

主機板上的大容量濾波電容集中在12v電壓的輸入端和供電輸出部分。其中,廠商進行省料的重點就在於供電輸出部分。輸出電路中所採用的一般是耐壓值為6.3v、容量2200μf的電容。根據公式「c=i/(△v/△t)」,假設某型號cpu的平均電流為60a,△v=50mv,△t=10μs,就可計算出此處對電容總容量的要求為12000μf。如果採用2200μf的電容,最少需要6顆。如果某款主機板在這部分只採用了5顆或4顆電容,且總容量達不到12000μf,就表示該產品在電容數量上「短斤少兩」。減少電容數量之後,主機板在短期內使用不會出問題,但長期使用後,因為電容濾波效果不好,就容易導致cpu壽命縮短,電腦不穩定,經常自動重啟或主機板電容爆漿等故障。

大容量、高品質的電容是主機板壽命的有效保證

● 相關重要指標 - 容量

業內常說的電容大小是指電容的容量,容量大小數值由公式「c=εs/4πd (其中ε是介電常數;s是兩極板相對重疊之間的面積;d是兩極板之間的距離)」計算而得,數值越大表示電容所能容納的電荷越多。

電容的容量以法拉為單位,並以大寫英文本幕「f」表示。但是,由於法拉單位太大,普通電子電路中一般以微法(μf)和皮法(pf)為單位。三個單位之間的換算關係為:1f=10^6μf=10^12pf。在電路圖中,通常會把μf後面的f省略,簡寫為μ,如2200μf會被簡寫為2200μ;而pf通常全部省去,譬如3300pf只標出3300。

● 相關重要指標 - 額定電壓

電容器的額定電壓是指在規定的溫度範圍內,可以持續加在電容器兩端的最高電壓。在這個額定電壓以下,電容都能夠正常的工作,所以在設計中通常要考慮使用電容的位置、電容兩端電壓的大小,選擇合適額定電壓的電容才能夠保證電路的穩定性。如果由於電路某些位置出現問題,導致電容兩端電壓超過額定電壓值,那麼這個電容器就很容易被擊穿。如果極性接反了,電解電容也將被擊穿。

額定電壓有固定規格,常見的有6.3v、10v、16v等。通常在cpu供電部分用到的電容分為6.3v和16v兩種,前者用於vcore(cpu核心電壓)的濾波電路,因為一般cpu的電壓在1.4v到1.75v之間,所以6.3v的電容完全能夠勝任。在12v電源輸入端,由於12v電壓的特殊要求,此處應選用額定電壓值高於12v標準值的電容,因此業內普遍在12v電源輸入端使用額定電壓為16v的電容。

省料方法二:降低電容耐溫規格

● 降低電容耐溫規格

廠商降低選用電容規格,其中最常見的是針對耐溫值一項進行省料。某些電容的耐溫值很高,即使電路整體溫度無法控制在較低的範圍內,電容也不會因此而無法工作。

不過,一些主機板本身設計就存在各種問題,在整體溫度偏高的情況下,仍選用耐溫值較低的電容,或使用外殼上沒有耐溫值標註的雜牌電容,那麼主機板的穩定性肯定會大打折扣。電容的耐溫值通常有85℃、105℃等不同規格,從穩定性方面來看,耐溫值越大越好。

電容外殼上的耐溫值標識

● 相關重要指標 - 耐溫值

耐溫值這一指標對於主機板的cpu供電部分非常重要。在電路中,主機板的cpu供電部分一般靠近溫度很高的cpu,如果通風設計不好,而使電解電容被長期烘烤,電解液會蒸發,最終導致擊穿或電容爆漿,而失去電解液的電容也將完全失效。

省料方法三:使用劣質電容

● 使用劣質電容

目前市面上的品牌電容質量相當不錯,如日系的sanyo、rubycon、nichcon等(圖4),台系的taicon、ost、evercon等。在主機板電容的選擇上,一線大廠大部分都選擇日系產品,二線廠商則多選擇台系電容。消費者在選購主機板時,應該多注意主機板所用電容的品牌。

一線主機板廠商多選用sanyo、rubycon、nichcon等品牌電容

taicon、ost、evercon等品牌電容多為二線主機板廠商使用

我國內地的電容品牌不計其數,**較低,但質量卻參差不齊。雖然它們當中不乏質量較好的產品,但總體質量與日系台系電容相比還有較大距離。對於一些非知名品牌的電容,判斷其品質優劣的方法相對複雜一些,因為必須拆開電容進行分辨。首先,需要找到一顆同樣品牌和規格的電容(規模稍大的電子城中一般都能買到),然後用尖嘴鉗剝開電容外殼檢視其內部鋁箔是否和外殼吻合。如果外殼很大,而內部鋁箔的尺寸非常小,那麼這種電容在品質上就存在問題。其次要看鋁箔和電解紙是否捲得足夠緊密。最後,還應仔細檢視電解液的狀態,電解液在常態下應該是無色透明的油狀物,但如果電解液發黑或含有雜質,那麼這樣的電容就一定屬於劣質電容。

● 總結

電容雖小,但它在主機板的cpu供電電路中所起的作用卻直接影響著使用者的正常使用。因此,筆者對消費者的建議是在選購主機板時應該將cpu供電電路中所用電容的品牌、質量、數量作為挑選的參考標準之一,不要因為產品的低價**而被極個別廠商的小伎倆所蒙蔽。而對於那些極個別在主機板電容上大做文章的廠商,筆者則要忠告一句,降低產品成本可以通過減少一些附加功能來實現,但並不能以犧牲產品穩定性為代價。否則,最終將被市場和消費者所拋棄。

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