PCEVA,PC绝对领域,探寻真正的电脑知识

标题: 【PCEVA】彻底讲透主板供电——实战篇 [打印本页]

作者: 仙行一步 时间: 2019-1-25 13:06
标题: 【PCEVA】彻底讲透主板供电——实战篇
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作者: Apache 时间: 2019-1-25 14:37
电感最高能扛多少度？

作者: royalk 时间: 2019-1-25 17:07

Apache 发表于 2019-1-25 14:37
电感最高能扛多少度？

电感本身很耐热，但PCB耐热最好不要长期超过120度

作者: 羽落风尘 时间: 2019-1-25 23:51
当年买完Z77 EX6给我的最大疑惑就是12相供电，供电散热片看着规模不小了还有一根热管连接，为什么供电散热片还是摸起来烫手

回头再去看其实核心只有4相电感并联就当是8相

作者: 这不是坑爹么 时间: 2019-1-26 02:21
批站的喷子是真的多

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-26 10:32
本帖最后由 xudaiqing 于 2019-1-26 11:01 编辑

电感这里的问题是，并联电感之后，等效电感值等于原来的一半。也就是说，为了使用并连电感，必须使用电感值为原来两倍的电感。而在同一个系列（骨架和芯不变）的电感中，增加电感量到原来两倍的方法是增加扎数，绕线长度会增加到原来的两倍，这带来两个影响。第一因为长度变化电阻增加一倍。第二为了容纳下多出来的铜线，线径必须缩小。铜线的横截面积减少一般不会达到原来的一半但差的也不会太多，这会导致电阻再次翻倍。就结果来说并连电感虽然单个电感的电流减半，但是电阻增到四倍，结果单个电感的发热不会有明显变化，而总发热量翻倍。

作者: 石头 时间: 2019-1-26 12:33

xudaiqing 发表于 2019-1-26 10:32
电感这里的问题是，并联电感之后，等效电感值等于原来的一半。也就是说，为了使用并连电感，必须使用电感值 ...

不是你这么解释的吧……

U=L（di/dt），di/dt是电流变化的斜率，也就是说电流变化越快，L就可以越小，（U是基本不变的），所以现在主板上的电感越来越小，多一倍电感都能放得下。并联降低温度也没问题。只是9900K烧鸡要200W以上，用真4、5相的VRM，每相平均早超过30A合理最大值了，如果不用并联电感早就炸了。别忘了，量产化产品都是在对应售价中最低成本的解决方案……我不认为这有什么问题，厂商从来不是慈善家。

再仔细看华擎的热成像里热量分布，明显拐角那个最热，可能是PCB散热欠考虑。微星恐怕也有类似问题。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-26 12:45

石头发表于 2019-1-26 12:33
不是你这么解释的吧……

U=L（di/dt），di/dt是电流变化的斜率，也就是说电流变化越快，L就可以越小，（ ...

我看不出来你说的和我说的有什么关系，电路的设计决定了需要的电感L，不论你用一个电感、两个电感、四个电感甚至更多需要的L都不会变。而同样大小电感并连之后的等效电感等于单个电感L/电感数量。所以如果两个电感并联，使用的单个电感的值就是电路所需的电感值的两倍。而同样的电路，用一个电感实现，电感值就不需要翻倍。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-26 13:04

石头发表于 2019-1-26 12:33
不是你这么解释的吧……

U=L（di/dt），di/dt是电流变化的斜率，也就是说电流变化越快，L就可以越小，（ ...

还有每项合理值的问题，电感值每缩小一半，饱和电流就增大一倍。发热的问题我之前已经写了。
用并联电感当然符合厂家的利益，用最低的成本满足了消费者数电感的需求。

作者: 石头 时间: 2019-1-26 13:05

xudaiqing 发表于 2019-1-26 12:45
我看不出来你说的和我说的有什么关系，电路的设计决定了需要的电感L，不论你用一个电感、两个电感、四个 ...

有公式论证么？我是在是无法理解你的逻辑。。。。看公式最简单了。。。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-26 13:10

石头发表于 2019-1-26 13:05
有公式论证么？我是在是无法理解你的逻辑。。。。看公式最简单了。。。

...

1/等效电感 = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + ...

作者: 石头 时间: 2019-1-26 13:30

xudaiqing 发表于 2019-1-26 13:10
1/等效电感 = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + ...

结合整个电路里有没有公式呢？单独的看L并联后感值下降，并不是有太多意义吧……因为可以通过提高开关频率稳压。

我的认知是：之前主板上都是那种裸露线圈的大电感，但是干扰大、也不利于提升集成度；后来逐渐就进化到封闭贴片电感，主要得益于开关频率的提升可以让线圈做的越来越小——频率提升，L减小，这是现在微电子设备的一个趋势吧，并联电感也是符合这个趋势。但带来不好的问题是发热密度大了很多，这个热量会通过PCB传递到其他元件导致故障率增加，所以增加电感来降低温度。是不是为了迎合数电感的习惯，恐怕只是一个连带效应吧，并不是事件的真实起因。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-26 13:52

石头发表于 2019-1-26 13:05
有公式论证么？我是在是无法理解你的逻辑。。。。看公式最简单了。。。

...

重新整理下。
开关电路设计（采用的元件、工作频率等）决定了需要一个多少大小电感值的电感Lt
然后如果采用单个电感，电感值只需要等于Lt。如果采用两个电感并联，按上述的电感并联公式，每个电感需要的电感值为两倍2Lt。

这里应该补个电感原理，但是手机上面太麻烦了就请自己搜索下吧。
其中的关键是在磁芯（铁芯）设计和体积一样的情况下，电感量是由线圈扎数决定的，两个成正比。此外因为体积（封装）不变，线圈扎数也和铜线（导线）横截面积成反比。

电感在大电流下有两个关键参数，一个是饱和电流，一个是发热。
如果电感中电流超过饱和电流，电感就会失效，等效为一个电阻。其本质是线圈产生的磁场强度超过了磁芯的耐受能力。所以同一个设计下饱和电流和电感值成反比。这个在很多电感系列的数据手册中就有体现。电感值为Lt的电感饱和电流值要比电感值为2Lt的大一倍。
而发热部分，发热量等于 I 平方 * R。其中在导线材质不变的情况下，导线电阻R 和导线长度成正比和导线横截面积成反比。对于一个电感值为2Lt的电感，对比一个电感值为Lt的电感（只要厂家做了最基本的工作使用双股线或更粗线径的导线）它的导线长度长一倍，横截面积少一半，导线电阻是电感为Lt的电感的4倍。对于并联应用中的某个电感，电流值少一半，平方后只有四分之一。但是电阻是四倍，最后发热量不变。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-26 14:05
本帖最后由 xudaiqing 于 2019-1-26 14:11 编辑

石头发表于 2019-1-26 13:30
结合整个电路里有没有公式呢？单独的看L并联后感值下降，并不是有太多意义吧……因为可以通过提高开关频 ...

讨论并联电感有一个重要前提，就是在同一个开关电路设计下。

电路的设计决定了在这个位置需要一个有效电感值多少的电感。这个电感可以是一个电感，可以是两个电感、可以是四个电感，只要等效电感值达到目的。

还有主板用的那种电感是非常定制化的产品，厂家都是按照买家的要求在现有的磁芯设计上绕上所需粗细和扎数的铜线。并不存在需要使用并联的方式才能获得某个电感量的电感的问题。

作者: 石头 时间: 2019-1-26 14:16

xudaiqing 发表于 2019-1-26 14:05
讨论并联电感有一个重要前提，就是在同一个开关电路设计下。

电路的设计决定了在这个位置需要一个有效电 ...

受教受教。。。。

我的观点总结就是：电感L小点，开关频率高点，反倒更好，波纹低了。。。并联能进一步拉高开关频率的同时，还能分散功率密度，并不是为了增加电流，但却可以降低温度，毕竟PCB上焊点就那么小。DFI的人曾经跟我说，大多数炸的案例是焊点与PCB过热导致的，并不是元件本身有问题。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-26 14:26

石头发表于 2019-1-26 14:16
受教受教。。。。

我的观点总结就是：电感L小点，开关频率高点，反倒更好，波纹低了。。。并联 ...

我的观点是。
第一，并联电感对比等效的单个电感不能降低单个电感上的发热量，因为电阻是四倍。
第二，电感的发热和工作频率没有关系。工作频率的提高会降低mos管的效率，是阻碍工作频率提升的主要原因。因此改用更加优秀的mos管就可以提高工作频率（在控制器没成为瓶颈之前）。提高工作频率就可以选用更小的电感提高单项电感的输出能力。需要注意的是这个对单个电感和并联电感的影响是一样的，不会改变两者的关系

作者: 石头 时间: 2019-1-26 14:32

xudaiqing 发表于 2019-1-26 14:26
我的观点是。
第一，并联电感对比等效的单个电感不能降低单个电感上的发热量，因为电阻是四倍。
第二，电 ...

第一条不太认同，电阻实际加不到4倍吧。

第二条，增加开关频率是为了减小电感体积，我并没有说减少发热，而是分散发热。我认为还是还原到真实场景来讨论比较合适，数学工具可以了解原理，但没法展现焊点与PCB过热的情况。昨晚我查了一些仿真PCB散热的软件，这确实是个切实需要解决的问题。那么在一定成本限制下，我觉得工程师这么做没有问题……

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-26 14:43

石头发表于 2019-1-26 14:16
受教受教。。。。

我的观点总结就是：电感L小点，开关频率高点，反倒更好，波纹低了。。。并联 ...

炸的问题我们就没发验证了。封装的参数正常厂家都是有实验验证的，而现有单项50多安的电流还远没到标称的最大值。pcb的发热从intel x599和amd x399的设计看，我觉得应该不是问题吧。

作者: 石头 时间: 2019-1-26 14:49

xudaiqing 发表于 2019-1-26 14:43
炸的问题我们就没发验证了。封装的参数正常厂家都是有实验验证的，而现有单项50多安的电流还远没到标称的 ...

第一期开头发了几个炸的图，注意PCB外翻，这绝对不是表面元件故障导致的，，，这个事情不止一家说过，PCB与贴片工艺也单独是门学问吧。

作者: 石头 时间: 2019-1-26 14:56
而且有个最底层的逻辑，主板业也三四十年了，很成熟了，电路的理论更是成熟，工程师能不知道每个方案的利弊么？他们计算的比咱们论坛里讨论的会精准很多吧。那为什么还要这么设计呢？肯定不是为了讨好玩家，玩家才占市场总量多少？与其为了讨好玩家，还不如降低1个百分点返修来的实在吧。

作者: Mufasa 时间: 2019-1-26 15:50
其实说到底还是钱的问题。。。。

超微 X11DAi 主板，双路LGA3647，支持两颗 TDP 205W 的 Xeon Platinum 系列

核心供电是。。。。每个插槽对应5相核心供电。

5个小电感就搞定200瓦级别的VRM，几乎看不到固态电容。
电感并不大，但是贵，一颗电感过50A电流，妥妥的。
MOS管也是高级型号，开关频率可以做很高，电流也可以很大。
没有用固态电容，但是用了大量的MLCC，这年月涨价以后的MLCC可是奢侈品。
主控也是不计成本。

另外Xeon功耗限制非常严格，不会出现超负荷的情况。

家用没办法啊。。。。CPU任性超频，各种超负荷用电。。。。还要控制成本。
那么供电只有做成麻将牌了。。。。

作者: 墙上的另一块砖 时间: 2019-1-26 18:32
回头有空了慢慢看
不知道能不能学到

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-27 08:32
本帖最后由 xudaiqing 于 2019-1-27 09:10 编辑

石头发表于 2019-1-26 14:56
而且有个最底层的逻辑，主板业也三四十年了，很成熟了，电路的理论更是成熟，工程师能不知道每个方案的利弊 ...

这又有什么关系呢？
在成熟的设计上增加多余的冗余元件不会让它更差，不会让返修更高。但是多余的东西是不是值得又是另一回事了。
并联电感就和RGB一样，能满足买家的外观需求，厂家为什么不做？但是外观作用就是外观作用。

而且并联电感正是照顾普通买家的需求，因为普通买家不会关心你每相用了什么样的料，是不是比别的产品两相加起来才好。他们只关心你用了几个电感，因为这是媒体通过数年的努力教他们的。

如果只是科普电源相数不重要，电源的实际表现才是真正需要关心的，就不会有争议。但是在数电感上继续加码就。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-27 09:53

Mufasa 发表于 2019-1-26 15:50
其实说到底还是钱的问题。。。。

超微 X11DAi 主板，双路LGA3647，支持两颗 TDP 205W 的 Xeon Platinum 系 ...

别的不说，Maximus XI Gene 单颗电感用的就比X11DAi好。

作者: 石头 时间: 2019-1-27 11:15

xudaiqing 发表于 2019-1-27 08:32
这又有什么关系呢？
在成熟的设计上增加多余的冗余元件不会让它更差，不会让返修更高。但是多余的东西是不 ...

你的意思就是说我们认为并联没问题是错的，这肯定是缩水，这个帽子必须扣上，不扣上就是政治不正确；还不如说不用关心相数看最终表现更显得有说服力？但你之前也说了，并联要用更好MOS管，那从这角度看算缩水么？

我们想说的这两个意思：
1、成本限制导致便宜一些主板肯定倾向用并联方案，用并联最重要目的是为了降低返修率。这个问题刚才也论证了。降低返修率是不是更重要的问题，工厂做过的人都再清楚不过吧，返修一片也许就导致几十片板子白卖了。
2、反过来说，用户使用习惯上，并联就不要想着超频烧鸡了，肯定不好玩。

当然，还有第三层意思：某些品牌，自己也用着并联，组织攻击竞争对手用并联是缩水，可是很尴尬的是，他自己5相并联表现比对手的4相还差……

我只是觉得玩个电脑无所谓政治正确，如果学会从工程师角度看待产品，玩家会获得更广阔的视野，或者说把自己还原到那个场景，在有限成本下你自己设计会用什么方案？

顺便说一句，超微的消费级板子用料也很好，但几乎没有任何超频空间，之前有代理给我们测试过，还要求超微把超频功能开放出来，后来提供一个但bug太多还是不能超，现在已经过去半年了，还没有结果……

作者: Mufasa 时间: 2019-1-27 11:32

xudaiqing 发表于 2019-1-27 09:53
别的不说，Maximus XI Gene 单颗电感用的就比X11DAi好。

华硕不会干这种亏本的事情。。。。

单颗电感体积肯定比超微的大，也更加漂亮，并且电感数量更多。

真实的性能，12个电感器搞定400W左右吧。。。。每个电感30W
对应9900K超频到极限的场景，这样也就很好了。
至于是倍相器，还是双并联，其实并不重要。。。。这年月超频比拼的是BIOS功力。

超微5个电感搞定200W，每个电感40W，电容全用MLCC，开关频率可以做很高很高，体积可以做小。
这样做的前提条件是，Xeon功耗限制非常严格，不会超负荷。

作者: Mufasa 时间: 2019-1-27 11:55
其实倍相器和并联电感都是分散功耗降低供电温度的办法。
没有绝对的优劣之分。。。。

早先年月，CPU功耗波动范围相对较小，倍相器有利于形成稳定的供电电压，可以超上高频。
供电元件的温度低，并且均匀，不会出现局部过热。

现在，CPU动态负载范围大到变态，倍相器的响应时间劣势就拖后腿了。
直接并联供电元件确实是简单粗暴，但是有效解决了问题。。。。没毛病。

或者花大价钱上更加强劲的元件，直接做原生6相供电，不并联，性能也是一样的好。

要说问题，也只是厂家宣传的时候还沿用了数电感器的套路吧。。。。有些误导。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-27 12:09

Mufasa 发表于 2019-1-27 11:32
华硕不会干这种亏本的事情。。。。

单颗电感体积肯定比超微的大，也更加漂亮，并且电感数量更多。

电感看的是电流，不是功耗。
还有Xeon Scalable TDP 205W的功耗是413W，电流是228A
9代Core的最大设计电流是193A

作者: Mufasa 时间: 2019-1-27 12:44

xudaiqing 发表于 2019-1-27 12:09
电感看的是电流，不是功耗。
还有Xeon Scalable TDP 205W的功耗是413W，电流是228A
9代Core的最大设计电 ...

我也懒得研究了。。。。
超微敢做5个电感带400W，我就敢用。

等LGA2011的E5 v3 v4降价，买两个玩。
然后再过几年，LGA3647降价，继续折腾玩。

9900K早先确实有购买计划，因为自动加速5GHz
主板我准备整华擎最便宜的。。。。1299

我也不烤鸡什么的。。。。就看看网页，数数框框。。。。别炸了就行。

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-27 13:09
本帖最后由 xudaiqing 于 2019-1-27 13:32 编辑

石头发表于 2019-1-27 11:15
你的意思就是说我们认为并联没问题是错的，这肯定是缩水，这个帽子必须扣上，不扣上就是政治不正确；还不 ...

谁说并联缩水了？比如“4相2上2下并联双电感”相比“4相2上2下单电感”怎么可能是缩水。我不知道你在想什么。
谁说并联要用更好MOS管了？不并联电感就不能用好的MOS管了吗？

什么时候在装饰上多花钱变成成本限制了？什么时候烧电感返修成问题了？

第三层更看不懂了。

如果成本是主要问题，当然是先把散热片做成真正的散热片（比如超微那样），然后在MOS管+相数上缩水，而不可能是添加并联电感这样的装饰品。

作者: 石头 时间: 2019-1-27 17:34

xudaiqing 发表于 2019-1-27 13:09
谁说并联缩水了？比如“4相2上2下并联双电感”相比“4相2上2下单电感”怎么可能是缩水。我不知道你在想什 ...

视频针对的是说并联缩水这个观点在反击啊。我只是认为无所谓缩水，并联的mos管必须比倍相要求高，你之前有个回复也说了这个点啊。

如果结合你之前帖子10楼的回复，说鼓吹不对，请问我哪里鼓吹了？

第三层，其实只有之前说M11H缩水的人心里清楚，那个套路太老套了。你不明白也正常。

如果你搞明白我不是在鼓吹，我也搞明白你也不是在说缩水，那咱俩说的是一回事……

作者: 石头 时间: 2019-1-27 17:40

Mufasa 发表于 2019-1-27 12:44
我也懒得研究了。。。。
超微敢做5个电感带400W，我就敢用。

敢做的原因是有过热保护降频

所以现在炸管的故障率很少了

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-27 18:06
本帖最后由 xudaiqing 于 2019-1-27 18:52 编辑

石头发表于 2019-1-27 17:34
视频针对的是说并联缩水这个观点在反击啊。我只是认为无所谓缩水，并联的mos管必须比倍相要求高，你之前 ...

视频里说的可是

现在主流方法有倍相和并联电感这两种增强供电的手段

这和真相可差远了。并联电感不是增强供电的手段，MAXIMUS VI GENE（更正是MAXIMUS XI GENE）的响应性能比前代好也和并联电感没有关系。

并联的mos管必须比倍相要求高，你之前有个回复也说了这个点啊

第一我没说过。但是要实现同样的性能，在MOS管数量相同的条件下这话确实没差。但是并联MOS管不等于需要并联电感，并联电感也不等于并联MOS管。并联MOS管的2上2下，1上2下设计是很正常的设计，而在此基础上再增加一个电感可是为了满足数电感的外观需求才做的。

如果结合你之前帖子10楼的回复，说鼓吹不对，请问我哪里鼓吹了？

你确定视频没有鼓吹并联电感的设计？视频里可是明确说了并联电感是增强供电的手段，内容探讨的也是这个。所以2上2下双电感供电要比2上2下单电感供电要强，没错吧？
所以B450 Aorus Pro（1上2下并联电感）要比 GA-AB350-Gaming 3 （1上2下单电感）强对吧？因为B450 Aorus Pro可是全新升级了并联电感增强供电手段

作者: 石头 时间: 2019-1-27 18:34

xudaiqing 发表于 2019-1-27 18:06
视频里说的可是

这和真相可差远了。并联电感不是增强供电的手段，MAXIMUS VI GENE的响应性能比前代好也和 ...

在我看来降低温度不至于过热降频、又能降低了返修率就是增强，这个故障率包括了PCB传递的高温导致的案例。温度限制了很多事情，这个事实不能避而不谈吧。就好比CPU过热，跑一会降频了，但加一个风扇就能控制好温度不至于降频，那加这个风扇算不算增强？

你前面说Maximus XI Gene，那个好像是10相的，用单电感当然可以。现在又说M6G，那好像是数字供电吧，总计8相，具体我再请教下RK。你之前也说过，最好同方案来比较……

如果你坚持“增强”必须是支撑的电流数字增加才算增强，那咱俩说的确实不是一回事……

作者: xudaiqing 时间: 2019-1-27 18:56

石头发表于 2019-1-27 18:34
在我看来降低温度不至于过热降频、又能降低了返修率就是增强，这个故障率包括了PCB传递的高温导致的案例。 ...

MAXIMUS VI GENE是打错了，就是你们视频中说的MAXIMUS XI GENE。

电感降温的问题我之前已经说过了，如果你非要这么扯，那我也没办法。

作者: 石头 时间: 2019-1-27 19:13

xudaiqing 发表于 2019-1-27 18:56
MAXIMUS VI GENE是打错了，就是你们视频中说的MAXIMUS XI GENE。

电感降温的问题我之前已经说过了，如果 ...

我认为，真四相，给用上并联电感就是增强。。。这不是什么扯不扯的问题吧。四相是最主流的规格，给增强一下没什么不好。

如果就是为了讨好用户，你知道RGB出现很早吧，技嘉最早在VRM上加了RGB，还有体现工作频率高低的效果（开关频率越高闪动越快），结果发现有坏处，就是让供电电压下降了。。。。最后就取消了，过了几年后才重新搞，但都是放到不重要的地方。所以你能说厂商只是为了骗消费者来加噱头么？他们很明白。。。

作者: 石头 时间: 2019-1-27 20:40

xudaiqing 发表于 2019-1-27 18:06
视频里说的可是

这和真相可差远了。并联电感不是增强供电的手段，MAXIMUS VI GENE（更正是MAXIMUS XI GEN ...

另外我重新看了下视频：视频里我只是用反问的语气来质问是并联电感是不是缩水，并没有鼓吹什么吧。鼓吹是什么？如果我说并联比倍相全面超越，那是鼓吹。但是我是这么说的啊：每个方案都有自己的优势与劣势，无法用简单的好与坏来评价……难道这在你眼里是鼓吹？

你的观点总结应该是：用一个电感就能解决，所以你认为并联电感就是为了满足数电感的需求而特意做的噱头。我倒是希望，如果有一个同样真四相，烧鸡温度比并联电感还低的单电感的主板，那就能说明问题了是吧？大家都找找……

作者: 石头 时间: 2019-1-27 23:10

xudaiqing 发表于 2019-1-27 18:56
MAXIMUS VI GENE是打错了，就是你们视频中说的MAXIMUS XI GENE。

电感降温的问题我之前已经说过了，如果 ...

http://www.dianyuan.com/index.ph ... rShow&id=117775
http://www.dianyuan.com/bbs/39990.html
http://bbs.elecfans.com/jishu_472841_1_1.html
这些都说可以用并联电感提升输出电流啊……

作者: coolerch 时间: 2019-1-28 14:59
求RK大大提供一下Overlock.net那个天梯图的原文链接，想学习一下，谢谢！

作者: 贱狗在飞啊 时间: 2019-2-4 01:26
前来学习了。谢谢楼主分享。

欢迎光临 PCEVA,PC绝对领域,探寻真正的电脑知识 (https://bbs.pceva.com.cn/)