現(xiàn)在的主板和顯卡廠商喜歡以固態(tài)電容和全封閉式鐵素體電感作為宣傳重點(diǎn),同時(shí),這也被看作是一款高品質(zhì)主板必備的元素。那么今天就讓我們來(lái)看看電感在板卡電路中的作用,還有鐵素體電感究竟優(yōu)越在什么地方,以及玩家對(duì)于電感的認(rèn)識(shí)都有哪些常見(jiàn)的誤區(qū)吧。
電路中的“梳理者”我們知道,電生磁、磁生電,兩者相輔相成,總是伴隨出現(xiàn)。當(dāng)一根導(dǎo)線中擁有恒定電流流過(guò)時(shí),總會(huì)在導(dǎo)線周?chē)ぐl(fā)恒定的磁場(chǎng)。當(dāng)我們把這根導(dǎo)線都彎曲成為螺旋線圈時(shí),利用中學(xué)學(xué)過(guò)的電磁感應(yīng)定律。
我們就能判定,螺旋線圈中產(chǎn)生了磁場(chǎng)。接下來(lái),我們將這個(gè)螺旋線圈放在某個(gè)電流回路中,當(dāng)這個(gè)回路中的直流電變化時(shí)(如從小到大或者相反),電感中的磁場(chǎng)也應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生變化,變化的磁場(chǎng)會(huì)帶來(lái)變化的“新電流”。
由電磁感應(yīng)定律,這個(gè)“新電流”肯定和原來(lái)的直流電方向相反,從而在短時(shí)間內(nèi)對(duì)于直流電的變化形成一定的抵抗力。不過(guò),一旦變化完成,電流穩(wěn)定下來(lái),磁場(chǎng)也不再變化,便不再有任何阻礙產(chǎn)生。如果你認(rèn)為上面一段描述非常難懂、拗口,我們不妨從另一個(gè)角度來(lái)解釋。
假設(shè)有一條人工渠,渠邊有一個(gè)大大的水車(chē),水車(chē)很沉重,需要較大流量的渠水才能推動(dòng)它。首先,渠道中沒(méi)有水的時(shí)候,水車(chē)是不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的。接下來(lái)工人打開(kāi)閘門(mén)開(kāi)始放水,在放水最開(kāi)始的時(shí)候,水流會(huì)從小到大,那么水車(chē)是怎么樣變化的呢?
水車(chē)會(huì)隨著水的到來(lái)而迅速旋轉(zhuǎn)和水同步?顯然不是,由于慣性和阻力的存在,水車(chē)會(huì)緩慢的開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),過(guò)一段時(shí)間后才會(huì)和水流形成穩(wěn)定的平衡。在水車(chē)“起步”,開(kāi)始緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程,實(shí)際上也是水車(chē)在阻止水流向前,抵抗水流變化的過(guò)程。
在水流平穩(wěn)、水車(chē)轉(zhuǎn)速也穩(wěn)定后,水和水車(chē)形成一種和諧共生的關(guān)系,就互不干涉了。那么如果關(guān)掉閘門(mén)呢?關(guān)掉閘門(mén)后,水會(huì)逐漸減少,流速也會(huì)下降。在水流流速下降的時(shí)候,水車(chē)并不能迅速和水流建立新的平衡,它還會(huì)按照之前的速度繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間,并帶動(dòng)水流在一定時(shí)間內(nèi)維持之前的速度,然后水車(chē)會(huì)隨著水流速降低、水流減少而慢慢停止轉(zhuǎn)動(dòng)。正是這種緩和電路中電流的變化幅度的特性,使得電感就像是電路中的一個(gè)“梳理者”。
通直流,阻交流從上面的過(guò)程來(lái)看,我們完全可以將電感器的作用和水車(chē)等同起來(lái),它們的核心作用都是阻止電流(水流)的變化。比如電流由小到大,水流由大到小的過(guò)程中,無(wú)論是電感器還是水車(chē)都存在一種“滯后”作用,它們能在一定時(shí)間內(nèi)抵御這種變化。
從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),正因?yàn)殡姼衅骱退?chē)擁有儲(chǔ)存一定能量(慣性)的作用,因此它們才能在變化來(lái)臨時(shí)試圖維持原狀,但需要說(shuō)明的是,當(dāng)能量耗盡后,則只能隨波逐流。說(shuō)到這里,電感器的特別作用就非常清晰了——那就是“通直流,阻交流”。
為什么這樣說(shuō)呢?如果以水車(chē)作為例子的話,直流就是恒定的一個(gè)方向的水流,水車(chē)雖然在水流開(kāi)閘后的一小段時(shí)間內(nèi)對(duì)水流有阻止,但一旦水車(chē)和水流建立平衡,則無(wú)論是水車(chē)還是水流都會(huì)按照規(guī)律運(yùn)動(dòng),不再會(huì)有阻止發(fā)生,這就是“通直流”。
作為“阻交流”,試想,如果渠道中的水流一會(huì)向左、一會(huì)向右,水車(chē)在其中也無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng),最后的結(jié)果是水渠無(wú)法形成正常的運(yùn)轉(zhuǎn),這就是電感的“阻交流”作用。
我們?cè)谥靼迳铣3?梢钥吹铰懵兜模写謮雁~絲纏繞的元件,沒(méi)錯(cuò),那就是電感。電感的“通直阻交”特性,讓其在電路中能夠發(fā)揮巨大的作用。在板卡中,電感多被用在儲(chǔ)能、濾波、延遲和振蕩等幾個(gè)方面,是保障板卡穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要元件。
當(dāng)然,如果要深入分析這些作用,往往牽涉到很專(zhuān)業(yè)的電子知識(shí),本文就不多做介紹了,感興趣的讀者可以自行查閱電路設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。什么是鐵素體?鐵素體,又稱(chēng)鐵氧體,是一種磁性材料,它的成分是鐵和其他金屬的復(fù)雜氧化物。鐵素體材料的特點(diǎn)是在高頻工作時(shí)擁有非常出色的磁導(dǎo)率,因此被用作主板和顯卡供電部分,以適應(yīng)供電部分電路高頻工作的需求。
鐵素體材料制作成的電感,高頻下?lián)碛胁诲e(cuò)的磁導(dǎo)率。關(guān)于電感的兩大誤區(qū)最原始的電感器是由繞成螺旋狀的導(dǎo)線構(gòu)成。在實(shí)際使用中,導(dǎo)線為了固定不變形,一般都會(huì)找一個(gè)纏繞對(duì)象,這些纏繞對(duì)象的名字叫做骨架。大部分電感器會(huì)使用磁性物質(zhì)當(dāng)骨架,當(dāng)然諸如塑料棒、橡膠棒甚至木棒也都可以作為電感器的骨架。
實(shí)際使用中骨架的材料和性質(zhì)將會(huì)在很大程度上影響電感器的性能。目前我們已經(jīng)比較少在板卡上看到純粹裸露出銅絲線圈的電感器了,各種各樣薄型封裝、小型封裝甚至連排封裝的電感器成為我們最常見(jiàn)的產(chǎn)品。不過(guò)萬(wàn)變不離其宗,電感無(wú)論怎樣變,線圈和骨架依舊存在。
除了外形,在接口和引腳上,電感器也有插件式和貼片式的區(qū)別。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái),插件式電感的插腳會(huì)在電感下方,從主板正面看很難看到引腳。而貼片式的電感器引腳往往被設(shè)計(jì)在電感兩端,在正面看比較容易看到引腳。
鐵素體電感器是我們目前在板卡上常看到的一類(lèi)電感。它的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜:電感器中間依舊是螺旋狀纏繞在磁芯上的線圈,導(dǎo)線周?chē)鷦t使用了鐵素體材料將線圈封閉(或者半封閉)起來(lái)。這樣做的好處是可利用鐵素體材料約束電感線圈的磁場(chǎng),在增強(qiáng)本身性能的同時(shí)降低電感線圈對(duì)其它元件的干擾。
需要說(shuō)明的是,鐵素體電感器可以根據(jù)用戶的要求做得更為矮小,甚至各種奇怪的形狀,其表面也可以涂油漆做成各種色彩。一些商家可能還會(huì)告訴消費(fèi)者,彩色的電感性能更出眾,這是不少玩家存在的誤區(qū)之一。比如我們常看到藍(lán)色的電感器,或者一些頂部可以開(kāi)槽用作加強(qiáng)散熱的特色電感器等,但其本質(zhì)甚至性能都沒(méi)有絲毫變化。
除了鐵素體電感器外,還有一類(lèi)電感器往往會(huì)引起玩家的注意。一些玩家存在的另一個(gè)誤區(qū),就要數(shù)在數(shù)字供電電路中比較常見(jiàn)的連排式電感器。這種電感器實(shí)際上就是將小體積貼片式電感器在最初制造時(shí)用特殊的模具“連接”在一起。
由于很多公版顯卡的數(shù)字供電會(huì)使用連排電感器,因此一部分玩家將其作為判斷數(shù)字供電與否的標(biāo)準(zhǔn)之一。實(shí)際上,連排電感器只是一種特殊封裝的電感器而已,用作連排式使用只是為了減少空間占用,提高元件密集程度,本身性能和分開(kāi)設(shè)計(jì)的獨(dú)立式電感器幾乎沒(méi)有任何差別,也和數(shù)字供電沒(méi)有任何關(guān)系。
數(shù)字供電的核心是數(shù)字式PWM,而不是連排電感器,這一點(diǎn)尤其需要玩家們注意。
編輯:jq
-
磁場(chǎng)
+關(guān)注
關(guān)注
3文章
892瀏覽量
24279 -
PWM
+關(guān)注
關(guān)注
114文章
5197瀏覽量
214553 -
電感
+關(guān)注
關(guān)注
54文章
6153瀏覽量
102598 -
固態(tài)電容
+關(guān)注
關(guān)注
2文章
61瀏覽量
13264
原文標(biāo)題:干貨 | 懂主板?要先懂電感
文章出處:【微信號(hào):wc_ysj,微信公眾號(hào):旺材芯片】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論