主機板電路工作原理

2021-05-20 13:46:15 字數 4541 閱讀 5722

主要內容:

1、 主機板開機電路

2、 主機板供電電路(含主供電及其他供電電路)

3、 時鐘電路

4、 復位電路

5.1 主機板開機電路

5.1.1軟開機電路的大致構成及工作原理

開機電路又叫軟開機電路,是利用電源(綠線被拉成低電平之後,電源其它電壓就可以輸出)的工作原理,在主機板自身上設計的乙個線路,此電路以南橋或i/o為核心,由閘電路、電阻、電容、二極體(少見)三極體、閘電路、穩壓器等元件構成,整個電路中的元件皆由紫線5v提供工作電壓,並由乙個開關來控制其是否工作,(如圖4-1)

當操作者瞬間觸發開機之後,會產生乙個瞬間變化的電平訊號,即0或1的開機訊號,此訊號會直接或間接地作用於南橋或i/o內部的開機觸發電路,使其恆定產生乙個0或1的的訊號,通過外圍電路的轉換之後,變成乙個恆定的低電平並作用於電源的綠線。當電源的綠線被拉低之後,電源就會輸出各路電壓(紅5v、橙3.3v、黃12v等)向主機板供電,此時主機板完成整個通電過程。

圖5-1 主機板通電電路的工作原理圖

5.1.2學習重點:

①主機板軟開機電路的大致構成及工作原理;

②軟開機線路的尋找;

④主機板不通電故障的檢修;

⑤實際檢修中需注意的特殊現象。

5.1.3例項剖析:

一款ms-6714主機板,故障為不能通電,其開機電路如圖5-2所示

圖5-2)

通過以上線路發現,開機電路由w83627hf-aw組成整個線路,按照主機板不通電故障的檢修流程進行檢修,測其67腳沒有3.3v左右的控制電壓,此時就算更換i/o仍是不能工作的,於是查詢相關線路,發現此點的控制電壓是由fw82801db直接發出,再查此南橋的1.5v的待機電壓異常,跟尋此點線路,發現南橋旁乙個型號為702的場效電晶體損壞,更換此管後,故障排除。

注:w83627系列i/o在intel晶元組的主機板中從intel810主機板開始,到目前的主機板當中,都有廣泛的應用,而且在實際維修中極容易損壞.

5.1.4目前主機板中常見的幾種開機電路圖:

asrock p4s61 開機電路圖

5.2 主機板供電電路

5.2.1主機板供電電路(見圖5-3 )是主機板中最容易損壞的部分,在實際的維修中占有相當大的比例,在學習本節之前,我們先來了解一下主機板的供電機制。

atx電源的功率電壓輸出有+12v、+5v、+3.3v。atx12v電源主要提供+12v、+5v、+3.

3v、+5vsb、-12v五組電壓,-5v由於isa裝置的消失,在最新的atx12v版本中已經去掉。另乙個負電壓-12v雖然用得很少,但卻不能忽視,因為ac』97、串列埠以及pci介面還需要這個負電壓。

+12v電壓目前可以說是最重要的,不然現在的電源規範也不叫atx12v了。+12v主要是給cpu供電,通過vrm9.0(電壓調整模組)調節成1.

15~1.75v核心電壓,供cpu(60a)、vttfsb(2.4a)、cpu-i/o(2.

5ma)。+12v除了cpu外,還提供給agp、pci、**r(***munication ***work riser)。

相對來說,+5v和+3.3v就複雜多了。

+5v被分成了四路。第一路經過vid(voltage identification definition)調整模組調整成1.2v供cpu,主機板會根據處理器上5根vid引腳的0/1相位(見文尾附表)來判別這塊處理器所需要的vcc電壓(也就是我們常說的cpu核心電壓)。

第二路經過2.5v電壓調整模組調整成2.5v供記憶體,並經過二次調整,從2.

5v調整到1.5v供北橋核心電壓、vccagp、vcchi。第三路直接給usb裝置供電。

第四路供給agp、pci、**r供電。

+3.3v主要是為agp、pci供電,這兩個介面佔了+3.3v的絕大部分。

除此之外,南橋部分的vcc3_3以及時鐘發生器、lpc super i/o(例如winbond w83627thf-a)、fwh(firmware hub,即主機板bios)也是由+3.3v供電。

+5vsb一直被我們忽視,這一路電壓與開關機、喚醒等關聯緊密;+5vsb在intel 845ge/pe晶元組中至少需要1a的電流,目前絕大部分電源的+5vsb都是2a。其中一路調整成2.5v電壓供記憶體;第二路調整成1.

5v,在系統掛起時為南橋提供電壓;第三路調整成3.3v供南橋(同樣也是用於系統掛起)、agp、pci、**r;第四路直接供usb埠。

主機板供電電路如圖4-3:

輸出為1.5v、2.5v、3.3v、vcc。

圖5-3 主機板供電電路圖

5.2.2 cpu主供電

1、cpu主供電的大致構成及工作原理

cpu主供電是cpu工作的乙個重要條件,大多由電源ic、場效電晶體、電感線圈、電容等組成,有時會再加入穩壓二極體、三極體組成cpu主供電路。

圖5-4

如圖5-4所示,主機板通電後,電源ic(又叫pwm control)開始工作,發出脈衝訊號,使得兩個場效電晶體輪流導通,當負載兩端的電壓vcore(如cpu需要的電壓)要降低時,通過場效電晶體的開關作用,外部電源對l2進行充電並達到所需的額定電壓。當負載兩端的電壓公升高時,通過場效電晶體的開關作用,外部電源供電斷開,l2釋放出剛才充入的能量,這時的l2就變成了電源繼續對負載供電。隨著l2上儲存能量的消耗,負載兩端的電壓開始逐漸降低,外部電源通過場效電晶體的開關作用又要充電。

依此類推在不斷地充電和放電的過程中就行成了一種穩定的電壓,永遠使負載兩端的電壓不會公升高也不會降低。

(1)單相cpu供電電路如圖5-5

單相供電:功耗**於5v電源,由模擬和數字兩個部分組成,模擬部分由主控制環組成,電壓反饋環用以實現過欠電壓保護和過流保護,數字部分用以控制moset(場效電晶體)的輸出占空比。為保證輸入的穩定,,放兩個大電解電容和乙個電感,以實現低通濾波,以保證輸入端的潔淨,l1的作用是減緩電流衝擊場效電晶體q1,兩個場效電晶體q1和q2輪流導通和截止。

圖5-5單相cpu供電電路圖

(2)多相cpu供電電路如圖5-7

因為cpu工作於大電流、低電壓狀態,所以乙個開關電路無法很可靠地給它供電,另外,實際應用中存在供電部分的效率問題,電能不會100%轉換,一般情況下消耗的電能都會轉化為熱能散發出來,cpu需要的電流越大,那麼轉化的熱能越多,元件發熱量就越大,同時對於423、462、478結構的主機板,單相供電的帶負載能力不夠,無法輸出cpu工作所需要的電流,必須採用多相供電來滿足功率的要求,所以又產生了三相、四相電源等設計,多相電路(見圖5-7)可以非常精確地平衡各相供電電路輸出的電流,以維持各功率元件的熱平衡。

對於多相供電的控制電路,每個相之間是有相位差的,大小為360度除以活動pwm的相數。在多相供電電路中,為保證各相負載均衡,主控ic內部的比較器將每相的電流反饋isen與總電流除以相數得到的平均值相比較,然後控制該相的pwm訊號,使該相的電流盡可能的等於總電流除以相數得到的平均值,這樣使個相的電流得以均衡,減少了電流紋波,也保證了各相的場管負載均衡。

圖5-7中,主控ic在收到vid訊號後,給各驅動ic發出pwm控制訊號,此訊號為脈衝方波,然後驅動ic開始工作,控制兩個場管輪流導通,輸出主供電,在每一相的輸出部分會接到主控ic的isen(電流反饋)腳,用以主控ic進行比較,調整pwm訊號,使各相負載均衡。pwm驅動訊號的波形見圖5-6。

圖5-6 pwm驅動訊號波形

圖5-7多相cpu供電電路圖

2、學習重點:

①cpu主供電路的構成及工作原理;

②cpu主供電路的尋找;

③cpu主供電路的檢修前提及流程;

④實際檢修中需注意的特殊現象。

3、例項剖析:

一款ecs-p4vmm2主機板,故障為cpu主供電輸出很低,其電路如圖5-8所示

(圖5-8)

從電路中可以發現,atx供給的12v電通過第一級lc電路濾波(圖上l1,c1組成),送到一對互挽推出管和ka7500b控制晶元組成的電路,控制三對場效電晶體和快恢復管輸出,然後經過第二級lc(圖上l2,c2組成)電路濾波形成所需要的vcore。

按照cpu主供電的檢修流程進行檢修,首先測量q1的d極和g極,發現電源ic輸出控制電壓給一對互挽推出管,但沒有輸出,於是更換此對管後,故障排除。

5.2.3 cpu的內外核供電

cpu分為核心和外核。核心包括運算器和控制器,外核包括解碼器和

一、二級快取。cpu的內、外核供電也是cpu的乙個重要工作條件,一般是1.5v或者2.5v兩種.在主機板上,這兩種電壓在其它裝置上也會得到使用,其產生電路相對有較多型式.

5.2.4 記憶體供電

分為sdr和ddr兩種:

1、sdr記憶體,主要用於p3主機板當中,供電為3.3v,一般由atx電源的橙色線直接提供,有時也會通過主機板上的3.3v供電電路產生.

2、ddr記憶體,主要用於p4主機板當中,供電為2.5v,電壓不再是通過+3.3v,而是通過+5v來調整。

845ge/pe的ddr核心電壓是2.5v,是從+5v和+5vsb調節而來。具體來說,+5v通過乙個2.

5v調節器調整成2.5v的電壓,同時+5vsb也通過2.5v備用調節器調整成2.

5v電壓,這兩路2.5v電壓聯合為ddr記憶體vdd/vddq供電,另外,記憶體模組的vtt電壓也由這個2.5v電壓調整而來。

5.2.5 擴充套件槽供電:

分為isa、pci、agp等。

一般需要的供電有:12v、-12v、5v、-5v、3.3v等。絕大多數都是由atx電源線直接提供,有時3.3v供電也有部分由3.3v供電方式提供。

附: p3的vid線路識別表p****

電腦主機板電路工作原理

第5章主機板各電路工作原理 在學習主機板維修之前,我們先對主機板的基本工作原理,做乙個大體的講解。當插上atx插頭之後,atx電源紫色線向主機板上各參與開機電路的元件提供待機電壓,此時主機板處於等待狀態,當點pwr開關後,觸發開機電路,將atx電源的綠線置為低電平,atx電源12v 5v 3.3v向...

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