主板电路工作原理
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主板各电路工作原理
主要内容:
1、主板开机电路
含主供电及其他供电电路))
主板供电电路((含主供电及其他供电电路
2、主板供电电路
3、时钟电路
4、复位电路
5.1 主板开机电路
5.1.1软开机电路的大致构成及工作原理
开机电路又叫软开机电路,是利用电源(绿线被拉成低电平之后,电源其它电压就可以
输出)的工作原理,在主板自身上设计的一个线路,此电路以南桥或I/O为核心,由门电路、电阻、电容、二极管(少见)三极管、门电路、稳压器等元件构成,整个电路中的元件皆由紫线5V提供工作电压,并由一个开关来控制其是否工作,(如图4-1)
当操作者瞬间触发开机之后,会产生一个瞬间变化的电平信号,即0或1的开机信号,此信号会直接或间接地作用于南桥或I/O内部的开机触发电路,使其恒定产生一个0或1的的信号,通过外围电路的转换之后,变成一个恒定的低电平并作用于电源的绿线。当电源的绿线被拉低之后,电源就会输出各路电压(红5V、橙3.3V、黄12V等)向主板供电,此时主板完成整个通电过程。
图5-1 主板通电电路的工作原理图
5.1.2学习重点:
①主板软开机电路的大致构成及工作原理;
②软开机线路的寻找;
④主板不通电故障的检修;
⑤实际检修中需注意的特殊现象。
5.1.3实例剖析:
一款MS-6714主板,故障为不能通电,其开机电路如图5-2所示
(图5-2)
通过以上线路发现,开机电路由W83627HF-AW组成整个线路,按照主板不通电故障的检修流程进行检修,测其67脚没有3.3V左右的控制电压,此时就算更换I/O仍是不
能工作的,于是查找相关线路,发现此点的控制电压是由FW82801DB直接发出,再查此南桥的1.5V的待机电压异常,跟寻此点线路,发现南桥旁一个型号为702的场效应管损坏,更换此管后,故障排除。
注:W83627系列I/O在Intel芯片组的主板中从Intel810主板开始,到目前的主板当中,都有广泛的应用,而且在实际维修中极容易损坏.
5.1.4目前主板中常见的几种开机电路图:
ASROCK P4S61 开机电路图
5.2 主板供电电路
5.2.1主板供电电路(见图5-3 )是主板中最容易损坏的部分,在实际的维修中占有相当大的比例,在学习本节之前,我们先来了解一下主板的供电机制。
ATX电源的功率电压输出有+12V、+5V、+3.3V。ATX12V电源主要提供+12V、+5V、+3.3V、+5VSB、-12V五组电压,-5V由于ISA设备的消失,在最新的ATX12V版本中已经去掉。另一个负电压-12V虽然用得很少,但却不能忽视,因为AC’97、串口以及PCI 接口还需要这个负电压。
+12V电压目前可以说是最重要的,不然现在的电源规范也不叫ATX12V了。+12V主要是给CPU供电,通过VRM9.0(电压调整模块)调节成1.15~1.75V核心电压,供CPU (60A)、VttFSB(2.4A)、CPU-I/O(2.5mA)。+12V除了CPU外,还提供给AGP、PCI、CNR(Communication Network Riser)。
相对来说,+5V和+3.3V就复杂多了。
+5V被分成了四路。第一路经过VID(Voltage Identification Definition)调整模块调整成1.2V供CPU,主板会根据处理器上5根VID引脚的0/1相位(见文尾附表)来判别这块处理器所需要的VCC电压(也就是我们常说的CPU核心电压)。第二路经过2.5V电压调整模块调整成2.5V供内存,并经过二次调整,从2.5V调整到1.5V供北桥核心电压、VccAGP、VccHI。第三路直接给USB设备供电。第四路供给AGP、PCI、CNR供电。
+3.3V主要是为AGP、PCI供电,这两个接口占了+3.3V的绝大部分。除此之外,南桥部分的Vcc3_3以及时钟发生器、LPC Super I/O(例如Winbond W83627THF-A)、FWH (Firmware Hub,即主板BIOS)也是由+3.3V供电。
+5VSB一直被我们忽视,这一路电压与开关机、唤醒等关联紧密;+5VSB在Intel 845GE/PE芯片组中至少需要1A的电流,目前绝大部分电源的+5VSB都是2A。其中一路调整成2.5V电压供内存;第二路调整成1.5V,在系统挂起时为南桥提供电压;第三路调整成3.3V供南桥(同样也是用于系统挂起)、AGP、PCI、CNR;第四路直接供USB端口。
主板供电电路如图4-3:
输出为1.5V、2.5V、3.3V、Vcc。
图5-3 主板供电电路图
5.2.2 CPU主供电
1、CPU主供电的大致构成及工作原理
CPU主供电是CPU工作的一个重要条件,大多由电源IC、场效应管、电感线圈、电容等组成,有时会再加入稳压二极管、三极管组成CPU主供电路。
图5-4
如图5-4所示,主板通电后,电源IC(又叫PWM Control)开始工作,发出脉冲信
号,使得两个场效应管轮流导通,当负载两端的电压VCORE(如CPU需要的电压)要降低时,通过场效应管的开关作用,外部电源对L2进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时,通过场效应管的开关作用,外部电源供电断开,L2释放出刚才充入的能量,这时的L2就变成了电源继续对负载供电。随着L2上存储能量的消耗,负载两端的电压开始逐渐降低,外部电源通过场效应管的开关作用又要充电。依此类推在不断地充电和放电的过程中就行成了一种稳定的电压,永远使负载两端的电压不会升高也不会降低。
(1)单相CPU供电电路如图5-5
单相供电:功耗来源于5V电源,由模拟和数字两个部分组成,模拟部分由主控制环组成,电压反馈环用以实现过欠电压保护和过流保护,数字部分用以控制MOSET(场效应管)的输出占空比。为保证输入的稳定,,放两个大电解电容和一个电感,以实现低通滤波,以保证输入端的洁净,L1的作用是减缓电流冲击场效应管Q1,两个场效应管Q1和Q2轮流导通和截止。
图5-5单相CPU供电电路图
(2)多相CPU供电电路如图5-7
因为CPU工作于大电流、低电压状态,所以一个开关电路无法很可靠地给它供电,另外,实际应用中存在供电部分的效率问题,电能不会100%转换,一般情况下消耗的电能都会转化为热能散发出来,CPU需要的电流越大,那么转化的热能越多,元件发热量就越大,同时对于423、462、478结构的主板,单相供电的带负载能力不够,无法输出CPU 工作所需要的电流,必须采用多相供电来满足功率的要求,所以又产生了三相、四相电源