主板电路工作原理

1主板各电路工作原理主板各电路工作原理主板各电路工作原理主板各电路工作原理主要内容主要内容主要内容主要内容:1、、、、主板开机电路主板开机电路主板开机电路主板开机电路2、、、、主板供电电路主板供电电路主板供电电路主板供电电路（（（（含主供电及其他供电电路含主供电及其他供电电路含主供电及其他供电电路含主供电及其他供电电路））））3、、、、时钟电路时钟电路时钟电路时钟电路4、、、、复位电路复位电路复位电路复位电路5.1主板开机电路主板开机电路主板开机电路主板开机电路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。2图图图图5-1主板通电电路的工作原理图主板通电电路的工作原理图主板通电电路的工作原理图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(图图图图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3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目前主板中常见的几种开机电路图目前主板中常见的几种开机电路图目前主板中常见的几种开机电路图:45ASROCKP4S61开机电路图开机电路图开机电路图开机电路图65.2主板供电电路主板供电电路主板供电电路主板供电电路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（CommunicationNetworkRiser）。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（VoltageIdentificationDefinition）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、LPCSuperI/O（例如WinbondW83627THF-A）、FWH（FirmwareHub，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Intel845GE/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。主板供电电路如图主板供电电路如图主板供电电路如图主板供电电路如图4-3：：：：输出为1.5V、2.5V、3.3V、Vcc。7图5-3主板供电电路图5.2.2CPU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PWMControl）开始工作，发出脉冲信8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））））多相多相多相多相CPU供电电路如图供电电路如图供电电路如图供电电路如图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9等设计，多相电路（见图5-7）可以非常精确地平衡各相供电电路输出的电流，以维持各功率组件的热平衡。对于多相供电的控制电路，每个相之间是有相位差的，大小为360度除以活动PWM的相数。在多相供电电路中，为保证各相负载均衡，主控IC内部的比较器将每相的电流反馈ISEN与总电流除以相数得到的平均值相比较，然后控制该相的PWM信号，使该相的电流尽可能的等于总电流除以相数得到的平均值，这样使个相的电流得以均衡，减少了电流纹波，也保证了各相的场管负载均衡。图5-7中，主控IC在收到VID信号后，给各驱动IC发出PWM控制信号，此信号为脉冲方波，然后驱动IC开始工作，控制两个场管轮流导通，输出主供电，在每一相的输出部分会接到主控IC的ISEN（电流反馈）脚，用以主控IC进行比较，调整PWM信号，使各相负载均衡。PWM驱动信号的波形见图5-6。图5-6PWM驱动信号波形10图5-7多相CPU供电电路图2、学习重点：①CPU主供电路的构成及工作原理；②CPU主供电路的寻找；③CPU主供电路的检修前提及流程；④实际检修中需注意的特殊现象。3、实例剖析：一款ECS-P4VMM2主板，故障为CPU主供电输出很低，其电路如图5-8所示（图5-8）从电路中可以发现，ATX供给的12V电通过第一级LC电路滤波（图上L1，C1组成），11送到一对互挽推出管和KA7500B控制芯片组成的电路，控制三对场效应管和快恢复管输出，然后经过第二级LC（图上L2，C2组成）电路滤波形成所需要的Vcore。按照CPU主供电的检修流程进行检修，首先测量Q1的D极和G极，发现电源IC输出控制电压给一对互挽推出管，但没有输出，于是更换此对管后，故障排除。5.2.3CPU的内外核供电CPU分为内核和外核。内核包括运算器和控制器，外核包括解码器和一、二级缓存。CPU的内、外核供电也是CPU的一个重要工作条件，一般是1.5V或者2.5V两种.在主板上,这两种电压在其它设备上也会得到使用,其产生电路相对有较多型式.5.2.4内存供电分为SDR和DDR两种：1、SDR内存，主要用于P3主板当中，供电为3.3V,一般由ATX电源的橙色线直接提供,有时也会通过主板上的3.3V供电电路产生.2、DDR内存，主要用于P4主板当中，供电为2.5V,电压不再是通过+3.3V，而是通过+5V来调整。845GE/PE的DDR核心电压是2.5V，是从+5V和+5VSB调节而来。具体来说，+5V通过一个2.5V调节器调整成2.5V的电压，同时+5VSB也通过2.5V备用调节器调整成2.5V电压，这两路2.5V电压联合为DDR内存Vdd/Vddq供电，另外，内存模组的Vtt电压也由这个2.5V电压调整而来。5.2.5扩展槽供电：分为ISA、PCI、AGP等。一般需要的供电有：12V、-12V、5V、-5V、3.3V等。绝大多数都是由ATX电源线直接提供,有时3.3V供电也有部分由3.3V供电方式提供。12附附附附:P3的的的的VID线路识别表线路识别表线路识别表线路识别表处理器针脚（0=低1=高）供电电压VID4VID3VID2VID1VID0电压011111.3011101.35011011.4011001.45010111.5010101.55010011.6010001.65001111.7001101.75001011.8001001.85000111.9000101.95000012.0000002.0511111无CPU111102.1111012.2111002.3110112.4110102.5110012.6110002.7101112.813P4vid线路识别表线路识别表线路识别表线路识别表处理器针脚（0=低1=高）供电电压vid4vid3vid2vid1vid0电压(v)11111off111101.1111011.125111001.15110111.175110101.2110011.225110001.25101111.275101101.3101011.325101001.35100111.375100101.4100011.425100001.45011111.475011101.5011011.525011001.55010111.575010101.6010011.62514010001.65001111.675001101.7001011.725001001.75000111.775000101.8000011.825000001.855.3时钟电路时钟电路时钟电路时钟电路5.3.1时钟电路的大致构成及工作原理在主板上，各种设备都需要在统一的节拍下协同工作，如果主板上的时钟不同步会造成各种各样的故障，轻则死机、不稳定；重则系统不能正常运行。时钟电路以晶振（14.318MHZ）和时钟芯片(又叫分频