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1、FAN CONTROL & 温控电路 维修分析 2012.03 前 言 人有神经系统，所以能感觉外界伤害带来的疼痛， 因而能够避开危险，保护自己。 主板也有自己的“神经网络”，也是用来感觉和传递 外界环境的变化，进而对危险的情况作出反应，采取相 应的保护行动。 对电脑而言，最大的威胁来自于： 静电 & 高温。 面对高温，主板是如何获知温度值、传递信息、并 判断处理的呢？ 这就是依靠其温控电路和FAN CONTROL部分这一 “神经网络”来处置实施的。 针对温控电路和FAN CONTROL部分在维修中所表 现的独特故障现象，我们对此做一个简单的归纳汇总， 以助于大家建立清晰的维修思路，整理出一套
2、基本维修 流程。 请大家抱着纠错的态度来看此课件，以下温控模型完全依据维修经验 反推后建立，出于个人理解，没有确切的理论来源，只是用于目前维修 还算理实相符。所以介绍给大家，同时希望大家推倒错误，建立新知。 内容概要 一. 一个维修案例 二. 4PIN脚FAN电路分析 三. 3PIN脚FAN电路分析 四. 维修故障汇总 由 一个维修案例 说起 故障描述： 维修过程： 开机后5s左右风扇启动，并以全速运转。此后不 久自动掉电。 （主板是KL9） 2. 检查主板上的FAN接口CN16，确认PIN脚没有生锈 移位。 排除接口接触不良（FAN_PWM不通）引起的 狂转。 1. 更换散热COOLER，故
3、障依旧。 排除FAN不良引起 的狂转。 维修过程： 3. 测量FAN接口CN16各脚的电信号，发现1PIN波形 异常（FAN_PWM）。 实测波形 ： FAN_PWM 只有+3V电 压，无波形 正常波形 ： 对比 +3V方波 FAN CONTROL 维修过程： 4. 测量FAN CONTROL芯片8PIN（MBDATA）,9PIN（MBCLK） 的电信号，发现MBDATA波形异常。 测量Q17-PIN3（MB_DATA1）同样有电平无波形。 FAN CONTROL 实测波形 ： MBDATA 只有+3V电 压，无波形 正常波形 ： 对比 维修过程： 5. MB_DATA1信号线路通过三个MOS
4、管Q9，Q17，Q20将三 个芯片PCH、FAN CONTROL、Thermal Sensor与EC相连 。 将MOS管一一断开以缩小故障范围。全部断开后波形依旧没 有出现。 6. 由此确定EC不良。更换EC芯片后OK。 小结： 在此SMB总线结构中，EC是主设备，其余为从设备。如果 断开各芯片间的连线，可以测得EC上的PIN脚上仍有波形，其 余芯片上的针脚则只有+3V的电平。 因此SMB总线上波形异常维修的基本方法就是：从总线上一 一断开芯片，来判断是哪一个芯片影响了波形的正常产生。另 外，线路上的六个MOS管不良也是引起波形异常的原因之一。 4PIN脚FAN电路分析 采用4PIN脚FAN电
5、路的主板有： KL2，KL2A/B/E/F/G，KL3，KL3A/F，KL5A， KL6，KL6B/C，KL7，KL8，KL9； LL7。 （此处以LL7为例进行介绍） 采用的FAN CONTROL芯片： EMC2103 温控电路从功能上大概可以分为三个部分： 1.侦测-温度检测； 2.调节-风扇降温； 3.保护-强制断电。 这三部分其实是只是温控电路的硬件（Hardware），真 正的核心其实还是软件（Software）-温控程序。这个 温控程序很有可能保存于南桥或PCH芯片的CMOS设置 中。这个结论需要大家去帮忙进行确认或修改。 感觉部分 执行部分 以上硬件三部分组合起来，在温控程序的统
6、一调配下协 同工作，组成了一个基本智能的整体。 温控程序控制中枢 感觉部分执行部分控制中枢 调节风扇 断电保护 温度传感器 测温元件 温控电路组成模块示意图 LL7温控电路的具体运作情况可分作两种方式： CPU 内部温度 传感器 显卡 内部温度 传感器 南桥 Or PCH FAN CONTROL FAN 关机 EC 方式一：内线温控 内线温控过程： 首先，主板上几个重要芯片（CPU，显卡）通过其内 部的传感器实时监测芯片温度，将检测到的温度传给南桥 或PCH芯片。然后经由CMOS内的温控程序进行判断和 处理，再通过南桥或PCH芯片传递命令到EC，EC再转发 到FAN CONTROL芯片，最后就
7、是控制FAN按要求的转 速运行。 如果芯片温度无法控制，超过了预先设定的极限温 度值，则南桥或PCH芯片会直接命令EC强制断电，以避 免芯片烧毁。 这一温控方式我们暂且命名为“内线温控” 。 控制示意图见上图。 外部温控电路元件较少，目的也较简单：NB环境温度过 高或过低时直接关闭ALWAYS电压，甚至是开机断电保护。 主板上的测温管分别安装在CPU，内存槽，无线网卡插 槽附近，一旦监测到温度高于阈值，FAN CONTROL芯片直 接拉低SYS_SHDN#，强制关闭+3VPCU/+5VPCU，实现关机 。 CPU 外部测温管 FAN CONTROL 关机 方式二：外部温控 内存 外部测温管 W
8、LAN 外部测温管 外部温控过程： LL7实际电路（1）： VCORE芯片 PU10 U26 CPU PM_THRMTRIP# U34 PCH R165 56.2 R171 +1.05V_VTT 56.2 C764 H_PECI 0 PR16 499 PR171 R64 56.2 +1.05V_VTT+1.05V_VTT H_PROCHOT# PM_THRMTRIP#信号是由CPU输出到PCH芯 片，如果电阻R165电阻变大导致+1.05V电平 没有送的PCH芯片，会导致开机0.5A掉电现象 。 1.05V电平 1.05V电平 1.05V波形 H_PECI是一个非常重要的信号。PCH芯片、 P
9、CH_BIOS和电容C764不良会引起波形异常。 导致FAN狂转，掉电，关机不断电等故障。 LL7实际电路（2）： U34 PCH U21 显卡 U27 FAN CONTROL U28 EC Q46 Q47 Q27 Q28 Q41 Q40 +3VS5 +3VS5 +3V_GPU +3V_GPU +3V +3V SMB_CLK_ME1 SMB_DATA_ME1 DGPU_I2CS_SCL MMB_CLK DGPU_I2CS_SDA MMB_DATA MBCLK2 MBDATA2 115 116 此系统管理总线（SMB） 中，EC是主设备。 由一对SMB总线，实现了芯片 间温度信息、控制命令的传递
10、 。 显卡内部传感器输出的温度 信息经EC中转发送到PCH。 LL7实际电路（3）： U34 PCH U21 显卡 U27 FAN CONTROL U28 EC Q46 Q47 Q27 Q28 Q41 Q40 +3VS5 +3VS5 +3V_GPU +3V_GPU +3V +3V SMB_CLK_ME1 SMB_DATA_ME1 DGPU_I2CS_SCL MMB_CLK DGPU_I2CS_SDA MMB_DATA MBCLK2 MBDATA2 115 116 PCH汇集CPU及显卡温度数据，判断后输出FAN转速控制命令。仍 是经EC中转发到FAN CONTROL芯片，最后控制风扇运转。 F
11、AN LL7实际电路（4）： U34 PCH U21 显卡 U27 FAN CONTROL U28 EC Q46 Q47 Q27 Q28 Q41 Q40 +3VS5 +3VS5 +3V_GPU +3V_GPU +3V +3V SMB_CLK_ME1 SMB_DATA_ME1 DGPU_I2CS_SCL MMB_CLK DGPU_I2CS_SDA MMB_DATA MBCLK2 MBDATA2 115 116 如果温度超过设定的门槛值，PCH芯片则直接下达关机命令。当然 具体执行还是靠EC完成。 关机 SUSC#0V LL7实际电路（5）： FAN接口第3PIN为133HZ的低频方波FANSIG
12、，由风扇发 送至FAN CONTROL芯片，告诉系统风扇的实时转速是多少。 FAN CONTROL FAN MBCLK2 MBDATA2 FAN_PWM FANSIG FAN CONTROL芯片将系统要求转速与风扇实时转速比较后，发出控制 信号FAN_PWM（27KHZ）调整风扇转速。 占空比越高 FAN转速越高 LL7实际电路（6）： - - -外部温控- - - 温度过高时，会将SYS_SHDN#由 +3V拉低到0V，强制关闭ALW电压 。 关闭 +3VPCU +5VPCU SYS_SHDN#0V 跳变波形 跳变波形 跳变波形跳变波形 关机 测温元件安装于CPU座、内存槽 无线网卡槽附近，
13、监控外部温度。 FAN CONTROL 3PIN脚FAN电路分析 采用3PIN脚FAN电路的主板有： 采用的供电芯片： G993，RT9027 KL1；LL1，LL2，LL3，LL5，LL6；CW4； FL1，FL2，FL3，FL5，FL8，FL8A，FL9； LE5，LE6，LE7，LE8，LE9，LE9A。 （此处以LL5、KL1为例进行介绍 ） FL1则不采用供电芯片，直接由两个分立元件（三 极管）与EC芯片相连。 3PIN脚FAN阵营根据主板采用的芯片组大概可以分为两类： PCH架构类； （比如LL3、LL5、FL8A） 南北桥架构类； （其余） 其中PCH架构（目前主要是采用HM55
14、,HM65芯片组的主板） 类，虽然采用的FAN是3PIN脚，但整个温控系统结构还是与 4PIN脚系列大致相似。EC、PCH及显卡之间仍是通过SMB总线 交换信息。但是没有采用独立的FAN CONTROL芯片，FAN转 速的控制由EC直接负责。 南北桥架构的主板虽然也由SMB总线联系起关键部分，但只 有内部温控系统，没有设计外部温控电路。而且因为没有PECI 总线，CPU单独采用了一个TH Monitor芯片负责其温度监控。 其采集到的温度数据直接与EC进行交换，不再经由南桥中转。 （此处以LL5为例） （此处以KL1为例） VCORE芯片 PU4 U23 CPU PM_THRMTRIP# U3
15、3 PCH R260 56 R262 +1.05V_VTT 56 H_PECI 0 PR46 499 PR45 R64 68 +1.05V_VTT+1.05V_VTT H_PROCHOT# U24 显卡 U14 EC Q14 Q13 Q3 Q2 +3VS5 +3VS5 +3V +3V SMB_CLK_ME1 SMB_DATA_ME1 I2CS_SCL I2CS_SDA MB_CLK MB_DATA 115 116 LL5温控电路（1） 内线温控 U14 EC 47 28 LL5温控电路（2） LL5温控电路（3）： - - -外部温控- - - U26 CPU U38 SB PM_THRMTRIP# R604 56.2 R611 +1.05V 54.9 KL1温控电路（1） U28 显卡 U14 EC Q21 +3V Q17 +3V MBCLK2 MBDATA2 MB_CLK MB_DATA 115 116 U30 THERMAL SENSOR H_THERMDAH_THERMDC U14 EC 47 28 KL1温控电路（2） 维修故障汇总 知识回顾知识回顾 Knowledge Knowledge ReviewReview
