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1、主機板各電路工作原理REV_1.01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. 重置電路（門電路為大陸用語，指的其實就是我們在台灣所稱的邏輯閘；三極體，在台灣稱為電晶體；電平，在台灣稱為電位或電壓；電壓調整模組，就是我們所知道的電源管理晶片；緩存，快取記憶體；時鐘電路，時脈電路；AD線，資料線大陸稱資料線）data bus和位址線address bus的簡稱；復位，重置reset）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(綠線被拉成低電位之後,電源其他電壓就可以輸出)的工作原理,再主
2、機板自身上設計的一個線路,此線路以南橋或I/O為核心,由邏輯閘電路、電阻、電容、二極體(少見)、電晶體、邏輯閘電路、穩壓器等元件構成，整個電路中的元件皆由紫色線5V提供電壓，並由一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，會產生一個瞬間變化的電壓訊號，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,使其恆定產生一個0或1的信號，通過外圍電路的轉換之後，變成一個恆定的低電位開作用於電源的綠線，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板完成整個通電過程。5.1.2 學習重點 主機板軟開機電
3、路的大致構成及工作原理 軟開機顯路的尋找 主機板不通電故障的檢修 實際檢修中須注意的特殊現象5.1.3 實際剖析: 一款MS-6714 主機板，故障為不能通電，其開機電路通過以上線路發現，開機電路由W83627HF-AW晶片組成整個線路，按照主板不通電故障的檢修流程進行檢修，測其67腳位沒有3.3V左右的控制電壓，此時就算更換I/O仍是不能工作的，於是察找相關線路，發現此點的控制電壓是由FW82801DB直接發出，在查此南僑的1.5V的待機電壓異常，跟尋此點線路,發現南僑旁一個型號為702的場效電晶體損壞，更換此晶體故障排除。注:W83267系列I/O在Intel心片組的主機板中從Intel8
4、10主機板開始，到目前的主機板當中，都有廣泛的應用，而且在實際維修中容易損壞5.1.4 目前主機板中常見的幾種開機電路圖: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，在實際的維修修中佔有相當大的比例，在學習本章節之前，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、+5VBS、-12V五組電壓，-5V由於ISA介面設備的消失，在最新的ATX12V版本中已經去掉。另一個負電壓-12V雖然用的很少，但卻不能忽視，因為AC 97、串列埠以及PCI介面仍需要
5、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(PWM電源管理晶片)調整成1.151.75V核心電壓，供應CPU(60A)、VttFSB(2.4A)、CPU-I/O(2.5mA)。+12V除了CPU外，還提供AGP、PCI、CNR(Communication Network Rise)。 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 Identfication Definition) 管理晶片調整成1.2V供CPU，主機板會根據處理器上5跟VID引腳的0/1相
6、位(見文尾附表)來判別處理器所需要的VCC電壓(也就是我們常說的CPU核心電壓)。第二路經過2.5V電源管理晶片調整成2.5V供應記憶體，經過二次調整,以2.5V調整到1.5V供北橋核心電壓、VccAGP、VccHI。第三路直接給USB設備供電。第四路供給AGP、PCI、CNR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，南僑部分的Vcc3_3以及時鐘發生器(台灣用語-震盪電路或時脈產生器)、LPC Super I/O(例如Winbond W83627THF-A)、FWH(Firmware Hub，即是我們稱為BIOS晶片)，也是由+3.3V供電。
7、 +5VSB一直被我們忽視，這一路電壓與開關機、喚醒等關聯密切；+5VSB在Intel845GE/PE晶片組中至少需要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電壓供應記憶體使用；第二路調整成1.5V，在系統啟動時為南橋提供電壓；第三路調整成3.3V供南橋(同樣也是用於系統啟動)、AGP、PCI、CNR；第四路直接提供USB埠口。 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主攻電視CPU工作的一個重要條件，大多由電源IC、場效晶體、電感線圈、
8、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。如圖5-4所示，主機板通電後，電源IC(又叫PWM Control)開始工作，發出脈沖訊號，使得兩個場效晶體輪流導通，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。當負載兩端的電壓升高時，通過場效晶體(MOSFET)的開關作用，外部電源供電斷開，L2釋放出剛才充入的電壓，這時的L2就變成了電源繼續斷負載供電。隨著L2上儲存的電壓消耗，負載兩端的電壓開始逐漸降低，外部電源通過場效晶體的開關作用又要開始充電。依此循環不斷的充電和放電的過程中就形成了一種穩定的
9、電壓，永遠使負載兩端的電壓部會升高也不會降低。單相CPU供電電路如圖5-5 單相供電：功耗來源於5V電路，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(電壓不足時)保護和過流保護(電壓過高時)，數字部分用以控制MOSFET(場效晶體)的輸出占空比。為保證輸入的穩定，放兩個大電解電容和一個電感，以實現低通濾波，以保證輸入端的潔靜，L1的作用是減緩電流衝擊場效晶體Q1，兩個場效晶體Q1和Q2輪流導通和截止。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，所以一個開關電路無法很可靠的給它供電，另外，實際應用中存在供電部分的效率問題，電能不會100%
10、轉換，一般情況下消耗的電能都會轉化成熱能散發出來，CPU所需的電流越大，那麼轉化的熱能越多，元件散發熱量就越大，同時對於423、462、478結構的主機板，單相供電的負載能力不夠，無法輸出CPU工作所需要的電流，必須採用多項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)可以非常精確的平衡各項供電電路輸出的電流，以維持各功率組件的熱平衡。 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平均值比較，然後控制該相的PWM信號，使該
11、相的電流盡可能的等於總電流除以相數得到平均值，這樣使各相的電流得以均衡，減少了電流波紋，也保證了各相的場效晶體負載均衡。 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，控制兩個場效晶體輪流導通，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)腳位，用以主控IC進行比較，調整PWM訊號使各相負載均衡。PWM驅動信號的波形見圖5-6。 2. 學習重點： CPU主供電電的構成及工作原理 CPU主供電路的尋找 CPU 主供電路的檢修前提及流程 實際檢修中須注意的的特殊現象3. 實例剖析： 一款ECS-P4VMM2主機板
12、，故障為CPU主供電輸出很低此電路中可以發現，ATX供給的12V電通過第一级LC電路濾波(圖上L1C1組成)，送到一對互挽推出管和KA7500B控制晶片組成的電路，控制三對場效晶體和一顆恢復管輸出，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的內外供電 CPU分為內核和外核，內核包括運算器和控制器，外核包括解碼器和一、二級快取記憶體。CPU的內、外核供電也是CPU的一個重要工作條件，一般是1.5V或者2.
13、5V兩種，在主機板上兩種電壓在其他介面上也會得到使用，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，是以+5V和+VSB調整而來。 具體來說，+5V通過一個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電壓聯合位DDR記憶
14、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 擴充介面供電：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線路識別表處理器針腳 (0=低，1=高)供電電壓VID4VID3VID2VID1VID0電壓011111.3011101.35011011.4011001.45010111.5010101.55010011.6010001.65001111.7001101.75001011.8001001.85000111.9000101.95000012.0000002.511111無CPU111102.1111012.2111002.3110112.4110102.5110012.6110002.7101112.8P4的VID線路識別表處理器針腳(0=低，1=高)供電電壓VID4VID3VID2VID1VID0電壓11111
