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文档简介
第5章
台式电脑主板电路及维修学习目标了解计算机系统的组成;熟悉主板电路的架构及组成;掌握主板电路的工作原理与故障检修。学习重点PC机电源的工作原理与故障检修;电脑主板电路的工作原理与故障检修。问题思考(1)PC机电源工作过程有何特点?(2)电脑上常用接口有哪些?分别有哪些应用场合?(3)电脑不能正常开机有哪些处理方法?学习项目学习内容5.1计算机系统的组成5.2主板架构5.3主板插槽与电脑接口5.4PC机电源5.5
主板电路5.1计算机系统的组成计算机系统是由硬件(子)系统和软件(子)系统组成,如图所示。一、计算机系统的组成台式电脑(PC机)的硬件主要由CPU(包括控制器和运算器)、内存(包括ROM、RAM和Cache)、输入设备(包括键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等)、输出设备(包括显示器、打印机、音响、绘图仪等)、外存(包括硬盘、软盘、U盘、光盘存储器、磁带存储器等)五部分组成,如图所示。(一)主机构成打开机箱盖:主机是由主板、硬盘、软驱、光驱、电源、显卡、声卡、网卡等组成。计算机硬件组成框图(二)外部设备1.输入设备1)键盘:给计算机输入指令。2)鼠标:是Windows的基本输入设备。3)笔输入设备:可以很轻松地输入汉字。4)扫描仪:将各种图片、文字输入计算机。5)摄像头:是一种视频输入设备。6)麦克风:将声音信号转换为电信号的器件。2.输出设备1)显示器:将电子文件显示到屏幕上。2)打印机:把电脑里做好的文档和图片打印出来。3)光盘刻录机:是一种数据写入设备。4)音响/耳机:发出声音的一套音频系统。3.外存储器看电路的目的:是分析电路的功能,判断出该电路图中的信号处理方式。识读主板电路的目的:了解主板的功能和主要组成模块(或部件)的布局。故障预判:通过故障现象与各模块正常工作状态的对比,预判故障部位。(一)识读主板电路的目的主板功能有哪些?主板上有哪些单元电路组成?各部分之间的关系如何?5.2主板架构一、识读主板电路的目的及步骤(二)识读主板电路的步骤在看主板电路时,要以主要元器件为核心,将整个电路划分成若干单元电路。按照信号处理方向,依次分析各单元电路功能和作用,以及各单元电路之间的联系。(1)了解用途:了解整个电路图的功能与作用,以及各单元电路的作用及对整个电路的影响。(2)找出通路:找出各个单元电路中的信号通路,找到输入信号与输出信号。(3)分析功能:根据已经掌握的知识分析各个单元电路的功能与工作原理。(4)通观整体:先画出各单元电路的方框图,然后根据它们之间的关系进行连接,画出整体框图。从整体框图中可以看出各单元电路的联系及协调工作关系。看懂主板电路图的的基本步骤:
二、主板构成(一)主板类型现在市场上主板品种繁多,款式和布局也有很大区别,但基本组成和所用技术大多一致,主要有ATX和BTX两大类。ATX可分为标准(大板)ATX、小板MicroATX,BTX是英特尔提出的新型主板架构,是ATX结构的替代者,BTX又可分为标准BTX、MicroBTX和PicoBTX三种。BTX主板完全取消了传统的串口、并口、PS/2等接口。(二)主板框图SATA接口南桥芯片BIOS芯片声卡芯片网卡芯片北桥芯片CPU芯片时钟芯片I/O芯片ATX接口硬盘接口软驱接口PCI-E×16内存插槽PCI-E1X插槽(三)主板总线5.3主板插槽与电脑接口一、主板插槽1.CPU插槽除了BGA封装主板(BGA属于一次性贴装,因为其焊点位于芯片腹面且为球形,处理器是无法更换的)以外,所有主板都会采用CPU插座(Slocket)和插槽(Slots)来安装CPU。2.内存插槽内存插槽是用来安装内存条的,插槽的线数与内存条的引脚数一一对应。根据插槽的线数不同,内存插槽主要分为单列直插内存模块SIMM、双列直插内存模块DIMM和Rambus直插内存模块RIMM三类。3.PCI插槽PCI插槽是基于PCI局部总线(PeripheralComponentInterconnection,周边元件扩展接口)的扩展插槽,位于主板上AGP插槽的下方,ISA插槽的上方,其颜色一般为乳白色。4.PCI-E插槽5.AGP插槽6.ISA插槽ISA插槽是基于ISA总线(IndustrialStandard
Architecture,工业标准结构总线)的扩展插槽,其颜色一般为黑色,比PCI接口插槽要长些,位于主板的最下端。二、电脑接口主板作为电脑的主体部分,提供着多种接口与各部件进行连接工作。ATX主板的外部接口都是统一集成在主板后半部的,用不同的颜色表示不同的接口。1.PS/2接口PS/2接口是目前最常见的鼠标与键盘接口,是由6-pin的mini-DIN连接,在计算机端是母的,在鼠标(绿色)与键盘(紫色)端是公的。其中,Pin1–数据Data,Pin3–接地Ground,Pin4-+5V电压,Pin5–时钟Clock,Pin2和Pin6均没有使用(悬空)。2.音频接口橘色接口:用于连接中置低音声道;黑色接口:用于连接后置环绕喇叭;灰色接口:用于连接侧置环绕左右声道;浅蓝色接口:用于连接磁带、CD、DVD等音频播放设备的输出端;草绿色接口:用于连接耳机、功放等音频接收设备;粉红色接口:用于连接麦克风。3.视频接口视频接口的主要作用是将视频信号输出到外部设备,或者将外部采集的视频信号收集起来。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,也叫D-Sub接口,共有15针,分成3排HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface)高清晰度多媒体接口,是一种全数字化视频和声音发送接口。HDMI不仅可以满足1080P的分辨率,还能支持DVDAudio等数字音频格式,支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送,可以传送无压缩的音频信号及视频信号。USB(UniversalSerialBUS)接口是一种通用串行总线接口,具有即插即用功能,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品。电脑主板和主机前面板的信号连接线电脑主板和主机前面板的信号连接线主板上AAFP为符合AC97'音效的前置音频接口,CD是光驱接口,SPDIF_OUT是同轴音频接口5.4PC机电源PC机电源是把220V交流电转换成直流电,并专门为电脑配件如CPU、主板、硬盘、内存条、显卡、光盘驱动器等供电的设备。一、PC机电源类型电脑电源发展至今已经过去了接近40个年头,一直都遵循着电源的标准来发展,而电源标准也一再更新,主要有AT电源、ATX电源和BTX电源标准。(一)AT电源AT电源的功率一般为150W~220W,共有4路电压输出(+5V、-5V、+12V、-12V),另外向主板提供一个P.G.信号,具备硬开关。如今,AT电源已被淘汰。(二)BTX电源BTX(BalancedTechnologyExtended)是Intel定义并引导的桌面计算平台新规范。BTX电源是遵从BTX标准设计的电脑电源,不过BTX电源兼容了ATX技术,其工作原理与内部结构基本相同,输出标准与ATX12V2.0规范一样,也是像ATX12V2.0规范一样采用24针(pin)接头。BTX电源主要是在原ATX规范的基础之上衍生出ATX12V、CFX12V、LFX12V几种电源规格。其中,ATX12V2.0版电源可以直接用于标准BTX机箱。CFX12V适用于系统总容量在10~15升的机箱;这种电源与以前的电源虽然在技术上没有变化,但为了适应尺寸的要求,采用了不规则的外型,定义了220W、240W、275W三种规格,其中275W的电源采用相互独立的双路+12V输出。而LFX12V则适用于系统容量6~9升的机箱,目前有180W和200W两种规格。
①记住ATX电源引脚定义;
②学习测试ATX电源对地阻值,通过对地阻值来判断某些芯片或电路中的某个回路是否存在严重短路;
③
ATX电源在待机时那两脚有高电位;
④
ATX电源PG信号为什么要滞后100-500ms输出?⑤给ATX电源14#脚一个低电平信号,电源将输出3.3V、±5V、±12V电压。
(三)ATX电源1.ATX电源类型ATX(ATExtend)规范是1995年Intel公司制定的电源结构标准。ATX电源规范经历了ATX1.1、ATX2.0、ATX2.01、ATX2.02、ATX2.03和ATX12V系列(1.0、2.0、2.2、2.3)等阶段。以前版本的主供电(ATX)接口是20针的,而从ATX12V2.0规范开始,开始使用24针的主供电接口。从P4处理器开始,电源规范开始使用ATX12V1.0版本,它与ATX2.03的主要差别是改用+12V电压为CPU供电,而不再使用之前的+5V电压,以此解决P4处理器的高功耗问题。其中,最显眼的变化是首次为CPU增加了单独4Pin电源接口,利用+12V输出电压单独向P4处理器供电。
2.ATX电源插座(20针)接口
1橙2橙3黑4红5黑6红7黑8灰9紫10黄3.3V3.3VGND5VGND5VGNDPG5VSB12V11橙12蓝13黑14绿15黑16黑17黑18白19红20红3.3V-12VGNDps-onGNDGNDGND-5V5V5VP1插头的主板电源(20针功能及导线颜色)
ATX电源P1插座(20针)引脚功能说明12V黄12V黄GND黑GND黑ATX12V
1.0版本单独向CPU供电P2插座(4针)现在CPU的工作电压是12V,而不是以前的5V!P3插座(4针)对硬盘/P4插头(4针)对软驱供电P5插座(5针)对SATA设备(硬盘/光驱)供电1橙2黑3红4黑5黄3.3VGND5VGND12VP29脚:
紫色5VSB待命电压给主板开机触发电路供电I/O门电路和SB14脚:
绿色PS-ON开机线未开机前为高电平开机后为低电平接I/O或SB3.3V:橙色主要供给南桥、北桥、I/O、时钟IC、BIOS、声卡IC、PCI/AGP/PCI-E槽5V:
红色主要供给I/OBIOS电源ICCPU核心供电上管D极COM口芯片、USB口PS/2口PCI/AGP槽12V:
黄色主要供给电源ICCOM口芯片CPU核心供电上管D极PCI/AGP/CI-E槽风扇接口-12V:
蓝色主要供给COM口芯片和PCI槽ATX电源引脚导线颜色及功能说明PG:
灰色POWERGOOD电源好信号(开机时延迟100---500mS输出)PG信号的作用:
按下Power按键,如ATX电源内部控制IC侦测3.3V+-5V+-12V能够平稳输出,就会在ATX电源8脚,输出一个5V电压(PG信号POWERGOOD)。若ATX电源或主板有短路,则ATX电源立刻启动自我保护电路并自动切断所有供电;PG信号是复位
(RST)电路的源头信号。
-5V:
白色无设备用(已取消)ATX电源引脚导线颜色及功能说明ATX12V
2.0电源(24针)引脚功能POWER—GOOD信号:
电源内部检查和测试,所有电源电压在规定的范围内,电源才允许计算机启动或运行。
PG信号由电源控制(电源管理模块),代表电源电压是否准备好:
PG:高电平2.4—6V
开启状态低电平0—0.4V
待命状态PS-ON开机线:PS—ON信号由主板控制,代表是否开机:PS—ON:高电平
2—5.25V待命状态
低电平
0—0.8V开启状态ATX电源2个控制信号PG和PS-ON信号的说明
ATX电源因有了9脚5VSB待命电压和14脚的ps-on,能够支持远程醒和Keyboard开机(5VSB要在600mA以上输出才支持网络唤醒)3用数字万能表量ATX电源座的对地阻值(不同电源数值不同)3.3V200欧以上(92Ω)
1#2#11#5V300欧以上(23Ω)
4#6#19#20#12V300欧以上(3451Ω)
10#和小四PIN插口12V5VSB200欧以上(990Ω)
9#-12V多为无穷大(1738Ω)
12#-5V多为无穷大18#PS-ON600欧左右和15kΩ以上两种14#.
一般只测1#9#10#20#即可.
技嘉865和有些品牌机主板(DELLHPINTELIBM)3.3V引脚对地阻值只有10多欧左右,5V引脚对地电阻只有20多欧左右.
练习(1)测量ATX电源断电时各引脚的对地电阻;(2)测量电源正常运行时各引脚的输出电压;(3)写出各电压的作用。(4)写出判断电源好坏的过程。5.5
主板电路(一)主板工作原理当插上电源插头,ATX电源的紫色线向主板上开机电路提供待机电压(5VSB),此时主板处于等待状态。当点压主机前面板上PWR开关后,触发开机电路,将ATX电源的绿线置为低电平,ATX电源12V、5V、3.3V向主板供电。当CPU、北桥、南桥等各主要芯片供电正常后,时钟芯片送出时钟信号,南桥发出复位信号。当CPU被复位后,经北桥、南桥选中BIOS,读取BIOS芯片中存储POST自检程序,由POST程序对主板上包括CPU、芯片组、主存储器、CMOS存储器、板载I/O设备及显卡、软盘/硬盘、键盘/鼠标等进行测试。测试全部通过后,喇叭发出一声“嘟”的鸣叫,表示主板检测已经完成,再按CMOS设置顺序引导操作系统。若检测中出现问题,则会发出报警声并中断检测。一、主板工作原理及构成单元(二)主板构成单元根据电路功能,可以将主板电路分为开机电路、供电电路、时钟电路、复位电路、BIOS电路、CMOS电路及接口电路七部分电路。供电电路开机电路时钟电路BIOS电路接口电路复位电路接口电路CMOS电路SATA接口CPU芯片ATX接口硬盘接口软驱接口PCI-E×16COM2PCI-E×1插槽PCI插槽前置音频AAFPCD机音源USB78数字音频SPDIF-OUTUSB56HD-LEDRESET加密模块接口TPM-SLOTCPU风扇CPU电源北桥风扇接口南桥芯片北桥芯片时钟芯片I/O芯片(一)时钟电路
1.时钟电路作用:向CPU、芯片组和各级总线(CPU总线,PCI总线,ISA总线等)及各个接口提供工作频率,供CPU协调完成各项控制任务。
2.时钟电路的组成:由晶振、谐振电容、时钟芯片、限流电阻排等组成。二、主板单元电路开机后,时钟发生器芯片将晶振产生的14.318MHz频率按需要放大或缩小后,输送给各个部件。
其中,AGP为66MHz,PCI为33MHz,ISA为8MHz,CPU为14.318MHz和外频,I/O芯片为48MHz和24MHz,南桥为14.318MHz、24MHz、33MHz和48MHz,北桥为14.318MHz和外频等。
3.时钟电路工作原理
CPU的工作频率,不超频使用时就是CPU的主频或超频使用后的频率,它决定CPU的运行速度。超频就是提高CPU的工作频率,如CPU的默认频率是3GHz,如果提高到3.5GHz依然可以稳定运行(称为超频),但是一旦超频到4GHz就可能烧坏,因为功耗增加过大。超频设置方法:通过BIOS界面修改,或使用超频软件修改设置。
CPU的外频,是系统总线的工作频率,具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。CPU主频是CPU内核工作频率;主频=外频×倍频。拥有TurboBoost技术的CPU每一个核心都有PLL(PhaseLockedLoop,锁相环)电路,可以根据负载需要调整倍频(软件设置),进而改变CPU的主频。在同系列微处理器中,主频越高就代表CPU速度也越快,但对于不同类型的处理器,主频只能作为一个参考参数,CPU的速度还要看总线性能指标。
4.CPU的工作频率、外频与主频(二)复位电路
1.复位电路的作用:使主板各个电路进入初始化状态(数据清零)后才能正常工作,它是在供电、时钟正常后才开始工作的。复位分为自动复位(上电)和手动复位。手动复位可分为冷启动(按RESET键)和热启动(同时按CTRL+ALT+DEL键)。
2.复位电路的组成:由复位键、ATX电源、电源管理芯片、南桥、北桥等组成。系统复位(RESET)信号由南桥内部的复位器产生,通过电路放大后去驱动各个设备,使各个设备复位;CPU的复位信号由北桥产生。各个设备复位信号的流向(三)主板BIOS电路
1.BIOS与COMS的区别:BIOS是基本输入输出系统的英文缩写,是一个固化在EEPROM芯片上的系统程序。CMOS是互补金属氧化物半导体存储器的缩写,是一些保存在RAM芯片上硬件配置信息。BIOS芯片上的系统程序包括自诊断程序、CMOS设置程序、系统自举程序、主要I/O设备的驱动程序和中断服务程序。
2.BIOS的作用:完成POST自检后,按照CMOS中保存的启动顺序搜索有效启动驱动器,读入操作系统引导记录,然后将系统控制权交给引导记录,并由引导记录来完成系统的顺序启动。主板上的BIOS芯片或许是主板上唯一贴有标签的芯片,上面印有“BIOS”字样。市面上较流行的主板BIOS主要有AwardBIOS、AMIBIOS、PhoenixBIOS等。(四)主板CMOS电路
1.COMS电路的作用:
用来保存当前系统的硬件配置信息。用户可以通过BIOS对电脑进行一些基本的设置,比如系统日期、启动顺序,早期的硬盘参数等等,这些参数就存放在CMOS芯片里,而钮扣电池是为CMOS芯片供电的,如果电池没电了,这些设置就会恢复初始状态,从而电脑就会出现这样那样的问题。例如,一次电脑中毒了,用了几个杀软都未解决,最后通过拔了电池使COMS放电才除去病毒。前几天出现开机后总要调整日期和时间,对COMS设置也不起作用,换了电池就好了。电脑出现开机过一会儿就会重起,反复这样,开始以为是病毒和系统的问题,弄了很久也没有办法;电脑送去维修,维修的人给他主板换了块钮扣电池就好了。
2.COMS电路的组成:
CMOS芯片和电池、BIOS芯片之间关系。CMOS芯片置于南桥中,它包括CMOSRAM(保存配置信息)和RTC时钟。CMOS电路主要由CMOSRAM、实时时钟电路(振荡器、晶振、谐振电容等)、电池、CMOS跳线等组成。时钟电路提供一个32.768kHz的精准频率,供给CMOS电路使用。
3.COMS电路工作原理:当主机加电后,ATX电源输出5VSB正常,经稳压器1117稳压后输出3.3VSB电压,二极管D1导通,经CMOS跳线,对南桥中的CMOSRAM和振荡器供电,同时实时时钟RTC向CMOS电路提供时钟(CLK)信号,CMOS电路处于工作状态。当主机开机后,CMOS电路会根据CPU请求向CPU发送开机自检查程序。当主机断电后,由电池经二极管D2向CMOS电路供电,以保持CMOSRAM中的数据信息不丢失。练习
(1)简述BIOS和CMOS电路的作用。(2)分析CMOS电路的供电过程。
(五)主板开机电路
1.开机电路的作用:操作开机键,控制ATX电源输出3.3V、5V、12V电压给主板,使主板开始工作。
2.开机电路的工作条件:为开机电路提供供电5VSB、时钟信号和复位信号,具备这三个条件,开机电路才能开始工作。其中,5VSB供电由ATX电源的第9脚提供,时钟信号由南桥的实时时钟电路提供,复位信号由电源开关键、南桥内部的触发电路提供。3.开机电路的组成由电源插座、稳压电路、触发电路(南桥、I/O)、开机键、三极管、电阻等组成。经过主板开机键触发主板开机电路工作,开机电路将触发信号进行处理,最终向电源第14脚发出低电平信号,将电源的第14脚的高电平拉低,触发电源工作,使电源各引脚输出相应的电压,为电脑各个设备供电(即电源开始工作的条件是电源接口的第14脚变为低电平)。
开机电路相关器件(1)南桥组成的直接开机电路当电脑的主机通电后,ATX电源的第14脚输出+5VSB电压,ATX电源的第14脚通过一个末级控制三极管和一个二极管连接到南桥的触发电路中,由于南桥内部的触发电路模块没有被触发,南桥没有向三极管Q输出高电平,因此三极管Q的B极为低电平,三极管Q处于截止,ATX电源的各个针脚没有输出电压。
(2)I/O+南桥组成的开机电路ATX电源第9脚输出+5VSB,通过稳压管(1117),产生+3.3VSB电压,此电压分开成两条路,一条直接通向南桥内部,为南桥提供主供电,而另一条通过二极管,再通过COMS的跳线针进入南桥,为CMOS电路提供电压,这时南桥外的32.768kHz晶振向南桥提供32.768kHz频率的时钟信号。开关按键信号经I/O芯片加到南桥。南桥输出低电平开机信号,经I/O加到电源插座的第14脚。(3)I/O(8702/8712)+南桥组成的开机电路开关按键信号经I/O芯片加到南桥。ATX电源的第9脚输出+5VSB,通过稳压管(1117),产生+3.3VSB电压,此电压分开成两条路,一条直接通向南桥内部,为南桥提供主供电,而另一条通过二极管,再通过COMS的跳线针(必须插上跳线帽将他们连接起来)进入南桥,为CMOS电路提供电压,这时南桥外的32.768kHz晶振向南桥提供时钟信号。南桥输出低电平开机信号,经I/O加到电源插座第14脚。(4)I/O(83627/83607)+南桥组成的开机电路开关按键信号经I/O芯片加到南桥。ATX电源的第9脚输出+5VSB,通过稳压管(1117),产生+3.3VSB电压,此电压分开成两条路,一条直接通向南桥内部,为南桥提供主供电,而另一条通过稳压管1084输出1.8VSB进入南桥。南桥经I/O输出低电平开机信号,加到ATX电源插座的第14脚(绿线)。W83627开机触发过程:(1)按下开机键,I/O的68脚有一个低电平到高电平的跳变电压。(2)上电后(插入ATX电源),I/O的67脚有3.3VSB电压,按下开关键同时I/O的67脚电压就有一个从3.3V变为0V再变为3.3V。(3)南桥检测到I/O的67脚电压变为低电平下降沿后,南桥触发电路被启动,南桥会输出持续为3.3V(SLP-S3)高电平并加到I/O的73脚。(4)I/O检测到73脚持续高电平的SLP-S3后,其72脚就会输出一个低电平并加到ATX电源的第14脚(绿线)。(5)再按一次开机键,南桥再触发一次,会使ATX电源进入待机状态。(六)主板供电电路
主板供电电路主要有内存供电、北桥供电、南桥供电、CPU供电、时钟供电、显卡供电六大电路。开关电源(ATX)的供电电压±12V、3.3V、5V、5VSB,而主板所需直流电压较低但电流一般较大,需要专门的供电电路来控制,具体要求如下:主板各芯片工作电压内存供电南桥供电显卡供电CPU供电北桥供电1.CPU供电电路
随着CPU制造工艺提高,CPU的核心工作电压有逐步下降的趋势,目前CPU核电压通常为0.8~1.6V,从而达到大幅减少功耗、降低CPU发热量的目的。ATX电源供给主板的12V/5V电压不能直接给CPU供电,所以需要一定的供电电路来进行高直流电压到低直流电压的转换(即DC-DC),这些转换电路就是CPU的供电电路。
(1)CPU单相供电电路组成
由于CPU工作在高频、大电流状态,它的功耗非常大。因此,CPU供电电路使用开关电源,由控制芯片(电源管理RT8841、HIP630l、CS5301、TL494等)、场效应管、电感线圈和电解电容等元件组成。其中,控制芯片主要负责识别CPU供电幅值,控制场效应管轮流导通,产生相应的矩形波,经电感线圈和电解电容滤波后,产生稳定的直流电压。固态电容的特点
(2)CPU单相供电原理ATX供给的12V电通过第一级LC电路滤波(图中L1、C1),送到两个场效应管和PWM控制芯片组成的电路,两个场效应管在PWM控制芯片的控制下轮流导通,提供如图所示的波形,然后经过第二级LC电路滤波形成CPU所需要核心电压Vcore。单相供电一般能提供最大电流25A。图中的电路就是我们说的“单相”供电电路。由于场效应管工作在开关状态,导通时的内阻和截止时的漏电流都较小,所以自身耗电量很小,避免了线性电源串接在电路中会消耗大量能量的问题。(3)CPU单相供电电路实例实际CPU单相供电电路由电源控制芯片SC1185、场效应管、电感和电解电容等元件组成。SC1185负责识别CPU供电幅值,振荡产生相应的矩形波,Q1、Q2起开关控制作用,L2、C3等起滤波作用。(4)CPU两相相供电电路(相当于2个单相供电电路的并联)随着CPU工作电压不断降低,而CPU的功耗随着频率的提升却不断提高,单相供电一般能提供最大电流25A。两相供电电路的工作原理与单相供电原理大致相同,输出电流是单相供电的2倍,即最大电流可达50A,只是两相供电时每相之间有相位差,相位差为90度。(5)CPU三相供电电路(最大电流可达3×25A)三相供电其实是3个单相供电电路的并联,最大电流提高到单相的3倍(可达75A)。CPU三相供电电路的最大电流可达3×25A。(6)CPU三相供电电路例子(最大电流可达3×25A)2.内存供电电路
一般内存供电部分通常被设计在内存插槽的附近。DDR内存需要两种不同的电压供应,分别为核心电压和输入输出(I/O)电压,此外还需要上拉电压等。随着DDR内存的发展,其核心电压、输入输出(I/O)电压等越来越低,主要有3.3V、2.5V、1.8V、1.5V等。主板内存供电电路的组成(1)SDR内存所需3.3V电压SDR内存电压为3.3V,ATX电源1脚现成电压直接送过来给内存插槽。(2)DDR内存2.5V供电电路
稳压管D1O构成2.5V基准电压源,Ul2A、Q41构成一路稳压电路,提内存供电电路提供2.9V工作电压;Ul2B、Q42构成另外的一路稳压电路,为内存供电。D1O产生的2.5V基准电压经过ER93、ER95分压后,使输入端3脚、5脚电压为恒定的1.O5V。因此,Ul2B,Q42构成的降压稳压电路输出端电压Vout=1.05x(1+ER96/ER97)≈2.6V,即内存供电电压为2.6V。(3)DDR内存0.9V--1.25V上拉电压稳压器AT9173能够把1.8V或2.5V电压转换成为0.9V或1.25V内存上拉电压。AT9173是在外面用两只电阻器把输入电压分压得到基准电压,输出电压与基准电压之间的偏移不超过20mV。(4)DDR2内存1.8V供电电路及0.9V上拉电压在电压管理IC(PWM)输出反相脉冲的控制下,两个场效应管轮流导通,输出方波电压信号,经L2和EC滤波后,输出1.8V电压,供给北桥和内存使用。同时,1.8V电压经AT9173稳压器变压,输出0.9V上拉电压,供给内存使用。(5)DDR2内存1.8V/15A供电电路实例在电压管理IC(APW7120)控制下,Q1和Q2轮流导通,输出方波电压信号,经L2和C6滤波后,输出1.8V/15A,供给北桥和内存使用。当南桥输出高电平使Q3导通时,APW7120将停止工作,使输出电压VOUT为0V。3.南北桥供电电路南北桥芯片组一般需要5V待机、3.3待机、5V
VCC、3.3VVCC、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V、1.05等。一般在南北桥旁边会设计专门的供电电路,为南北桥供电。
目前市场上的主板南北桥供电,一般都使用以下方式:
(1)电源管理芯片+场效应管;(2)运算放大器+场效应管;(3)通过稳压器降压供给;(4)共用内存供电。(1)电源管理芯片+场效应管
在电压管理IC(PWM)输出反相脉冲的控制下,两个场效应管轮流导通,输出方波电压信号,经L2和EC滤波后,输出1.5V电压,供给北桥和南桥使用。(2)南北桥1.8V/15A供电电路在电压管理IC(APW7120)控制下,Q1和Q2轮流导通,输出方波电压信号,经L2和C6滤波后,输出1.8V/15A,供给北桥和内存使用。当南桥输出高电平使Q3导通时,APW7120将停止工作,使输出电压VOUT为0V。
由运放LM324、精密电压源TL431、场管Q1等组成。通电后瞬间LM324输出高电平,使Q1导通,场管电流对C1充电逐步提高输出电压。同时,LM324将反相输入端电压与同相输入端电压进行比较,如果反相输入端电压比同相输入端电压低,则LM324输出端电压继续升高,使Q1导通加大使输出电压上升,直到LM324反相输入端电压与同相输入端电压一致时,这时LM324保持稳压状态。(3)运放+场管调压式南北桥供电电路(4)通过稳压管降压的南北桥供电电路由稳压器L1085或1117将5VSB转换为3.3VSB供电,供给南桥使用。L1085产生的输出电压使用不同型号的1117可产生不同的输出电压5V/3.3V/2.5V/1.8V/1.5V/1.2V(5)南北桥共用内存供电电路在电压管理IC(PWM)输出反相脉冲的控制下,两个场效应管轮流导通,输出方波电压信号,经L2和EC滤波后,输出1.8V电压,供给北桥和内存使用。
1X2X4X8X工作频率66M66M66M66M传输带宽266MB/S533MB/S1066MB/S2132MB/S工作电压VDDQ3.3V3.3V1.5V0.8V传输位宽32bit32bit32bit32bit4.显卡声卡供电电路显卡声卡供电方式和南北桥供电电路基本相同,主要包括由开关电源组成的供电电路和调压电路组成的供电电路两种。
显卡供电电路通常设计在显卡插槽附近。主板显卡插槽有AGP和PCI-E两种。AGP1X/2X的工作电压为3.3V,AGP4X的工作电压为1.5V,AGP8X的工作电压为0.8V;PCI-E的工作电压为12V和3.3V。声卡供电为5V/3.3V,有些声卡直接由ATX电源供电,有些声卡通过12V/5V转换电路来供电。电阻主板显卡声卡供电电路板:AGP供电1.5/3.3V,PCI供电12V/3.3V;声卡供电5V。(1)运放+场管调压方式的AGP供电1.5V/0.8V由L1085提供1.25V基准电压,经R1、R2分压后加到LM324,再Q1跟踪反馈,Q1的S极输出电压稳定在1.25×(1+R2/R1),向AGP显卡供电。(2)稳压管1117调压方式的PCI-E供电3.3V由稳压管1117-ADJ提供1.25V基准电压,经R1、R2调节后,输出电压稳定在1.25×(R1+R2)/R1,向PCI-E显卡供电。(3)显卡供电电路故障的检修显卡声卡供电电路的常见故障现象:(1)开机后,无显示;(2)开机后,无声音。
产生开机后无显示故障的可能原因:北桥芯片、显卡供电电路、显卡芯片等。
(七)主板接口电路
1.接口电路的定义:计算机之间,计算机与外围设备之间,计算机内部部件之间起连接作用的逻辑电路。接口电路的作用:用于完成计算机主机系统与外部设备之间的信息交换。一般接口由接口电路、连接器(连接电缆)和接口软件(程序)组成。台式电脑主板一般有以下接口:PS/2、VGA、DVI、HDMI、1394、USB、RJ-45网络、音频(IN/OUT)、前置音频(MIC、LINE-OUT)等。
2.主板接口类型(1)PS2接口,绿色接鼠标,紫色接键盘;(2)USB接口,连接带USB插座的设备;(3)VGA接口,接显示器/投影仪;(4)音频接口,接功放;(5)串行口RS-232C,通信控制;(6)并行口LPT,连接打印机;(7)1394接口,连接带1394插座的设备;(8)IDE接口,连接带IDE的硬盘/光驱;(9)SATA接口,连接带SATA硬盘;(10)SCSI接口,连接带SCSI硬盘;(11)蓝牙接口,连接手机/蓝牙耳机等;(12)WI-FI接口,连接无线局域网。
3.PS2接口(使用+5V电源),绿色接鼠标,紫色接键盘键盘/鼠标插座上有6个引脚与电路相连,但是只有4个引脚接有电路,其他是空脚。所有型号的主板其键盘/鼠标接口电路基本都是一样的,但是,键盘/鼠标不能混用,因为内部电路不同。(1)
键盘鼠标接口电路的组成
主要由I/O芯片、PS/2接口、滤波电容、排电阻等组成。(2)
键盘鼠标接口电路的工作原理工作原理:ATX输出VCC+5V,经F1加到排电阻RN3和I/O芯片。键盘数据KDATA、键盘时钟KCLK、+5V、GND组成键盘PS/2接口;鼠标数据MDATA、鼠标时钟MCLK、+5V、GND组成鼠标PS/2接口。(3)
键盘鼠标接口电路故障检修故障现象:开机后显示正常,但键盘、鼠标不能使用。故障原因:1)键盘插头没插好或插错了;2)键盘坏了;3)主板上的PS2(键盘接口)坏了。处理方法:1)重插键盘,与标注颜色相一致;2)更换新的键盘;3)取下主板,用电烙铁焊下MC10、MC9、BC16电容,一般是击穿了,拆下后无需再焊上,即可正常使用。
说明:对于鼠标不能使用的情况也可照此方法进行维修。注意:PSKBM功能已经集成到I/O芯片(W83627)内部。4.USB接口(使用+5V电源)通用串行总线(英语:UniversalSerialBus,缩写:USB)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等。从1996年出现的USB1.0、USB
2.0,最新一代是USB3.1,传输速度高为10Gb
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