主板重要测试点.doc

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1、主板重要测试点.1 主板总线本节主要介绍主板的总线分类、总线的作用。读者在使用测试点时,能认识AB、DB、CB 代表的含义就达到学习本节的目的了。3.1.1 主板总线的分类1按总线功能分(1)地址总线(AB):用来传递地址信息。(2)数据总线(DB):用来传递数据信息。(3)控制总线(CB):用来传送各种控制信号。下面分别进行介绍。(1)地址总线AB(Address Bus)是用来传送地址信息的信号线,其特点如下:地址信号一般都由CPU 发出,当采用DMA(Direct Memory Access,即直接内存访问)方式访问内存和I/O 设备时,地址信号也可以由DMA 控制器发生,并被送往各个有

2、关的内存单元或I/O 接口,实现CPU 对内存或I/O 设备的寻址(在PC 中,内存和I/O 设备的寻址都是采用统一编址方式进行的),即采用单向传输。CPU 能够直接寻找内存地址的范围是由地址线的数目(由于一条地址总线一次传送一位二进制数的地址,故也叫地址总线的位数)决定的,即PC 系统中所能安装内存容量上限由CPU 的地址总线的数目决定。(2)数据总线DB(Data Bus)是用来传送数据信息的信号线,这些数据信息可以是原始数据或程序。数据总线来往于CPU、内存和I/O 设备之间,其特点如下:双向传输,三态控制。既可以由CPU 送往内存或I/O 设备,也可以由内存或I/O 设备送往CPU。数

3、据总线的数目称为数据宽度(由于一条数据线一次可传送一位二进制数,故也称位数),数据总线宽度决定了CPU 一次传输的数据量,它决定了CPU 的类型与档次。(3)控制总线CB(Control Bus)是用来传送控制信息的信号线,这些控制信息包括CPU 对内存和I/O 接口的读写信号、I/O 接口对CPU 提出的中断请求或DMA 请求信号、CPU 对这些I/O 接口回答与响应的信号、I/O 接口的各种工作状态信号以及其他各种功能控制信号。控制总线来往于CPU、内存和I/O 设备之间,其特点是:有单向、双向、双态等多种形态,是总线中最复杂、最灵活、功能最强的,其数量、种类、定义随机型不同而不同。2按总

4、线的层次结构分(1)CPU 总线:包括CPU 地址线(CAB)、CPU 数据线(CDB)和CPU 控制线(CCD)(用来连接CPU 和控制芯片)。(2)存储器总线:包括存储器地址线(MAB)、存储器数据线(MDB)和存储器控制线(MCD),用来连接内存控制器(北桥)和内存。(3)系统总线:也称为I/O 通道总线或I/O 扩展总线,包括系统地址线(SAB),系统数据线(SDB)和系统控制线(SCD),用来与I/O 扩展槽上的各种扩展卡相连接。(4)外部总线(外围芯片总线):用来连接各种外设控制芯片,如主板上的I/O 控制器(如硬盘接口控制器、软盘驱动控制器、串行/并行接口控制器等)和键盘控制器,

5、包括外部地址线(XAB)、外部数据线(XMB)和外部控制线(XCB)。3.1.2 主板总线的性能指标1总线主要的技术指标(1)总线的带宽(总线数据传输速率)总线的带宽指的是单位时间内总线上传送的数据量,即每秒钟传送MB 的最大稳态数据传输率。与总线带宽密切相关的两个因素是总线的位宽和总线的工作频率,它们之间的关系:总线的带宽总线的工作频率总线的位宽。(2)总线的位宽总线的位宽指的是总线能同时传送的二进制数据的位数,或数据总线的位数,即32 位、64 位等总线宽度的概念。总线的位宽越宽,每秒钟数据传输率越大,总线的带宽越宽。(3)总线的工作频率总线的工作时钟频率以MHz 为单位,工作频率越高,总

6、线工作速度越快,总线带宽越宽。3.1.3 主板重要测试点概述主板重要测试点就如同人身上的穴位一样,可以通过重要测试点简单地判断故障位置,因此学习主板重要测试点是非常重要的,它可以帮助我们缩小故障范围,尽快达到快速解决故障的目的。3.2 主板ATX 电源接口重要测试点3.2.1 主板ATX20 针电源接口定义主板ATX20 针电源接口引脚定义如图3-1 所示。图3-1 ATX20 针电源接口引脚定义1:3.3V(橙色)提供 +3.3V 电压。2:3.3V(橙色)提供 +3.3V 电压。3:GND 地线(黑色)。4:5V(红色)提供 +5V 电压。5:GND 地线(黑色)。6:5V(红色)提供 +

7、5V 电压。7:GND 地线(黑色)。8:POK(灰色),Power OK,指示电源正常工作(PW_OK 和POK 表示意义相同)。9:5VSB(紫色)提供 +5V(Stand by,简写SB,表示待命电压)电压,供电源启动电路用。(注:在电路图中5VSB 常表示为5V_SB 或+5VSB。)10:12V(黄色)提供 +12V 电压。11:3.3V(橙色)提供 +3.3V 电压。12:-12V(蓝色)提供 -12V 电压。13:GND 地线(黑色)。14:PSON(绿色)电源启动信号,低电平,电源开启;高电平,电源关闭。15:GND 地线(黑色)。16:GND 地线(黑色)。17:GND 地线

8、(黑色)。18:-5V(白色)提供 -5V 电压。19:5V(红色)提供 +5V 电压。20:5V(红色)提供 +5V 电压。注意:在测量ATX 电源接口对地阻值时,需断电测量。常用测试点有:橙色3.3V、红色5V、黄色12V、紫色5VSB,若测得对地阻值不低于20则为正常,有的主板14也为正常值。若对地阻值低于20或有的低于14可判断主板负载有短路。若测得主板ATX电源接口对地阻值不正常通常不能通电,否则会烧坏主板上的芯片。3.2.2 主板ATX24 针电源接口定义及实物图(如图3-2 和图3-3 所示)图3-2 主板ATX24 针电源接口引脚定义ATX 电源24 针与20 针定义基本一致,

9、24 针电源接口是在20 针的基础上增加了后面4 个引脚,分别为黄色12V、红色5V、橙色3.3V 和地线。图3-3 主板ATX24 针电源接口实物图3.2.3 主板辅助4 针电源定义4 针电源接口主要为CPU 供电电路供电,有两个地线和两个供电引脚(黄色12V),如图3-4 所示。图3-4 ATX4 针电源接口3.2.4 主板辅助8 针电源定义8 针的电源接口与4 针的电源接口定义基本一致,同样,黄色12V 为主板的CPU 供电电路供电。4 针与8 针的黄色12V 对地阻值一般不低于20为正常,有的主板14也为正常数值。图3-5 ATX8 针电源接口.3 主板CPU 重要测试点及CPU 假负

10、载的使用方法3.3.1 Intel 478 针假负载478 针CPU 假负载正、底面图如图3-6 和图3-7 所示。图3-6 478 针CPU 假负载正面图图3-7 478 针CPU 假负载底面图478 针CPU 工作条件(各CPU 的工作条件即为CPU 的重要测试点,可通过在假负载上测CPU 的工作条件来判断CPU 的故障范围):(1)核心供电为1.1V1.85V(对于建基975 主板0.9V 也正常)。(2)时钟信号电压:0.45V(一般只要核心供电正常,可直接装上CPU 测试)。(3)复位信号电压:1.5V(在按RST 键时有1.5V0V1.5V 的电压跳变,则为正常)。(4)PG 信号

11、电压:1.5V。3.3.2 Intel 775 针CPU 假负载(如图3-8 和图3-9 所示)图3-8 775 针CPU 假负载正面图图3-9 775 针CPU 假负载底面图775 针CPU 工作条件:(1)核心供电为1.1V1.5V,参考电压为1.2V。(2)时钟信号电压:0.3V0.7V。(3)复位信号电压:1.2V(在按RST 键时有1.2V0V1.2V 的电压跳变,则为正常)。(4)PG 信号电压:1.2V。3.3.3 AMD 462 针CPU 假负载(如图3-10 所示)462 针CPU 工作条件:(1)核心供电:1.45V1.75V。(2)时钟信号电压:1.1V1.8V。(3)复

12、位信号电压:1.5V(在按RST 键时有1.5V0V1.5V 的电压跳变为正常)。(4)PG 信号电压:2.5V5V 高电平有效。图3-10 AMD 462 针CPU 假负载正面图3.3.4 AMD 754 针CPU 假负载(如图3-11 和图3-12 所示)754 针CPU 工作条件:(1)核心供电为1.1V1.65V。(2)时钟信号电压:0.2V0.6V。(3)复位信号电压:1.2V1.5V(在按RST 键时有1.5V0V1.5V 的电压跳变为正常)。(4)PG 信号电压:1.5V2.5V 高电平有效。图3-11 AMD 754 针CPU 假负载正面图图3-12 AMD 754 针CPU

13、假负载底面图.3.5 AMD 939 针CPU 假负载(如图3-13 和图3-14 所示)图3-13 AMD 939 针CPU 假负载正面图图3-14 AMD 939 针CPU 假负载底面图939 针CPU 工作条件:(1)核心供电为1.21.5V。(2)时钟信号电压:0.2V0.6V。(3)复位信号电压:1.2V1.5V(在按RST 键时有1.5V0V1.5V 的电压跳变,则为正常)。(4)PG 信号电压:1.5V。3.3.6 AMD 940 针CPU 假负载(如图3-15 和图3-16 所示)图3-15 AMD 940 针CPU 假负载正面图图3-16 AMD 940 针CPU 假负载底面

14、图940 针CPU 工作条件:(1)核心供电为1.2V1.5V。(2)时钟信号电压:0.2V0.7V。(3)复位信号电压:1.8V(在点RST 键时有1.8V0V1.8V 的电压跳变为正常)。(4)PG 信号电压:1.8V。3.3.7 AMD AM2+(940 针)CPU 假负载(如图3-17 和图3-18 所示)AM2+ CPU 工作条件:(1)核心供电为1.2V1.5V,总线电压为VTT 1.2V。(2)时钟信号电压:0.2V0.6V。(3)复位信号电压:1.2V1.5V 或2.5V。(4)PG 信号电压:1.2V2.5V 高电平有效。图3-17 AMD AM2+ CPU 假负载正面图图3

15、-18 AMD AM2+ CPU 假负载底面图3.4 主板内存重要测试点3.4.1 SDR 内存重要测试点(如图3-19 所示)图3-19 SDRAM 内存测试点 供电:168 脚,3.3V。 时钟:42 脚、79 脚、125 脚、163 脚,工作电压1.1V1.6V。 系统管理总线:82 脚和83 脚对地阻值一般为600左右为正常值(测量82 脚与83脚时,对地阻值必须一致),连接南桥与时钟芯片(工作电压3.3V)。 SDR 共有64 根数据总线和13 根地址总线直接连接北桥,对地阻值在600左右。64 根数据总线直接连北桥,每边各32 根,两边完全对称,其中一边为2 脚、3 脚、4 脚、5

16、 脚、7 脚、8 脚、9 脚、10 脚、11 脚、13 脚、14 脚、15 脚、16 脚、17 脚、19 脚、20 脚、55 脚、56 脚、57 脚、58 脚、60 脚、65 脚、66 脚、67 脚、69 脚、70 脚、71 脚、72 脚、74 脚、75 脚、76 脚、77 脚。3.4.2 DDR 内存重要测试点(如图3-20 所示)图3-20 DDRAM 内存测试点 供电:184 脚,2.5V。内存数据线上的电压为1.25V,可以在内存旁排容、排阻上测量。 时钟:16 脚、17 脚、75 脚、76 脚、137 脚、138 脚(时钟信号电压值为1.1V1.6V)。 系统管理总线:91 脚和92

17、 脚对地阻值必须一致,600左右正常,连接南桥与主板时钟芯片(工作电压为3.3V)。 13 根地址总线分别是:27、29、32、37、41、43、48、115、118、122、125、130、141 引脚,所有地址线对地阻值一样,均应在600左右,由此可判断北桥好坏。 64 根数据总线直连北桥,可通过假负载来测量,对地阻值必须一致,正常为600左右。内存接口的64 根数据线的引脚为2、4、6、8、12、13、19、20、23、24、28、31、33、35、39、40、53、55、57、60、61、64、68、69、72、73、79、80、83、84、87、88、94、95、98、99、105、

18、106、109、110、114、117、121、123、126、127、131、133、146、147、150、151、153、155、161、162、165、166、170、171、174、175、178、179。3.4.3 DDR2 内存重要测试点(如图3-21 所示)图3-21 DDRAM2 内存测试点 供电:238 脚(工作电压 3.3V )、64 脚(工作电压 1.8V )。上拉电压:0.9V(在内存旁排容、排阻上去测量)。 时钟:137 脚、138 脚、185 脚、186 脚、220 脚、221 脚。 系统管理总线:119 脚和120 脚对地阻值一致,600左右正常,连接南桥与主板

19、时钟芯片(工作电压3.3V)。 64 根数据总线:连接北桥,通过假负载在断电测量时,对地阻值必须一致,为600左右。 地址总线:57、58、60、61、63、70、177、179、180、182、183、188、196,所有数据总线和地址总线对地阻值一致,600左右正常,由此可判断北桥好坏。3.5 PCI 插槽重要测试点(如图3-22 所示)图3-22 PCI 插槽测试点 供电:A2 为+12V,A53 为+3.3V,B1 为-12V,A62 为+5V。 时钟:B16,33MHz,由时钟芯片控制(工作电压1.1V1.6V)。 复位:A15(工作电压3.3V 或5V,在按RST 按键时有跳变电压

20、为正常,例如,3.3V0V3.3V 的电压跳变)。 32 根AD 线受控于南桥,对地阻值600左右为正常值:A 边:20、22、23、25、28、29、31、32、44、46、47、49、54、55、57、58B 边:20、21、23、24、27、29、30、32、45、47、48、52、53、55、56、58 字节使能信号:A52、B26、B33、B44。直连南桥,对地阻值要一致,为600左右。 帧周期信号:A34#(必须上CPU 才能测到,有三次大的电压跳变为正常)。 IRDY#(主设备就绪):B35。 TRDY#(从设备就绪):A36。 DEVSEL#(设备选择信号):B37。注:带#号

21、表示低电平有效,在加电测量时只要有电压跳变即为正常。3.6 显卡AGP 重要测试点(如图3-23 所示)图3-23 AGP 显卡重要测试点 供电:A1,+12V;B2,+5;A9,+3.3V;B9,+3.3V。 时钟:B7,66MHz,由北桥或者时钟芯片提供(工作电压1.1V1.6V)。 复位:A7(工作电压为3.3V 或5V,按RST 键时,只要有电压跳变则正常,如3.3V0V3.3V)。 显卡的工作电压:核心电压VDDQ 共13 个点并联,但实践测量时只用测A64和B64,电压为1.5V,对地阻值为600左右。如果测量对地阻值为“0”,则说明北桥损坏。 32 根AD 线:对地阻值需要数值判

22、断,正常值为300左右,若偏大或为“0”,则可能北桥损坏或虚焊。A 边:26、27、29、30、35、36、38、39、51、53、54、56、60、62、63、65B 边:26、27、29、30、33、35、36、38、53、54、56、57、60、62、63、653.7 显卡PCI_E 重要测试点(如图3-24 所示) 供电:+12V 的有A2、A3、B1、B2、B3;+3.3V 的有B8、B10、A9、A10。 时钟:A13、A14,由主板时钟芯片提供(正常电压值为0.4V 左右)。 复位:A11(工作电压为3.3V,按RST 键时只要有电压跳变则正常,如3.3V0V3.3V)。 系统管

23、理总线:B5、B6(正常电压值为3.3V)。 字节使信号:CBE 共4 个(A52、B26、B33、B44),4 个引脚直连南桥,对地阻值相等,300左右正常。 64 根AD 线受北桥芯片控制,如下所示。A 边:16、17、21、22、25、26、29、30、35、36、39、40、43、44、47、48、52、53、56、57、60、61、64、65、68、69、72、73、76、77、80、81。这些引脚直连北桥,其对地阻值一般在300左右为正常。B 边:14、15、19、20、23、24、27、28、33、34、37、38、41、42、45、46、50、51、54、55、58、59、62

24、、63、66、67、70、71、74、75、78、79。这些引脚经过电容与北桥相连,其对地阻值一般为无穷大(无穷大的数值在数字万用表上显示为“1”)。第6章 主板供电电路工作原理解析与维修实例学习提示:了解各供电电路的构成理解各供电电路的工作原理熟悉各种供电电路所需的工作条件掌握开关电源方式和调压方式的供电电路检修思路通过常见故障案例提升理论知识6.1 主板供电电路概述供电电路为主板工作提供了所需要的能量,当电脑正常开机后,ATX 电源输出各路供电,直接或间接地为主板的CPU、内存、显卡、芯片组以及其他芯片供电。通过相关电路转换后,能为负载提供一个稳定的电压,并且为负载提供足够的额定电流,使负

25、载正常工作。本章介绍的供电电路一般可分为两种方式:一种开关电源方式,另一种是调压方式。这两种方式的目的都是为相关电路提供稳定的电压和足够大的额定电流。主板供电(如图6-1 所示)示意图说明如下。(1)CPU 供电电路:输出电压1.75V,为CPU 供电,同时也给GMCH1和ICH2供电。由于主板设计不同,其供电方式及输出电压也有所变化,若CPU 不同,输出的电压也不同,那么到芯片组的供电电压也不同。(2)内存供电电路:输出电压由主板支持内存接口的类型决定,如图6-1 所示,内存电路输出电压2.5V 或1.8V,为主板内存供电,同时也给GMCH 和ICH 供电。当内存供电正常输出后,就会产生VT

26、T_DDR 电压(即总线上拉电压),此电压为1.25V/0.9V。(3)显卡供电电路:根据显卡接口类型的不同,输出的显卡供电电压为3.3V/1.5V/0.8V。此电压不但为显卡供电,同时也为GMCH 供电。PCI_E 显卡供电方式有所不同,本章将具体讲解。(4)GMCH 供电电路:除与CPU、内存、显卡等供电电路共用得到工作电压外,有的主板为GMCH 设计了独立的供电电路,此供电电路一般有开关电源和调压两种方式。(5)ICH 供电电路:一般由5VSB 供电经过1117 或1084 转换后得到3.3VSB、2.5VSB、1.8VSB 待机电压,为ICH 芯片供电,有的也会与以上供电方式共用一路供

27、电。(6)时钟芯片供电电路:时钟芯片一般需要3.3V 和2.5V 电压,有的只需要3.3V。若主板上有主从时钟芯片,那么主时钟芯片的工作电压是3.3V,而另一个从时钟芯片一般在内存附近,它的工作电压是2.5V,专为内存和北桥提供时钟信号。(7)PCI 扩展槽供电:一般由ATX 电源直接供电。(8)声卡芯片供电:主要由ATX 电源直接提供,有的需要经过稳压器转换。(9)BIOS 芯片供电:一般由ATX 电源直接提供,或经过稳压器转换。(10)I/O 芯片供电:一般由ATX 电源直接提供,或经过稳压器转换。图6-1 主板供电图6.1.1 主板CPU 供电电路的构成由ATX 电源经过电源芯片和电子元

28、器件转换后,得到一个稳定的1.1V1.85V之间的Vcore工作电压,其中参与输出Vcore 电压的所有元器件都是CPU 供电电路的重要组成部分。(注:Vcore 表示CPU 核心工作电压,电路图中也常用Vccp、VCCP、VCORE 表示,其意义相同。)(1)电源控制芯片(电源管理芯片):它的特点是位于CPU 座附近,与芯片反面相连的有很多粗线(供电线),即与粗线相连的为电源芯片。电源管理芯片在电子设备系统中担负着对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责。电源管理芯片在电子供电系统中相当于“心脏”,其性能的优劣决定着整机的性能。目前在台式机主板上的电源管理芯片的控制电路的输出电压一般为2

29、.5V、1.8V、1.5V、1.25V、1.2V、0.9V 等,所以此电路一般会采用降压型开关电源方式控制输出电压。而驱动液晶显示与笔记本中的背光电源,都需要对系统电源进行升压,这就需要用到升压型开关电源。常见的电源管理芯片的工作机制有VRM 和PWM 两种。电压调节模块(VRM):VRM 的英文全称是Voltage Regulator Module,简称电压调节模块。其主要作用是为CPU 提供稳定的工作电压,根据VRM 标准制定的电源电路能够满足不同CPU 的要求。VRM 9.0 版本是针对P4 制定的,它要求主板能够最大输出70A 的电流,电压调节范围为1.10V1.85V,调节精度为25

30、mV。而在VRM 10.0 规范中,要求主板能够提供的电压调节范围为0.8375V1.6V 之间,而电压调节精度则提升到12.5mV 的水准。脉冲宽度调制(PWM):PWM 是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制。PWM 控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点,成为电力电子技术最广泛应用的控制方式。主板开机后,VRM 或PWM 电源管理芯片会去检测处理器的VID 引脚,根据VID 脚的电平状态来决定处理器所需的额定电压。(2)场效应管:电源芯片输出高频的脉冲方波来控制场效应管的导通与截止,利用场效应管良好的开关特性来调整输出电压的稳定。(3)EMI 电

31、路:由电容与电感线圈组成的低通滤波电路(EMI 滤波电路)的主要目的是把场效应管送来的微小干扰、噪声、纹波等不稳定的直流电进行稳压、滤波等处理,然后输出一个较纯净的直流电压,让CPU 稳定地工作。(4)VID 线的作用:VID 线为CPU 电压识别引脚,当一块主板支持不同的CPU 时,需要不同的Vcore 电压,CPU 需要多大的电压是通过VID(电压识别引脚)线传给电源芯片的,电源芯片再根据此信号来调制合适脉宽驱动MOS 管输出电压。6.2 CPU 供电电路工作原理解析与维修实例6.2.1 CPU 单相供电电路工作原理在主板触发,电源芯片的工作条件都满足的情况下,电源芯片内部根据电压识别信号

32、产生相应的调宽脉冲信号,驱动MOS 管的导通和截止时间,从而输出相应的CPU Vcore 电压。然后又经EMI 滤波电路滤波后,供给CPU 稳定的Vcore 工作电压,再由反馈取样电路检测当前CPU 供电电压与CPU 额定电压是否相同,从而改变输出的调宽设置信号,控制MOS 管的导通和截止时间,达到输出稳定的CPU 工作电压的目的。主板单相供电原理图(如图6-2 所示)中的各组成部分分析如下。图6-2 主板单相供电原理图(1)DCDC 转换电路。开机后,12V、5V、3.3V 供电开始输出。其中,12V 或5V 直接给电源控制芯片供电,同时也经过L1 为场效应管VT1 的D 极供电。当装上CP

33、U 或假负载后,电源芯片内部的识别管脚VID0VID4 检测到CPU 所需要的工作电压Vcore 后,通知电源芯片开始工作,从而输出两路互为相反的脉宽方波,通过PWM1 与PWM2 输出后,控制场效应管VT1 与VT2的导通与截止。由于VT1 输出的电压有微小的波纹,所以经过L2 电感线圈进行滤波、储能后,为CPU 提供一个稳定的工作电压Vcore(同时Vcore 也为GMCH 和ICH 供电)。(2)过流检测电路。当VT1 输出Vcore 后,又另起一路给电源芯片的过流检测脚(PHASE 脚),检测输出的电流大小。如果输出的电流比芯片内部设定的额定电流大,则电源控制芯片经过内部调整后,控制场

34、效应管VT1 的导通能力减小,直到电流调整到与额定电流相符时,才正常输出给CPU。若电流过大,此脚会通知电源控制芯片停止输出,使PWM1 与PWM2 输出低电平,从而使得VT1 与VT2 停止工作,达到过流保护的目的。(3)电压调整电路。当Vcore 经过L2 输出后,又另起一路直接反馈到电源芯片的VSEN 脚,此脚经过内部比较器对比后,对电源芯片的PWM1 与PWM2 输出信号进行调整,从而使CPU 得到一个稳定的电压。若L2 输出的电压偏高,那么到达电源芯片的VSEN 脚电压也偏高。当电源控制芯片检测到反馈脚的电压偏高后,在内部对PWM1 与PWM2 输出的脉宽进行调整,让CPU 得到一个

35、稳定的电压。若Vcore 输出电压过高,则电源控制芯片内部会使PWM1 与PWM2 停止输出,从而使得VT1 与VT2 停止工作,达到过压保护的目的。(4)VTT_PWRGD 电路。当CPU 供电电路工作时,内存供电电路等各大电路同时工作,输出稳定的电压。内存供电电路正常输出后,经过调压方式的供电电路输出VTT_GMCH 工作电压,然后此电压经过转换,输出给电源控制芯片一个VTT_PWRGD#(北桥上拉电压的电源好信号),通知电源芯片此供电正常,让电源芯片正常工作。(注:VTT_PWRGD、EN 都表示电源好信号,也就是说,开机后此信号电压一般为1.25V。)(5)VID 识别引脚电路。一般V

36、ID 识别引脚的上拉电压由3.3V 或5V 经过电阻直接提供,而CPU 座内的VID引脚与电源管理芯片的VID 引脚是直接相连的。如果电源芯片没有识别到CPU,那么电源芯片就不会输出Vcore 电压。(6)当VT1 导通后,Vcore 输出会经过L2 电感线圈,而当VT1 截止后,瞬间会在L2上产生反电动势,此时VT2 的作用主要是把L2 上产生的反电动势释放掉。这样VT1 就不会被L2 上的反电动势反向击穿,从而达到保护VT1 的目的。( 7)当电源控制芯片各单元电路都正常工作后,电源芯片会发出电源好信号(POWERGOOD#、VRMPWRGD#)去通知南桥,让南桥准备工作。此信号输出说明C

37、PU供电电路正常工作,南桥得知此电路正常后,内部的各个模块才能正常工作,然后进行下一步工作。学习提示电源控制芯片的工作条件如下:a有的电源控制芯片是12V 和5V 供电,有的电源控制芯片是12V 或5V 供电。b电源控制芯片必须识别到VID0VID4 脚送来的识别信号,才调整内部的基准电压,经过内部运算比较器转换后,输出控制方波调整输出的电压。c电源控制芯片工作还需要一个VTT_PWRGD 信号,此信号主要控制芯片内部的SS(SOFT-START,即软启动)电路开始工作,然后电源控制芯片最终输出控制方波。d电源管理芯片的FB 脚得到反馈的工作电压后来调整输出电压的高低。e当以上条件都满足并且输

38、出所需的工作电压后,电源芯片才会正常工作。6.2.2 主板多相CPU 供电电路原理(1)对由HIP6302 与HIP6602 电源管理芯片组成的二相供电电路(如图6-3 所示)的工作原理分析如下。图6-3 HIP6302 与HIP6602 组成的供电电路HIP6302 是主电源控制芯片,HIP6602 为从电源控制芯片,它们的内部结构分别如图6-4 中的左图和右图所示。首先,当HIP6302 工作条件满足后,HIP6302 就会输出两路PWM脉宽调制方波,控制从电源控制芯片HIP6602。当HIP6602 得到控制信号后,会输出四路驱动方波,控制四个场效应管的导通与截止,从而输出CPU 工作电

39、压Vcore。图6-4 HIP6302(左)与HIP6602(右)电源控制芯片内部结构图(1)当装上CPU 或假负载之后,按下开机按键,就会从ATX 电源输出各路供电:+12V、+5V、+3.3V。此时HIP6302 就会通过VID0VID4 识别由CPU 发送过来的信号,之后经过内部解码,从而建立起CPU 需要的工作电压。此电压经过转换后,输出到PWM 双运算比较放大器的同向输入端(“+”)。(2)同时HIP6302 得到VCC +5V 供电后,内部的软启动电路开始工作,即产生基准的控制方波,输出到PWM 双运算比较放大器的反向输入端(“.”)。(3)通过以上条件,PWM 双运算比较放大器把

40、送来的“+”向输入电压与“.”向输入电压进行对比,再经过转换,从而使PWM1 与PWM2 输出两路控制方波。(4)当HIP6602 得到VCC +12V 和PVCC +5V 或+12V 供电后,内部的逻辑控制电路开始工作(注:PVCC 电压实际测量为5V 或12V 属于正常,根据主板设计决定)。(5)同时HIP6602 得到HIP6302 输入的两路PWM1 与PWM2 的控制方波后,逻辑控制电路开始输出四路方波,经过驱动器转换后,从UGATE(高端MOS管脉宽输出)与LGATE(低端MOS 管脉宽输出)各路输出控制方波,控制四个场效应管的导通与截止。(6)当UGATE1 与UGATE2 输出

41、高电平控制信号时,后面的两个场效应管同时得到VCC +12V 供电,开始导通输出Vcore 工作电压1.75V。(7)Vcore 经过L1 与L2 滤波后(如图6-3 中所示),输出到CPU,为CPU 提供一个稳定的工作电压。(注:由于L1 与L2 两路属于并联形式,因此会增加CPU 供电电路中的输出电流,从而满足CPU 低压大电流的工作条件。)6.2.2 主板多相CPU 供电电路原理(2)(8)PHASE 脚:同时,HIP6602 的PHASE 脚(过流检测脚)通过支路取得输出电流的大小,然后反馈到内部的过流保护电路进行对比,若此路上的电流偏高或偏低,那么经过过流保护电路对比运算后,会调整驱

42、动器去改变UGATE 两路输出的脉宽时间,从而让场效应管的导通时间改变,最终控制输出电流的大小。(注:PHASE 脚电压为1.75V,与CPU 工作电压一致。)(9)ISEN 脚:同时,PHASE 脚又另起一路,经过电阻后输入到HIP6302 的ISEN 脚(过流检测脚),此脚得到反馈电流大小后,经过内部双运算比较放大器,再控制PWM 电路停止输出,从而起到过流保护的作用。(10)BOOT 脚:PHASE 脚又另起一路,经过一个升压电容,为HIP6602 的BOOT 脚提供一个电压。BOOT脚有了此电压后,会控制内部的高端驱动器输出控制方波。从HIP6602内部结构图可分析出BOOT 脚产生的

43、电压为PVCC+PHASE,有的电源控制芯片此脚供电在外围电路。(注: BOOT 脚的电压实测为13.4V 左右。BOOTBSTBootstrap=与此脚相连的供电电压+PHASE 脚产生的反馈电压。)(11)VSEN 脚:Vcore 的电压反馈电路经过L01 与L02 后,另起一路到达HIP6302 的VSEN 脚(电压检测脚)后,经过HIP6302 内部过压保护电路(OVP 电路)调整后,控制PWM1 与PWM2 的脉宽输出,从而达到控制HIP6602 的脉宽,最终达到高端场效应管的输出,实现Vcore 电压稳定的目的。当反馈电压过高时,内部的过压保护电路就控制PWM 电路停止输出,从而达

44、到过压保护的目的。(12)FB 脚:VSEN 脚又经过一个电阻,给HIP6302 的FB(基准电压输入)脚一个基准电压,此电压经过图6-4 中所示的内部电路来调整PWM 脚输出的控制能力,最终达到调节Vcore 工作电压稳定输出的目的(工作电压为1.75V,与CPU 工作电压一致)。如果FB脚的输入电压偏高那,么电源控制芯片内部就会调整PWM 脚输出的控制能力减弱,从而控制MOS 管的导通能力减弱,最终达到调节Vcore 工作电压恢复到稳定的范围。(13)FS/EN 脚:HIP6302 的FS/EN 脚通过内部转换,给此脚一个1.25V 的电压,来控制HIP6302 电源控制芯片能正常工作。有

45、的电源控制芯片此脚由外围电路发送一个1.25V电压,使HIP6302 芯片开始工作,如图6-5 所示。HIP6302 电源控制芯片EN 脚电路原理图(14)COMP 脚:HIP6302 反馈电压补偿脚。FB 脚的电压产生的同时,又经过电阻与电容(电阻和电容组成一个RC 振荡电路),产生一个COMP 的基准锯齿方波,把反馈过来的电压输入到HIP6302 内部进行修正补偿。(注:因为场效应管的导通与截止都是有时间限制的,并且从D 极到S 导通后存在压降,因此需要COMP 对工作电压进行修正和补偿。COMP 脚的工作电压为1.65V。)(15)当以上工作都完成后,到CPU 的Vcore 电压与电流都

46、稳定地输出,HIP6302 会输出一个PGOOD(电源准备好信号)信号,去通知南桥,让南桥准备开始工作。另一种常用多相CPU 供电电路是由HIP6302 与两组HIP6601 组成的CPU 供电电路,如图6-6 所示。当HIP6302 电源控制芯片满足以下工作条件后,才会输出两路PWM 脉宽控制信号: VCC:+5V 供电; VID0VID4:CPU 识别信号输入; FS/EN:使能脚; PWM:脉宽调制方波输出(注:1、2、3 条件满足后才会输出至HIP6601)。HIP6302 与两组HIP6601 组成的供电电路6.2.2 主板多相CPU 供电电路原理(3)当HIP6601 满足以下工作

47、条件后,才会输出UGATE 与LGATE 两路互为相反的脉宽调制方波: VCC:+12V; PVCC:+12V 或+5V; PWM:由HIP6302 发出; 当以上条件都满足后,HIP6601 开始工作,输出UGATE 与LGATE 两路控制方波。(注:UGATE 与LGATE 主要控制两个场效应管的导通与截止。)对由RT9238 电源管理芯片组成的供电电路(如图6-7 所示)分析如下。图6-7 由RT9238 组成的供电电路图(1)RT9238 得到VCC +12V 供电,同时CPU 识别管脚发出识别信号给RT9238 的VID0VID4 脚。(注:装上假负载或CPU 后,RT9238 才能识别此信号。)(2)当RT9238 同时得到由R2 与C2 组成的振荡电路给23 脚输入的振荡信号时,RT9238 电源管理芯片工作条件满足。(3)当+5V 经过L1 为Q1 的D 极提供输入电压,同时RT9238 开始工作后,从27 脚和25 脚输出两路互为反相的脉宽控制信号给Q1 和Q2 的G 极(此时测Q1 与Q2 的G 极时,数

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