筆記本主板電源原理及架構(gòu)

1、筆記本主板電源原理及架構(gòu)通常情況下，筆記本由適配器或電池供電。常用適配器的典型輸出電壓為19.5V。電池通常輸出10.8V、14.4V等。但主板內(nèi)部各部分的工作電壓并沒有這么高。如DDRIII內(nèi)存工作電壓通常為 1.5V，LAN工作電壓為3.3V，硬盤、MODEN等需要5V等等。除了工作電壓不同以外，主板不同部分對電源的帶負(fù)載能力 要求也不同。例如DDRII內(nèi)存通常要求1.5V電源能提供8A左右的電流。而CPU則往往需要超過30A以 上且變化速率很高的電流。針對不同要求，我們需要把適配器或電池提供的電，經(jīng)過精確的變換之后，再 分配給不同的部分。設(shè)計筆記本主板電源部分的目的，簡單的說，就是利用適

2、配器或電池提供的電能，為主板各個部分單獨制定合適的供電方案。下圖為一典型電源架構(gòu)圖。圖1.1典型筆記本電源總架構(gòu)由圖1.1可以看出，適配器或電源經(jīng)過眾多變換，最終分成很多不同的部分。本文所有章節(jié)即圍繞此圖展 開，詳細(xì)的介紹各個部分的作用、特性以及解決方案。（適配器或電池）與主板電源相連接的部分，也是一個更加簡略的架構(gòu)圖。外部電源的電壓會被分布到一個電 源平面上，以某品牌商務(wù)機種架構(gòu)為例，此平面稱為+PWR_SRC。若適配器和電池都在，電池處在充電狀態(tài)或不工作，+PWR_SRC電壓即為適配器的電壓，通常為19.5V。若只有適配器接入，情況相同。若只有電池接入，+PWR_SRC為電池輸出電壓，通常

3、為 10.8V或14.4V。主板各個部分不同的電源都直接或 間接的由+PWR_SRC 轉(zhuǎn)換得來。 圖中使用了 FDC654P來將+PWR_SRC 轉(zhuǎn)換成+BL_PWR_SRC,用ISL62 870將+PWR_SRC轉(zhuǎn)換為+GPU_CORE, +GPU_CORE為顯卡的工作電源。除了電源變換外，從上圖還可 以看岀，電池的充電電路也是電源架構(gòu)的一部分。詳情將會在以后章節(jié)中具體分析。主板維修技巧主板維修技巧14.318MHZ 及 32.768KHZ 是否不良)3-1-3. 查 BATTERY 之 SHORT PIN ( JUMPER )是否未上或上錯位置BATTERY之電壓是否正確，CRYSTAL

4、32.768KHZ頻率及其相關(guān)線路是否正常3-2 PCIRST 不正確查 CHIP 之 PCIRST 至 PCI SLOT (PIN A15 )之線路是否OPEN or SHORT 或零件不良3-3 CPURST 不正確查CHIP至CPU之線路是否 OPEN or SHORT 或零件不良4.查BE0BE7，A2A31，D0D63等信號及其相關(guān)之線路是否OPEN or SHORT 或零件不良5 查ADS，CPURDY，PCI之REQ0REQ3，等信號及其相關(guān)之線路是否OPEN or SHORT 或零件不良6 .查PCI SLOT 之AD0AD31等信號及其相關(guān)之線路是否OPEN orSHORT或

5、零件不良7 BIOS不良或無資料(可使用良品之BIOS交換測試確定之)8 .查SA0SA16，SD0SD7 (XD0XD7 )等信號及其相關(guān)之線路是否OPEN or SHORT 或零件不良1.熟悉PC主板的總線類型及I/O總線插槽中各信號排列情況，以I/O插槽中重要信號為線索進(jìn)行故障點查找是維修PC主板致命性故障的關(guān)鍵。微機主板常用總線有 PC/XT、PC/AT、VESA、PCI等類型，不同總線的I/O槽中信號排列有所差別，熟悉I/O槽中重要信號是查找因總線類故障系統(tǒng)死機、屏幕無顯示等嚴(yán)重故障的前提。對死機類故障，首先區(qū)分故障原因是由I/O設(shè)備故障引起還是主板本身故障引起。確診故障在系統(tǒng)板后，

6、可檢測系統(tǒng)板I/O槽中地址總線或數(shù)據(jù)總線的脈沖狀態(tài)初步判斷系統(tǒng)故障部位：若所有地址總線或數(shù)據(jù)總線均無脈沖，則可能是CPU未工作；若個別地址總線或數(shù)據(jù)總線為恒定電平而其余位為脈沖，則是總線故障。由于CPU本身故障率較低，因此檢查 CPU未工作的原因應(yīng)從 CPU工作的輸入信號是否正常入手。CPU的基本工作條件有三個，即系統(tǒng)復(fù)位信號RESET、系統(tǒng)時鐘信號 CLK、CPU就緒信號READY。以PC/AT機為例，CPU(intel286) 的29腳為RESET信號，對應(yīng)于I/O 槽中B02槽RESET DRV 信號，在開機 時應(yīng)有一個明顯正脈沖；CPU的31腳為CLK信號，對應(yīng)I/O槽中B20槽系統(tǒng)時

7、鐘SYSCLK信號，應(yīng)為TTL電平的時鐘脈沖。CPU的65腳為READY信號，在開機時應(yīng)為低電平或脈沖。某PC/AT機死機，屏幕無顯示故障，首先查 I/O槽中B02槽RESET DRV信號恒低，說明開機復(fù)位 信號錯，于是查時鐘處理芯片82284-12 腳，在開機時有一個正脈沖，說明82284已正確發(fā)岀了系統(tǒng)復(fù)位信號，跟蹤復(fù)位信號傳輸路徑向下檢查，說明82284已正確發(fā)岀了系統(tǒng)復(fù)位信號，跟蹤復(fù)位信號傳輸路徑向下檢查，發(fā)現(xiàn)74ALS02的5、6腳輸入為正脈沖，但輸出 4腳卻為 不高不低”浮空電平，更換該芯片后故障排除。對總線故障檢修原則是：若發(fā)現(xiàn)某一位或很少幾位為恒定電平，可重新開機檢查這些位在開

8、機瞬間是否為恒定電平， 若開機瞬間即為恒定電平，則是錯誤狀態(tài)；若開機瞬間為脈沖而后變?yōu)楹愣娖絼t應(yīng)首 先檢查其他信號；若發(fā)現(xiàn) 8位甚至更多的位同時岀現(xiàn)錯誤狀態(tài)，則應(yīng)檢查CPU工作是否正?；蛳鄳?yīng)的總線驅(qū)動門的控制信號（如驅(qū)動門的方向控制信號或門的選通信號等）。2.1/0 設(shè)備運行不正常的故障分析技巧I/O設(shè)備的運行涉及I/O設(shè)備（如打印機、顯示器、軟、硬盤 ）本身、連接電纜、 多功能卡及主板。在通過替換法及插拔法確準(zhǔn)故障發(fā)生在主板后，抓住主板上有關(guān)外設(shè) 重要控制信號，并對大規(guī)模集成電路芯片功能有所了解情況下也是容易排除故障的。如 軟盤驅(qū)動器電機轉(zhuǎn)動指示燈亮但不讀軟盤驅(qū)動器。由于主板與軟、硬盤等外

9、設(shè)之間采用 DMA操作，DMA操作的應(yīng)答過程如下（以AST386中軟盤DMA為例）：先由軟盤驅(qū)動器發(fā) DREQ2 信號給DMA控制器（82C206），然后DMA控制器向CPU（80386）發(fā)HRQ信號，CPU結(jié)束當(dāng)前總線 周期后發(fā)響應(yīng)信號 HLDA給DMA控制器，最后DMA控制器發(fā)DMA響應(yīng)信號DACK2給軟盤驅(qū)動器 ，允許其數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)總線。抓住DREQ2、HQR、HLDA、DACK2幾個信號及傳輸通路可以很快定點故障部位。另外，中斷對外設(shè)運行起著非常重要作用，因此，從中斷控制器及中 斷控制信號傳輸途徑查找涉及中斷的外設(shè)運行故障也是必須要考慮的。主板控制電路較 為復(fù)雜，好在控制功能的高度集中

10、及傳輸途徑簡化，只要抓住重要控制信號對主板故障 定位，速度比早期以分立元件為主的故障定位還要快。3.隨機性故障維修技巧隨機性故障原因較復(fù)雜，芯片或設(shè)備用接插件方式聯(lián)接系統(tǒng)中存在接觸不良； 時序控制電路偶爾發(fā)生時序信號漂移；芯片之間的電平匹配及時序匹配不好（如某些兼容機內(nèi)存芯片讀寫速度不一致）；電路板布線不合理或其它原因使主板上芯片引腳之間產(chǎn)生 電容或電感都可引起隨機性故障。此類故障表現(xiàn)在顯示內(nèi)存錯、內(nèi)存校驗錯、鍵盤輸入 死機、讀寫軟盤、打印等操作時不固定地發(fā)生隨機性故障。重點可從如下電路信號入手:（1）系統(tǒng)控制電路，如 ALE地址鎖存信號。（2）系統(tǒng)內(nèi)存電路：RAS、CAS行列選通信號、ADD

11、RSEL行列地址轉(zhuǎn)換控制信號、內(nèi)存數(shù)據(jù)讀出驅(qū)動、內(nèi)存芯片速度匹配關(guān)系。（3）系統(tǒng)地址總線和數(shù)據(jù)總線芯片。（4）系統(tǒng)各種時鐘信號 SYSCLK、PCLK、DMACLK。尤其需注意內(nèi)存芯片、內(nèi)存條速度匹配關(guān)系及74FXX、74LSXX、74ALSXX 等芯片的區(qū)別。當(dāng)然對隨機性故障發(fā)生現(xiàn)象較固定時，可從現(xiàn)象直接判斷故障原因，如主機有時啟動，有時不啟動， 一旦啟動后系統(tǒng)工作完全正常且長時間正常，則很可能是龜源好”信號POWER GOOD 不正常引起。4.其它類故障維修技巧（1）主板被燒壞。一般是由于帶電拔插系統(tǒng)中接插件，或電路中電源對地之間短路而引起，此時可采用靜態(tài)電阻測量法。若發(fā)現(xiàn)任意輸入/輸岀腳

12、與電源或地直接導(dǎo)通 （除原電路如此外）均屬擊穿故障；若發(fā)現(xiàn)兩個類似的輸入腳或輸岀腳的電阻值存在非常明 顯的差別，一般來說，也是故障。注意：對主板被燒壞故障維修時不可簡單更換燒壞元 件了事，而應(yīng)檢查與此相關(guān)的許多元件，直到短路故障消除及無故障元件時方可加電測 試。（2）系統(tǒng)配置參數(shù)不正確。此類故障一般可通過重新設(shè)置系統(tǒng)配置參數(shù)即可，但若配置參數(shù)不能設(shè)置或不能保存系統(tǒng)配置參數(shù)時，則應(yīng)從電池、CMOS RAM 芯片、CMOS RAM 供電電路及讀寫電路等方面入手查找故障原因。電腦主板故障分類主板作為PC機系統(tǒng)運行的核心，在 PC系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。系統(tǒng)時鐘發(fā)生器與時 序控制電路、CPU及總線控

13、制邏輯、DMA傳輸與中斷控制、內(nèi)存及其讀寫控制邏輯、系統(tǒng) 配置參數(shù)的存儲與讀寫、鍵盤控制邏輯、I/O總線插槽甚至某些外設(shè)控制邏輯（如打印控制）均集成在主板上。因此，主板發(fā)生故障不但會影響外部設(shè)備的正常運行，而且往往引 起無法啟動的致命性故障。主板故障根據(jù)影響范圍不同可分為局部性故障和全局性故障；根據(jù)影響程度不同可分為獨立性故障和相關(guān)性故障；根據(jù)故障現(xiàn)象是否固定可分為穩(wěn)定性故障和不穩(wěn)定性故障。局部性故障指系統(tǒng)某一個或幾個功能運行不正常，如GW0520DH 微機主板上打印控制芯片82C11損壞，僅造成聯(lián)機不打印或打印不正常，并不影響其它功能；全局性故障往往影響整個系統(tǒng)的正常運行 （死機），使其喪失

14、全部功能，例如時鐘發(fā)生器損壞將使整 個系統(tǒng)因無正?；鶞?zhǔn)時鐘而癱瘓。獨立性故障指完成某單一功能的芯片損壞，如主板上 某一塊RAM芯片損壞，僅影響對該存儲體的存??；相關(guān)性故障指一個故障與另外一些故障 相關(guān)聯(lián)，其故障現(xiàn)象為多方面功能不正常，而其故障實質(zhì)為控制諸功能的共同部分出故 障引起。例如軟、硬盤子系統(tǒng)工作均不正常，而軟、硬盤控制卡上其功能控制較為分離，故障往往在主板上的外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸控制即DMA控制電路。穩(wěn)定性故障是由于元器件功能失效、電路斷路、短路引起，其故障現(xiàn)象可穩(wěn)定重復(fù)岀現(xiàn)，而不穩(wěn)定性故障往往是由于 接觸不良、元器件性能變差，使芯片邏輯功能處于時而正常、時而不正常的臨界狀態(tài)而 弓I起。如某G

15、W0530B 微機地址總線中74LS244 芯片性能不穩(wěn)定，造成系統(tǒng)自檢有時正常、 有時死機，又如某臺 909電腦由于系統(tǒng)板上I/O插槽變形且灰塵較多，造成顯示卡與該插 槽接觸不良，使顯示呈變化不定的錯誤狀態(tài)。時鐘電路工作原理：3.5電源經(jīng)過二極管和電感進(jìn)入分頻器后，分頻器開始工作，和晶體一起產(chǎn)生振蕩，在晶體的兩腳均可以看到波形。晶體的兩腳之間的阻值在 450-700 歐之間。在它的兩腳各有1V左右的 電壓，由分頻器提供。晶體兩腳常生的頻率總和是14.318M 。總頻（OSC ）在分頻器出來后送到 PCI槽的B16腳和ISA的B30腳。這兩腳叫OSC測試腳。也有 的還送到南橋，目的是使南橋的頻

16、率更加穩(wěn)定。 在總頻OSC線上還電容?？傤l線的對地阻值在 450-700 歐之間，總頻時鐘波形幅度一定要大于2V電平。如果開機數(shù)碼卡上的 OSC燈不亮，先查晶體兩腳的電壓和波形；有電壓有波形，在總頻線路正常的情況下，為分頻器壞；無電壓無波形，在分頻器電源正常情況 下，為分頻器壞；有電壓無波形，為晶體壞。沒有總頻，南、北橋、CPU、CACHE、I/O、內(nèi)存上就沒有頻率。有了總頻，也不一定有頻率?？傤l一定正常，可以說明晶體和分頻器基本上正常，主要是晶體的振蕩電路已經(jīng)完全正常，反之就不正常。當(dāng)總頻產(chǎn)生后，分頻器開始分頻，R2將分頻器分過來的頻率送到南橋，在南橋處理過后送到PCI槽B8和ISA的B20

17、腳，這兩腳叫系統(tǒng)測試腳，這個測試腳可以反映主板上所有的時鐘是否正常。系統(tǒng)時鐘 的波形幅度一定要大于 1.5V，這兩腳的阻值在 450-700 歐之間，由南橋提供。在主板上RESET和CLK者是南橋處理的，在總頻正常下，如果 RESET和CLK都沒有，在南橋電源 正常情況下，為南橋壞。主板不開機， RESET不正常，先查總頻。在主板上，時鐘線比 AD線要粗一些， 并帶有彎曲。P8:Pin NameColor Desc ription1 PG2 +5V3 +12V4 -12VOrange（ 橙）Power Good, +5 VDC when all voltages has stabilized,

18、Red（紅）+5 VDC （or n/c）Yellow（黃）+12 VDCBlue（藍(lán)）-12 VDC電源正常信號）5 GNDBlack（黑）Ground （地線）6 GNDBlack（黑）Ground （地線）P9:Pin NameColor Desc ription1 GNDBlack（黑）Ground （地線）2 GNDBlack（黑）Ground （地線）3 -5VWhite or Yellow -5 VDC4 +5VRed（紅）+5 VDC5 +5VRed（紅）+5 VDC6 +5VRed（紅）+5 VDCPCI ，AGP，CPU的地址線 ，數(shù)據(jù)線對地阻值約是300-800.沒有時鐘

19、信號和BIOS插反都會倒致不能復(fù)位.RESET所在INTEL 芯片腳位。82371EB A1PIN PCIRST W1PIN RSTDV M19PIN CPURST82443BX B23PIN CPURST M26PIN CRESET A3PIN PCIRST82810 M2PIN PCIRST AB4PIN CPURST82815EP H3PIN PCIRST AA5PIN CPURST82845SD AB25PIN CPURST E6PIN PCIRST82845E AE17PIN CPURST82845D AE17PIN CPURST82850E AF11PIN PCIRST AC8PI

20、N CPURST主板的PCB上面有標(biāo)示的開機過程是這樣的：機箱電源開關(guān)按下T開關(guān)電平跳變Tsuper I/O 電源開關(guān)引腳電平跳變T superI/O輸出信號給南橋t如果所有開機所需信號都正常t南橋輸出信號給super I/O tsuper I/O 輸出低電平至ATX電源PS-ON腳t電源啟動。采用 W83627/IT8712/W83977EF/W83977TF super I/O的主板都是這樣，VIA 的 694 芯片由于已將super I/O集成在VT82C686A/B中了，所以開機輸入信號是直接給南橋的，輸出信號也是由南橋直接給岀的。需要說明的是絕大多數(shù)主板開機電平是低電平的，但非要設(shè)計

21、成高電平開機也未嘗不可，這要看設(shè)計者的設(shè)計意圖了。主板上的3V電池是為CMOS電路及實時時鐘電路、super I/O 供電的。另外現(xiàn)在的主板 CMOS電路 都集成在南橋中。復(fù)位信號是依靠給CPU的復(fù)位開關(guān)送出一個低電平信號而起作用的硬盤電路板測試及維修技巧 首先檢查CMOS SETUP是否丟失了硬盤配置信息。測量主板上COMS RAM電路是否為電池有故障，或元器件（如二極管、三極管、電阻、電容等）損壞能原因而CMOS中的硬盤配置參數(shù)岀錯。 通過加電自測，若屏幕顯示錯誤信息“1701或“ Hard Disk Error ”說明硬盤確實有故障。但也可能是硬盤適配卡未插好、或者硬盤與硬盤適配器的插接

22、處未插好、或者硬盤適配器有故障等。 關(guān)機，拆開機蓋，測 +5V、+12V 電源是否正常，電源盒風(fēng)機是否轉(zhuǎn)動。以此來判斷是否外電路缺 電。 檢查信號電纜線，插頭與硬盤適配卡是否插好，有無插反或接觸不良。 可嘗試交換一些電纜插頭試一下。 采用替代法”來確定故障部件。找一塊好硬盤適配卡（或多功能卡）與該硬盤適配卡比較，判斷是硬 盤適配卡還是硬盤驅(qū)動器本身有問題。 觀察步進(jìn)電機端止檔銷是否卡死，如卡死，用手撥回起始位置。以上幾個步驟，用戶需要仔細(xì)檢查、測試、分析，找岀壞的元器件進(jìn)行修理，或者更換硬盤適配卡。經(jīng)以上的處理后，只要不是硬盤盤體本身損壞，僅僅是一般性的接插件的接觸不良或外電路故障則多數(shù) 能夠

23、迅速排除。 測電阻法該測量方法一般是用萬用表的電阻檔測量部件或元件的內(nèi)阻，根據(jù)其阻值的大小或通斷情況，分析電路中的故障原因。一般元器件或部件的輸入引腳和輸岀引腳對地或?qū)﹄娫炊加幸欢ǖ膬?nèi)阻，用普通萬用表測 量，有很多情況都會出現(xiàn)正抽電阻小，反向電阻大的情況。一般正向阻值在幾十歐姆至100歐姆左右，而反向電阻多在數(shù)百歐姆以上。但正向電阻決不會等于0或接近0，反向電阻也不會無窮大，否則就應(yīng)懷疑管腳是否有短路或開路的情況。當(dāng)斷定硬盤子系統(tǒng)的故障是在某一板卡或幾塊芯片時，則可用電阻法進(jìn)行 查找。關(guān)機停電，然后測量器件或板卡的通斷、開路短路、阻值大小等，以此來判斷故障點。若測量硬盤 的步進(jìn)電機繞組的直流電阻為24歐，則符合標(biāo)稱值為正常；10歐左右為局部短路；0歐或幾歐為繞組短路燒毀。硬盤驅(qū)動器的扁平電纜信號線常用通斷法進(jìn)行測量。硬盤的電源線既可拔下單測也可在線并測