笔记本主板电源原理及架构

1、笔记本主板电源原理及架构通常情况下，笔记本由适配器或电池供电。常用适配器的典型输出电压为19.5V。电池通常输出10.8V、14.4V等。但主板内部各部分的工作电压并没有这么高。如DDRIII内存工作电压通常为 1.5V，LAN工作电压为3.3V，硬盘、MODEN等需要5V等等。除了工作电压不同以外，主板不同部分对电源的带负载能力 要求也不同。例如DDRII内存通常要求1.5V电源能提供8A左右的电流。而CPU则往往需要超过30A以 上且变化速率很高的电流。针对不同要求，我们需要把适配器或电池提供的电，经过精确的变换之后，再 分配给不同的部分。设计笔记本主板电源部分的目的，简单的说，就是利用适

2、配器或电池提供的电能，为主板各个部分单独制定合适的供电方案。下图为一典型电源架构图。图1.1典型笔记本电源总架构由图1.1可以看出，适配器或电源经过众多变换，最终分成很多不同的部分。本文所有章节即围绕此图展 开，详细的介绍各个部分的作用、特性以及解决方案。（适配器或电池）与主板电源相连接的部分，也是一个更加简略的架构图。外部电源的电压会被分布到一个电 源平面上，以某品牌商务机种架构为例，此平面称为+PWR_SRC。若适配器和电池都在，电池处在充电状态或不工作，+PWR_SRC电压即为适配器的电压，通常为19.5V。若只有适配器接入，情况相同。若只有电池接入，+PWR_SRC为电池输出电压，通常

3、为 10.8V或14.4V。主板各个部分不同的电源都直接或 间接的由+PWR_SRC 转换得来。 图中使用了 FDC654P来将+PWR_SRC 转换成+BL_PWR_SRC,用ISL62 870将+PWR_SRC转换为+GPU_CORE, +GPU_CORE为显卡的工作电源。除了电源变换外，从上图还可 以看岀，电池的充电电路也是电源架构的一部分。详情将会在以后章节中具体分析。主板维修技巧主板维修技巧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 )等信號及其相關之線路是否OPEN or SHORT 或零件不良1.熟悉PC主板的总线类型及I/O总线插槽中各信号排列情况，以I/O插槽中重要信号为线索进行故障点查找是维修PC主板致命性故障的关键。微机主板常用总线有 PC/XT、PC/AT、VESA、PCI等类型，不同总线的I/O槽中信号排列有所差别，熟悉I/O槽中重要信号是查找因总线类故障系统死机、屏幕无显示等严重故障的前提。对死机类故障，首先区分故障原因是由I/O设备故障引起还是主板本身故障引起。确诊故障在系统板后，

6、可检测系统板I/O槽中地址总线或数据总线的脉冲状态初步判断系统故障部位：若所有地址总线或数据总线均无脉冲，则可能是CPU未工作；若个别地址总线或数据总线为恒定电平而其余位为脉冲，则是总线故障。由于CPU本身故障率较低，因此检查 CPU未工作的原因应从 CPU工作的输入信号是否正常入手。CPU的基本工作条件有三个，即系统复位信号RESET、系统时钟信号 CLK、CPU就绪信号READY。以PC/AT机为例，CPU(intel286) 的29脚为RESET信号，对应于I/O 槽中B02槽RESET DRV 信号，在开机 时应有一个明显正脉冲；CPU的31脚为CLK信号，对应I/O槽中B20槽系统时

7、钟SYSCLK信号，应为TTL电平的时钟脉冲。CPU的65脚为READY信号，在开机时应为低电平或脉冲。某PC/AT机死机，屏幕无显示故障，首先查 I/O槽中B02槽RESET DRV信号恒低，说明开机复位 信号错，于是查时钟处理芯片82284-12 脚，在开机时有一个正脉冲，说明82284已正确发岀了系统复位信号，跟踪复位信号传输路径向下检查，说明82284已正确发岀了系统复位信号，跟踪复位信号传输路径向下检查，发现74ALS02的5、6脚输入为正脉冲，但输出 4脚却为 不高不低”浮空电平，更换该芯片后故障排除。对总线故障检修原则是：若发现某一位或很少几位为恒定电平，可重新开机检查这些位在开

8、机瞬间是否为恒定电平， 若开机瞬间即为恒定电平，则是错误状态；若开机瞬间为脉冲而后变为恒定电平则应首 先检查其他信号；若发现 8位甚至更多的位同时岀现错误状态，则应检查CPU工作是否正常或相应的总线驱动门的控制信号（如驱动门的方向控制信号或门的选通信号等）。2.1/0 设备运行不正常的故障分析技巧I/O设备的运行涉及I/O设备（如打印机、显示器、软、硬盘 ）本身、连接电缆、 多功能卡及主板。在通过替换法及插拔法确准故障发生在主板后，抓住主板上有关外设 重要控制信号，并对大规模集成电路芯片功能有所了解情况下也是容易排除故障的。如 软盘驱动器电机转动指示灯亮但不读软盘驱动器。由于主板与软、硬盘等外

9、设之间采用 DMA操作，DMA操作的应答过程如下（以AST386中软盘DMA为例）：先由软盘驱动器发 DREQ2 信号给DMA控制器（82C206），然后DMA控制器向CPU（80386）发HRQ信号，CPU结束当前总线 周期后发响应信号 HLDA给DMA控制器，最后DMA控制器发DMA响应信号DACK2给软盘驱动器 ，允许其数据进入系统总线。抓住DREQ2、HQR、HLDA、DACK2几个信号及传输通路可以很快定点故障部位。另外，中断对外设运行起着非常重要作用，因此，从中断控制器及中 断控制信号传输途径查找涉及中断的外设运行故障也是必须要考虑的。主板控制电路较 为复杂，好在控制功能的高度集中

10、及传输途径简化，只要抓住重要控制信号对主板故障 定位，速度比早期以分立元件为主的故障定位还要快。3.随机性故障维修技巧随机性故障原因较复杂，芯片或设备用接插件方式联接系统中存在接触不良； 时序控制电路偶尔发生时序信号漂移；芯片之间的电平匹配及时序匹配不好（如某些兼容机内存芯片读写速度不一致）；电路板布线不合理或其它原因使主板上芯片引脚之间产生 电容或电感都可引起随机性故障。此类故障表现在显示内存错、内存校验错、键盘输入 死机、读写软盘、打印等操作时不固定地发生随机性故障。重点可从如下电路信号入手:（1）系统控制电路，如 ALE地址锁存信号。（2）系统内存电路：RAS、CAS行列选通信号、ADD

11、RSEL行列地址转换控制信号、内存数据读出驱动、内存芯片速度匹配关系。（3）系统地址总线和数据总线芯片。（4）系统各种时钟信号 SYSCLK、PCLK、DMACLK。尤其需注意内存芯片、内存条速度匹配关系及74FXX、74LSXX、74ALSXX 等芯片的区别。当然对随机性故障发生现象较固定时，可从现象直接判断故障原因，如主机有时启动，有时不启动， 一旦启动后系统工作完全正常且长时间正常，则很可能是龟源好”信号POWER GOOD 不正常引起。4.其它类故障维修技巧（1）主板被烧坏。一般是由于带电拔插系统中接插件，或电路中电源对地之间短路而引起，此时可采用静态电阻测量法。若发现任意输入/输岀脚

12、与电源或地直接导通 （除原电路如此外）均属击穿故障；若发现两个类似的输入脚或输岀脚的电阻值存在非常明 显的差别，一般来说，也是故障。注意：对主板被烧坏故障维修时不可简单更换烧坏元 件了事，而应检查与此相关的许多元件，直到短路故障消除及无故障元件时方可加电测 试。（2）系统配置参数不正确。此类故障一般可通过重新设置系统配置参数即可，但若配置参数不能设置或不能保存系统配置参数时，则应从电池、CMOS RAM 芯片、CMOS RAM 供电电路及读写电路等方面入手查找故障原因。电脑主板故障分类主板作为PC机系统运行的核心，在 PC系统中起着至关重要的作用。系统时钟发生器与时 序控制电路、CPU及总线控

13、制逻辑、DMA传输与中断控制、内存及其读写控制逻辑、系统 配置参数的存储与读写、键盘控制逻辑、I/O总线插槽甚至某些外设控制逻辑（如打印控制）均集成在主板上。因此，主板发生故障不但会影响外部设备的正常运行，而且往往引 起无法启动的致命性故障。主板故障根据影响范围不同可分为局部性故障和全局性故障；根据影响程度不同可分为独立性故障和相关性故障；根据故障现象是否固定可分为稳定性故障和不稳定性故障。局部性故障指系统某一个或几个功能运行不正常，如GW0520DH 微机主板上打印控制芯片82C11损坏，仅造成联机不打印或打印不正常，并不影响其它功能；全局性故障往往影响整个系统的正常运行 （死机），使其丧失

14、全部功能，例如时钟发生器损坏将使整 个系统因无正常基准时钟而瘫痪。独立性故障指完成某单一功能的芯片损坏，如主板上 某一块RAM芯片损坏，仅影响对该存储体的存取；相关性故障指一个故障与另外一些故障 相关联，其故障现象为多方面功能不正常，而其故障实质为控制诸功能的共同部分出故 障引起。例如软、硬盘子系统工作均不正常，而软、硬盘控制卡上其功能控制较为分离，故障往往在主板上的外设数据传输控制即DMA控制电路。稳定性故障是由于元器件功能失效、电路断路、短路引起，其故障现象可稳定重复岀现，而不稳定性故障往往是由于 接触不良、元器件性能变差，使芯片逻辑功能处于时而正常、时而不正常的临界状态而 弓I起。如某G

15、W0530B 微机地址总线中74LS244 芯片性能不稳定，造成系统自检有时正常、 有时死机，又如某台 909电脑由于系统板上I/O插槽变形且灰尘较多，造成显示卡与该插 槽接触不良，使显示呈变化不定的错误状态。时钟电路工作原理：3.5电源经过二极管和电感进入分频器后，分频器开始工作，和晶体一起产生振荡，在晶体的两脚均可以看到波形。晶体的两脚之间的阻值在 450-700 欧之间。在它的两脚各有1V左右的 电压，由分频器提供。晶体两脚常生的频率总和是14.318M 。总频（OSC ）在分频器出来后送到 PCI槽的B16脚和ISA的B30脚。这两脚叫OSC测试脚。也有 的还送到南桥，目的是使南桥的频

16、率更加稳定。 在总频OSC线上还电容。总频线的对地阻值在 450-700 欧之间，总频时钟波形幅度一定要大于2V电平。如果开机数码卡上的 OSC灯不亮，先查晶体两脚的电压和波形；有电压有波形，在总频线路正常的情况下，为分频器坏；无电压无波形，在分频器电源正常情况 下，为分频器坏；有电压无波形，为晶体坏。没有总频，南、北桥、CPU、CACHE、I/O、内存上就没有频率。有了总频，也不一定有频率。总频一定正常，可以说明晶体和分频器基本上正常，主要是晶体的振荡电路已经完全正常，反之就不正常。当总频产生后，分频器开始分频，R2将分频器分过来的频率送到南桥，在南桥处理过后送到PCI槽B8和ISA的B20

17、脚，这两脚叫系统测试脚，这个测试脚可以反映主板上所有的时钟是否正常。系统时钟 的波形幅度一定要大于 1.5V，这两脚的阻值在 450-700 欧之间，由南桥提供。在主板上RESET和CLK者是南桥处理的，在总频正常下，如果 RESET和CLK都没有，在南桥电源 正常情况下，为南桥坏。主板不开机， RESET不正常，先查总频。在主板上，时钟线比 AD线要粗一些， 并带有弯曲。P8:Pin NameColor Desc ription1 PG2 +5V3 +12V4 -12VOrange（ 橙）Power Good, +5 VDC when all voltages has stabilized,

18、Red（红）+5 VDC （or n/c）Yellow（黄）+12 VDCBlue（蓝）-12 VDC电源正常信号）5 GNDBlack（黑）Ground （地线）6 GNDBlack（黑）Ground （地线）P9:Pin NameColor Desc ription1 GNDBlack（黑）Ground （地线）2 GNDBlack（黑）Ground （地线）3 -5VWhite or Yellow -5 VDC4 +5VRed（红）+5 VDC5 +5VRed（红）+5 VDC6 +5VRed（红）+5 VDCPCI ，AGP，CPU的地址线 ，数据线对地阻值约是300-800.没有时钟

19、信号和BIOS插反都会倒致不能复位.RESET所在INTEL 芯片脚位。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上面有标示的开机过程是这样的：机箱电源开关按下T开关电平跳变Tsuper I/O 电源开关引脚电平跳变T superI/O输出信号给南桥t如果所有开机所需信号都正常t南桥输出信号给super I/O tsuper I/O 输出低电平至ATX电源PS-ON脚t电源启动。采用 W83627/IT8712/W83977EF/W83977TF super I/O的主板都是这样，VIA 的 694 芯片由于已将super I/O集成在VT82C686A/B中了，所以开机输入信号是直接给南桥的，输出信号也是由南桥直接给岀的。需要说明的是绝大多数主板开机电平是低电平的，但非要设计

21、成高电平开机也未尝不可，这要看设计者的设计意图了。主板上的3V电池是为CMOS电路及实时时钟电路、super I/O 供电的。另外现在的主板 CMOS电路 都集成在南桥中。复位信号是依靠给CPU的复位开关送出一个低电平信号而起作用的硬盘电路板测试及维修技巧 首先检查CMOS SETUP是否丢失了硬盘配置信息。测量主板上COMS RAM电路是否为电池有故障，或元器件（如二极管、三极管、电阻、电容等）损坏能原因而CMOS中的硬盘配置参数岀错。 通过加电自测，若屏幕显示错误信息“1701或“ Hard Disk Error ”说明硬盘确实有故障。但也可能是硬盘适配卡未插好、或者硬盘与硬盘适配器的插接

22、处未插好、或者硬盘适配器有故障等。 关机，拆开机盖，测 +5V、+12V 电源是否正常，电源盒风机是否转动。以此来判断是否外电路缺 电。 检查信号电缆线，插头与硬盘适配卡是否插好，有无插反或接触不良。 可尝试交换一些电缆插头试一下。 采用替代法”来确定故障部件。找一块好硬盘适配卡（或多功能卡）与该硬盘适配卡比较，判断是硬 盘适配卡还是硬盘驱动器本身有问题。 观察步进电机端止档销是否卡死，如卡死，用手拨回起始位置。以上几个步骤，用户需要仔细检查、测试、分析，找岀坏的元器件进行修理，或者更换硬盘适配卡。经以上的处理后，只要不是硬盘盘体本身损坏，仅仅是一般性的接插件的接触不良或外电路故障则多数 能够

23、迅速排除。 测电阻法该测量方法一般是用万用表的电阻档测量部件或元件的内阻，根据其阻值的大小或通断情况，分析电路中的故障原因。一般元器件或部件的输入引脚和输岀引脚对地或对电源都有一定的内阻，用普通万用表测 量，有很多情况都会出现正抽电阻小，反向电阻大的情况。一般正向阻值在几十欧姆至100欧姆左右，而反向电阻多在数百欧姆以上。但正向电阻决不会等于0或接近0，反向电阻也不会无穷大，否则就应怀疑管脚是否有短路或开路的情况。当断定硬盘子系统的故障是在某一板卡或几块芯片时，则可用电阻法进行 查找。关机停电，然后测量器件或板卡的通断、开路短路、阻值大小等，以此来判断故障点。若测量硬盘 的步进电机绕组的直流电阻为24欧，则符合标称值为正常；10欧左右为局部短路；0欧或几欧为绕组短路烧毁。硬盘驱动器的扁平电缆信号线常用通断法进行测量。硬盘的电源线既可拔下单测也可在线并测