李永鋒

（惠州市惠陽(yáng)公路管理局 廣東惠州 516000）

主板開(kāi)機(jī)電路工作原理與常見(jiàn)故障維修分析

李永鋒

（惠州市惠陽(yáng)公路管理局 廣東惠州 516000）

隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)用的不斷普及，計(jì)算機(jī)主板電路的正常運(yùn)行變得越來(lái)越重要。計(jì)算機(jī)主板電路中一個(gè)重要的部分就是開(kāi)機(jī)電路，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響著計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行。本文主要闡述了主板開(kāi)機(jī)電路的工作原理以及常見(jiàn)故障，希望能夠?qū)S修人員產(chǎn)生一定的幫助和指導(dǎo)意義。

主板；電路；南橋；故障；開(kāi)機(jī)

引言

主板開(kāi)機(jī)電路是否正常運(yùn)行對(duì)于計(jì)算機(jī)的開(kāi)啟與關(guān)閉具有決定性的作用，雖然不同的主板具有不同的電路設(shè)計(jì)，但是其工作原理都是基本相同的。為了保證計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行，做好主板開(kāi)機(jī)電路的故障分析和處理是十分重要和必要的。

1 主板開(kāi)機(jī)電路工作原理

1.1 主板開(kāi)機(jī)電路組成

主板的開(kāi)機(jī)電路主要由ATX電源插座、南橋、I／O（有的沒(méi)有）、門電路、開(kāi)機(jī)鍵（PW-ON）和一些電阻、電容、三極管、二極管等元件組成，如圖1所示。

圖1 主板開(kāi)機(jī)電路組成圖

1.1.1 ATX電源接口

ATX電源接口總共由20個(gè)針腳組成，其中第9腳（紫色電源線+5V）和第14腳（綠色電源線+5V）與開(kāi)機(jī)電路有關(guān)。ATX電源工作原理是把電源的第14腳變成0V，電源就開(kāi)始工作。

1.1.2 南橋

南橋內(nèi)部包含一個(gè)觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路直接通向ATX電源插座的第14腳，所以它直接起著控制電源第14腳電壓的作用。南橋內(nèi)部觸發(fā)電路正常工作的條件是：①為南橋提供主供電為+3.3V電壓。②CMOS的跳線帽上提供2.5～3.3V電壓。③提供32.768kHz頻率的時(shí)鐘信號(hào)。只要符合這三個(gè)條件，再由非門電路送給南橋一個(gè)電壓信號(hào)，南橋內(nèi)部的觸發(fā)電路就會(huì)工作，實(shí)現(xiàn)控制電源第14腳的電壓的功能。

1.1.3 門電路

在主板開(kāi)機(jī)電路中使用的門電路主要是74系列非門電路。74系列非門電路一共有14個(gè)針腳，它的第7腳接地第14腳為電源輸入腳（Vcc）直接通向ATX電源插座的第9腳。74系列非門電路的1、3、5、9、13 腳輸入電壓，2、4、6、8、12 腳輸出電壓，且當(dāng)?shù)?l、3、5、9、13 腳輸入的是高電壓時(shí)，第 2、4、6、8、12 腳輸出的是低電壓；當(dāng)?shù)?1、3、5、7、9、13 腳輸入的是低電壓時(shí)，第 2、4、6、8、12 腳輸出的是高電壓。

1.1.4 I/O芯片

在支持Pentium 4 CPU的主板中，開(kāi)機(jī)電路是由I/O芯片內(nèi)部的門電路控制電源的第14腳的，所以Pentium 4主板的開(kāi)機(jī)電路應(yīng)該在I/O芯片內(nèi)部。

1.1.5 開(kāi)機(jī)鍵（PW-ON）

開(kāi)機(jī)鍵在主板開(kāi)機(jī)電路中的作用是向非門電路或I/O芯片中的門電路提供一個(gè)觸發(fā)信號(hào)（低電平），用來(lái)觸發(fā)主板開(kāi)機(jī)電路工作，最終實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)。主板的開(kāi)機(jī)鍵一般一端接地，另一端連接電源的第9腳，再連接到門電路或I/O芯片或南橋。

1.2 主板開(kāi)機(jī)電路工作原理

由于主板廠商的設(shè)計(jì)不同，主板開(kāi)機(jī)電路會(huì)有所不同，但基本電路原理相同，即經(jīng)過(guò)主板開(kāi)機(jī)鍵觸發(fā)主板開(kāi)機(jī)電路工作，開(kāi)機(jī)電路將觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行處理，最終向電源第14腳發(fā)出低電平信號(hào)，將電源的第14腳的高電平拉低，觸發(fā)電源工作，使電源各引腳輸出相應(yīng)的電壓，為各個(gè)設(shè)備供電。主板開(kāi)機(jī)電路的工作條件是：為開(kāi)機(jī)電路提供供電、時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，具備這三個(gè)條件，開(kāi)機(jī)電路就開(kāi)始工作。其中供電由ATX電源的第9腳提供，時(shí)鐘信號(hào)由南橋的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路提供，復(fù)位信號(hào)由電源開(kāi)關(guān)、南橋內(nèi)部的觸發(fā)電路提供。下面主要闡述經(jīng)過(guò)南橋的開(kāi)機(jī)電路的詳細(xì)工作原理：

經(jīng)過(guò)南橋的開(kāi)機(jī)電路的電路原理圖如圖2所示。圖2中，1117為穩(wěn)壓三極管，作用是將電源的SB5V電壓變成+3.3V電壓，Q21為三極管，它的作用是控制電源第14腳的電壓，當(dāng)它導(dǎo)通時(shí)，電源第14腳的電壓變?yōu)榈碗娖健?/p>

圖2 南橋的開(kāi)機(jī)電路的電路原理圖

當(dāng)電腦的主機(jī)通電后，ATX電源的第14腳輸出+5V電壓，ATX電源的第14腳通過(guò)一個(gè)末級(jí)控制三極管和一個(gè)二極管連接到南橋的觸發(fā)電路中，由于南橋內(nèi)部的觸發(fā)電路沒(méi)有工作，三極管Q21的b極為低電平，三極管Q21處于截止。同時(shí)ATX電源的第9腳輸出+5V待命電壓。+5V待命電壓通過(guò)穩(wěn)壓三極管（1117）或電阻后，產(chǎn)生+3.3V電壓，此電壓分開(kāi)成兩條路，一條直接通向南橋內(nèi)部，為南橋提供主供電，而另一條通過(guò)二極管或三極管，再通過(guò)CMOS的跳線針（必須插上跳線帽將它們連接起來(lái)）進(jìn)入南橋，為CMOS電路提供供電，這時(shí)南橋外的32.768kHz晶振向南橋提供32.768kHz頻率的時(shí)鐘信號(hào)。另外，ATX電源第9腳連接到電源開(kāi)關(guān)的其中一個(gè)針腳上（電源開(kāi)關(guān)的另一個(gè)針腳接地），再連接到南橋的觸發(fā)電路中，此時(shí)開(kāi)機(jī)鍵的電壓為高電平。在按下電源開(kāi)關(guān)鍵的瞬間，開(kāi)機(jī)鍵的電壓變?yōu)榈碗娖?，南橋?nèi)部的觸發(fā)電路沒(méi)有工作。在松開(kāi)開(kāi)機(jī)鍵的瞬間，開(kāi)機(jī)鍵的電壓變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)開(kāi)機(jī)鍵的電壓由低變高，向南橋內(nèi)部的觸發(fā)電路輸送一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，南橋內(nèi)部的觸發(fā)電路被觸發(fā)。這時(shí)觸發(fā)電路向三極管Q21輸出高電平，三極管Q21導(dǎo)通，由于三極管的e極接地，因此ATX電源第14腳的電壓由高電平變?yōu)榈碗娖?，ATX電源開(kāi)始工作，電源的其他針腳分別向主板輸送相應(yīng)電壓，主板處于啟動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)關(guān)閉計(jì)算機(jī)時(shí)，在按下開(kāi)機(jī)鍵的瞬間，開(kāi)機(jī)鍵的電壓再次變?yōu)榈碗娖剑蠘騼?nèi)部的觸發(fā)電路沒(méi)有被觸發(fā)。在松開(kāi)開(kāi)機(jī)鍵的瞬間，開(kāi)機(jī)鍵的電壓變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)南橋內(nèi)部的觸發(fā)電路被觸發(fā)，這時(shí)觸發(fā)電路向三極管Q21輸出低電平，三極管Q21截止，這時(shí)ATX電源第14腳的電壓又變?yōu)楦唠娖?，ATX電源停止工作，主板處于停止?fàn)顟B(tài)。

2 主板開(kāi)機(jī)電路常見(jiàn)故障解決方法

主板開(kāi)機(jī)電路常見(jiàn)故障如下：

2.1 故障1

2.1.1 故障表現(xiàn)

當(dāng)按下主機(jī)電源開(kāi)關(guān)時(shí)，不開(kāi)機(jī)，主機(jī)指示燈不亮。

2.1.2 故障分析

造成這種故障的原因主要有三方面：①電源插板中沒(méi)電；②電源損壞，三是主板開(kāi)機(jī)電路故障。

2.1.3 解決方法

首先排除電源插板的因素。接著檢測(cè)電源，電源可能是第9腳輸出的SB5V電壓太低，導(dǎo)致主板開(kāi)機(jī)電路無(wú)法工作?？梢杂萌f(wàn)用表通過(guò)空載測(cè)試SB5V電壓，一般小于4.5V電壓可能有問(wèn)題，然后再帶載測(cè)試SB5V電壓，如果電壓被拉得太低，很有可能是因?yàn)殡娫撮L(zhǎng)期使用，帶載能力降低。這時(shí)需查電源內(nèi)部的7805芯片和電容是否正常。最后檢查主板開(kāi)機(jī)電路的原因：第1步檢測(cè)主板CMOS跳線是否安裝正確。第2步測(cè)量給南橋供電的穩(wěn)壓器1117輸出的電壓是否是3.3V，如不是則可能是穩(wěn)壓器1117損壞，更換即可。第3步測(cè)量電源開(kāi)關(guān)上的電壓是否為3.5V左右，如不是則檢測(cè)電源插座的第9腳到電源開(kāi)關(guān)之間線路中的故障元器件。第4步檢測(cè)主板上實(shí)時(shí)時(shí)鐘晶振和諧振電容是否正常，可以測(cè)量晶振兩腳對(duì)地阻抗，晶振對(duì)地阻抗應(yīng)基本一致，若相差太大則晶振或諧振電容有問(wèn)題，先測(cè)兩個(gè)諧振電容是否正常，若正常則晶振損壞，更換晶振即可。第5步測(cè)量在按電源開(kāi)關(guān)鍵時(shí)，開(kāi)機(jī)電路中的門電路輸出電壓有無(wú)變化，如沒(méi)有變化，則門電路損壞，更換門電路。第6步測(cè)量在按下松開(kāi)電源開(kāi)關(guān)時(shí)，電源第14腳連接的三極管的b極電壓是否變成高電平，如沒(méi)有變，則南橋或I/O損壞，另外如b極變?yōu)楦唠娖剑又鴾y(cè)量三極管和二極管是否損壞，如損壞則更換損壞元器件。

2.2 故障2

2.2.1 故障現(xiàn)象

電腦開(kāi)機(jī)后，過(guò)幾秒鐘就自動(dòng)關(guān)機(jī)。

2.2.2 故障分析

電腦能開(kāi)機(jī)，說(shuō)明開(kāi)機(jī)電路被觸發(fā)，向電源第14腳發(fā)送了高電平使電源第14腳連接的三極管導(dǎo)通，電源第14腳的電壓被拉低。而過(guò)幾秒又自動(dòng)關(guān)機(jī)，說(shuō)明開(kāi)機(jī)電路又被觸發(fā)，向電源發(fā)出低電平信號(hào)。而開(kāi)機(jī)電路的觸發(fā)信號(hào)一般是由開(kāi)機(jī)電路中的門電路發(fā)送的，所以可能是門電路損壞。

2.2.3 解決方法

用萬(wàn)用表測(cè)量開(kāi)機(jī)電路中門電路的輸入輸出腳，發(fā)現(xiàn)參與開(kāi)機(jī)的門電路不能正常輸入高低電平，說(shuō)明是門電路的故障，更換相同型號(hào)的門電路，故障排除。注意造成這種故障也有可能是電路中的某一電容損壞，所以如果開(kāi)機(jī)電路中的門電路沒(méi)有損壞，接著要檢查開(kāi)機(jī)電路中的所有電容，直到找到出故障器件。

2.3 故障3

2.3.1 故障表現(xiàn)

電腦在接上電源線后就自動(dòng)開(kāi)機(jī)，但無(wú)法關(guān)機(jī)。

2.3.2 故障分析

電腦開(kāi)機(jī)的條件是電源第14腳連接的三極管導(dǎo)通，將電源第14腳接地變成低電平。這臺(tái)電腦接上電源線后就自動(dòng)開(kāi)機(jī)，說(shuō)明電源第14腳連接的三極管在按開(kāi)機(jī)鍵前就已經(jīng)導(dǎo)通，而三極管的b極在觸發(fā)前導(dǎo)通的情況可能是三極管內(nèi)部發(fā)生了短路，而如果三極管發(fā)生了短路，將使電源第14腳一直處于低電平狀態(tài)，所以電源一直保持工作狀態(tài)，計(jì)算機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī)。

2.3.3 解決方法

將三極管拆下，更換一個(gè)型號(hào)相同的三極管即可。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)主板中一個(gè)非常重要的電路就是開(kāi)機(jī)電路，開(kāi)機(jī)電路產(chǎn)生故障的幾率是非常大的，嚴(yán)重影響著計(jì)算機(jī)的正常工作。因而必須掌握開(kāi)機(jī)電路的基本組成和工作原理，才能夠比較熟練的了解產(chǎn)生的故障，做好電路的維修，從而提高維修效率，保證計(jì)算機(jī)的正常工作。

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TP307

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1004-7344（2016）08-0287-02

2016-3-2

李永鋒（1981-），男，助理工程師，本科，主要從事行政管理工作。