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电脑主板供电故障的分析

       卜八电脑最全问题故障中心(http://puiba.com):电脑主板供电故障的分析,可能还有很多网友不太清楚主板供电故障,下面小编给大家分享一篇关于电脑主板供电故障的分析介绍,希望可以给大家一些帮助或建议。

  电脑主板供电故障的分析:

  内存供电方式有调压式供电或开关电源式供电。现已调压式供电为例具体解析内存供电故障:

  1、检测场效应管是否被击穿,若击穿则更换。

  2、若场效应管未被击穿,测场效应管的S极有无电压输出,若无,检测场效应管的D极有无3.3V或5V电压输入,若有,检测场效应管的栅极有无3-5V控制电压,若有,则场效应管坏,若无,检测LM358的12V供电是否正常,若正常则检查电源插座到LM358芯片的正相输入端(第五脚)之间的元器件故障(如分压电阻、WL431等),若输入端正常,则LM358损坏。

  3、无论是内存供电电路,还是CPU供电电路,若有场效应管击穿,最好同时更换滤波电容,或对电容进行严密检测,以防漏电,造成场效应管再次击穿。

  4、滤波电容变质或电源管理芯片输出电压偏低,会造成找不到内存或出现蓝屏、死机、花屏、黑屏。 5、内存插反会造成内存供电路烧毁。

  CPU供电电路

      为了降低CPU制造成本,CPU核心电压变得越来越低,于是把ATX电源供给主板的12V、5V和3.3V直流电通过CPU的供电电路来进行高直流电压到低直流电压转换。
(1)CPU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供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力,同时干扰少。CPU供电电路使用开关电源,该电源由控制(电源管理)芯片、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,振荡产生相应的矩形波,推动后级电路进行功率输出(控制芯片的型号常见有:HIP630l、CS5301、TL494、FAN5056等),场效应管起开关控制作用,电感线圈和电解电容起滤波作用。主板的CPU供电电路框图如图1所示。
主板的CPU供电电路框:

       开机后,当控制芯片获得ATX电源输出的+5V或+12V供电后,为CPU提供电压,接着CPU电压自动识别引脚发出电压识别信号VID给控制芯片,控制芯片通过控制两个场效应管导通的顺序和频率,使其输出的电压与电流达到CPU核心供电要求,为CPU提供工作需要的供电。CPU的供电方式又分为许多种,有单相供电电路、两相供电电路、多相供供电电路。
(2)CPU供电电路原理
       图2是主板上CPU核心供电电路的简单示意图,其实就是一个简单的开关电源。+12V是来自ATX电源的输入,通过一个由电感线圈L1和电容C1组成的滤波电路,然后进入两个开关管(场效应管)组成的电路,此电路受到PMW控制芯片控制(可以控制开关管导通的顺序和频率,从而可以在输出端达到电压要求)部分的输出所要求的电压和电流,再经过L2和C2组成的滤波电路后,基本上可以得到平滑稳定的电压曲线,这就是“多相”供电中的“一相”,即单相。
CPU核心供电电路的简单示意图:

☆实际CPU单相供电电路举例。
       实际CPU单相供电电路:
图3为实际CPU单相供电电路,它由电源控制芯片FAN5056、场效应管、电感线圈和电解电容等元件组成。FAN5056负责识别CPU供电幅值,振荡产生相应的矩形波,Q64、Q66起开关控制作用,L11、EC34等起滤波作用。

      随着晶体管加工工艺的进步,CPU的工作电压在不断的降低,而CU的功耗随着频率的提升却不断提高,如果CPU的最大工作电流大于50A,为了给CPU提供稳定的供电,主板需要使用多相供电来满足CPU工作的需求,同时由于分流的作用使得每路场效应管的负担减轻,从而降低了供电电路的温度,使主板运行更加稳定。两相供电电路的工作原理与单项供电的工作原理大致相同,只是两相供电电路中,每相之间是有相位差的,相位差的大小为90度。三相、四相供电电路的工作原理与上述供电的工作原理也大致相同,只是三相、四相供电电路中,每相之间的相位差更小,电路输出的电压波形更加平滑。

(3)造成主板供电电路故障的原因
      CPU供电电路故障使CPU不能正常工作,如开机后黑屏、启动或使用过程中死机。常见原因有限流电阻坏;场效应管损坏;滤波电容变形或被击穿;主电源控制芯片损坏;从电源控制芯片损坏等。

(4)供电电路故障测试点
       ①测量场效应管供电是否正常;接着检查S极是否有电压输出,如果场效应管损坏,将导致CPU主供电没有电压输出,造成不能开机,所以在维修时检查所有场效应管是否正常是首选。
      ②测量控制芯片供电脚位电压,以确定该电路各部分供电是否正常;接着检查控制芯片的输出端有无电压以及PG引脚的电压5V是否正常。如果无输出电压信号,则该芯片损坏,
      ③电容损坏等也可能导致无法正常提供供电或主板工作不稳定,因此电容好坏也需判别。 

 
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。
  (1)内存供电电路组成及工作原理
       内存供电电路一种是开关电源供电方式,其供电方式和CPU供电电路的原理比较相似,另一种是采用低压差线性调压芯片组成的调压电路进行供电的方式,这里主要介绍低压差线性调压芯片组成的调压电路。
调压方式的内存供电电路主要由双运算放大器LM358、场效应管、电阻和电容等组成,如图4所示。LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,能够分别独立地输出标准1.5V~3.3V电压,它通过电压跳线设置或改变电阻R1、R2、R3就可以任意地调整输出电压,R5作负反馈用。它的供电稳压过程如下: 
DDR内存供电电路:

       通电后的瞬间LM358的输出端输出高电平,此高电平直接加在场效应管Q的G极,G极的高电平使场效应管导通,同时场效应管的S极开始有电流输出,图中A点的电压开始升高。

        在A点电压升高的同时,LM358会将反相输入端电压(-)与同相输入端电压(取样电压)进行比较,如果反相输入端电压比同相输入端电压低,LM358的输出端电压继续升高,直到LM358的反相输入端电压与同相输入端电压一致时,这时LM358保持稳压状态。
当内存开始工作(如存取数据等),负载加重,电流变大,LM358的反相输入端(-)的电压变低,LM358的同相输入端(+)的电压不变,这样LM358的输出端电压变高,场效应管导通变大,A点的电压将升高,直到与LM358同相输入端电压(取样电压)一致,保持供给内存的电压稳定。
当内存存取数据结束,停止工作,负载减小,电流变小,LM358的反相输入端(-)的电压也升高,而LM358的同相输入端(+)的电压不变,这样LM358的输出端电压变低,场效应管导通变小,A点的电压将下降,直到与LM358同相输入端电压(取样电压)一致,保持供给内存的电压稳定。

(2)内存供电电路故障测试点:
①测量芯片LM358供电脚位以及场效应管D极是否有5V或3.3V电压,以确定该电路各部分供电是否正常。
②测量场效应管s极是否有电压输出,如果有电压输出,说明场效应管正常,接着检测场效应管连接的滤波电容是否损坏,如果损坏则更换损坏元器件
③测量芯片LM358的输出端有无电压,如果无电压信号,则该芯片损坏,这样它将无法控制场效应管工作,无法为内存提供供电。

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