主板的作用是把计算机上所有的部件以及外部设备连接在一起配合CPU的工作, 也是计算机硬件系统中最大的一块电路板。而开机电路部分是用户使用最多, 在整个主板故障中, 故障率也是最高的。
主板的开机电路一般由ATX电源插座、南桥芯片、I/O (有的没有) 、门电路、开机键、二极管、三极管、场效应管、开机芯片 (只有华硕、微星等少数主板有专门的开机芯片) 。
不同的主板的开机电路不同, 大致可以分为四类, 即:由有南桥组成的开机电路、由有南桥和逻辑门电路组成的开机电路、由有南桥和I/O芯片组成的开机电路、经过特殊芯片的开机电路。
虽然开机电路分为四种, 但是原理大致相同, 下面就以最常见的南桥组成的开机电路为例讲述其工作原理, 如图1所示。
无论是20根针的或者是24根针的ATX电源内部都可以分为两组;一组是待机电压, 这组电压只要接上市电就会一直工作;另外一组就是电源电压的主要输出部分, 这部分电压只有开机电路正常、其他部件无短路等故障时才会输出。
当电脑主机中的ATX电源连上市电后, 其第9脚开始输出+5VSB电压, 这部分电压去向很多, 在开机电路中一般和CMOS电路、CMOS跳线、南桥芯片、I/O、PWR_SW按键等直接或间接连接, 为他们提供在开机之前需要的各种SB电压。如图所示, 当按下开机键的时候, 其实就是使开机键的两个端点短路, 因为开机键一端接地, 从而使原本是高电平的PW+一下被拉低成低电平当松开开机键之后, PW+信号又从低电平变成了高电平, 这样PW+的电压信号就有了一个从低到高电平的跳变, 这一跳变信号就经过限流电阻送到了南桥PWRBTN#信号端, 从而触发了南桥内部的触发电路, 接着南桥的触发电路就对外输出恒定的高电平信号SLP_S3#, 从而使三极管Q导通。当然也有的南桥芯片内部的触发电路也会输出一个恒定的低电平信号SLP_S3#, 这样的信号不会和三极管Q直接相连接, 而是和一个反相器相 (如HCT14) 连接, 反相器把输出的低电平信号SLP_S3给反相变成高电平和三极管Q的基极连接从而使三极管导通, 原理和第一种情况大致相同。
20根针的ATX电源的第十四引脚 (24根针的ATX电源的第十六引脚) 输出的是电源启动信号PS-ON, 没有启动之前, 此引脚输出大于1.8V的恒定高电平信号 (一般电源都是在4V左右) , 三极管Q集电极直接或间接和20根针的ATX电源的14脚或16脚相连接, 在正常的情况下, Q的集电极会有高电平, 一旦有高电平加载到Q的基极, Q导通的条件就成立, Q导通以后, 因为发射机接地, 所以相当于把ATX电源的电源启动信号对地短路而把PS-ON由原来的高电平拉低到低电平, 从而ATX电源开始对外输出各种电压使主机开始工作。
关机过程和上面的类似, 当按下之后松开开机键, PW+又一次向南桥传送一个由低到高的电平信号, 这个变化的电平信号又一次触发了南桥内部的触发电路, 这样SLP-S3#就会输出一个和上次相反的电平信号, 这个持续的低电平信号直接或间接传送到开机三极管Q的基极, 因为Q基极电压是低电平, 所以不具备导通条件而导致Q的集电极与发射极断开, ATX电源的PS-ON又变成了高电平, 从而ATX电源关闭了对外的各种电压的输出, 从而达到关机的目的。
虽然不同厂家出产的不同类型的主板很多, 但是开机电路的原理基本都是大同小异, 无外乎上述的四种开机类型。
从上面可以看出, 南桥在开机电路中起着关键作用, 这都是建立在南桥能正常工作基础上的, 南桥的功能非常庞大, 结构也非常的复杂, 在这里只探讨南桥在开机电路中能正常工作的工作条件。一般来说南桥在开机电路中的工作条件有三个, 首先是南桥的主供电, 主供电一般是ATX电源的待机电源通过1117或1084三端稳压器稳压以后供给, 电压的范围因不同的南桥芯片类型而不同, 需要多大的电压可以通过三端稳压器的ADJ脚连接不同阻值的电压达到所需要的电压值。其次是实时时钟要正常, 南桥的内部时钟电路连接有一个32.768MHz的晶振, 这个晶振要起振, 起振的条件是两个引脚之间必须有一定的压差, 当然输入频率也要正常, 这样南桥的时钟电路才能正常工作, 最后要有开机触发信号, 这个信号通常由开机排针或门电路提供, 有了正常的开机触发信号, 才能使南桥内部的触发电路工作, 继而才能输出正常的开机信号给开机电路。熟悉了开机电路的工作原理, 开机电路的维修就容易了维修的时候可以按照原理图逐个排查各部分电路的故障。
摘要：开机电路是主板六大电路之中非常重要的部分, 本文主要讨论开机电路的原理, 对于计算机维修技术人员和计算机维护专业学生都有一定帮助和指导意义。
关键词：主板,故障维修,ATX,电源,南桥
[1] 赵理科.看图学修电脑主板[M].人民邮电出版社, 2007, 7.
[2] 张军.主板维修技能实训[M].科技出版社, 2007, 4.
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