中盈创信主板供电故障维修.docx
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中盈创信主板供电故障维修
故障主板维修讲解
【项目描述】
从库房领取待修主板,并进行维修工作,认真填写维修记录单,维修后移交到产品已修复区。
【项目分析】
维修过程的核心工作,要熟练运用所学知识,完成目标主板的维修工作。
①、根据测试记录,对故障主板进行维修,针对此问题主板先检查ATX电源
出现故障导致无法触发电路导致的,检测开机电路进行维修;
维修主板注意问题及常用方法和常见故障处理;掌握各种检测工具的使用方法;
②、认真做好维修记录,维修完毕后移交接待部门;接待部门和客户沟通让
用户取回维修好的主板;用户确认修好并签字。
维修过程的文字记录:
对故障进行准确的文字描述、设计并使用过程质
量控制表格;
使用的工具:
数字万用表、中盈创信SOL智能检测平台、SOL仿真测试板、台式机测试卡一套、风枪、烙铁、镊子、焊锡丝、焊邦、螺丝刀一套、电路板清洗剂。
4.1维修由于CPU供电电路故障引起不开机、死机故障
一、CPU供电电路组成
1.CPU供电电路的功能:
主板的CPU供电电路最主要的功能是为CPL提供电能,保证CPU在高频,大电流工作状态下稳定地运行。
同时,由于现在的CPL功耗非常大,从低负荷到满负荷,电流的变化非常大,为了保证CPU能够在减速的负荷变化中,不会因为电流供应不上而无法工作,CPU供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力。
另外,CPU供电电路同时也是主板上信号强度最大的地方,处理得不好会产生串扰效应,而影响到较弱信号的数字电路部分,因此CPU供电部分的电路设计制造要求通常都比较高。
简单来说,CPU供电部分的最终目的就是在CPU电源输入端达到CPU对电压和电流的要求。
2.CPU供电电路的组成:
主板的CPU供电电路主要由电源管理芯片、电感线圈、场效应管(MOSFE管)和电解电容等元器件组成。
(1)电源管理芯片
电源管理芯片主要负责识别CPU供电幅值,产生相应的短矩波,推动后级电路进行功率输出。
常用电源管理芯片的瑾有HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、
KA7500TL494等。
主要电源管理芯片有的是双列直插芯片,而有的是表面贴装式封装,其中
HIP630x系列芯片是比较经典的电源管理芯片,由著名芯片设计公司Intersil
设计。
它支持两/三/四相供电,支持VRM9.0规范,电压输出范围是1.1V-1.85V,能为0.025V的间隔调整输出,开关频率高达80KHz具有电源大、纹波小、内阴小等特点,能精密调整CPU供电电压。
下面发HIP6301为例,讲解电源管理芯片各个引脚的功能。
(2)电感线圈
电感线圉是由导线在铁氧体磁芯环或磁棒上绕制数圈而成,有线圈式、直立式和固态式等到几种。
主板CPU供电电路中的电感中的电感线圈主要包括两种,一种是用来对电流进行滤波的,称为滤波电感;另一种电感线圈是用来储能的。
经和场效应管、电容配合使用来为CPU供电。
另外根据线圈的蓄能的特点,实际电路中通常利用电感和电容组成低通滤波系统,过滤供电电路中的高频杂波,以便向CPU提供干净的供电电流。
(3)滤波电容
CPU供电电路中的电容一般采用的就是大家通常所讲的“普通电容”。
在电路中电容具有“隔直通交”特性,它的作用包括以下几方面:
一是滤波,大部分都用在了直流转换之后的滤波电路中,利用其充放电特性,在储能电感的配合下,将脉冲直流电变成较为平滑的直流电,一般说来大容量电容适用于滤除低频杂波,而小容量电容滤除较高频杂波的效果比较好;三是信号去耦,防止信号在电路间串扰;三是信号耦合,用于将两个电路的直流电位进行隔离时使信号在电路间传送。
在单相供电电路中,电容和电感线圈的规格越高以及场效应管的数量越多,就代表了供电电路的品质越好。
一般情况下,日系的SAN(三洋)、Rubycon(红宝石)、KZG电容比较优秀,台系的TAICONOSTTEAPOCAPXO等品片的电容也可以考虑。
少数高端的超频版主板还会采用化学稳定性极好的固态电容,彻底杜绝了电容爆浆现象的发生。
(4)场效应管
场效庆管是金属氧化物半导体声效应晶体管(MetallicOxideSemiconductorFidldEffectTransistor)的简称,具有开关速度极快、内阻小、输入阻抗高、驱动电流小(0.1uA左右)、热稳定性好、工作电流大、能够进行简单并联等特点,非常适合作为开关管使用。
CPU供电电路中常见的场效应管,通常其两侧的引脚分别为源极(S)和栅极(G),中间的引脚为漏极(D)。
场效应管在供电电路中的作用是在电源管理芯片的脉冲信号的驱动下,不断的导通与截止,然后将ATX电源输出的电能存储在电感中,然后释放给负载。
在主板供电电路中,场效应管的性能和数量。
通常决定着供电电路的性能。
二、CPU供电电路的工作原理
CPU供电电路通常采用PWMF关电源方式供电,即由电源管理芯片根据CPU工作电源需求,向连接的场效应管发出脉冲控制信号,然后控制场效应管的导通和截止,将电能储存在电感中,然后再通过电容滤波后向CPU输出工作电压。
CPU供电的基本原理,当电脑开机后,电源管理芯片在获得ATX的电源输出
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给电源管理芯片。
电源管理芯片再根据CPU勺VID电压,发出驱动控制信号,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源达到CPU
核心供电需求,为CPU提供工作需要的供电。
以上供电原理是所有主板最基本的供电原理,在实际的主板中,根据不同的型号CPU工作的需要,CPU的供电方式又分为许多种,主要有单相供电电路、两相供电电路、三相供电电路、四相供电电路、六相供电电路和多组供电电路等几种。
介绍CPU供电电路的基本常识。
①单相供电电路的组成和原理
CPU电
路主要有PWM芯片,MOSEF管,电感、电容四种元件。
其中的MOSEF管就是一个电子开关(如上图中的K1、K2),只不过开关的频率很高,每秒开关1万到1.5万次。
电感和电容在这里起2个作用,储存电能和滤波。
K1闭合,K2断开。
12V直流电流经过电感给电容充电同时给CPU供电。
电流经过电感的时候,由于电感的阻抗,从电感出来的电压不是12V,是从0V慢慢上
升的。
供给CPU勺电压不会是12V。
电流经过电感是有部分电能转换成磁能存储在电感中。
电容充电也存储电能。
右图是K1断开,K2闭合。
12V供电电源断开。
电感的原正极(+)端经K2与负极接通。
电感把储存的磁能转换成电流释放出来,给电容充电和给CPU供电。
此刻电感成为供电电源。
电感提供的电压是很低的。
前面说到,K1闭合时,12V直流经过电感时,电压是从0V慢慢上升的。
所以K1闭合的时间越长,供给CPU勺电压越高。
控制K1和K2的开关时间就可以把12V电压降到适合CPU的电压。
专业术语叫“占空比”。
K1、K2开关时间是由PWM芯片控制的,PW啲意思就是脉(冲)宽(度)调制。
因为控制K1、K2(MOSEFT开关管)的信号是高电平是闭合(导通),低电平是关开(关断),这种高低电
平信号由于时间很短,就像一个个脉冲。
脉冲的宽度就是时间。
所以叫做脉宽调制。
脉宽调制是现在最常用的电压变换技术。
PC的电源供应器就是利用脉宽调
制把220V的交流电转换成PC用的各种直流低电压。
K1、K2是否还有同时“闭合”或同时“断开”的情况?
同时“断开”是可以的,同时“闭合”是绝对不能允许的,因为同时“闭合”,12V的正极和负极就连接到一起,那就是“短路”了,供电电路要烧毁,CPU也会烧毁。
为了防止出现K1、K2同时“闭合”导通情况出现,K1、K2轮流开关一次,就要同时都“断开”一次。
同时“断开”的时间叫做“死区时间”,因为这段时间K1和K2都不工作,白白消耗电能,所以CPU供电电路的“死区时间”越短,效率就越高,也就越节能。
从上面的原理介绍,我们明确以下3点:
•K1(上MOSEF管,也叫“进”)和K2(下MOSEFT管,也叫“出”)是轮流开关的。
•K1的负担较轻(导通的时间短,关断的时
间长,为了降压),K2的负担最重(导通的时间长,关断的时间短,为了降压),所以K!
一般会用1个,K2会用2个,一般习惯称之为“一进二出”。
•MOSEFT
管的开关频率越高,输出的电流越大,功率也就越高。
供电电路的供电能力首先与每相的供电功率(电流)密切相关,相数的多少取决于单相的供电能力,还要看CPU需要的最大电流。
比如现在的Intel功耗最大的CPU需要125安培电流。
如果每一相可提供40安培,那么4相就足够了。
如果每相能提供20安培,可能需要8相。
这里请注意,“4相就足够了”,并不是指4相供电的总电流就是把每一相的供电电流加在一起。
②多相供电电路结构和原理
E2
PWM芯
片输出1-4相控制信号给4颗驱动芯片,这4颗驱动芯片驱动4组MOSEF轮流“开关”。
下面我们在看看4相供电是如何工作的,一般人都会认为4相是同时
工作的,其实不然,实际上,这些“相”也是轮流工作的,就是说某一时刻,只
有1“相”工作,其他“相”都在休息。
我们看看4相供电的电压波形图
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上图表示出了4个时钟周期的4相供电,在每一个周期里,每1相仅工作1/4周期的时间,在一个周期里,4“相”轮流工作。
控制这些“相”工作时序的也是PWM芯片。
PWM芯片不仅通过脉冲控制MOSEF的“开关”,还控制着4相供电电路的工作时序。
因此,决定供电相数的是PW芯片,当然,也有通过驱动芯片或其他芯片扩展相数的。
所以一般以电感的数量判断供电相数是不准确的。
既
然4相不是同时工作,4相总供电电流就不是简单的把每一相供电电流加在一起。
每一相在工作时都是给电容充电,CPU实际上主要是从电容获取电流。
电容就像水库,库容量越大,存储的电流越多,供电能力越强。
区分供电的“相”就是看这些“相”工作时序是否相同,如果相同的,那么就属于同一相。
比如有两组电感和MOSEFT如果是工作时序不同的,就是两相,如果是工作时序相同的,就是1相(假2相)。
那么供电能力40安培的1相供电,是否可以提供125安培的电流?
从理论上讲只要电容够大,供电电路不断向电容充电,是可以的。
但这是超负载工作,很累,供电电路很难长期承受超负载工作,增加供电相数就是增加向电容充电的充电器,使输入给电容的电流大于输出的电流,减轻1相供电的负担。
从上面的原理介绍,我们明确以下6点:
•无论是几相供电,某一时刻只有1相工作。
•多相供电的实质是减轻单相的负载,提高给电容充电的能力,总电流不是简单的算术相加,相数越多并不代表供电能力高。
•供电电路有一个转换效率的问题,如果转换效率不是很高,那么相数较多的设计其实际供电能力未必会好过相数较少的设计。
•相数较多的设计使布线复杂化,越复杂越容易出毛病,如果解决不好会带来串扰效应(crosstalk),影响主板在极端情况下的稳定性。
•供电元件都有一个可靠性,电容又是寿命最短的元件,而系统总体可靠性则是所有元件可靠性的乘积,元件越多则可靠性越低。
•相数、元件太多只会白白浪费其供电能力,增加制造成本。
CPU供电电路检修流程
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CPU供电电路的故障现象
1、主板无法开机
造成CPU供电电路故障的原因
1、场效应管损坏
2、电源管理芯片损坏
3、滤波电容损坏
如何检修CPU供电路:
1、测Q1的D极5V或12V,他是由ATX电源的红色5V或黄SE12V直接提供。
如果不正常,查电源红线或黄SE线到D极。
如果正常,进行下一步工作。
2、测Q1的G极3~5V控制电压,由电源管理芯片提供,如果正常,场效应管坏,更换场效应管。
如果不正常,把Q1的G极悬空,测电源芯片的输出端电压。
3、测电源芯片输出电压,如果没输出,查电源芯片的供电12V或5V,由ATX电源提供,如果没有供电,查相关线路。
如果有供电,换电源芯片。
4、测PG电源源好5V(电源灰线),如果正常,换电源芯片,如果不正常,更换与电源灰线相连的芯片。
注:
常坏是电源控制芯片和场效应管以及R1限渡电阻,一般CPU供电中15V,主供电会无输出时,电源控制芯片坏的可能性最,如果具有基某中一项输出不正常,则是输出此项的场效应管坏的最多(如Q3的1.5V输出)。
。
一般在1.5,2.5V都有情况,主供电如果没有,一般是Q1或Q2D1损坏比较多。
在有2.5V主供电的情况下,如果1.5V没有,百分之八十是控制1.5V输出场效应管损坏;如果有2.5V不输出的话,与修1.5V同样;如果1.5V,2.5V主供电同时没有,而且电源芯片供电正常时(12V、5V),百分之八十是芯片坏了。
由于主供电电路中的采用的是多项并联的关系,它每单项的供电,单项场效应管损坏,都会导致整个CPU供电电路的不稳定。
所以要检修中不要盲目的去折看供电电路中的场效应管,可用断路法来排除,首先将场效管断开一组,然后再判断其好坏这个就是CPU主供电电路的检修流程。
这就是整个CPU供电电路的检修流程。
CPU不工作,测试卡只跑00、CFC0
FF等。
不能跑到C1
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