笔记本电脑供电电路故障的诊断方法.docx

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笔记本电脑供电电路故障的诊断方法

笔记本电脑供电电路故障的诊断方法

笔记本电脑的主板供电电路是笔记本电脑不可或缺的一部分，其出现问题通常会导致不能开机、自动重启以及死机等种种故障现象的产生。

学习笔记本电脑主板供电电路故障的诊断与排除，首先应掌握其基本工作原理，其次要对主板供电电路出现问题后导致的常见故障现象进行了解，最后要不断总结和学习主板供电电路的检修经验和方法。

1笔记本电脑主板供电电路基本知识

笔记本电脑主板的供电方式有两种，一种是笔记本电脑采用的专用可充电电池供电，另一种是能够将220V市电转换为十几伏或二十几伏供电的电源适配器供电。

笔记本电脑的专用可充电池提供的供电电压通常要低于电源适配器的输入供电电压。

无论是笔记本电脑的专用可充电电池还是电源适配器，其输入笔记本电脑主板上的供电并不能被所有芯片、电路以及硬件设备等直接采用，这是因为笔记本电脑主板上的各部分功能模块和硬件设备对电流和电压的要求不同，其必须经过相应的供电转换后才能被采用。

所以，笔记本电脑主板上的各种供电转换电路，成为了笔记本电脑不可或缺的一部分。

同时，笔记本电脑的主板供电电路出现问题后，就会导致不能开机、自动重启以及死机等种种故障现象的产生。

学习笔记本电脑主板供电电路故障的诊断与排除方法，必须首先掌握其工作原理和常见故障现象，这样才能够在笔记本电脑的检修过程中做到故障分析合理、故障排除迅速且准确。

1.1笔记本电脑主板供电机制

笔记本电脑主板上的供电转换电路主要采用开关稳压电源和线性稳压电源两种。

开关稳压电源是笔记本电脑主板中应用最为广泛的一种供电转换电路。

笔记本电脑主板上的系统供电电路、CPU供电电路、芯片组供电电路以及内存和显卡供电电路中，都广泛采用了开关稳压电源。

开关稳压电源利用现代电子技术，通过电源控制芯片发送控制信号控制电子开关器件（如场效应管）的“导通”和“截止”，对输入供电进行脉冲调制，从而实现供电转换以及自动稳压和输出可调电压的功能。

笔记本电脑主板上应用的开关稳压电源电路通常由电源控制芯片、场效应管、滤波电容器、储能电感器以及电阻器等电子元器件组成。

电源控制芯片是开关稳压电源电路中的供电电压转换控制元器件，场效应管和储能电感器是电路中的电压转换执行元器件，电路中的电容器主要起到滤波的作用。

线性稳压电源具有噪声小、反应快、结构简单、发热量低、成本低以及体积小等特点，笔记本电脑的待机电路、内存供电电路以及芯片组供电电路中都广泛采用了线性稳压电源，为其提供一路或多路供电。

线性稳压电源电路通常由线性稳压器芯片、电容器、电阻器等较少的电子元器件组成，当内存供电电路中采用线性稳压电源为其提供基准电压时，其通常被设计在主板的内存插槽附近；而当芯片组供电电路中采用线性稳压电源为其提供某一路供电时，其通常被设计在主板芯片组的周围。

1.2保护隔离电路与充电控制电路工作机制

1．基本知识

（1）保护隔离电路

保护隔离电路是笔记本电脑主板供电电路的重要组成部分，其连接电源适配器和可充电电池形成两路笔记本电脑主板的外部供电，并选择将其中一路供电输送到主板各种供电电路中。

保护隔离电路的主要作用是切换笔记本电脑的供电方式，选择是采用电源适配器供电还是采用可充电电池供电，并提供一定的保护功能。

切换笔记本电脑的供电方式是指，当笔记本电脑有电源适配器供电且正常时，保护隔离电路会选择由电源适配器为笔记本电脑的主板输送供电。

当没有电源适配器供电接入或电源适配器供电异常时，保护隔离电路会选择由笔记本电脑的可充电电池供电。

笔记本电脑的保护隔离电路通常由场效应管、电阻器、电容器、三极管、充电控制芯片等电子元器件组成。

保护隔离电路的供电切换功能主要通过电路中的场效应管等电子元器件的开关功能实现。

场效应管等电子元器件具有在导通时允许电流通过，在其截止时不允许电流通过的特性。

利用场效应管等具有开关功能的电子元器件的这一特性，再通过电路中充电控制芯片的控制作用，便可实现保护隔离电路的供电切换功能。

保护隔离电路中的充电控制芯片除了具有控制场效应管等电子元器件导通与截止的功能外，还具有监控、检测电路中电压和电流是否正常的功能。

当外部输入供电异常时，保护隔离电路会切断输入供电，从而达到保护后级电路的作用。

不同厂家和型号的笔记本电脑，其保护隔离电路在设计上有一定的区别，上述只是其基本原理，而在笔记本电脑的故障检修过程中，应根据电路图做更进一步的具体分析。

（2）充电控制电路

充电控制电路也是笔记本电脑主板供电电路的重要组成部分，其主要作用是将电源适配器的输入供电转换为可充电电池的充电电源。

笔记本电脑充电控制电路的核心元器件是充电控制芯片，其控制着笔记本电脑可充电电池的充电过程。

笔记本电脑的充电控制电路通常由充电控制芯片、场效应管、电容器、电感器以及电阻器等电子元器件组成，其属于开关稳压电源电路。

充电控制电路中的场效应管接受上级电路的供电，而充电控制芯片可以控制电路中场效应管的导通和截止。

电感器在电路中主要起到储能的作用。

电容器在电路中主要起到滤波的功能。

充电控制电路对电源适配器的输入供电进行转换之后，输出笔记本电脑可充电电池在充电时所需要的电压和电流。

同时，充电控制芯片还可以对充电过程进行检测和监控，防止可充电电池损坏。

笔记本电脑的保护隔离电路和充电控制电路出现问题，将导致笔记本电脑不能正常开机启动、可充电电池不能正常充电等故障。

2．电路分析

充电控制芯片是笔记本电脑保护隔离电路和电池充电控制电路的核心，对整个电路的工作过程具有检测、控制等作用。

下面以ISL6251充电控制芯片为例，具体阐述笔记本电脑保护隔离电路和充电控制电路的基本工作原理。

ISL6251充电控制芯片是一款高度集成的电池充电控制器，其不仅可以控制笔记本电脑的电池充电过程，还能够通过控制外部连接的场效应管实现切换电源适配器和可充电电池两种供电的功能。

ISL6251充电控制芯片具有精确的充电电流限制功能，其充电电压精度可达到±0.5%（-10℃～100℃，从而保证电池充电过程的安全性，并延长可充电电池的使用寿命，如图1所示为ISL6251充电控制芯片的引脚图和内部功能框图。

ISL6251充电控制芯片被广泛应用于笔记本电脑主板的保护隔离电路和充电控制电路中，如图2所示为以ISL6251充电控制芯片为核心的笔记本电脑保护隔离电路和充电控制电路的电路图。

如图2所示，电路中的场效应管PQ6和场效应管PQ34在电路中主要起到供电切换功能。

当有电源适配器插入且正常时，场效应管PQ6导通，笔记本电脑的主板由电源适配器供电。

当没有电源适配器供电或电源适配器供电不正常时，场效应管PQ34导通，笔记本电脑的主板由可充电电池供电。

ISL6251充电控制芯片第19引脚和第20引脚连接电路中的电阻器PR152，用于检测电源适配器的输入电流是否正常。

ISL6251充电控制芯片的第14引脚和第17引脚连接电路中的场效应管PQ31和场效应管PQ29，通过输出驱动控制信号控制这两个场效应管的导通和截止。

而场效应管PQ29的供电则来自电源适配器的输入供电。

电感器PL5在电路中主要起到储能的作用。

电容器PC103、PC105、PC106在电路中主要起到滤波功能。

ISL6251充电控制芯片的第21引脚和第22引脚连接电阻器PR151，主要用于检测电池的充电电流是否存在异常。

电源适配器的输入供电经过充电控制电路中的场效应管、电感器和电容器的供电转换后，为可充电电池充电，整个过程由充电控制芯片控制。

1.3待机电路和系统供电电路工作机制

1．基本知识

（1）待机电路

笔记本电脑的待机电路是笔记本电脑在待机状态下，能够提供3.3V和5V供电的主板供电电路。

当笔记本电脑的主板有电源适配器或可充电电池接入时，待机电路就已经开始工作。

待机电路将保护隔离电路输出的十几伏供电转换为3.3V和5V的待机供电，输送给主板上的芯片组、EC芯片、主机电源开关键等各种需要待机电压的芯片、电路和相关设备，为笔记本电脑的开机做好准备。

常见的待机电路可由线性稳压器芯片、电容器和电阻器等电子元器件组成，也可以由电源控制芯片、场效应管、电容器、电感器和电阻器等电子元器件组成。

在待机电路的设计上，不同厂商和型号的笔记本电脑也是有一定区别的，在具体的笔记本电脑检修过程中，可根据故障笔记本电脑的上电时序判断、分析其待机电路的构成及其输出的供电。

笔记本电脑的待机电路是笔记本电脑能够正常启动的基础，在很多笔记本电脑的检修过程中，都需要首先对待机电路进行检测，以确定故障原因的范围。

所以，掌握待机电路的工作原理是十分重要的。

（2）系统供电电路

笔记本电脑的系统供电电路也是笔记本电脑主板上十分重要的供电转换电路，与待机电路不同的是，系统供电电路是在笔记本电脑开机过程以及运行过程中，为笔记本电脑的各种芯片、电路以及相关硬件设备提供3.3V和5V的供电。

笔记本电脑的系统供电电路开始正常工作后，会将保护隔离电路输送的十几伏供电转换为3.3V和5V的系统供电。

笔记本电脑主板上的很多芯片、电路和相关设备都需要这两种供电才能正常运行。

笔记本电脑的系统供电电路通常采用开关稳压电源电路，其主要由电源控制芯片、场效应管、电容器、电阻器和电感器等电子元器件组成。

一台笔记本电脑的待机电路和系统供电电路的关系是十分密切的，在很多情况下都需要先认清待机电路的结构和原理，才能进一步分析该笔记本电脑的系统供电电路。

笔记本电脑的待机电路和系统供电电路是笔记本电脑的开机过程和正常运行的基础，这两种电路内的电子元器件损坏或出现虚焊、脱焊等问题时，通常会造成笔记本电脑不能正常开机启动以及自动重启等故障。

2．电路分析

（1）线性稳压电源型的待机电路

如图3所示为LP2951和G913两个线性稳压器组成的笔记本电脑待机电路图。

从保护隔离电路输出的十几伏供电DCBATOUT由线性稳压器LP2951的第8引脚输入，经过芯片内部电路的转换后，从其第1引脚输出名为5VAUXS5的5V待机供电，提供给笔记本电脑在待机状态下需要5V待机电压的芯片、电路和相关设备。

5VAUXS5的5V待机供电输出后，会通过线性稳压器G913的第3引脚进入该芯片内部，经过线性稳压器G913内部电路的转换后，会输出一个名为3D3VAUXS5的3.3V待机供电，提供给笔记本电脑在待机状态下需要3.3V待机电压的芯片、电路和相关设备。

从电路图中可以看出，待机电路将保护隔离电路提供的十几伏供电转换为5V和3.3V的待机供电，整个转换过程的核心是电路中的线性稳压器。

同时也可以看出，线性稳压电源类型的待机电路结构简单，而且所需的电子元器件数量非常少。

（2）开关稳压电源型的待机电路和系统供电电路

ISL6237电源控制芯片是一款多功能、高集成和高效率的电源控制芯片，被广泛应用于笔记

本电脑主板的供电电路中。

ISL6237电源控制芯片具有输入电压幅度宽（5.5～25V）、软启动和软停止、热关断、双固定1.05V/3.3V和1.5V/5.0V输出或可调0.7～5.5V和0.5～2.5V输出等特点，如图4所示为ISL6237电源控制芯片的引脚图和内部功能框图。

ISL6237电源控制芯片内部集成脉冲宽度调制（PWM）控制器和线性稳压器，可用于驱动后级电路输出3.3V和5V供电，如图5所示为ISL6237电源控制芯片的应用电路图

ISL6237电源控制芯片的第4引脚是芯片内部线性稳压器信号开启端。

当第4引脚得到高电平的开启信号后，ISL6237电源控制芯片内部的线性稳压器功能模块开始工作，之后从ISL6237电源控制芯片的第7引脚输出名为VL的供电，VL供电主要为ISL6237电源控制芯片的相关引脚以及相关电路提供电源。

ISL6237电源控制芯片的第14引脚和第27引脚的EN1端和EN2端是ISL6237电源控制芯片内部电路的信号开启端，当这两个引脚得到高电平的启动信号后，ISL6237电源控制芯片内部电路开始工作，并输出相关控制信号，驱动后级电路相关电子元器件开始进入工作状态。

ISL6237电源控制芯片的第15引脚和第18引脚输出的控制信号主要用于驱动电路中的场效应管PQ13和场效应管PQ33，然后经过后级电路中的储能电感PL6以及滤波电容，最终将保护隔离电路提供的供电转换为5V待机供电，输送给需要5V待机电压的芯片、设备和相关电路。

ISL6237电源控制芯片的第26引脚和第23引脚输出的控制信号用于驱动场效应管PQ14和场效应管PQ30，然后经过后级电路中的储能电感PL4以及滤波电容，最终将保护隔离电路提供的供电转换为3.3V待机供电，输送给需要3.3V待机电压的芯片、设备和相关电路，如主机电源开关键、EC芯片、RTC电路等。

在笔记本电脑开机和运行过程中，ISL6237电源控制芯片及其相关电路输出的3.3V和5V供

电，在相关信号的控制下，通过相关电路转换为3.3V和5V的系统供电，提供给需要3.3V和5V供电的芯片、设备和相关电路，如芯片组等，如图6所示为待机供电在开机后转换为系统供电的电路图。

1.4CPU供电电路工作机制

1．基本知识

CPU是笔记本电脑的核心，保证其能够正常工作的供电电路的重要性不言而喻。

由于CPU是集成度和复杂度非常高的硬件，且工作条件比较苛刻。

所以CPU供电电路也是主板供电电路中设计要求最高的供电电路，同时也是故障率较高的电路之一。

笔记本电脑的CPU供电可分为核心供电和辅助供电等几种，CPU核心供电电路通常位于主板的CPU插槽附近。

CPU是笔记本电脑内功耗最高的芯片之一，特别是其核心供电具有供电电压相对较低但供电电流相对较大的特点。

早期的CPU供电通常采用单相供电电路，但随着CPU性能的增强和工作条件的改变，目前的CPU供电电路都为多相供电电路。

在多相供电电路中，每个相既相对独立但又相互对称，每一个单相产生的电流最终汇聚到一起为CPU核心提供低电压、大电流的供电。

笔记本电脑的CPU供电电路采用开关稳压电源电路，通常由电源控制芯片、场效应管、电感器、电容器、电阻器等电子元器件组成。

部分CPU供电电路中还设计有场效应管驱动器，以求更好地驱动电路稳定运行。

场效应管驱动器又称从电源控制芯片或驱动IC，具有信号放大和耐高压等特点，主要用于更好地驱动电路中的场效应管。

2．电路分析

目前，笔记本电脑CPU的供电可分为CPU核心供电、CPU内集成的显示核心供电和辅助供电三个部分，如图7所示为Intel笔记本电脑的CPU供电连接电路图。

如图7a所示，＋CPUCORE供电为CPU的核心供电，其通常由位于主板CPU插槽附近的CPU供电电路提供。

如图7b所示，+GFXCORE供电为CPU内集成的显示核心的供电，此供电也通常由独立的开关稳压电源电路提供。

如图7。

所示为CPU的接地电路连接，对于功耗较高的CPU来说，采用数目较多的接地线

可有效保证CPU运行的安全性和稳定性

从图7可以看出，CPU正常工作时需要电压和电流不同的多种供电，才能够保证CPU内集成的各功能模块稳定地工作。

CPU所需的各种供电，有的是由专门的开关稳压电源电路提供，有的则是通过其他供电电路转换而来，下面具体介绍几种重要的CPU供电电路。

（1）CPU核心供电电路

CPU核心供电电路为笔记本电脑的CPU提供核心供电的电路，为开关稳压电源电路，其通常由电源控制芯片、场效应管、电感器、电容器和电阻器等电子元器件组成，其中电源控制芯片是电路的核心，不仅对电路具有驱动和控制作用，还有检测、监控和保护的功能。

电源控制芯片通过相关引脚的电路连接，可以监测供电电路输出的电压和电流变化，从而保证输送给CPU的电流和电压的稳定性。

当供电电路异常时，电源控制芯片可关闭电路输出，从而对整个电路和CPU进行保护。

电源控制芯片通过相关引脚输出控制信号，控制电路中场效应管的导通和截止，从而将上级供电电路提供的供电转换为CPU的核心供电。

与固定电压输出的供电电路有所区别的是，CPU核心供电的电压值是动态变化的，这就需要CPU核心供电电路中的电源控制芯片首先应了解CPU所需的供电电压，然后再驱动供电电路产生CPU所需的供电。

CPU与电源控制芯片之间通过VID技术传递供电信息。

VID技术是一种电压识别技术，CPU上的VID引脚输出编码信号给CPU供电电路中的电源控制芯片。

电源控制芯片内部的相关功能模块会对CPU传送的编码信号进行解码，从而得到CPU需要的供电信息。

根据CPU传送的供电信息，电源控制芯片会驱动后级电路，从而输出CPU所需要的供电。

TPS51621电源控制芯片是一款可用于CPU和GPU核心供电电路的降压控制器，具有外部连接简单、输入电压范围广等特点，其内部集成的MOSFET驱动器能够有效驱动电路中的场效应管。

TPS51621电源控制芯片还具有电流限制和电压保护功能，如图8所示为TPS51621电源控制芯片的应用电路图。

如图8所示，图中TPS51621电源控制芯片的第14引脚、第15引脚、第16引脚、第17引脚、第18引脚、第19引脚和第20引脚为TPS51621电源控制芯片的VID信号连接端，这部分电路直接与CPU的VID信号引脚连接，用于传送VID信号。

TPS51621电源控制芯片的第21引脚、第24引脚、第27引脚和第30引脚用于输出驱动信号，控制场效应管PQ15、场效应管PQ16、场效应管PQ17、场效应管PQ18、场效应管PQ42、场效应管PQ43、场效应管PQ44和场效应管PQ45的导通和截止，从而将保护隔离电路提供的十几伏供电转换为CPU正常工作所需的供电。

电路中的电感器PL10和电感器PL11起储能作用。

最终电路输出的＋CPUCORE供电会直接输送给CPU核心使用，保障CPU的正常运行。

（2）核心显卡供电电路

将显示核心集成到CPU内，是CPU发展史上一个重要的技术革新，其不仅可以提高系统性能，还能有效减小和降低笔记本电脑主板的体积和成本。

CPU内集成的显示核心的供电与CPU核心供电相似，同样为开关稳压电源电路，但是由于显示核心的供电要求没有CPU核心供电那样苛刻，所以电路相对简单。

ISL62881电源控制芯片是单相PWM降压稳压器，可用于CPU内集成的显示核心的供电电路。

ISL62881电源控制芯片集成场效应管驱动器，可有效驱动供电电路中的场效应管。

ISL62881电源控制芯片具有快速的瞬态响应、精密的核心电压调节、抗噪、电流监测和VID输入等功能和特点，如图9所示为ISL62881电源控制芯片应用电路图。

如图9所示，此电路是以ISL62881电源控制芯片为核心的核心显卡供电电路，其最终产生的供电＋GFXCORE将直接为CPU内集成的显示核心供电。

电路甲ISL62881电源控制芯片和电路中场效应管正常工作所需的供电主要由保护隔离电路输出供电经过相关电子元器件转换后得到。

ISL62881电源控制芯片的第20引脚、第21引脚、第22引脚、第23引脚、第24引脚、第25引脚和第26引脚负责接收VID信号。

电路正常工作后，ISL62881电源控制芯片内部功能模块解码VID信息，然后将之转化为驱动信号，通过自身的第15引脚和第18引脚将驱动”信号输送给场效应管PQ47和场效应管PQ19；再经过电路中电感器PL12的储能作用，以及PC67、PC158等电容器的滤波作用，最终将保护隔离电路输出的供电转换为核心显卡所需的供电。

（3）辅助供电电路

随着CPU制造工艺水平的提高以及架构设计的革新，CPU内集成的功能模块越来越多，如内存控制器和PCI-E控制器等。

而CPU内集成的不同功能模块和相关总线正常工作时，所需的电压和电流不同，这就使CPU正常工作时需要多条供电电路为其供电。

在遇到不同配置的笔记本电脑时，应根据电路图分析出CPU各种供电的要求及其供电来源，才能有效地排除CPU供电出现问题导致的故障。

ISL6268电源控制芯片是高性能的单相同步降压PWM控制器，集成MOSFET驱动器和自举二极管，可大量减少外部电子元器件的数量。

ISL6268电源控制芯片具有快速瞬态响应、+7.0V～25.0V的宽电压输入以及欠压保护、过流保护、过热保护和故障保护等功能和特点，如图10所示为以ISL6268.电源控制芯片为核心的CPU辅助供电电路图。

从图10可以看出，此供电电路同样属于开关稳压电源电路，电路主要由电源控制芯片、场效应管、电感器、电容器以及电阻器等电子元器件组成。

此供电电路将来自保护隔离电路的供电转换为＋1.1VVCCPP供电，然后这个供电又被转换为＋VCCP供电，输送给CPU以及需要此种规格供电的芯片或设备使用。

1.5芯片组供电电路工作机制

1．基本知识

芯片组是笔记本电脑主板的核心，无论是单芯片架构的芯片组还是双芯片架构的芯片组，其内部都集成了很多可实现不同功能的模块，这些功能模块所需的电流和电压不同，所以需要多个供电转换电路为芯片组供电。

不同芯片组的参数不同，其所需的供电规格也就不同。

而不同品牌和型号的笔记本电脑，其采用的芯片组供电电路设计不同，这在查看电路图时要注意区分。

但基本上笔记本电脑芯片组的供电电路也都是线性稳压电源电路或开关稳压电源电路。

2．电路分析

如图11所示为单芯片架构的芯片组供电连接电路图，从图中可以看出，芯片组内集成的各种功能模块需要不同的电压和电流供电，这些供电有一部分是由系统供电电路直接提供的，也有一部分是其他供电电路经过相关电子元器件转换而来的。

从图11中还可以看出，在待机状态时主板待机电路也会给芯片组提供待机电压，但这部分供电只会使芯片组内部很少的功能模块工作，当笔记本电脑正常开机之后，其余部分供电才会源源不断地输送给芯片组，使芯片组内各种功能模块都开始工作。

由于不同品牌和型号的笔记本电脑在芯片组供电电路设计和规格上有很大的不同，所以要想掌握笔记本电脑的芯片组供电电路，就需要详细分析芯片组各部分供电的来源。

而除了由其他供电电路转换来的芯片组供电外，也有专门为芯片组相关功能模块提供供电的供电转换电路，这种供电转换电路可能是线性稳压电源电路，也可能是开关稳压电源电路。

在检修笔记本电脑的过程中，要根据具体型号的主板及其电路图作出正确的分析和判断。

下面以图11中的＋1.05VS供电产生过程为例，简述芯片组供电转换电路的工作原理。

如图12所示是为芯片组提供＋1.05VS供电的电路图，从图中可以看出，TPS51117电源控制芯片的第13引脚和第9引脚负责输出驱动信号，控制两个场效应管的导通和截止。

从而将来自保护隔离电路的供电转换为芯片组的供电。

电路中的电感器PL9起到储能作用，保证输出供电的稳定性，电容器PC136和电容器PC137则起到滤除杂波的作用，使电路的输出供电变得平滑。

1.6独立显卡供电电路工作机制

1．基本知识

笔记本电脑的独立显卡大多为一块独立的PCB电路板，其上面集成了NVIDIA公司或者AMD公司的显示核心，以及多个显存芯片和相关电路等。

由于游戏和制图等方面的需求，独立显卡成为主流笔记本电脑必备的一种硬件设备。

独立显卡的发热量和耗电量均很大，其出现故障的几率也较多。

独立显卡在正常工作时也需要多种规格的供电才能正常工作，检修独立显卡的供电电路时，应根据独立显卡采用的显示芯片及显存芯片的规格做具体分析，但是其最基本的供电原理都是一样的。

2．电路分析

如图13所示为独立显卡显示核心的主供电电路图，从图中可以看出，此电路为开关稳压电源电路，电路中使用的控制芯片是ISL6268电源控制芯片，电路中一共采用了三个场效应管。

其中，上场效应管PQ35的供电由保护隔离电路提供，其导通和截止则由ISL6268电源控制芯片通过其第16引