台式机开机电路的检测与维修

2022-01-15李发金陈永辉

中国新技术新产品 2021年21期

关键词：南桥台式机元器件

李发金陈永辉

（福建省邮电学校，福建福州 350008）

随着物联网的全面普及，计算机作为最普遍的电子终端已经覆盖了人们生活的方方面面。计算机一旦瘫痪，对日常生活将造成非常严重的影响，因此掌握计算机检测维修技能是非常必要的。

台式机开机电路作为计算机最底层、最根本的电路模块，对计算机硬件检测维修有基础指导性作用。该文以台式机G41主板为例，讲解台式机开机电路的电路构成与原理，分析台式机开机电路常见的故障现象与解决方法，为计算机硬件检测维修打下基础。

1 台式机开机电路

台式机G41主板的开机电路主要由5个元器件组成，分别是ATX电源、南桥芯片、32.768kHz实时时钟晶振、I/O芯片、开机引脚（主板开机按钮）[1]。

ATX电源的16脚（绿线）参与开机电路，ATX电源一上电，16脚就会输出一个5V电压的PS-ON信号，同时ATX电源的9脚会产生5VSB的待机电压。5VSB的待机电压会经过主板的AMS1117-3.3的稳压芯片转换出3.3V给到南桥芯片。

ATX电源的第9脚输出的5VSB待机信号，会给到开机按键上（开机排针），开机按键上就会出现5V的高电平待机信号。开机按键的另一端与I/O芯片的68脚（PSIN#/GP56）相连。I/O芯片的67脚（PSOUT#/GP57）和73脚（SUSB#/GP52）和南桥芯片相连；晶振和南桥芯片相连。开机电路连接图如图1所示。

图1 台式机开机电路元器件连接简图

当按下开机按钮POWER键（短接开机引脚插针），此时会产生一个由高变低再回高脉冲信号，这个脉冲信号会进入与POWER按键相连的I/O芯片的68脚（PSIN#/GP56），同时I/O芯片的67脚（PSOUT#/GP57）也会输出这个脉冲信号进入南桥芯片。此时南桥芯片的触发电路被启动，输出一组持续的SLP-S3信号（3.3V）到I/O芯片的73脚（SUSB#/GP52）。I/O芯片检测到持续的SLP-S3信号后，I/O芯片会产生低电位将ATX电源的16脚（绿线）的高电平拉低，使PS-ON信号为低电平，此时ATX电源开始工作，完成开机操作。

当再次按下开机按钮POWER键时，I/O芯片接收到脉冲信号，触发南桥的触发电路模块，南桥会输出持续的SLP-S3低电平信号到I/O芯片，I/O芯片会产生高电位通过72脚将ATX电源的16脚（绿线）恢复为高电位，使PS-ON信号为高电平，此时ATX电源停止工作，完成关机操作。

2 台式机开机电路常见故障与检修方法

根据台式机开机电路的工作原理，开机电路最常见的故障包括无法开关机、开机过几秒自动关机、通电后自动开机、主板无法加电等。产生这些台式机开关故障的原因有很多，在实际维修过程中，需要按照一定的检测步骤来对台式机开机故障进行分析，精准地找到台式机开机电路故障点，否则可能会错过真正的故障点，让检测维修陷入困境。

台式机开机电路故障的检测步骤分为六步，具体检测步骤如下：1）首先检查ATX电源是否故障。在ATX电源接上220V电压后，使用万用表笔检测16脚（绿线）是否为5V高电压，9脚（紫线）是否为5V高电平，短接15脚和16脚或16脚和17脚查看ATX电源风扇是否强转，如果检测脚无高电平，短接后风扇没有转动则判断ATX电源故障。2）检测主板开机插针或开机按钮是否有5V或3.3V的高电平。如果没有则说明ATX电源到开机插针之间的电路存在故障，检测电路上的稳压芯片和电容电阻是否损坏。3）检测32.768kHz的晶体振荡器是否起振。如果晶振无法工作，南桥芯片也同时瘫痪，检测晶振两端的电压是否在0.5V～1.6V，检测晶体振荡器旁边参与谐振电容电阻是否短路。4）检测电源开关到南桥或I/O芯片是否有脉冲信号产生。按下开机键后，I/O芯片的67脚68脚是否产生脉冲信号，如果没有，就说明电路故障。5）检测ATX电源到南桥或I/O芯片的PS-ON信号是否正常输入输出。如果没有，则说明电路故障。6）部分主板可能存在CMOS电池亏电等情况，也有可能导致无法开机。

通过这六个台式机开机故障检测步骤就可以精准地找到台式机开机电路故障点，为后续的故障排除工作做好前期准备。台式机开机故障检测具体流程如图2所示。

3 开机电路功能板故障排除方法

台式机开机电路功能板是根据G41类型主板模拟出来的开机电路，具有一定的代表性[2]。台式机开机电路功能板主要由SIMULATE ATX POWER电源区域、KEY区域、SIMULATE I/O CHIP区域、SIMULATE SOUTH-BRIDGE CHIP区域、BOOT信号产生区域、SB POWER区域、RTC&COMS POWER区域和RTC CLOCK区域组成，具体构成如图3所示。

图3 台式机开机电路功能板构成图

台式机开机电路功能板非常真实地还原了ATX电源电压转换，使用9V适配器输入功能板，转换出电路所需的3.3V、+5V、5VSB等工作电压。使用开关触发I/O（MC74HC74A）模拟产生开机信号，开机信号到南桥（CD4011B）模拟开机触发信号产生，经过内部转换发出SLP-S3信号，模拟南桥给I/O芯片发送开机信号。采用场效应管模拟PSON信号被拉低，三端稳压器产生3.3V电压给CMOS电路供电。

台式机开机电路功能板常见的故障类型基本分为元器件损坏和元器件反焊[3]，这两种故障类型的故障特点和故障排除方法具体如下。

3.1 元器件损坏

元器件损坏是所有电路功能板都会出现的故障现象，分为元器件型号错装和元器件引脚错装。该故障几乎是可以用肉眼看出来的。笔者首先要观察芯片的丝印，查看是否与电路图标注的一致，或是否与电路图标注的元器件实际功能一致。元器件型号错装也常出现在电容电阻等元器件上，电路图上标注为电容的元器件如果错装为电阻，可能导致后续的电路全部处于短路状态，有时也极其危险。标注为电阻的元器件错装为电容，可能导致后续电路全部处于开路状态。元器件引脚错装多数出现在多引脚芯片上，由于电路板上多引脚芯片各个引脚都有自己特定的工作电压，错装芯片也极有可能导致电路板损伤和电子元器件损坏。

常见的电子元器件损坏表现为击穿、短路、开路等，台式机开机电路功能板常见出现损坏的元器件有集成稳压器（U1、U2、U4）、场效应管Q1、晶振Y1、谐振电容电阻（C15、C16、R14）、逻辑门芯片（U5、U3）、三极管Q2。在检修台式机开机电路时笔者主要用到万用表。将万用表调到合适档位，黑表笔接在电路板的接地端，红表笔点在需要测量电压的位置，检测稳压滤波电容C1的正极是否为5V，如果电压正常则可以排除保险丝F1和稳压器U1故障，如果电压异常就要检测故障是否在这个地方。检测稳压器U4的2脚是否为3.3V，如果电压正常排除U4故障。检测R5的右端PANSW信号是否会随开关跳变，如果正常则排除开关区域故障。检测插针J7的3、4、5脚是否有3.3V的电压，如果有，则排除D5、D6区域故障。按下检测开关，J6的2脚是否有高变低的电平跳变，如果有则U3芯片正常。检测Q2的C极开关按下后是否变为低电平，如果是则Q2正常。检测Q1的D极是否为5V电压，如果是则Q1正常。检测U2的3脚是否有3.3V，如果有则U2正常。检测晶振是否有32.768kHz的频率或是否有1.2V～1.8V直接的起振电压，如果有则晶振Y1正常。

笔者在检测判断电子元器件电压时，必须注意主板电路图所指示的上电时序，如果不按上电时序检测，将难以正确找出故障具体位置。

3.2 元器件反焊

这个故障在板卡中有二极管的电路中常见，主要为二极管反焊。二极管有单项导电性，不少主板在电路中设计二极管，起到整流、滤波和截止的作用。在台式机开机电路功能板中存在两处二极管，分别在KEY区域的D3、D4和RTC&CMOS POWER区域的D5、D6。在KEY区域中，二极管D3、D4保护信号PANSW可以受开关影响，正常的通断，如果二极管D3反焊，信号PANSW将不受开关KEY1的控制，一直为低电平状态，导致无法正常模拟开机。在RTC&COMS POWER区域，电路模拟两相供电，防止电流反流，如果二极管D5反焊，将导致模拟的3.3V电压无法顺利输入模拟COMS电路中，导致无法模拟开机。

元器件反焊极有可能造成元器件击穿，导致短路和开路，对电路有时也会造成非常严重的损害，主板可能会烧坏。笔者判别元器件反焊可以采取观察和万用表的方法。首先，可以通过肉眼观察，类似二极管这种带有正负的电子元器件，一般厂家都会在上面标注正负极，防止安装错误，如二极管、发光二极管、电容等。其次，也可以使用电压阻值测量的方法，使用万用表检测，以二极管为例，如果在电路有输入的情况下，测出二极管一端有电压，一端无电压则说明二极管可能反焊。也可以采取测量阻值的方式，二极管具有单项导电性，先一端接红表笔，另一端接黑表笔，如果有阻值则红表笔一端极有可能是正极。部分芯片反焊也有可能会出现发热的情况，也可以根据此来判别。如果出现发热，需要及时断电。