开机电路：开机电路组成#105

                
                
摘要：本章我们开始学习另一个维修中经常会遇到的故障电路——主板开机电路，属故障率极高的电路之一。
主板的开机电路主要由ATX电源插座、南桥芯片、I/O (有的没有）、门电路、开机键(PW-ON)、开机芯片（只有华硕主板有）和一些电阻、电容、二极管、三极管等元器件组成，如图105-1所示。
                
                
图105-1：主板开机电路
1.ATX电源接口
ATX电源接口有20针接口、24针接口、4针接口、8针接口等多种，其中开机电路中使用的是20针接口或24针接口（新主板中一般使用24针接口），其中第9针脚(5V紫色电源线）和第14针即或第16针脚（绿色电源线）与开机电路有关联，如图105-2所示为主板ATX电源插座。
                
                
图105-2：ATX电源插座
ATX电源中包括两种电源电路：待机电源电路和主电源电路。其中，待机电源电路输出待机电压，只要ATX电源接上市电这部分电源电路就开始工作，输出5V待机电压；主电源电路主要用来输出土5V、土12V、3.3V电压，这部分电源电路在第14或16针脚的电压变为低电平后，开始工作，输出电压。
提示：
24针ATX电源开始工作后各针脚输出的电压情况如下：
第1、2、12、13针脚输出3.3V电压；第4、6、21、22、23脚输出+5V电压；第9脚给出+5V待机电压（不论电源是否工作都输出电压）；第10、11脚输出+12V电压；第14脚输出-12V电压；第16脚输出0V电压（停止工作时榆出+3.5V~5V电压）；第20脚输出-5V电压；第8脚输出+5V的PC信号用于复位，电源正常工作50ms~500ms后开始工作；其他各针脚接地。
2.南桥芯片
大部分主板南桥内部包含一个开机触发电路，该触发电路在接收到电源开关发来的触发信号后，向ATX电源输出一个控制信号，直接通向ATX电源插座的第14针脚或第16针脚，将其变为低电平。
南桥内部开机触发电路正常工作的条件是：
（01）为南桥提供主供电
主供电为2.5V-3.3V， 一般是ATX电源待机电压通过稳压器1117或1084等转换后向南桥供电，或直接由CMOS电池供电。
（02）提供32.768kHz的时钟信号
南桥内部内置振荡器，外部连接了一个32.768kHz的晶振，在得到ATX电源供电或CMOS电池供电后，向南桥提供时钟信号。
（03）开机触发信号
在按ATX电源开关键后，由开机键直接或通过非门电路发送给南桥一个触发电压信号。
（04）在满足上面的3个条件后，南桥内部的触发电路就会工作，实现控制ATX电源第14针脚或第16针脚电压的功能，如图105-3所示。
                
                
图105-3：南桥芯片的供电电路及时钟电路
3.门电路
在主板开机电路中使用的门电路主要包括逻辑门电路和非门电路。
（01）逻辑门电路
逻辑门电路在开机电路中实际上就是触发器，主要包括74HCT74、74HC14、74LS74等，如图105-4所示为74HCT74门电路。
                
                
图105-4：74系列门电路芯片
74系列逻辑门电路是一个双上升沿D触发器，—般有14个脚。图中74HCT74触发器的第7脚接地；第14脚为电源输入脚(VCC)，直接通向ATX 电源插座的第9脚；第2脚和第12脚为两个数据输入端D；第3脚和第11脚为两个时钟输入端CP(CP 在上升沿有效）；第5脚和第9脚为两个输出端Q；第6脚和第8脚为两个反相输出端Q；第1脚和第13脚为直接置0端；第4脚和第10脚为直接置1端。此触发器在时钟信号输入端得到上升沿信号时触发，触发后它的输出端的状态就会翻转，74HCT74触发器的真值表如图105-5所示。
                
                
图105-5：74HCT74触发器真值表
提示：
门电路芯片的引脚顺序，如图105-4所示，将门电路芯片有一道或小坑的一端朝上，然后芯片左边的上面第1脚为门电路芯片的第1脚，右边上面笫1脚为最后一脚。
（02）非门电路
开机电路中的非门电路主要包括反相器、与非门和或非门等。其中反相器包括HCT14、74F06等；与非门包括74F00等，或非门包括74F02 等，如图105-6所示为非门电路针脚图。
                
                
图105-6：非门电路针脚图
4.I/O芯片
在Pentium 4主板的开机电路中，由I/O芯片内部的门电路控制电源的第14脚或第16脚的，所以Pentium 4主板的开机电路控制部分一般在I/O芯片内部。
在这里I/O芯片和南桥芯片的关系是：电源开关输出—个电压，通过I/O芯片内部的门电路转换进入南桥，再由南桥内部输出一个电压进入I/O芯片内部的另—个门电路（控制74逻辑门电路），然后由此门电路来改变电源第14脚或第16脚的电压，使电源开始工作，如图105-7所示为I/O芯片。
                
                
图105-7 ：I/O芯片
提示：
并不是所有的I/O芯片内部都集成开机控制模块，常见集成开机控制模块的I/O芯片主要包括T8712、 IT8702、W83627F、W83627HF、W83697F等。
5.开机钮（PW-ON）
开机键在主板开机电路中的作用是：向非门电路或I/O芯片中的门电路提供—个触发信号（低电平），用来触发主板开机电路工作，最终实现开机。
主板的开机键一般—端接地，另—端连接电源的第9脚，再连接到门电路或I/O芯片或南桥，如图105-8所示为开机键。
                
                
图105-8：开机键