主板电路介绍

主板电路介绍,第1张

主板上,电路的构成主要是由触发电路、供电电路、时钟电路、复位电路构成的。它们之间相互协调相互控制,才能保证计算机能够正常运行并合理工作,同时及时反应用户发出的相关指令。下面是JY135我收集整理的主板电路介绍,欢迎阅读。

主板是作为计算机硬件中最核心的部件之一,它上面集成了大部分对计算机最为重要的部件,例如,内存条、CPU、显卡等等。因此主板的电路是直接关系到计算机能否正常运行的重要部件,主板电路的'状态也会直接影响计算机运行的效率。

在主板上,电路的构成主要是由触发电路、供电电路、时钟电路、复位电路构成的。它们之间相互协调相互控制,才能保证计算机能够正常运行并合理工作,同时及时反应用户发出的相关指令。

主板时钟电路

时钟电路是主板上的时钟发生器,因为计算机是一种高度抽象且是数学的产物,几乎所有部件都需要有时钟信号才能够正常工作且不发生错误,而它们的时钟信号就是由时钟电路提供的,它的时钟信号是由晶振产生振荡,然后对初始信号进行分频,并按照各个部件的不同要求分配出去。时钟电路可以说是主板的心脏。

主板复位电路

如大家所知道的,计算机的工作部件需要进入初始化状态才能够开始正常的工作,为此,主板复位电路能够提供这个功能。复位的过程就是对各个部件的初始化过程,它是在电源电路进入工作时就开始工作的电路。

主板触发电路

主板触发电路即我们最熟悉的开机电路,开机电路是为主板和显示屏幕提供电能的重要电路,它的触发方式是有很大的关联性的,即它和电源供应器(简称电源)的相关电路提供的结构密切相关。当你按下开机键时,开机电路能够读取这个 *** 作指令,并将电能导入整个主板当中和显示屏幕中,以此提供电能给计算机进行工作。一般来说,计算机电源可分为两种结构,即AT和ATX两个类型和种类。而目前大部分计算机采用的都是ATX结构的电源。ATX结构电源在结构上一般有大约20条引脚。

主板供电电路

主板供电电路并不是为主板供电的电路,而是专门为CPU进行供电的电路。由于科技的进步,现在的CPU功率和性能都已经非常强大,为此,为了能够让CPU以最佳性能工作,就必须为它提供足够的电能。主板供电电路的重要作用就是单独为CPU提供足够的电能,当然,在进行供电的时候,它还需要对电能进行优化,以便电能能够为CPU使用。

以上四个电路模块就是最基本的主板电路,它们相互配合就能够完成对计算机各个硬件设备的协调和引导,没有它们,计算机就是一堆废品。

主板的供电电路有问题,可能有以下原因:

1、场效应管击穿,造成ATX电源保护,现象是风扇转一下就停,主板诊断卡上的灯亮一下就灭。
拔下CPU12V供电,开机正常。

具体诊断方法:将数字万用表拨到二极管档,然后先将场效应管的三个引脚短接,接着用两支表笔分别接触场效应管三个引脚中的两个,测得三组数据如果其中两组数据为1,另一组数据为300-800欧,则说明场效应管正常;如果其中有一组数据为0,则场效应管击穿。

2、CPU滤波电容损坏,造成无法正常供电或主板工作不稳。

具体诊断方法:测量前观察电容有无鼓包或烧坏,若有则更换。将万用表调到“20K”档,红表笔接电容的正极,黑表笔接电容的负极,如果显示值从“000”开始逐渐增加,最后显示“1”,则表明电容正常。

电容出现问题会引起主板开不了机或不定期死机、蓝屏、黑屏等故障。更换原则:耐压比原来大一点或相同即可。容量正负20%。

3、场效应管变劣老化。

漏极有输入电压,栅极有控制电压(高端管为3V左右;低端管为10V左右),源极无输出电压,则场效应管坏。85N03L替换70N03L等。

4、电源管理芯片损坏。

如果场效应管和电容测量正常,而上管栅极无控制电压,则检查电源管理芯片的供电脚有无5V或12V电压,如果有,再检查PG信号脚有无电压,如果有则电源管理芯片损坏。

对于有驱动芯片的电路,则可检查有无供电电压和PWM控制信号,如果有输入而无输出,则驱动芯片损坏,如果PWM控制信号输入,则可检查主控芯片有无供电、有无PG信号,如果有则主控芯片损坏。

5、电感线圈变色,电流过高引起匝间短路,更换原则:铜圈大小相同,铜丝粗细相同,匝数相同。

扩展资料:

CPU供电电路的工作原理:

不同的CPU需要的工作电流和工作电压是不同的,P3CPU有内核和外核两种供电电压,内核供电电压Vcore为12V-2V,外核供电电压为固定的25V(外核供电电压一般由三端稳压器得到):

P4CPU的供电电压有内核供电电压Vcore(通常为1O5V-15V)和AGTL总线终端电压VTT(针对不同型号的CPU有18V、15V、1l25V,这个供电电压一般由北桥供电电路提供,电路比较简单)。

CPU的核心电压供电电路是最容易损坏的电路,因此在维修工作中所指的CPU供电电路一般都是指核心供电电路(Vcore电路)。

主板上所用的PWM电源管理芯片都有几个电压识别控制踹(通常为VIDO-VID4),这些引脚通常与CPU相连(如不接CPU,则这几个控制端默认为高电平),通过控制这些引脚的电平,就可以控制输出的直流电压值,即CPU的供电电压。

这个其实就可以参考说明书来接,主要就是机箱前面板和主板的接线。

参考下图,官网说明书的截图:另外附上官网的说明书。

主板,又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard);它安装在机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一。 主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。

在一台微型计算机里,主板上安装了计算机的主要电路系统和大量的集成电路,并具有扩展槽和插有各种外置插件。计算机的质量与主板的设计和工艺有极大的关系。所以从计算机诞生开始,各厂家和用户都十分重视主板的体系结构和加工水平,了解主板的特性及使用情况,对购机、装机、用机都是极有价值的。下面我们分别介绍当前流行的Pentium级主板和Pentium Ⅱ 级主板的主要技术特性和使用的有关问题。

主板供电设计原理主板的CPU供电电路最主要是为CPU提供电能,保证CPU在高频、大电流工作状态下稳定地运行,同时也是主板上信号强度最大的地方,处理得不好会产生串扰
cross
talk
效应,而影响到较弱信号的数字电路部分,因此供电部分的电路设计制造要求通常都比较高。简单地说,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,满足正常工作的需要。但是这样的设计是一个复杂的工程,需要考虑到元件特性、PCB板特性、铜箔厚度、CPU插座的触点材料、散热、稳定性、干扰等等多方面的问题,它基本上可以体现一个主板厂商的综合研发实力和经验。

主板作为计算机中一个非常重要的部件,其质量的优劣直接影响到整个计算机的工作性能,装电脑当然都希望自己可以挑选到一块品质优秀,性能稳定的主板,面对市场上纷繁类多的品牌和型号,相差较大的各种不同价格,您可能茫然不知如何下手选择,听从经销商的介绍好像只有他推荐的是最好的,看了媒体的测试又好像每一个都是最好的,听网友或者用户的留言又好像每一个都不好,如何能选择到真正的优秀的主板呢?
一、重中之重--CPU供电电路
在采用相同芯片组的时候断定一块主板的好玩最好的方法就是看供电电路设计,CPU/内存/显卡/芯片组的供电缺一不可,其中最主要的是CPU的供电电路,它是一张主板的最关键部位,优质和劣质主板之间最大的差别也可以在这里体现出来。
优秀的主板CPU供电部分上面可以见到全线的优质Nichicon,Rubycon,KZG,Sanyo等电容与Infineon,飞利浦,IR等名牌Mosfet。
1选择优秀供电设计方案
现在CPU的工作频率越来越高,同时CPU的功耗也达到了前所未有的高度。主板的供电系统开始经受前所未有严峻考验,用户应该根据自己选择的不同的CPU来选择最佳的电源设计方案。
就假如使用Prescott核心的P4 30E CPU来说,那CPU供电部分就需要提供大约115W的功率才能让CPU稳定工作,Prescott CPU电压是135V,根据公式P=UI可知这个CPU要求主板提供85A的持续稳定电流保证工作,这样我们在实现85A供电上可以采用以下几种方案:
一般主板单相供电,能稳定提供的电流在30A左右,所以采用两相供电的设计会使供电部分几乎时刻都处于高负载状态,发热量会大大增加,稳定与使用寿命也同样会大打折扣,选择三相可以稳定使用,但没有更大的扩展空间,选择四相不仅能稳定使用,并且使整个系统有更大的扩展空间,便于以后的升级以及玩家的超频。
2选择高品质的元器件
使用好的设计方案还必须要搭配高品质的元器件。在供电部分就关注“四大原件”:电容、Mosfet、电感、PWM开关电源控制芯片。
21认识优秀的电容
它的作用是保证电源对主板及相关配件的供电稳定性,并过滤掉电流中的杂波,再将纯净的电流给CPU和内存等配件。
主板厂商在设计时使用电容的好坏,直接决定主板性能,稳定性还有使用寿命。从主板上小小的电容上面,就基本可以看出一块主板的真正品质,2002-2003年的时候主板界就出现过大面积的主板电容爆浆事件,很多一线大厂的产品都未能幸免,主要原因也是出在电容的选择上。
电容品牌比较优秀的有Nichicon,Rubycon,Sanyo ChEMICON。这些品牌都是来自日本的知名品牌,目前日本在电容内部重要材料电解液和其他电解质的技术领先于其他国定,这些材料影响电容的充放电次数,内部温度以及耐热值。
22认识优秀的Mosfet
“MOSFET”是英文Metal Oxide Semicoduc-tor Field Effect Transistor的缩写,译成中文是金属氧化物半导体场效应管。它是由金属,氧化物及半导体三种材料制成的器件,所谓功率Moseft(Power Moseft)是指它能输出较大的工作电流(几安到几十安),用于功率输出级的器件。
衡量Mosfet有一个关键值就是RDS值,这是MOSFET在导通状态下的内阻值,这个值当然是越低越好,从下面的对比图中我们不难发现西门子的Infineon,美国的IR,荷兰的飞利浦的内阻值是最低的。
目前在MOSFET的生产领域有很多公司,其中以Infineon,IR,飞利浦在技术上最为领先,性能最为优秀,还有Alpha,ST,On以及台湾的富鼎都是目前主板常用的品牌。
考量主板MOS管好坏最直接的办法就是它的发热量,如果在通电情况下,MOS管上烫得无法让手指接触,说明MOS管用得不好,如果能让手指在其上停留10秒左右,说明MOS管的发热量处于正常水平,而如果只感觉到微热的话,那么该款主板的Mosfet就可以说是十分优秀了。
23认识优秀电感
电感线圈主要有滤高频,缓冲和储能的作用。衡量电感线圈是否优秀最主要的标准就是磁通量,磁通量越高,电流通过产生的损耗也就越低。
电感线圈的导通电流能力1=$S,$表示导体的电流密度,S表示导体的横截面积,16AWG的导线S=14MM2或者S=3MM2,这样,I=10×15=15A或者I=10×3=30A。而杂牌主板一般用的都比较细,电流供给就远远达不到CPU需求了。一般来说电感线圈的线径越大,性能就越好。
24认识优秀的PWM开关电源控制芯片
PWM开关电源控制芯片是CPU供电的核心部分,其在主板上的电路一般分布在CPU附近,为每个元件均提供独立的脉宽调制信号。就我们平时所说的三相供电,四相供电等都需要一个PWM来协调实现。而很多偷工减料的主板却没有在供电部分设计真的PWM,造成了虽然在MOSFET和电容部分看起来好像是两相供电或者三相供电的假相,但离开了PWM的协调,只能算是单相供电而已。
目前性能优秀的PWM芯片主要有Winbond、Richtek和Intersil的产品。
二、稳定的基石--PCB板
印刷电路板(PCB)几乎会出现在每一种电子设备中,PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接,优秀PCB板是主板稳定可靠的基石,现在很多小品牌由于PCB品质不稳定经常不确定的出现死机,接触不良,主板板变形等问题。
PCB的选择注意以下几点:
1PCB的尺寸大小,大尺寸的PCB板具有有利于线路的布置,使线径线距的结构更为合理,有效的避免高频记号相互干扰。防止高热量原件过于集中更好的提高散热性能。
2PCB的光亮度和颜色,所有的PCB外部都会有油墨覆盖,起绝缘作用。大家也根据自己的喜好把PCB做成各种颜色,但是这些油墨的选择以及PCB上油的工艺会对PCB的阻抗等电器性能造成一定的影响。从外面看大家要选择PCB比较光亮的主板,而且尽量避免使用金属色和深色的PCB(如银色,金色,黑色),因为金属色含有一定的金属成分,黑色油墨中含有碳元素较多,这些元素的绝缘性能较差,在潮湿的环境中容易氧化,导致主板出现各种问题。
3PCB的基板,PCB的基板是PCB最重要的材料,它关系到PCB的厚度及强度,国内的小型基板工厂的工艺较差,品质很不稳定,目前PCB基板的大型供应商有台湾南亚。
4PCB的镀铜工艺:PCB铜的镀铜工艺是PCB品质重要的保证,现在优秀的PCB都采用二次镀铜的工艺,使数据以及高频信号的传输更加稳定。
三、同样重要的芯片组、内存、显卡、供电设计方案
要达到最优稳定性能,主板除了CPU供电竞价电路设计合理优秀以外,主板上三大重要部件--芯片组、内存、显卡供电部分同样不容轻视。因为现在主流的显卡功耗已经突破50W,与一个低端的闪龙处理器的功耗已经接近,芯片组、高频率动作的内存同样不是省油的灯。因此采用独立的供电方案就显得十分有必要。
在优秀的主板上,你可以看到显卡、芯片组和内在的供电部分都会有加强的电路元件配合。BIOS也会有相应的电路电压调整。
四、必不可少的--保护电路
有很多品牌为了降低成本,在主板上省去各类保护电路,有的小品牌甚至在主板的研发阶段就放弃主板上的保护电路,这样做虽然可以降低成本, 但会给用户带来较大的隐患,导致主板,芯片或者是一些外设的烧毁,给消费者带来较大的损失。而优秀的主板都会在下列位置着重加上保护电路。
1I/O接口保险电路
2网络防高压保护
3CPU保护电路
4芯片组供电保护电路
五、研发实力的表现--主板BIOS
BIOS(Basic input Output System),既基本输入输出系统,是电脑中最低层的一种程序。一般都将BIOS程序保存在CMOS芯片中,BIOS为计算机提供最直接的硬件控制,协调整个硬件系统的工作,而主板除了本身的功能和性能外还要有个优秀的BIOS。
1开机界面上可以显示主板的LOGO。说明该品牌具有自主独立的BIOS开发更新能力,可以为后续系统升级提供有力的技术支持。
2BIOS功能完美,如支持USB启动,支持防病毒侵害的写保护,支持详细的赴功能选择等。
3BIOS界面内各选项设计合理和人性化,符合用户使用习惯 。
4具备可升级更新性,方便用户通过更新BIOS实现新的功能或者解决一些兼容性问题。
5采用主流成熟稳定的Award和ami bios方案。
6BIOS芯片采用质量可靠的Winbond,sst,pmc等名牌Flash,运行质量可靠。
六、假如你是电脑外行,建议你从主板的外在形象与附着的配件质量上面去感受
优秀的主板:
1中英文名称及商标设计都具有相当的水准和较高的审美价值。
2主板包装盒,说明书,包修卡盒驱动光盘的质地。印刷质量都精美大方。
3说明书中明确标明装箱单并且附送的配件都齐全,质量上乘。
4包装上品牌名称,网址,产地,售后服务体系,质保说明,技术支持电话等一应俱全。
5主板PCB板和散热片显著地突出品牌的LOGO。
6在全国性的权威杂志网站媒体上都具有较高的知名度。
七、假如你具备一定的电脑硬件专业知识,建议你从这些方面观察
优秀的主板:
1说明书介绍详细、各种跳线安装容易、驱动光盘安装界面友好。
2功能丰富完善,如线性超频,硬件监控等。扩展性强,散热设计好。
3全面支持该芯片的工为标准,如双通道内存,Presscott核心的CPU,AMD COOL’N’Quite技术等。
4做工用料优秀,电容及各件排列整齐,Pcb板光洁亮丽,焊点清晰饱满,各接插件没有灰尘或者锈迹等。
5除了可能扩展芯片的地方以外有没有省料,如特别是供电部分的小电容与陶瓷电容等。
6扩展接口齐全,音频接口,网卡接口,内在插槽,USB接口等都具备完善。
7开机界面上可以显示主板的LOGO。
八、如果你是精通电脑的行家高手,建议你从这些方面衡量
1整体用料有没有Cost down。
2PCB设计的线宽线距以及它的抗阻级别。
3主板供电部分采用几相的供电设计方案,以及核心部分所采用的品牌,最高呵以提供的供电功率。
4时钟芯片,电源控制PWM芯片的品牌各类,稳定性与超频能力控制如何。
5南北桥芯片的生产周期与制程是不是最新的工艺。
6BIOS支持哪些功能及兼容性如何。
7一惯以来该品牌的口碑与品质如何。
8产品的制造工艺、品控系统以及厂商的后续技术支持能力如何。
如今主板市场竞争情况空前激烈,不但有各种偷工减料的杂牌在卖不良产品,就算是一些有名的品牌也会为了控制成本打价格战而推出COST DOWN的型号,如一些X系列,V系列,SE系列等把三相供电变为两相,省略部分功能,再拿掉很多保护电路,元器件从而降低成本,质量与性能大打折扣,不明就里的客户一不小心就可能吃亏上当。
以上文字采自网络:

完整的供电是电容+电感+MOS管,

图中红笔圈起来的地方,黑色小方块是MOS管,黑色的大方块是电感,圆柱体是电容,

1个电感+2个电容+4个MOS管为1项供电,(有的主板1个电感+1个电容+2个MOS管,虽然偷工减料,但也算1项供电),所以图中的主板为5项供电,

题外话:一线大厂,用料扎实啊

电源回路是主板中的一个重要组成部分,其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换,将电压变换至CPU所能接受的内核电压值,使CPU正常工作,以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤,滤除各种杂波和干扰信号以保证电脑的稳定工作。电源回路的主要部分一般都位于主板CPU插槽附近。
线性电源供电方式

这是好多年以前的主板供电方式,它是通过改变晶体管的导通程度来实现的,晶体管相当于一个可变电阻,串接在供电回路中。由于可变电阻与负载流过相同的电流,因此要消耗掉大量的能量并导致升温,电压转换效率低。尤其是在需要大电流的供电电路中线性电源无法使用。目前这种供电方式早已经被淘汰掉了。

开关电源供电方式

这是目前广泛采用的供电方式,PWM控制器IC芯片提供脉宽调制,并发出脉冲信号,使得场效应管MOSFET1与MOSFET2轮流导通。扼流圈L0与L1是作为储能电感使用并与相接的电容组成LC滤波电路。

其工作原理是这样的:当负载两端的电压VCORE(如CPU需要的电压)要降低时,通过MOSFET场效应管的开关作用,外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时,通过MOSFET场效应管的开关作用,外部电源供电断开,电感释放出刚才充入的能量,这时的电感就变成了电源继续对负载供电。随着电感上存储能量的消耗,负载两端的电压开始逐渐降低,外部电源通过MOSFET场效应管的开关作用又要充电。依此类推在不断地充电和放电的过程中就行成了一种稳定的电压,永远使负载两端的电压不会升高也不会降低,这就是开关电源的最大优势。还有就是由于MOSFET场效应管工作在开关状态,导通时的内阻和截止时的漏电流都较小,所以自身耗电量很小,避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。这也就是所谓的“单相电源回路”的工作原理。

单相供电一般可以提供最大25A的电流,而现今常用的CPU早已超过了这个数字,P4处理器功率可以达到70-80瓦,工作电流甚至达到50A,单相供电无法提供足够可靠的动力,所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计。就是一个两相供电的示意图,很容易看懂,就是两个单相电路的并联,因此它可以提供双倍的电流供给,理论上可以绰绰有余地满足目前CPU的需要了。但上述只是纯理论,实际情况还要添加很多因素,如开关元件性能,导体的电阻,都是影响Vcore的要素。实际应用中存在供电部分的效率问题,电能不会100%转换,一般情况下消耗的电能都转化为热量散发出来,所以我们常见的任何稳压电源总是电气元件中较热的部分。要注意的是,温度越高代表其效率越低。这样一来,如果电路的转换效率不是很高,那么采用两相供电的电路就可能无法满足CPU的需要,所以又出现了三相甚至更多相供电电路。但是,这也带来了主板布线复杂化,如果此时布线设计如果不很合理,就会影响高频工作的稳定性等一系列问题。目前在市面上见到的主流主板产品有很多采用三相供电电路,虽然可以供给CPU足够动力,但由于电路设计的不足使主板在极端情况下的稳定性一定程度上受到了限制,如要解决这个问题必然会在电路设计布线方面下更大的力气,而成本也随之上升了。

电源回路采用多相供电的原因是为了提供更平稳的电流,从控制芯片PWM发出来的是那种脉冲方波信号,经过LC震荡回路整形为类似直流的电流,方波的高电位时间很短,相越多,整形出来的准直流电越接近直流。

电源回路对电脑的性能发挥以及工作的稳定性起着非常重要的作用,是主板的一个重要的性能参数。在选购时应该选择主流大厂设计精良,用料充足的产品。


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