南北桥芯片组供电电路分析及故障检修

摘　要：计算机主板的性能主要由芯片组决定，现主板芯片组采用单芯片设计了，芯片故障主要是因为它的供电电路出现问题。通过分析芯片组维修的案例，总结芯片组供电电路分析及故障检修方案。

关键词：计算机；主板；芯片组；供电电路

主板中南北桥芯片组需要的电压主要有3～5种，包括3.3V电压、2.5V电压、1.8V电压、1.5V电压等。由于芯片组需要的工作电压较多，因此主板一般都设计有专门的南北桥供电电路为南北桥芯片组供电，3.3V由开关电源直接提供，其它电压需要转换后提供。
　　南北桥的供电电路方式和内存的供电电路基本相同，主要包括由开关电源组成的供电电路和由调压电路组成的供电电路两种类型。
　　1.调压电路组成的芯片组供电电路分析
　　调压电路组成的芯片组供电电路主要包括3.3V供电电路、2.5V供电电路。1.8V供电电路、1.5V供电电路等。
　　（1）2.5V供电电路
　　2.5V供电电压可以通过由运算放大器和场效应管组成的调压电路得到，也可以通过多端稳压器稳压后得到，如图1所示为由多端稳压器组成的2.5V供电电路。

图1  由多端稳压器组成的2.5V供电电路
　　图中U30为多端稳压器MfC5255，它共有5个引脚，其中IN引脚为电压输入脚：0UT引脚为输出端，一般输出的电压经过滤波后，输送到芯片组。EN引脚为输出控制端，连接到南桥芯片，当电脑开机后南桥向此引脚发出高电平控制信号，接着多端稳压器开始工作，3.3V电压从输入端进入后，经过内部控制电路处理后，输出2.5V供电电压。如果南桥输出的控制信号为低电平，则关闭多端稳压器。在有些主板中，多端稳压器产生的2.5V供电由芯片组和内存共用。
　　（2）1.8V供电电路
　　1.8V供电电压一般是3.3V电压通过三端稳压器转换后得到，如图2所示为LTl117组成的1.8V供电电路。

图2  由三端稳压器组成的1.8V供电电路
　　图中，U40三端稳压器LTl117，它的VIN引脚为电压输入端，V0UT引脚为电压输出端，ADJ端为调节端，此端口通过电阻R725和R726组成反馈回路，实时侦测输出端的电压，以保证输出的电压保持稳定。三极管Q31和Q32组成的电路为电流放大电路，它可以将输出的电流扩大到800mA以上。此供电电路开始工作时，3.3V电压经过滤波电容C720和C721滤波后进入三端稳压器的输入端，经过三端稳压器处理后．从输出端输出电压。此输出电压经过R725和R726组成的反馈电路调节后，输出1.8V电压。同时三极管Q31和Q32组成的电流放大电路将输出电流增大，然后再经过滤波电容滤波后输出北桥芯片需要的1.8V工作电压。
　　（3）1.5V供电电路
　　1.5V供电电压一般可以通过稳压器稳压后得到，也可以通过由运算放大器和场效应管组成的调压电路得到。如图3所示为由运算放大器和场效应管组成的1.5V供电电路。
　　图中TL431为精密稳压器，为供电电路提供2.5V基准电压。LM358为双运算放大器，LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，能够分别独立地输出标准1.5V～3.3V内存电压。

图3  由运算放大器和声效应管组成的1.5V供电电路
　　2.芯片组供电电路故障检修及测试
　　由于南弱桥芯片供电电路分为开关电源组成的供电电路和由调压电路组成的供电电路，因此针对不同的供电电路要采用不同的检修方法。
　　故障主要是由于电路中的场效应管损坏，或为场效应管供电的电容损坏，或与场效应管相连的低通滤波系统中的电容或电源管理芯片的故障造成的。易损坏元器件主要有电源管理芯片、场效应管、滤波电容、限流电阻等。
　　场效应管损坏，将导致CPU主供电没有电压输出，造成不能开机，所以在维修时首先检查场效应管是否正常。判断场效应管好坏的方法为：将数字万用表拨到二极管挡，然后先将场效应管的三只引脚短接，接着用两只表笔分别接触场效应管三只引脚中的两只，测量三组数据。如果其中两组数据为1，另一组数据在300Ω～800Ω之间，说明场效应管正常：如果其中有一组数据为0，则场效应管被击穿。
　　电源管理芯片损坏后，其输出端无电压信号输出，将无法控制场效应管工作，无法供电。判断电源管理芯片好坏的方法为：首先测量芯片的供电脚(5V或12V)有无电压，如有，接着测量电源管理芯片的输出脚和DG信号脚有无电压信号，如果无电压信号，则电源管理芯片损坏。
　　滤波电容损坏可能导致无法正常提供供电或主板工作不稳定。判断电容好坏的方法为：测量前观察电容有无鼓包或烧坏，接着将万用表调到欧姆挡的“20k”挡，然后用万用表的两只表笔，分别与电容器的两端相接(红表笔接电容器的正极，黑表笔接电容器的负极)。如果显示值从”000”开始逐渐增加，最后显示溢出符号“1”，表明电容器正常：如果万用表始终显示“000“，则说明电容器内部短路；如果始终显示“1“则可能电容器内部极间开路。
　　损坏的硬件按芯片规格更换，同时要测量电路中保险电阻等，确保整个电路正常。
　　3.总结
　　主板的供电电路是主板重要的单元电路，其中芯片组供电电路是将ATX电源输出电压进行转换处理后，满足芯片组的正常工作需要，芯片组的供电故障是主板常见故障，正确分析故障现象是进行检测维修，为指导计算机芯片级维修的主板维修有重要意义。

 参考文献：
[1]张军. 主板维修[J]. 北京科海电子出版社,2011
[2]陈姗姗. 计算机硬件维护与故障分析[J]. 《电脑学习》,2009,(02).
[3]欧阳胜高. 主板维修之各类接口参数资料[G]. 上海工业出版社, 2010
　　
　　
　　作者简介：冯宪光（1975-）男，辽宁丹东人，讲师，，毕业于渤海大学信息工程系，辽宁机电职业技术学院信息工程系。担任计算机硬件与外设专业的教学、实习工作。