主板开机电路工作原理与常见故障维修分析

李永锋

（惠州市惠阳公路管理局 广东惠州 516000）

主板开机电路工作原理与常见故障维修分析

李永锋

（惠州市惠阳公路管理局 广东惠州 516000）

随着计算机运用的不断普及，计算机主板电路的正常运行变得越来越重要。计算机主板电路中一个重要的部分就是开机电路，时常会出现故障，严重影响着计算机的正常运行。本文主要阐述了主板开机电路的工作原理以及常见故障，希望能够对维修人员产生一定的帮助和指导意义。

主板；电路；南桥；故障；开机

引言

主板开机电路是否正常运行对于计算机的开启与关闭具有决定性的作用，虽然不同的主板具有不同的电路设计，但是其工作原理都是基本相同的。为了保证计算机的正常运行，做好主板开机电路的故障分析和处理是十分重要和必要的。

1 主板开机电路工作原理

1.1 主板开机电路组成

主板的开机电路主要由ATX电源插座、南桥、I／O（有的没有）、门电路、开机键（PW-ON）和一些电阻、电容、三极管、二极管等元件组成，如图1所示。

图1 主板开机电路组成图

1.1.1 ATX电源接口

ATX电源接口总共由20个针脚组成，其中第9脚（紫色电源线+5V）和第14脚（绿色电源线+5V）与开机电路有关。ATX电源工作原理是把电源的第14脚变成0V，电源就开始工作。

1.1.2 南桥

南桥内部包含一个触发电路，该触发电路直接通向ATX电源插座的第14脚，所以它直接起着控制电源第14脚电压的作用。南桥内部触发电路正常工作的条件是：①为南桥提供主供电为+3.3V电压。②CMOS的跳线帽上提供2.5～3.3V电压。③提供32.768kHz频率的时钟信号。只要符合这三个条件，再由非门电路送给南桥一个电压信号，南桥内部的触发电路就会工作，实现控制电源第14脚的电压的功能。

1.1.3 门电路

在主板开机电路中使用的门电路主要是74系列非门电路。74系列非门电路一共有14个针脚，它的第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。74系列非门电路的1、3、5、9、13 脚输入电压，2、4、6、8、12 脚输出电压，且当第 l、3、5、9、13 脚输入的是高电压时，第 2、4、6、8、12 脚输出的是低电压；当第 1、3、5、7、9、13 脚输入的是低电压时，第 2、4、6、8、12 脚输出的是高电压。

1.1.4 I/O芯片

在支持Pentium 4 CPU的主板中，开机电路是由I/O芯片内部的门电路控制电源的第14脚的，所以Pentium 4主板的开机电路应该在I/O芯片内部。

1.1.5 开机键（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一个触发信号（低电平），用来触发主板开机电路工作，最终实现开机。主板的开机键一般一端接地，另一端连接电源的第9脚，再连接到门电路或I/O芯片或南桥。

1.2 主板开机电路工作原理

由于主板厂商的设计不同，主板开机电路会有所不同，但基本电路原理相同，即经过主板开机键触发主板开机电路工作，开机电路将触发信号进行处理，最终向电源第14脚发出低电平信号，将电源的第14脚的高电平拉低，触发电源工作，使电源各引脚输出相应的电压，为各个设备供电。主板开机电路的工作条件是：为开机电路提供供电、时钟信号和复位信号，具备这三个条件，开机电路就开始工作。其中供电由ATX电源的第9脚提供，时钟信号由南桥的实时时钟电路提供，复位信号由电源开关、南桥内部的触发电路提供。下面主要阐述经过南桥的开机电路的详细工作原理：

经过南桥的开机电路的电路原理图如图2所示。图2中，1117为稳压三极管，作用是将电源的SB5V电压变成+3.3V电压，Q21为三极管，它的作用是控制电源第14脚的电压，当它导通时，电源第14脚的电压变为低电平。

图2 南桥的开机电路的电路原理图

当电脑的主机通电后，ATX电源的第14脚输出+5V电压，ATX电源的第14脚通过一个末级控制三极管和一个二极管连接到南桥的触发电路中，由于南桥内部的触发电路没有工作，三极管Q21的b极为低电平，三极管Q21处于截止。同时ATX电源的第9脚输出+5V待命电压。+5V待命电压通过稳压三极管（1117）或电阻后，产生+3.3V电压，此电压分开成两条路，一条直接通向南桥内部，为南桥提供主供电，而另一条通过二极管或三极管，再通过CMOS的跳线针（必须插上跳线帽将它们连接起来）进入南桥，为CMOS电路提供供电，这时南桥外的32.768kHz晶振向南桥提供32.768kHz频率的时钟信号。另外，ATX电源第9脚连接到电源开关的其中一个针脚上（电源开关的另一个针脚接地），再连接到南桥的触发电路中，此时开机键的电压为高电平。在按下电源开关键的瞬间，开机键的电压变为低电平，南桥内部的触发电路没有工作。在松开开机键的瞬间，开机键的电压变为高电平，此时开机键的电压由低变高，向南桥内部的触发电路输送一个触发信号，南桥内部的触发电路被触发。这时触发电路向三极管Q21输出高电平，三极管Q21导通，由于三极管的e极接地，因此ATX电源第14脚的电压由高电平变为低电平，ATX电源开始工作，电源的其他针脚分别向主板输送相应电压，主板处于启动状态。当关闭计算机时，在按下开机键的瞬间，开机键的电压再次变为低电平，南桥内部的触发电路没有被触发。在松开开机键的瞬间，开机键的电压变为高电平，此时南桥内部的触发电路被触发，这时触发电路向三极管Q21输出低电平，三极管Q21截止，这时ATX电源第14脚的电压又变为高电平，ATX电源停止工作，主板处于停止状态。

2 主板开机电路常见故障解决方法

主板开机电路常见故障如下：

2.1 故障1

2.1.1 故障表现

当按下主机电源开关时，不开机，主机指示灯不亮。

2.1.2 故障分析

造成这种故障的原因主要有三方面：①电源插板中没电；②电源损坏，三是主板开机电路故障。

2.1.3 解决方法

首先排除电源插板的因素。接着检测电源，电源可能是第9脚输出的SB5V电压太低，导致主板开机电路无法工作。可以用万用表通过空载测试SB5V电压，一般小于4.5V电压可能有问题，然后再带载测试SB5V电压，如果电压被拉得太低，很有可能是因为电源长期使用，带载能力降低。这时需查电源内部的7805芯片和电容是否正常。最后检查主板开机电路的原因：第1步检测主板CMOS跳线是否安装正确。第2步测量给南桥供电的稳压器1117输出的电压是否是3.3V，如不是则可能是稳压器1117损坏，更换即可。第3步测量电源开关上的电压是否为3.5V左右，如不是则检测电源插座的第9脚到电源开关之间线路中的故障元器件。第4步检测主板上实时时钟晶振和谐振电容是否正常，可以测量晶振两脚对地阻抗，晶振对地阻抗应基本一致，若相差太大则晶振或谐振电容有问题，先测两个谐振电容是否正常，若正常则晶振损坏，更换晶振即可。第5步测量在按电源开关键时，开机电路中的门电路输出电压有无变化，如没有变化，则门电路损坏，更换门电路。第6步测量在按下松开电源开关时，电源第14脚连接的三极管的b极电压是否变成高电平，如没有变，则南桥或I/O损坏，另外如b极变为高电平，接着测量三极管和二极管是否损坏，如损坏则更换损坏元器件。

2.2 故障2

2.2.1 故障现象

电脑开机后，过几秒钟就自动关机。

2.2.2 故障分析

电脑能开机，说明开机电路被触发，向电源第14脚发送了高电平使电源第14脚连接的三极管导通，电源第14脚的电压被拉低。而过几秒又自动关机，说明开机电路又被触发，向电源发出低电平信号。而开机电路的触发信号一般是由开机电路中的门电路发送的，所以可能是门电路损坏。

2.2.3 解决方法

用万用表测量开机电路中门电路的输入输出脚，发现参与开机的门电路不能正常输入高低电平，说明是门电路的故障，更换相同型号的门电路，故障排除。注意造成这种故障也有可能是电路中的某一电容损坏，所以如果开机电路中的门电路没有损坏，接着要检查开机电路中的所有电容，直到找到出故障器件。

2.3 故障3

2.3.1 故障表现

电脑在接上电源线后就自动开机，但无法关机。

2.3.2 故障分析

电脑开机的条件是电源第14脚连接的三极管导通，将电源第14脚接地变成低电平。这台电脑接上电源线后就自动开机，说明电源第14脚连接的三极管在按开机键前就已经导通，而三极管的b极在触发前导通的情况可能是三极管内部发生了短路，而如果三极管发生了短路，将使电源第14脚一直处于低电平状态，所以电源一直保持工作状态，计算机无法实现关机。

2.3.3 解决方法

将三极管拆下，更换一个型号相同的三极管即可。

3 结语

综上所述，计算机主板中一个非常重要的电路就是开机电路，开机电路产生故障的几率是非常大的，严重影响着计算机的正常工作。因而必须掌握开机电路的基本组成和工作原理，才能够比较熟练的了解产生的故障，做好电路的维修，从而提高维修效率，保证计算机的正常工作。

[1]李天峰，唐存东，王志平.主板工作原理与检修[J].内江科技，2009（08）：66～67.

[2]花 花.785G主板开机花屏故障解决一例[J].电脑迷，2009（19）：43～44.

[3]邹士喜.主板开机电路工作原理与常见故障维修[J].电脑知识与技术，2011（06）：98～99.

TP307

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1004-7344（2016）08-0287-02

2016-3-2

李永锋（1981-），男，助理工程师，本科，主要从事行政管理工作。