臺式機開機電路的檢測與維修

李發金 陳永輝

（福建省郵電學校，福建 福州 350008）

隨著物聯網的全面普及，計算機作為最普遍的電子終端已經覆蓋了人們生活的方方面面。計算機一旦癱瘓，對日常生活將造成非常嚴重的影響，因此掌握計算機檢測維修技能是非常必要的。

臺式機開機電路作為計算機最底層、最根本的電路模塊，對計算機硬件檢測維修有基礎指導性作用。該文以臺式機G41主板為例，講解臺式機開機電路的電路構成與原理，分析臺式機開機電路常見的故障現象與解決方法，為計算機硬件檢測維修打下基礎。

1 臺式機開機電路

臺式機G41主板的開機電路主要由5個元器件組成，分別是ATX電源、南橋芯片、32.768kHz實時時鐘晶振、I/O芯片、開機引腳（主板開機按鈕）[1]。

ATX電源的16腳（綠線）參與開機電路，ATX電源一上電，16腳就會輸出一個5V電壓的PS-ON信號，同時ATX電源的9腳會產生5VSB的待機電壓。5VSB的待機電壓會經過主板的AMS1117-3.3的穩壓芯片轉換出3.3V給到南橋芯片。

ATX電源的第9腳輸出的5VSB待機信號，會給到開機按鍵上（開機排針），開機按鍵上就會出現5V的高電平待機信號。開機按鍵的另一端與I/O芯片的68腳（PSIN#/GP56）相連。I/O芯片的67腳（PSOUT#/GP57）和73腳（SUSB#/GP52）和南橋芯片相連；晶振和南橋芯片相連。開機電路連接圖如圖1所示。

圖1 臺式機開機電路元器件連接簡圖

當按下開機按鈕POWER鍵（短接開機引腳插針），此時會產生一個由高變低再回高脈沖信號，這個脈沖信號會進入與POWER按鍵相連的I/O芯片的68腳（PSIN#/GP56），同時I/O芯片的67腳（PSOUT#/GP57）也會輸出這個脈沖信號進入南橋芯片。此時南橋芯片的觸發電路被啟動，輸出一組持續的SLP-S3信號（3.3V）到I/O芯片的73腳（SUSB#/GP52）。I/O芯片檢測到持續的SLP-S3信號后，I/O芯片會產生低電位將ATX電源的16腳（綠線）的高電平拉低，使PS-ON信號為低電平，此時ATX電源開始工作，完成開機操作。

當再次按下開機按鈕POWER鍵時，I/O芯片接收到脈沖信號，觸發南橋的觸發電路模塊，南橋會輸出持續的SLP-S3低電平信號到I/O芯片，I/O芯片會產生高電位通過72腳將ATX電源的16腳（綠線）恢復為高電位，使PS-ON信號為高電平，此時ATX電源停止工作，完成關機操作。

2 臺式機開機電路常見故障與檢修方法

根據臺式機開機電路的工作原理，開機電路最常見的故障包括無法開關機、開機過幾秒自動關機、通電后自動開機、主板無法加電等。產生這些臺式機開關故障的原因有很多，在實際維修過程中，需要按照一定的檢測步驟來對臺式機開機故障進行分析，精準地找到臺式機開機電路故障點，否則可能會錯過真正的故障點，讓檢測維修陷入困境。

臺式機開機電路故障的檢測步驟分為六步，具體檢測步驟如下：1）首先檢查ATX電源是否故障。在ATX電源接上220V電壓后，使用萬用表筆檢測16腳（綠線）是否為5V高電壓，9腳（紫線）是否為5V高電平，短接15腳和16腳或16腳和17腳查看ATX電源風扇是否強轉，如果檢測腳無高電平，短接后風扇沒有轉動則判斷ATX電源故障。2）檢測主板開機插針或開機按鈕是否有5V或3.3V的高電平。如果沒有則說明ATX電源到開機插針之間的電路存在故障，檢測電路上的穩壓芯片和電容電阻是否損壞。3）檢測32.768kHz的晶體振蕩器是否起振。如果晶振無法工作，南橋芯片也同時癱瘓，檢測晶振兩端的電壓是否在0.5V～1.6V，檢測晶體振蕩器旁邊參與諧振電容電阻是否短路。4）檢測電源開關到南橋或I/O芯片是否有脈沖信號產生。按下開機鍵后，I/O芯片的67腳68腳是否產生脈沖信號，如果沒有，就說明電路故障。5）檢測ATX電源到南橋或I/O芯片的PS-ON信號是否正常輸入輸出。如果沒有，則說明電路故障。6）部分主板可能存在CMOS電池虧電等情況，也有可能導致無法開機。

通過這六個臺式機開機故障檢測步驟就可以精準地找到臺式機開機電路故障點，為后續的故障排除工作做好前期準備。臺式機開機故障檢測具體流程如圖2所示。

3 開機電路功能板故障排除方法

臺式機開機電路功能板是根據G41類型主板模擬出來的開機電路，具有一定的代表性[2]。臺式機開機電路功能板主要由SIMULATE ATX POWER電源區域、KEY區域、SIMULATE I/O CHIP區域、SIMULATE SOUTH-BRIDGE CHIP區域、BOOT信號產生區域、SB POWER區域、RTC&COMS POWER區域和RTC CLOCK區域組成，具體構成如圖3所示。

圖3 臺式機開機電路功能板構成圖

臺式機開機電路功能板非常真實地還原了ATX電源電壓轉換，使用9V適配器輸入功能板，轉換出電路所需的3.3V、+5V、5VSB等工作電壓。使用開關觸發I/O（MC74HC74A）模擬產生開機信號，開機信號到南橋（CD4011B）模擬開機觸發信號產生，經過內部轉換發出SLP-S3信號，模擬南橋給I/O芯片發送開機信號。采用場效應管模擬PSON信號被拉低，三端穩壓器產生3.3V電壓給CMOS電路供電。

臺式機開機電路功能板常見的故障類型基本分為元器件損壞和元器件反焊[3]，這兩種故障類型的故障特點和故障排除方法具體如下。

3.1 元器件損壞

元器件損壞是所有電路功能板都會出現的故障現象，分為元器件型號錯裝和元器件引腳錯裝。該故障幾乎是可以用肉眼看出來的。筆者首先要觀察芯片的絲印，查看是否與電路圖標注的一致，或是否與電路圖標注的元器件實際功能一致。元器件型號錯裝也常出現在電容電阻等元器件上，電路圖上標注為電容的元器件如果錯裝為電阻，可能導致后續的電路全部處于短路狀態，有時也極其危險。標注為電阻的元器件錯裝為電容，可能導致后續電路全部處于開路狀態。元器件引腳錯裝多數出現在多引腳芯片上，由于電路板上多引腳芯片各個引腳都有自己特定的工作電壓，錯裝芯片也極有可能導致電路板損傷和電子元器件損壞。

常見的電子元器件損壞表現為擊穿、短路、開路等，臺式機開機電路功能板常見出現損壞的元器件有集成穩壓器（U1、U2、U4）、場效應管Q1、晶振Y1、諧振電容電阻（C15、C16、R14）、邏輯門芯片（U5、U3）、三極管Q2。在檢修臺式機開機電路時筆者主要用到萬用表。將萬用表調到合適檔位，黑表筆接在電路板的接地端，紅表筆點在需要測量電壓的位置，檢測穩壓濾波電容C1的正極是否為5V，如果電壓正常則可以排除保險絲F1和穩壓器U1故障，如果電壓異常就要檢測故障是否在這個地方。檢測穩壓器U4的2腳是否為3.3V，如果電壓正常排除U4故障。檢測R5的右端PANSW信號是否會隨開關跳變，如果正常則排除開關區域故障。檢測插針J7的3、4、5腳是否有3.3V的電壓，如果有，則排除D5、D6區域故障。按下檢測開關，J6的2腳是否有高變低的電平跳變，如果有則U3芯片正常。檢測Q2的C極開關按下后是否變為低電平，如果是則Q2正常。檢測Q1的D極是否為5V電壓，如果是則Q1正常。檢測U2的3腳是否有3.3V，如果有則U2正常。檢測晶振是否有32.768kHz的頻率或是否有1.2V～1.8V直接的起振電壓，如果有則晶振Y1正常。

筆者在檢測判斷電子元器件電壓時，必須注意主板電路圖所指示的上電時序，如果不按上電時序檢測，將難以正確找出故障具體位置。

3.2 元器件反焊

這個故障在板卡中有二極管的電路中常見，主要為二極管反焊。二極管有單項導電性，不少主板在電路中設計二極管，起到整流、濾波和截止的作用。在臺式機開機電路功能板中存在兩處二極管，分別在KEY區域的D3、D4和RTC&CMOS POWER區域的D5、D6。在KEY區域中，二極管D3、D4保護信號PANSW可以受開關影響，正常的通斷，如果二極管D3反焊，信號PANSW將不受開關KEY1的控制，一直為低電平狀態，導致無法正常模擬開機。在RTC&COMS POWER區域，電路模擬兩相供電，防止電流反流，如果二極管D5反焊，將導致模擬的3.3V電壓無法順利輸入模擬COMS電路中，導致無法模擬開機。

元器件反焊極有可能造成元器件擊穿，導致短路和開路，對電路有時也會造成非常嚴重的損害，主板可能會燒壞。筆者判別元器件反焊可以采取觀察和萬用表的方法。首先，可以通過肉眼觀察，類似二極管這種帶有正負的電子元器件，一般廠家都會在上面標注正負極，防止安裝錯誤，如二極管、發光二極管、電容等。其次，也可以使用電壓阻值測量的方法，使用萬用表檢測，以二極管為例，如果在電路有輸入的情況下，測出二極管一端有電壓，一端無電壓則說明二極管可能反焊。也可以采取測量阻值的方式，二極管具有單項導電性，先一端接紅表筆，另一端接黑表筆，如果有阻值則紅表筆一端極有可能是正極。部分芯片反焊也有可能會出現發熱的情況，也可以根據此來判別。如果出現發熱，需要及時斷電。

4 結語

理論知識的學習是為了更好地實踐，在實際臺式機開機故障檢測維修過程中，還會遇到一些具體的問題和困難，需要結合理論和實際情況，具體問題具體分析。

同時，針對不同類型的臺式機，其開機電路的電路構成與原理以及常見故障與解決方法也略有不同，但底層原理相通，臺式機開機故障的檢測步驟和故障排除方法也可以通用，因此掌握好G41類型主板開關機的結構原理和故障排除方法，為日后學習其他類型主板的檢測維修有基礎性意義。