电脑芯片维修之CPU供电电路
一、简介
CPU即（英文CentralProcessingUnit，CPU）中央处理器是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：提取（Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）和写回（Writeback）。CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。
二、CPU的供电电路
早期的主板常见的为一相供电,如PGA370的CPU主板，供电设计方式一般为单相开关电源电路加上调压电路为主.随着CPU技术的发展，高频率的CPU对其供电电路提高了要求才能保证CPU工作的稳定性，,后期的主板渐渐的设计成了二相、三相、四相、五相、六相等。
1、单相开关电源电路
单相开关电源CPU主供电电路
①电路图
②单相开机电源供电电路原理：
◇第一阶段
主板开机电路正常工作后，ATX的VCC12经R106和BC432的一端接到RC5075M的第8脚为电源IC供电。VCC5通过L9电感线圈经CT50、CT12、CT13、CT14滤波后分成2路，一路连接Q4的D极（供电脚），另一路经过R105反馈电阻连到RC5057M的第3脚，这里的第5脚也有VCC5进来的5V高电平。
◇第二阶段
ATX的灰色线输出PG信号经R178、R122加到RC5057M的第2脚，RESET是复位键，RC5057M复位后开始工作。
◇第三阶段
RC5057M的第9脚输出控制信号，经R108到Q4的G极。（注意，如果HIDRV输出的是高电平1，那么LODRV输出的就是低电平0，反之，如果HIDRV输出的是低电平0，那么LODRV输出的就是高电平1。）电流一直送到L10的储能电感，此时Q5处于截止状态，电流不会流向Q5对地，而是直接流流向CPU_VCORE,也就是向CPU输出主供电，也对CT15、CT20、CT31进行充电。同时VCORE经R110反馈电阻反馈给RC5057M的第4脚，电源IC根据电压反馈脚反馈过来的电压进行调整。
◇第四阶段
当L10、CT15、CT20、CT31全部充满电后，HIDRV输出低电平0，此时Q4截止，相当于堵住了Q4输入端的电流，而第7脚输出高电平信号经R109把Q5打开，因Q5的S极接地，L10、CT15、CT20、CT31开始放电，Q5将Q4送过来的多余电量对地释放，L10、CT15、CT20、CT31组成的低通滤波器为CPU供电提供了比较纯净的电流，当储能电戌L10放完电，注意，CT15、CT20、CT31等滤波电容不能反电全部放完，因为要保证电流的连续，也就是快要放完的时候，电源IC的第9脚HIDRV要及时把Q4打开，第7脚LODRV把Q5关闭，让VCC5又送过来及时给L10充电，它们就是这样周而复始为CPU供电。其中，电源IC通过反馈电路随时都知道CPU的输出电压，而CPU的VID[0：4]电压识别脚又将它的识别信号发送给电源IC的相对应引脚，电源IC从而根据CPU所需要的电压进行不断的调整，输出相应的脉冲控制信号使CPU随时地都能得到标准的稳定的电压。
2、调压电路
外核VTT_2.5/内核VTT_1.5
以内核VTT_1.5为例
(1)电路图
（2）、调压电路工作原理
这种由精密稳压器、运算放大器、场效应管、贴片电阻和电容组成的电路叫做调压电路或叫做线性电源。
①精密稳压器
▲工作原理:
VCC3.3经过R123、R124变成稍低于3.3V的电压。当这个电压到达431精密稳压器后，和它内部的2.5V基准电压进行比较，因3.3V比2.5V高，它通过A脚（ANODE接地脚为阳极）把电压降下来，一直降低到标准的2.5V。注意，431内部不是直接接到地线，而是不断地把电压拉低变到2.5V,所以测到K脚（CATHODE阴极用K或C表示）上的电压是2.5V,K和R脚（REFEAENCE参考脚）相通的，经它变压后加到LM358的输入脚，电压为标准的2.5V。它的作用是把2.5V加到LM358的输入脚，使Q3通过LM358的控制输出标准的1.5V供电，它除了进入CPU为它提供内核电压，还经过560进入北桥。
▲
②双运算放大器LM358
LM358称为运算放大器，因为它内部有两个相同的放大器故又称之为双运算放大器，两个放大器是独立工作的，从431过来的叫正相输入脚，从Q3的S极过来的叫做反相输入脚，LM358的正相输入脚把高电平加到Q3的G极调整D极的3.3V，输出1.5V电压，为保证输出的是1.5V电压，LM358设计了反相输入脚来监视它，如果输出的比1.5V高或低，LM358的输出脚就会把电压相应的升高或降低，使Q3这个调整管始终把S极的电压稳定在1.5V。这就是1.5V电压工作原理。
3、二相供电
①电路图
②波形图
。
4、三相开关电源供电电路图
5、四相开关电源供电电路图
6、五相开关电源供电电路图
PWM的工作条件:
当主板开机触发后，电源IC的ＶＣＣ、ＰＧ、ＶＩＤ、ＦＢ的工作条件都满足的话根据ＶＩＤ信号产生相应的脉冲控制信号由相应的HＩＤＲＶ和ＬＯＤＲＶ来驱动上下管的开与关经滤波电路输出ＣＰＵ－ＶＣＯＲＥ，使输出的电流比单相供电更加纯净，同时经ＦＢ电路来监控供电电压是否正常、从而不断调整脉冲控制信号保证输出持续稳定的标准电压。
四、供电电路检修
1、VCC
测试点 测试项 测试值 故障 电源插座 对地阻值 低于100或直接蜂鸣 短路 ☆少数主板几十也正常 ◇Q1/Q2◇Q1+Q2◇MOS+PWM◇MOS+NB◇LC 上管D极 直流电压 不在12V允许范围内 供电不正常 ◇电解电容◇电感◇贴片电容◇线路 PWM 直流电压 不在电压允许范围内 供电不正常 VCC/VCCDR ☆待机☆开机状态 ◇二极管◇保险电阻◇引脚虚焊◇线路
（1）ATX电源各路电压有无输出，是否在允许值范围内
（2）主板上的ATX接口对地打阻值，看是否供电有短路
（3）测电源管理芯片RC5057M的VCCP引脚对地阻值
（4）MOS管的D极对地阻值
注意：须先通过短路检测，如果CPU供电电路有短路仍强行加电开机可能会导致烧毁CPU和北桥芯片。各供电脚的对地阻值越大说明越没短路。
2、MOS
测试点 测试项 测试值 故障 上管D极 对地阻值 明显偏小(低于200) ◇Q1◇Q1+PWM 直接蜂鸣 ◇Q1+Q2◇Q1+PWM◇Q1+NB 下管D极 对地阻值 25以下(蜂鸣看数值) 短路 ◇Q2◇Q2+PWM◇Q2+NB G极 直流电压 无3V以上控制电压 ◇MOS◇保险电阻◇PWM◇线路 上管S极 直流电压 无电压输出 ◇MOS
（1）上、下管
◇电阻法
▲上管
①红表笔接地，黑表笔接上管的D极，D极一般在200以上为正常，只有少数品牌机在100左右，如果D极直接短路，有四种情况：一是上管击穿，二是上下管同时击穿，三是上管击穿+电源IC烧坏，四是上管击穿+北桥烧坏。
②红表笔接地，黑表笔接上管的G极，G极一般在100以上为正常
③红表笔接地，黑表笔接上管的S极，上管的S极在25以上为正常，如果测得上管的D极很小时有二种情况，一是上管己经击穿，另一种情况是上管击穿同时电源IC烧毁。
▲下管
①下管的D极接上管的S极，所以与上客的S极阻值一样，也是25以上为正常。D极短路一是上管击穿，二是下管击穿+电源IC烧坏，三是下管击穿+北桥烧坏
②红表笔接地，黑表笔接上管的G极，G极一般在100以上为正常
③下管的S极接地，阻值为0
◇电压法
如果VCC没有短路可用电压法测量，开机用万用表的直流20V档检测
▲上管
①黑表笔接地，红表笔测上管的D极应该有5V
②黑表笔接地，红表笔测上管的G极应该是高电平为正常
③黑表笔接地，红表笔测上管的S极应该是高电平为正常
▲下管
①黑表笔接地，红表笔测下管的D极应与上管的S极电平一致
②黑表笔接地，红表笔测下管的G极应该是高电平为正常
③黑表笔接地，红表笔测下管的S极，下管的S极接地没有电压为正常
注意：由电路图可知，上下管的G极分别是RC5057M的HIDRV和LODRV脚控制，如果测得MOS的G极不正常，不是MOS坏就是电源管理IC坏，简单的方法就是悬空MOS管的G极引脚，断其与电源管理IC的连接，再测量主板上的焊点，如果有高电平就是场管损坏，如果没有高电平，就是是场效应管的问题。
（3）调压电路的调压管
有些主板CPU的VTT_1.5、VTT_2.5是调压电路的供电设计.
可用电阻法和电压法判断调压管及其相关电路的好坏。
（4）保险电阻
MOS管的G极与电源IC之间有一个保险电阻，此处电阻作用是防止电源IC老化后HIDRV脚和LODRV脚的电压不受控制导致MOS管损坏,起保险作用,如果MOS管的G极测不到电压或电压不正常,要么保险电阻损坏要么电源IC损坏。
（5）PWM
测试点 测试项 测试值 故障 U/LGATE 直流电压 无电压输出 ◇PWM◇外围电路 波形 无矩形波 ◇PWM◇外围电路 PG OUTEN 低电平 ◇PWM◇外围电路 SS_END 低电平 ◇PWM◇外围电路 VID 高低电平 电平组合不正常 ◇PWM◇线路 FB 直流电压 输出不正常 ◇反馈电阻◇藕合电容
①PWM的VCC
如测得VCC电压偏低,为相连的贴片电容漏电,用相同体积和颜色的更换
②PG
如测得PG引脚电压不正常,查ATX的PG脚至电源IC的PG脚之间的线路,查其相连的R有无开路,BC有无漏电.
③VID
如测得电源IC的VID引脚电压不正常就要检修CPU是否有输出VID信号
④FB
如果测的FB引脚电压不正常则要查 其相连的元件及部位是否有问题。如果电源IC有VCC供电、PG信号正常、VID信号正常、VCORE线路及外围元件正常而电源IC仍无控制信号输出的话就可断定PWM本身损坏。
（6）CPU
测试点 测试项 测试值 故障 VCORE 直流电压 无电压 ◇PWM◇外围电路 波形 无矩形波 VTT 直流电压 无电压 ◇431精密稳压器◇MOS◇LM358◇外围电路 波形 无矩形波 VID 高低电平 电平组合不正常 ◇PWM◇线路 BLK 直流电压 输出不正常 ◇PWM◇时钟芯片◇外围电路 RESET 高低电平 电平组合不正常 ◇PWM◇线路 PG 高低电平 电平组合不正常 ◇PWM◇线路
判断CPU的好坏，一般测以下几个测试点是否正常。不同型号和类型的CPU测试点有所不同。
SOCKET370测试点 序号 名称 中文 测试点 1 VCORE 核心电压 W33 2 VTT1.5 内核电压 AD36 3 VTT2.5 外核电压 Z36 4 VTT1.0 参考电压 E33 5 RESET# 复位信号 X4,AH4 6 BCLOCK 主时钟 W37 7 PCICLOCK 辅时钟 J33 8 PG 电源好信号 AK26 SOCKET478测试点 序号 名称 中文 测试点 1 VCORE 核心电压 AF21 2 BCLOCK0 时钟信号 AF22 3 BCLOCK1 时钟信号 AF23 4 PG 电源好信号 AB23 5 RESET# 复位信号 AB25 6 GTLREF 参考电压 AA21 7 VCCVID POWERIC的接地脚 AF4 8 VID0 电压识别信号 AE4 9 VID1 电压识别信号 AE3 10 VID2 电压识别信号 AE2 11 VID3 电压识别信号 AE5 12 VID4 电压识别信号 AE1 SOCKET754测试点 序号 名称 中文 测试点 1 VCORE 核心电压 G13、G15、G17等 2 VTT 内核电压 A18、B17、C17等 3 CLKIN_L 时钟信号 AH21 4 CLKIN_H 时钟信号 AJ21 5 RESET_L 复位信号 AF20 6 PG 电源好信号 AE18 8 VID0 电压识别信号 AE15 9 VID1 电压识别信号 AF15 10 VID2 电压识别信号 AG14 11 VID3 电压识别信号 AF14 12 VID4 电压识别信号 AG13 SOCKET775测试点 序号 名称 中文 测试点 1 VCORE 核心电压 J8、J9、J10、J11等 2 VTT 内核电压 A30、B30、C30、D30等 3 BCLK 时钟信号 F28、G28 4 RESET 复位信号 G23 5 PG 电源好信号 N1 6 VID0 电压识别信号 AM2 7 VID1 电压识别信号 AL5 8 VID2 电压识别信号 AM3 9 VID3 电压识别信号 AL6 10 VID4 电压识别信号 AK4 11 VID5 电压识别信号 AL4 12 VID6 电压识别信号 AM5 13 VID7 电压识别信号 AM7 PWM输送给CPUVCORE的大小是由CPU的VID各引脚的高低电平组合来决定的，不同的CPU需求的VCORE是不一样的，所以它们的VID组合也是不一样的。一般都有很多种组合使主板能尽可能的升级或更换不同的CPU，下面是几种常见的组合。
▲RT9241B的VID与VCORE关表 VID4 VID3 VID2 VID1 VIDO VCORE 1 1 1 1 1 OFF 0 1 1 0 1 1.52V 0 0 1 0 0 1.75V
▲L6711的VID与VCORE关系表 VID4 VID3 VID2 VID1 VIDO VCORE 1 1 1 1 1 OFF 0 1 1 1 0 1.2V 0 0 0 1 0 1.5V
▲L6711的VID与VCORE关系表 VID5 VID4 VID3 VID2 VID1 VIDO VCORE 1 1 1 1 1 1 OFF 0 0 0 1 1 0 1.2V 0 0 0 0 1 0 1.5V
所谓超频，就是通过CMOS里面的相关设置或直接在CPU座的VID引脚里用导线改变相关VID的电平高低组合来人为的提高CPU的工作电压，使CPU在更高的时钟频率下超负荷的工作，同时不光是CPU在超负荷的工作，其CPU之外相关电路都提高了工作电压，如时钟芯片、内存、硬盘等也在超负荷的工作，在这种情况下不但需要CPU的供电电路要十分的稳定，而且需要其它的相关的电路也要求稳定。所以只有优秀的主板厂商设计出优秀的电路才能保证超频的成功。
注意，超频不能无限制的超频，否则可能会导致电脑工作不正常导致超频失败，严重的情况下会导致硬件正常使用寿命的缩减与损坏。
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