atx主板电源接口详解.docx

atx主板电源接口详解.docx

《atx主板电源接口详解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《atx主板电源接口详解.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

atx主板电源接口详解

　　电源是主机的心脏，为电脑的稳定工作源源不断提供能量。

是不是大家以为木头又要推荐电源了，哈哈，今天我们不谈产品，主要聊一下每个电源上都具有的输出导线。

对于不同定位的电源，它的输出导线的数量有所不同，但都离不开花花绿绿的这9种颜色：

黄、红、橙、紫、蓝、白、灰、绿、黑。

健全的PC电源中都具备这9种颜色的导线（目前主流电源都省去了白线），它们的具体功能相信还有不少网友搞不清楚，今天就给大家详细的讲解一下。

　　黄色：

＋12V

　　黄色的线路在电源中应该是数量较多的一种，随着加入了CPU和PCI-E显卡供电成分，+12V的作用在电源里举足轻重。

　　+12V一直以来硬盘、光驱、软驱的主轴电机和寻道电机提供电源，及为ISA插槽提供工作电压和串口设备等电路逻辑信号电平。

+12V的电压输出不正常时，常会造成硬盘、光驱、软驱的读盘性能不稳定。

当电压偏低时，表现为光驱挑盘严重，硬盘的逻辑坏道增加，经常出现坏道，系统容易死机，无法正常使用。

偏高时，光驱的转速过高，容易出现失控现象，较易出现炸盘现象，硬盘表现为失速，飞转。

目前，如果+12V供电短缺直接会影响PCI-E显卡性能，并且影响到CPU，直接造成死机。

　　蓝色：

－12V

　　-12V的电压是为串口提供逻辑判断电平，需要电流不大，一般在1A以下，即使电压偏差过大，也不会造成故障，因为逻辑电平的0电平从-3V到-15V，有很宽的范围。

　　红色：

＋5V

　　　＋5V导线数量与黄色导线相当，＋5V电源是提供给CPU和PCI、AGP、ISA等集成电路的工作电压，是电脑中主要的工作电源。

目前，CPU都使用了+12V和+5V的混合供电，对于它的要求已经没有以前那么高。

只是在最新的IntelATX12V2.2版本加强了+5V的供电能力，加强双核CPU的供电。

它的电源质量的好坏，直接关系着计算机的系统稳定性。

　　白色：

－5V

　　目前市售电源中很少有带白色导线的，白色-5V也是为逻辑电路提供判断电平的，需要电流很小，一般不会影响系统正常工作，基本是可有可无。

　　橙色：

＋3.3V

　　　　这是ATX电源专门设置的，为内存提供电源。

最新的24pin主接口电源中，着重加强了+3.3V供电。

该电压要求严格，输出稳定，纹波系数要小，输出电流大，要20安培以上。

一些中高档次的主板为了安全都采用大功率场管控制内存的电源供应，不过也会因为内存插反而把这个管子烧毁。

使用+2.5VDDR内存和+1.8VDDR2内存的平台，主板上都安装了电压变换电路。

　　紫色：

＋5VSB（+5V待机电源）

　　ATX电源通过PIN9向主板提供＋5V720MA的电源，这个电源为WOL（Wake-upOnLan）和开机电路，USB接口等电路提供电源。

如果你不使用网络唤醒等功能时，请将此类功能关闭，跳线去除，可以避免这些设备从+5VSB供电端分取电流。

这路输出的供电质量，直接影响到了电脑待机是的功耗，与我们的电费直接挂钩。

　　绿色：

P－ON（电源开关端）

　　通过电平来控制电源的开启。

当该端口的信号电平大于1.8V时，主电源为关；如果信号电平为低于1.8V时，主电源为开。

使用万用表测试该脚的输出信号电平，一般为4V左右。

因为该脚输出的电压为信号电平。

这里介绍一个初步判断电源好坏的土办法：

使用金属丝短接绿色端口和任意一条黑色端口，如果电源无反应，表示该电源损坏。

现在的电源很多加入了保护电路，短接电源后判断没有额外负载，会自动关闭。

因此大家需要仔细观察电源一瞬间的启动。

　　灰色：

P－OK（电源信号线）

　　一般情况下，灰色线P-OK的输出如果在2V以上，那么这个电源就可以正常使用；如果P-OK的输出在1V以下时，这个电源将不能保证系统的正常工作，必须被更换。

这也是判断电源寿命及是否合格的主要手段之一。

　　认识导线种类作用是DIY玩家的必修课，是菜鸟用户晋级的必经之路，大家掌握了电源导线种类可以更清晰的认识电源的输出规格，方便大家选购电源和排除故障

红色：

代表+5V电源线（主板、硬盘、光驱等硬件上的芯片工作电压）。

黄色：

代表+12V电源线（硬盘、光驱、风扇等硬件上的工作电压，和-12V同时向串口提供EIA电源）。

橙色：

代表+3.3V电源线（直接向DIMM、AGP插槽供电）。

灰色：

代表P.G信号线（电源状态信息线，它是其他电源线通过一定电路计算所得到的结果，当按下电脑开头键后，这个信号表示电源良好可以开机无信号说明有故障主板自动监测）。

蓝色：

代表-12V电源线（向串口提供EIA电源）。

白色：

代表-5V电源线（软驱锁相式数据分离电路）。

紫色：

代表+5VStandBy电源线（关机后为主板的一小部分电路提供动力，以检测各种开机命令）.

绿色：

代表PS-ON信号线（主板电源开／关的信号线，未接通时有一定电压）

黑色：

系统电路的地线

1脚  橙色  +3.3V        主要给南桥、北桥、内存和部分CPU外核电压供电。

2脚  橙色  +3.3V

3脚  黑色  GND（地线）

4脚  红色  +5V          主要给CPU、复位电路、USB接口、鼠标键盘接口、南北桥和二级供电电路供电

5脚  黑色  GND（地线）

6脚  红色  +5V

7脚  黑色  GND（地线）

8脚  灰色  +5V（PG信号）  POWER  GOOD  电源好信号,用在复位电路中.

9脚  紫色  +5V（SB）待机电压  外部电源没切断情况下,主机没开机此电压依然存在,主要供主板开机电路中部分芯片使用,完成计算机远程呼唤功能,鼠标键盘如用此针脚供电,在主机关闭后,鼠标键盘灯依然亮.

10脚  黄色  +12V    主要给CPU、场效应管、风扇供电。

11脚  橙色  +3.3V

12脚  蓝色  -12V    主要给串口管理芯片供电。

13脚  黑色  GND（地线）

14脚  绿线  +5V（PS-ON开机控制线）ATX电源没工作时，此脚为+5V，通过开机电路或短接地线后此电压被拉低为0V，ATX电源开始工作

15脚  黑色  GND（地线）

16脚  黑色  GND（地线）

17脚  黑色  GND（地线）

18脚  白色  -5V  主要给ISA插槽供电，现在主板已取消ISA插槽，所以现在ATX电源此脚处为空针。

19脚  红色  +5V

20脚  红色  +5V

ATX电源工作原理：

ATX电源第14脚绿线是控制ATX电源的开关，当此脚为低电压（小于1V）时，ATX电源就被激活，相应脚输出正负5V、正负12V和3.3V电压，开始向主板设备供电；当PS-ON为高电压时（大于4.5V）时，ATX电源停止输出电压（除紫色+5V待机）。

另外，P4主板

另外提供一个4针的辅助供电接口，专为CPU提供+12V供电，在卡位那边二脚为黄色+12V线，后边二脚为黑色地线。

电脑主板供电原理图文详解

文章导读：

如果我们想掌握主板质量就必须深入了解主板供电电路，它负责电源电压——即+12v-并转化为CPU所需的适当电压，内存，芯片和其他电路的供给。

接下来，我们将更深入了解供电模块，如何鉴别该电路，它是如何工作的，最常见的元件以及如何确定优质部件。

如果我们想掌握主板质量就必须深入了解主板供电电路，它负责电源电压——即+12v-并转化为CPU所需的适当电压，内存，芯片和其他电路的供给。

接下来，寻修网

寻修网

DIYer必读-图文详解电脑主板CPU供电电路原理

电脑维修基础之主板CPU供电电路原理图

想了解整个主板的质量和使用寿命，判断供电模块的质量是最好的途径之一。

一个好的供电模块输出将不会有任何的电压波动或杂波，其提供了CPU和其它部件干净和平稳的电压。

一个差的供电模块可以导致电压波动及杂波，乃致故障如电脑重启、死机、声名狼藉的的蓝屏。

如果该电路采用劣质的铝电解电容，它们将泄漏，鼓胀甚至爆炸。

其在主板电路中往往是易损件。

而一个高质量供电模块电路可以确保你有一个稳定的系统，经久耐用。

供电电路很容易识别。

因为它是唯一采用电感（线圈）的主板电路，电感附近一般就能找到供电模块。

通常供电模块环绕在CPU四周；不过你会发现一些电感散布在主板上，通常靠近内存和临近南桥芯片，同样的他们为这些组件提供所需电压。

图1：

供电模块的电路

解释工作原理前，先让让你熟悉供电模块的主要部件。

1.认识一下主要元件

供电模块的主要元件，前面已提到的，1电感（可以由两种材料组成，铁芯或铁素体）、2.晶体管、3.电容（好的主板将提供耐久的铝电解电容）。

晶体管供电模块电路用称为MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的技术所制造，人们简称为“MOSFET”。

有些主板来用被动冷却–散热器以冷却“MOSFET”。

还有另一个非常重要的元件称为“PWM”控制器，以及同样设计精良细小的“MOSFETdriver”。

接下来将解释他们的功用。

图2：

供电模块的特写

图3：

主板上的被动冷却方式：

散热器

2.现在让我们深入介绍每个元件

如前所述，你可以找到两种用于供电模块的电感：

铁芯或铁素体。

相对于铁芯电感，铁素体电感功率损耗更低：

据技嘉称低了25%（技嘉在主板界的权威地位可见一斑，后面还会提到），较低的电磁干扰和更好的抗锈性。

两者之间很容易区分：

铁芯电感通常是“开放”的，你可以看到里面有一个厚实的铜制线圈；而铁氧体电感是“闭合”的，通常上面有一个字母R打头的标志。

在图四、图五可比较出他们之间的差别。

但是铁氧体电感也有一个例外，其大又圆而且是“开放”的，如图6。

这种铁氧体扼流圈是很容易识别的，因为它的铁芯是横置的。

供电模块中还有一种概念称之为“相位”。

是不是有点糊涂，别担心，我们将详细解释。

图四：

铁电感

图五：

铁氧体电感

图六：

铁氧体电感的特例

2.现在让我们深入介绍每个元件（续）

尽管所有主板供电模块都使用MOSFET，但其中有好有坏。

好的MOSFET的开关电阻较低–该参数称之为“DPS”，发热量少（相对于传统MOSFET少16%的热量，又是技嘉所言），体积小于传统MOSFET。

有一个简单的方法来区分两，传统的MOSFET有三条引脚，中心的引脚通常被低断而悬空，低阻的MOSFET有四个或更多的引脚且都焊接到主板上。

比较图7号和图8你可以看到两者的区别。

供电模块一般每相位有两个MOSFET。

而便宜的主板只使用一个加强的MOSFET，也有每相位使用三个MOSFET的。

因此计算相位数量最好的办法是通过数电感，而不是数MOSFET。

图7：

传统的MOSFET

图8：

低阻MOSFET

用于供电模块电路的电容可以分为传统的电解质类型电容或固态铝电容，我们已经展示了他们之间的差异，对照图2。

固态铝电容比普通的要好，因为它们不易膨胀或泄漏。

如果你的主板为正规厂商生产（暗指山寨货，老外也知道？

），你应该会发现他们的制造商。

日产电容的传统就是防鼓胀、泄漏、爆炸（三防？

小日本的东西名声在外啊）。

我们已经发表了一份详细的讲解如何鉴别日产电容（国内假货太多，我脸上挂不住了。

。

。

）

每个电压输出是通过一个集成电路称为PWM控制器控制的。

如为为中央处理器、记忆、芯片组等（PWM控制器能控制两个独立的电压输出）。

如果你环顾整个CPU插座，你应该能够找到给CPU供电的PWM控制器，见图2和图9。

图9WM控制器

最后，我们有一个较小的集成电路称为MOSFETdriver。

供电模块将用一MOSFET驱动每相位，所以每个driver驱动两个MOSFET。

便宜主板会以附加的MOSFET替代driver，所以这种设计的主板，每相位有三个MOSFET，不像往常一样有两个。

图10：

MOSFETdriver

3.相位

供电模块的电源电路的工作中有几个平行提供相同的输出电压-特别的指CPU电压。

然而，他们在不同一时间工作，因此命名为“相位”。

我们将详细地解释一下其如何工作，所以不要害怕（老外挺可爱）。

就像很多厂商和爱好者讨论主板的供电相数问题，我们希望引申这一主题。

咱们以CPU供电模块为例。

如果该电路具有两个相位，每个相位将操作50%的时间以产生CPU电压。

如果这种相同的电路是由三个相位，每个相位将工作33.3%时间；四个相位，每个相位将会占25%。

有六个相位，每个相位将工作16.6%的时间。

以此类推。

供电模块电路有更多的相位有几个优点。

最明显的是，这时MOSFET负载更低，延长了使用寿命，同时降低这些部件工作温度。

另一个好处是，多相位通常的输出电压更稳定和较少紊压。

添加更多的相位需要增加更多的部件，它会增加主板成本。

廉价的主板则尽量减少相位。

非常重要的是，当厂商说主板有六相供电时，是指CPU供电模块。

每一个电压相位使用一个电感，两个或三个MOSFET，一个或多个电解电容和一个MOSFETdriver-低端主板里这最后的组件可以被MOSFET所替代。

正如你所看到的，组件的数量不会一成不变。

目前唯一最好的计算相数方法是数电感。

例如，在图11（图表1和2）有三个相位。

图11：

相位

但有一个例外。

有一些主板芯片组、存储器的供电电感位于CPU附近，单纯依靠数电感来判断供电相数就不准了。

下图：

虽然看上去有四相，但它是三相的，就像仅有的三个相位被用来产生CPU电压;在这主板第四相位是用来产生内存的电压。

我们要教你如何在一秒内得到准确的相位数。

图12：

主板和三个相位，而不是你假定的四相

在主板背面的四个电感中一个较远的电感应该被忽略。

在图11你能看到主板CPU供电模块中的电感是同极的…因为同相内所有电感产生相同电平，只有连接在一起的应该被计算。

这可以通过敷铜面看出。

在图13我们展示了电感被焊在一起。

图12中正如你所看到的，只有三个电感连接到一起，第四个电感去向内存插槽。

图13：

正确的计数电感

最后一个例子是我们想带你见识一下10相供电的高档主板（见图）。

去MOSET上掉精美的散热器。

如图14：

非常高端主板和10个相位

现在，你知道如何正确识别和计数供电模块的相位，这一次，让我们来解释供电模块电路是如何工作的。

4.它是如何工作的

供电模块电路从ATX12VEPS12V得到+12v电压，转换给（中央处理器，存储器、芯片组，等等）。

这种转换是一个DC-DCconverter，也称为开关电源，如同PC机的电源一样。

PWM-脉宽调制控制器是这个过程的核心。

PWM按相位产生方波信号，从这个信号决定于负载电压，即其占空比正比于输出目标值（例如，50%的占空比：

则一半时间输出低电位—通常是零电位，另50%的时间输出高电位—此时为即供电模块的+12v。

供电模块输出电压值必须读取来自处理器的“voltageID”（VID）pins（人称的电压硬改）,，其必须提供一个二进制代码和精确的电压值。

有些主板在BIOS中允许让你手动更改CPU电压。

也就是改变PWM的设置代码，随之PWM根据已被配置将改变你的CPU电压。

我们正在谈论的CPU电压调节同样适用于内存和芯片组。

DC-DCconverter是一个闭环系统。

这意味着PWM控制器不断监测输出供电模块的输出电压。

如果电压的增加或减少输出电路将调整本身（改变脉宽调制信号的频率），以便输出正确的电压。

乃至顺利完成，同样，反之亦然。

图15的电路图上经常出现了CPU供电模块的PWM控制器的（NCP5392）。

你可以很容易识别的电压定义针脚（VID0到VID7）、回路针脚（CS，位于左侧的电流传感器针脚）和各相位输出驱动（座落在右边G针，）。

正如你所看到的，该集成电路可以控制四个相位。

图15WM控制器

每个相位使用两个MOSFET和一个电感。

PWM不能提供足够的电流开关这些MOSFET，所以每一相都需要一个MOSFETdriver。

通常MOSFETdriver是一个小集成电路。

一些厂商为了降低成本在低端主板则使用一个分立的MOSFET上做驱动用。

在图16你可以看到某一相位的基本图板（回路省略）由一个NCP5359MOSFET驱动。

EPS12VATX12V供给MOSFET及MOSFETdriver（其上所标记“10V到13.2V”和“4v到15V）。

在这个图中你可以看到两个MOSFET及电感电容。

这个反馈信号与电感与CS+（CSP）andCS-（CSN）pin并联。

这个PWM提供这些pin和一个使能端EN以激活电路。

图16：

单相简化图

正如你所看到的在图15，每个相位有一个PWM信号输出。

需要解释的是，脉宽调制信号是一个脉宽（占空比）变化取决于负载电压的方波（这就是为什么这种技术被称作脉宽调制）。

假设这个输出电压稳定，所有的脉宽调制信号将会有相同的脉宽，即每个方波“信号”都是相同的。

然而，它们之间有一个延迟。

取决于相位的交替。

例如，在一个电路时，只有两相位，这两个PWM信号将被分别运行。

所以当第一相位被打开，第二相位将会被关掉，反之亦然。

这将确保每一相位将50%的时间。

对一个电路的脉宽调制信号的四个相位，将会同样方式将启动：

第一相位先出现，然后第二相位被激活，那么第三相，然后4相。

当一个相位是打开的所有其他人都关掉。

在这种情况下，每个相位将会占25%。

更多的相位，每个相位开启更少时间。

如前文所讲，这使得每个MOSFET热释放减少，元件使用寿命更长。