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[分享] CPU供電電路詳解(與維系工分享的學(xué)習資料,已完成)免積分下載

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pcxiaolong 發(fā)表于 2012-7-16 02:47:33 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式 來(lái)自 中國河南鄭州

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本帖最后由 pcxiaolong 于 2012-7-20 03:26 編輯
1 X9 ]$ g& x  {/ X/ R: y( Q. m. q2 l1 X8 ^) M6 B0 z
CPU供電電路詳解: ?% f% ^8 S( U0 C+ B# X
由于CPU核心電壓有著(zhù)越來(lái)越低的趨勢,所以電池或適配器供給筆記本主板的12V或是16V直流電不能能直接給CPU供電,這樣就需要一定的供電電路進(jìn)行高直流電壓到低直流電壓的轉換(即DC-DC)這個(gè)些轉換電路就是CPU的供電電路。3 T8 @& }) x" G/ @0 l
CPU的供電電路的組成# q. b* t* K* a; H4 v
1.           筆記本CPU供電電路的功能/ O: m3 j2 N3 `: v1 {7 \
筆記本的CPU供電電路的主要是為CPU提供電能,保證CPU在高頻,大電流工作狀態(tài)下穩定的運行。同時(shí),由于現在的CPU功耗非常大,從低負荷到滿(mǎn)負荷,電流的變化時(shí)非常大的。為了保證CPU能夠在快速的負荷變化中,不會(huì )因為電流供應不上而無(wú)法正常工作,CPU供電電路要求具有非?焖俚拇箅娏鞯捻憫芰。: j4 s; O" P9 M  y( O- X0 m6 C% [
另外,CPU供電電路也是筆記本電腦主板上信號強度最大的地方,處理的不好會(huì )產(chǎn)生串擾效應,從而影響到信號較弱信號的數字電路部分,因此CPU供電部分的電路設計制造要求通常都比較高。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),CPU供電部分最終的目的就是在CPU電源輸入端到達CPU對電壓和電流的要求。# n* h# e9 q" Q5 {" C2 t, e
2.           筆記本CPU供電電路組成) o2 f! u5 _  ~
        筆記本CPU供電電路主要由電管管理芯片,儲能電感,場(chǎng)效應管和濾波電容等元件組成。2 z7 a8 u1 d9 L* V0 A! L
% R" D7 j) a: e# q, }5 L
(1)     電源管理芯片' l- d; B8 m" Q( f% C: x: q9 n/ {) e0 d" N
   電源管理芯片主要負責識別CPU供電幅值,產(chǎn)生相應的短矩波,推動(dòng)后級電路驚醒功率輸出,同時(shí)利用反饋電路監視供電電路輸出的電壓,使輸出的電壓始終保持在一個(gè)穩定的電壓值上。# \3 Z  s7 I/ h0 D. M1 j
(2)     儲能電感
6 d  V, w7 x: \) a2 e5 M        儲能電感是由導線(xiàn)在鐵氧化體磁芯環(huán)或是磁棒上繞制數圈而成,有線(xiàn)圈式,直立式和固態(tài)式等幾種。筆記本電腦中常用的為固態(tài)式儲能電感。CPU供電電路中的電感線(xiàn)圈主要包括倆種,一種是用來(lái)對電流進(jìn)行濾波的,稱(chēng)為濾波電感;另外一種是用來(lái)儲能的,稱(chēng)為儲能電感,它和場(chǎng)效應管,電容配合使用為CPU供電。另外根據線(xiàn)圈儲能的特點(diǎn),實(shí)際電路中通常利用電感和電容組成低通濾波系統,過(guò)濾供電電路中的高頻雜波,以便為CPU提供純凈(干凈或是平滑)的供電電流。
# L2 \# s9 f0 U7 z(3)     濾波電容2 S' u" M( z! I7 n" U$ }7 `
在電路中電容有“隔直通交”的特性(隔直流,同交流),它的作用包括以下幾方面。一是濾波,大部分都用在直流轉換之后的濾波電路中,利用其充放電的特性,在儲能電感的配合下,將脈沖直流電變成較為平滑的直流電,一般來(lái)說(shuō)大容量電容適用于濾除低頻雜波,而小容量電容濾除高頻雜波的效果比較好;二是信號去耦,防止信號在電路間串擾;三是信號耦合,用于將倆個(gè)電路的直流電壓進(jìn)行隔離時(shí)使信號在電路間傳送。3 T3 G3 g: c' O
      (4)場(chǎng)效應管* W! q0 b( e; R' d
           場(chǎng)效應管是金屬氧化物半導體場(chǎng)消音管的簡(jiǎn)稱(chēng),具有開(kāi)關(guān)速度極快,內阻小,輸入阻抗高,驅動(dòng)電流。0.1μA左右),熱穩定性好,工作電流大,能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的并聯(lián)等特點(diǎn),非常適合作為開(kāi)關(guān)管的使用。場(chǎng)效應管在供電電路中的作用是在電源管理芯片脈沖信號的驅動(dòng)下,不斷的導通與截止,然后將ATX電源輸出的電能存儲在電感中。然后釋放給負載。在主板供電電路中,場(chǎng)效應管的性能通常決定著(zhù)供電電路的性能。
2#
pcxiaolong  | 發(fā)表于 2012-7-16 02:49:51 | 只看該作者 來(lái)自 中國河南鄭州
本帖最后由 pcxiaolong 于 2012-7-20 03:17 編輯
, ?1 d4 ^: `! A8 ]" I0 ?
: J: G* B( ?5 O4 YCPU供電原理圖
- }6 q0 h/ C' B% B
8 R2 \7 U/ Z' m, W. q
8 u- n* V$ k- {MAX8770組成開(kāi)關(guān)電源電路原理圖
/ c- S% G$ o8 r" |" E* [

1 _* k- |6 H0 `- L" `2 K# D4 X' N* J  l0 F( T: V8 Q# j
針腳定義
0 p5 k9 A4 v) T' o
針腳數
名稱(chēng)
定義
針腳數
名稱(chēng)
定義
1
CLKE
時(shí)鐘信號使能端
21
DH2
高端門(mén)輸出端2
2
   PWRGD
PG信號輸出端
22
LX2
用來(lái)偵測相的高低變化過(guò)程,防止DH2沒(méi)有關(guān)閉時(shí)把DL2打開(kāi),通過(guò)電容連接到地
3
PSI
狀態(tài)指示輸入端
23
PGND2
接地端
4
POUT
濾波端
24
DL2
低端門(mén)輸出端2
5
VRHOT
電源過(guò)熱檢測信號輸出端
25
VDD
5V電壓輸入端
6
THRM
過(guò)熱保護偏置電壓輸入端
26
DL1
低端門(mén)輸出端1
7
TIME
頻率調整引腳
27
PGND1
接地端
8
TON
開(kāi)關(guān)管頻率控制器
28
LX1
用來(lái)偵測相的變化過(guò)程,防止DH1沒(méi)有關(guān)閉時(shí),把DH1打開(kāi),通過(guò)電容連接BST1
9
CCV
連接積分電容
29
DH1
高端門(mén)輸出端1
10
CCI
輸出電流環(huán)路補償端
30
BST1
內部高低端激放供電輸入端
11
REF
2V基準電壓輸出端
31
D0
CPUVID電壓識別信號
12
FB
電壓反饋輸入端
32
D1
13
GNDS
連接CPU檢測引腳
33
D2
14
CSP2
電流檢測2正輸入端
34
D3
15
CSN2
電流檢測2負端
35
D4
16
CSN1
電流檢測1負輸入端
36
D5
17
CSP1
電流檢測1正輸入端
37
D6
18
GND
接地端
38
SHDN
開(kāi)關(guān)控制信號輸入端,低電平有效
19
VCC
5V電壓輸入端
39
DPRSLPVR
待機模式控制端
20
BST2
內部高低激放供電輸入端
40
DPRSTP
反相待機模式控制端
3#
pcxiaolong  | 發(fā)表于 2012-7-16 02:50:31 | 只看該作者 來(lái)自 中國河南鄭州
本帖最后由 pcxiaolong 于 2012-7-20 03:31 編輯
% y0 _( |  C* C2 f, F1 }+ J2 T' q" Q# [) M' x" B" U
CPU供電電路的工作如下:
: V9 _: c* r; S$ {
當按下開(kāi)關(guān)鍵后,筆記本系統供電電路開(kāi)始工作輸出5V3.3V電壓,此電壓連接帶MAX8770芯片的VCC,VDD引腳,為芯片提供工作電壓,CPU通過(guò)電源管理芯片MAX8770D0-D6引腳向電源管理芯片輸出VID電壓識別信號。6 ~, ?: }' w4 N+ b2 g
同時(shí),開(kāi)機控制電路向MAX8770芯片SHDN引腳發(fā)送低電平信號,MAX8770SHDN引腳得到低電平信號后,內部的控制電路開(kāi)始工作,使倆個(gè)額PWM控制器分貝從DH1DL1引腳,DH2DL2引腳,輸出3V-5V且互為反相的驅動(dòng)脈沖控制信號(也就是說(shuō)SH1SH2端輸出高電平時(shí),DL1DL2端輸出低電平,或相反的情況),這樣時(shí)將場(chǎng)效應管PQ32PQ33/PQ34分別導通或截止,場(chǎng)效應管PQ35PQ36/PQ37分別導通或截止。; w8 `* v2 ^! H0 J. ~
此時(shí),電池或是電源適配器的12V或是16V電壓經(jīng)過(guò)濾波電感PL14,濾波電容后被分為兩路,一路經(jīng)過(guò)場(chǎng)效應管PQ32,PQ33,PQ34流入儲能電感PL15,然后經(jīng)過(guò)濾波電容濾波后,輸出CPU核心電壓CPU_CORE電壓;另外一路經(jīng)過(guò)場(chǎng)管PQ35,PQ36,PQ37流入儲能電感PL16,然后經(jīng)過(guò)濾波電容的濾波后,輸出更為平滑純凈的電流,為CPU供電。
/ y8 Y/ P- j/ D+ s同時(shí),電源管理芯片的電壓反饋端FB會(huì )將輸出的CPU核心電壓反饋給電源管理芯片同標準電壓進(jìn)行比較。如過(guò)輸出的電壓與標準電壓不相同(誤差在7%以為視為正常),電源管理芯片將調整DH1,DH2端和DL1,DL2端輸出的方波幅寬,是輸出的CPU核心電壓得到調整,直到與標準電壓一致。, w' }5 H5 W& o, o  H8 z/ B
另外,CSP1,CSN1,CSP1,CSN2為電流反饋端,它會(huì )監測主供電的電流。當供電掉路中的元件短路,導致電路中的電流增大時(shí),電源管理芯片內部的過(guò)流檢查電路檢測到后,電源管理芯片會(huì )停止輸出PWM控制信號,停止CPU供電,使筆記本停止工作。
9 O2 h" ^5 C7 b0 C, Z$ `; o通過(guò)兩相供電,輸出CPU
的主供電電流更為平滑,電流更大。如下圖對比:
- T2 I& O- V4 O" t$ ^: H( O 0 s8 [8 v; j, n# h

! T6 ?) S) P3 ?
) F2 K* F9 R  |* o學(xué)習原理 對于學(xué)維修會(huì )事半功倍,根據故障現象用原理去找故障點(diǎn)驗證是否存在,個(gè)人體會(huì )。% H7 M3 F" L) q" I% ~9 W3 ?
4 `2 n  j. l3 _. p2 \
( g- d% ~1 r) M
附件文檔
, G) s+ \. b- z' I5 @3 T+ T供維修工們分享
) |3 q6 w+ {4 K; h學(xué)不學(xué)是自己的事
6 o$ W% o0 j0 G7 f

CPU供電電路詳解.zip

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4#
wsyxdl 發(fā)表于 2012-7-16 08:59:33 | 只看該作者 來(lái)自 中國四川成都
很不錯的資料哈
5#
wuhaoyu 發(fā)表于 2012-7-16 09:59:18 | 只看該作者 來(lái)自 中國貴州遵義
如此專(zhuān)業(yè)的講解,樓主可以去出書(shū)了
     
6#
yangdongmin1 發(fā)表于 2012-7-16 10:16:42 | 只看該作者 來(lái)自 中國天津
正在做這方面的資料記錄,很好的參考文章。
7#
大手小手 發(fā)表于 2012-7-16 10:43:20 | 只看該作者 來(lái)自 中國重慶
支持 頂 明天繼續
     
8#
君在云端 發(fā)表于 2012-7-16 11:38:41 | 只看該作者 來(lái)自 中國安徽淮北
這個(gè)資料看了有用
9#
fkuewvfp520 發(fā)表于 2012-7-16 12:03:21 | 只看該作者 來(lái)自 中國湖北荊州
學(xué)習了  多謝LZ分享
10#
youyihua 發(fā)表于 2012-7-17 09:46:57 | 只看該作者 來(lái)自 中國福建福州
學(xué)習中,樓主很厲害哦。
11#
fffzzd 發(fā)表于 2012-7-17 09:59:16 | 只看該作者 來(lái)自 中國北京
堅決支持樓主,我很需要這些理論知識,謝謝
12#
pcxiaolong  | 發(fā)表于 2012-7-20 03:35:08 | 只看該作者 來(lái)自 中國河南鄭州
這帖子  也是自己學(xué)習  加深記憶的方法  上面的是自己純手工編輯   希望對需要的人有幫助 共同學(xué)習  共同進(jìn)步
! o' o& Q! y/ L
     
13#
lishigang1930 發(fā)表于 2012-9-14 20:03:57 | 只看該作者 來(lái)自 中國江蘇南京
謝謝了,挺好的8 {+ |5 e% w% H8 f- {+ H5 Y! ?2 |
     
14#
51250005 發(fā)表于 2012-9-17 11:17:12 | 只看該作者 來(lái)自 中國北京
正在充電,學(xué)習中。!
15#
zmgqew 發(fā)表于 2012-9-25 12:12:50 | 只看該作者 來(lái)自 中國四川成都
專(zhuān)業(yè),可以出書(shū)了
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