1.2開機(jī)電路
不同品牌和型號(hào)的筆記本電腦,開機(jī)電路的設(shè)計(jì)及使用的電子元器件可能存在一定的差異,但是其基本原理都是一樣的。
1.基本知識(shí)
開機(jī)電路是以能夠使CPU進(jìn)入正常工作狀態(tài)為核心的,也就是滿足CPU在供電、時(shí)鐘和復(fù)位三個(gè)方面的需求。
筆記本電腦的開機(jī)電路通常由主機(jī)電源開關(guān)鍵、芯片組、開機(jī)控制芯片等電子元器件以及硬件設(shè)備和相關(guān)電路所組成。
在筆記本電腦的開機(jī)電路中,芯片組是最為核心的部件,其作用包括了對(duì)開機(jī)控制芯片發(fā)送的開機(jī)信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)和處理。開啟時(shí)鐘電路,將輸出主板上各種電路和芯片所需的時(shí)鐘信號(hào),以及產(chǎn)生復(fù)位信號(hào),對(duì)CPU等硬件設(shè)備進(jìn)行復(fù)位,使其進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。
開機(jī)控制芯片通常采用一個(gè)嵌入式控制器(Embedded Controller, EC),所以開機(jī)控制芯片通常稱為EC芯片。
在待機(jī)狀態(tài)下,EC芯片部分功能模塊就已經(jīng)開始工作,為筆記本電腦的開機(jī)啟動(dòng)過程做好準(zhǔn)備。EC芯片控制著主板大部分重要信號(hào)的時(shí)序,還負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)電源適配器和可充電電池供電;控制觸摸板、鍵盤、散熱風(fēng)扇等硬件設(shè)備的開啟和運(yùn)行等工作。
2.工作原理
筆記本電腦的開機(jī)啟動(dòng)過程,實(shí)質(zhì)上是筆記本電腦內(nèi)各種硬件設(shè)備和相關(guān)電路的上電、獲得時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)的過程。而開機(jī)電路正是對(duì)實(shí)現(xiàn)這一系列過程進(jìn)行控制的電路。
在筆記本電腦的開機(jī)啟動(dòng)過程中,各部分供電開啟的先后順序稱為Power on Sequence(上電時(shí)序)。詳細(xì)了解筆記本電腦在開機(jī)啟動(dòng)過程中的上電時(shí)序,對(duì)筆記本電腦檢修具有重要的作用。不同品牌和型號(hào)的筆記本電腦,其上電時(shí)序存在一定的差別,但其基本原理和過程都是一樣的。
在沒有電源適配器和可充電電池供電時(shí),筆記本電腦主板上的CMOS電池為主板上的CMOS電路供電。CMOS電池提供的+RTCVCC (3.3V)供電主要用于32.768kHz晶振起振,使RTC電路正常工作后提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘。同時(shí),CMOS電池還為芯片組內(nèi)的CMOS電路提供供電。
當(dāng)筆記本電腦插上電源適配器或可充電電池時(shí),筆記本電腦處于待機(jī)狀態(tài)。電源適配器輸入的十幾伏供電,經(jīng)筆記本電腦的主機(jī)電源接口電路,進(jìn)入主板的保護(hù)隔離電路。充電控制芯片檢測(cè)到電源適配器供電存在且正常時(shí),會(huì)導(dǎo)通對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管,讓電源適配器供電從保護(hù)隔離電路中輸出,為待機(jī)電路供電。待機(jī)電路將保護(hù)隔離輸出的供電轉(zhuǎn)換為3.3V和5V的待機(jī)供電,提供給在待機(jī)狀態(tài)下需要待機(jī)電壓的硬件設(shè)備和相關(guān)電路,如主機(jī)電源開關(guān)鍵、EC芯片以及芯片組等。此時(shí)待機(jī)電路產(chǎn)生的3.3V供電會(huì)替代CMOS電池供電為CMOS電路供電。待機(jī)電路輸出的待機(jī)供電給EC芯片提供待機(jī)電壓,其中一路供電經(jīng)過電阻器和
電容器組成的RC延時(shí)電路給EC芯片提供復(fù)位信號(hào),使EC芯片內(nèi)部振蕩電路起振,產(chǎn)生其正常工作所需的時(shí)鐘頻率。EC芯片正常工作后,會(huì)發(fā)送RSMRST#等信號(hào)給芯片組,芯片組部分功能模塊開始初始化,并等待開機(jī)信號(hào)。
這里需要注意的是,芯片組(雙芯片架構(gòu)的芯片組指南橋芯片)內(nèi)部功能模塊并非全部進(jìn)入工作狀態(tài),而是只有很少一部分與開機(jī)啟動(dòng)過程密切相關(guān)的功能模塊進(jìn)入工作狀態(tài),比如用于檢測(cè)開機(jī)信號(hào)的PWRBTN#信號(hào)引腳。
如圖1所示為EC芯片和芯片組在待機(jī)狀態(tài)和開機(jī)啟動(dòng)時(shí)主要信號(hào)連接電路圖。
當(dāng)按下筆記本電腦的主機(jī)電源開關(guān)鍵并松開后,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)3.3V-0V-3.3V的電平變化到EC芯片。輸入的脈沖信號(hào)使EC芯片內(nèi)部開始動(dòng)作,并從相關(guān)引腳輸出開機(jī)信號(hào)(PBTN OUT# )給芯片組。
芯片組(雙芯片架構(gòu)的芯片組指南橋芯片)收到EC芯片發(fā)送的開機(jī)信號(hào)后依次拉高SLP S5#、SLP S4#、SLP S3#信號(hào),EC芯片收到反饋信號(hào)后,會(huì)通過相關(guān)引腳發(fā)送控制信號(hào)到主板各供電轉(zhuǎn)換電路中的電源控制芯片。
主板供電電路中的電源控制芯片接收到EC芯片發(fā)送的開啟信號(hào)后,會(huì)使供電電路開始工作,
并輸出各種電壓和電流的供電。
當(dāng)系統(tǒng)供電電路和CPU核心供電電路等正常輸出供電后,會(huì)發(fā)送電源好(PG)信號(hào)到EC芯片,EC芯片接收到這個(gè)信號(hào)后,會(huì)發(fā)送信號(hào)到芯片組,芯片組接收到電源好信號(hào)后,發(fā)送控制信號(hào)到時(shí)鐘電路,時(shí)鐘電路開始工作并輸出各種時(shí)鐘信號(hào)到相關(guān)電路和硬件設(shè)備。
當(dāng)時(shí)鐘電路正常輸出后,芯片組會(huì)發(fā)送復(fù)位信號(hào)到CPU以及其他設(shè)備(雙芯片架構(gòu)中是南橋芯片先發(fā)送復(fù)位信號(hào)到北橋芯片,然后北橋芯片再發(fā)送復(fù)位信號(hào)給CPU),使CPU和這些設(shè)備復(fù)位,并進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。
不同品牌和型號(hào)的筆記本電腦在開機(jī)電路和上電時(shí)序上有所差別,但是其大致原理都是一樣的。
在檢修筆記本電腦的不能正常開機(jī)啟動(dòng)故障時(shí),如果時(shí)鐘電路沒有正常工作,在很多情況下需要檢測(cè)CPU核心供電電路是否正常,因?yàn)镃PU核心供電通常是加電過程中的最后一步,當(dāng)CPU核心供電正常后,芯片組才會(huì)給時(shí)鐘電路發(fā)送信號(hào),使其輸出時(shí)鐘信號(hào)。