tài liệu sửa chữa mainboard

• Clockgen Clocking - Mạch tạo xung Clock - Mạch tạo xung Clock có vai trò quan trọng trên Main, chúng tạo xung nhịp cung cấp cho các thành phần trên Main hoạt động đồng thời đồng bộ s

BÀI 1: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT CỦA MAINBOARD

1.1 Chức năng của Mainboard

Ví dụ : Tốc độ ra vào qua chân CPU là 800MHz nhưng tốc độ qua chân RAM là 400MHz và tốc độ qua Card Sound chỉ có 66MHz

- Ngoài ra số đường mạch (số BUS) cũng khác nhau, vì vậy cmà các thiết bị trên không thể kết nối trực tiếp với nhau được

- Mainboard chính là thiết bị đóng vai trò trung gian để kết nối tất cả các thiết bị trên hệ thống máy tính liên kết lại với nhau thành một bộ máy thống nhất, vì vậy Mainboard có những chức năng sau:

• Các chức năng của Mainboard

- Gắn kết các thành phần trên một hệ thống máy tính lại với nhau

- Điều khiển thay đổi tố độ BUS cho phụ hợp với các thành phần khác nhau

- Quản lý nguồn cấp cho các thành phần trên Main

- Cung cấp xung nhịp chủ (xung Clock) để đồng bộ sự hoạt động của toàn hệ thống

Chính vì những chức năng quan trọng trên mà khi Main có sự cố thì máy tính không thể hoạt động được

Hệ thống máy tính với các thiết bị gắn trên nó, Mainboard có các thành phần chính là North Bridge (Chipset bắc), Sourth Bridge (Chipset nam), IC SIO (IC điều khiển các cổng) Ba thành phần chính của Mainboard đóng vai trò trung gian để gắn kết các thiết bị của hệ thống máy tính lại thành một bộ máy thống nhất

1.2 Sơ đồ khối của Mainboard

1.2.1 Các thành phần chính của Mainboard

• Soket (đế cắm CPU)

Có nhiều loại đế cắm cho CPU tuỳ theo chủng loại Mainboard

- Socket 370 trên các Mainboard Pentium 3

- Socket 478 trên các Mainboard Pentium 4

- Socket 775 trên các Mainboard Core 2 Duo

Các chân Socket do Chipset bắc điều khiển

• North Bridge (Chipset bắc)

- Chipset bắc có nhiệm vụ điều khiển các thành phần có tốc độ cao như CPU, RAM và Card Video

- Chipset điều khiển về tốc độ BUS và điều khiển chuyển mạch dữ liệu, đảm bảo cho dữ liệu qua lại giữa các thành phần được thông suốt và liên tục, khai thác hết được tốc độ của CPU và bộ nhớ RAM

- Có thể ví Chipset giống như một nút giao thông ở một ngã tư, điều khiển chuyển mạch như các đèn xanh đèn đỏ cho phép từng luồng dữ liệu đi qua trong một khoảng thời gian nhất định, còn điều khiển tốc độ BUS là mỗi hướng của ngã tư khác nhau thì các phương tiện phải chạy theo một tốc độ quy định

• Sourth Bridge (Chipset nam)

Chức năng của chipset nam tương tụ như chipset bắc, nhưng chipset nam điều khiển các thành phần có tốc độ chậm như: Card Sound, Card Net, ổ cứng, ổ CD ROM, các cổng USB,

IC SIO và BIOS v v

• ROM BIOS (Read Olly Memory - Basic In Out System)

ROM là IC nhớ chỉ đọc, BIOS là chương trình nạp trong ROM do nhà sản xuất Mainboard nạp vào, chương trình BIOS có các chức năng chính sau đây:

- Khởi động máy tính, duy trì sự hoạt động của CPU

- Kiểm tra lỗi của bộ nhớ RAM và Card Video

- Quản lý trình điều khiển cho chipset bắc, chipset nam, IC-SIO và card video onboard

- Cung cấp bản cài đặt CMOS SETUP mặc định để máy có thể hoạt động ta chưa thiết lập CMOS

• IC SIO (Super In Out) - IC điều khiển các cổng vào ra dữ liệu

- SIO điều khiển các thiết bị trên cổng Parallel như máy In, máy Scaner, điều khiển ổ mềm, các cổng Serial như cổng COM, cổng PS/2

- Ngoài ra SIO còn thực hiện giám sát các bộ phận khác trên Main hoạt động để cung cấp tín hiệu báo sự cố

- Tích hợp mạch điều khiển tắt mở nguồn, tạo tín hiệu Reset hệ thống

• Clockgen (Clocking) - Mạch tạo xung Clock

- Mạch tạo xung Clock có vai trò quan trọng trên Main, chúng tạo xung nhịp cung cấp cho các thành phần trên Main hoạt động đồng thời đồng bộ sự hoạt động của toàn hệ thống máy tính, nếu mạch Clock bị hỏng thì các thành phần trên Main không thể hoạt động được, mạch Clocking hoạt động đầu tiên sau khi Main có nguồn chính cung cấp

• VRM (Vol Regu Module) - Modul ổn áp

- Đây là mạch điều khiển nguồn VCORE cấp cho CPU, mạch có nhiệm vụ biến đổi điện áp 12V/2A thành điện áp khoảng 1,5V và cho dòng lên tới 10A để cấp cho CPU, mạch bao gồm các linh kiện như đèn Mosfet, IC dao động, các mạch lọc L,C

• Khe AGP hoặc PCI Express

- Khe AGP và PCI Express dùng để gắn Card video, khe AGP hoặc PCI Express do Chipset bắc điều khiển

1.2.2 Sơ đồ khối của Mainboard

1.3 POST (Power On Self Test) Quá trình khởi động và kiểm tra của máy tính

• Quá trình khởi động và kiểm tra của máy tính diễn ra ngay sau khi bấm công tắc mở nguồn, khi mà màn hình chưa có gì cả là lúc một loạt quá trình đã đựơc thực hiện bởi chương trình POST máy do BIOS thực hiện

• Hầu hết các hư hỏng của Mainboard đều biểu hiện ở lúc khởi động, vì vậy nếu nắm chắc được quá trình khởi động của máy thì có thể dễ dàng xác định được nguyên nhân của mỗi sự cố

Các bước trong quá trình khởi động máy tính (sau khi bật công tắc)

1 Bật công tắc, nguồn chính hoạt động cung cấp cho Mainboard các điện áp chính 12V, 5V và 3.3V

2 Mạch VRM cấp nguồn VCORE cho CPU đồng thời báo tín hiệu VRM_GD (VRM_Good) đến Chipset nam

3 Mạch tạo xung Clock (Clocking) hoạt động, cung cấp cho các thành phần trên Main xung Clock để hoạt động

4 Khi có Vcc, có xung Clock IC-SIO hoạt động

5 IC-SIO tạo tín hiệu Reset để khởi động Chipset nam

6 Chipset nam hoạt động

7 Nếu có tín hiệu VRM_GD thì Chipset nam tạo tín hiệu Reset hệ thống

8 Chipset bắc hoạt động

9 Chipset bắc tạo ra tín hiệu Reset CPU

10 CPU hoạt động

11 CPU phát tín hiệu truy cập ROM để nạp chương trình BIOS

12 Chương trình BIOS kiểm tra bộ nhớ RAM

13 Chương trình BIOS kiểm tra Card Video

14 BIOS cho nạp bản lưu cấu hình máy trong RAM CMOS

15 Kiểm tra các cổng và các ổ đĩa theo thiết lập trong CMOS

16 Khởi động ổ cứng và nạp hệ điều hành từ ổ cứng lên RAM

BÀI 2: CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD

2.1 Các thành phần trên Mainboard

2.1.1 North Bridge - Chipset bắc

2.1.2 Sourth Bridge - Chipset nam

2.1.3 ROM BIOS

2.1.4 IC - SIO - IC điều khiển các cổng Parallel, FDD, COM, Mouse, Keyboard

2.1.5 IC Clocking - IC tạo xung Clock

2.1.6 IC dao động điều khiển các đèn Mosfet của mạch VRM

2.1.7 IC - Card Sound Onboard

2.1.8 IC - Card Net Onboard

2.1.9 Đèn Mosfet - trên mạch ổn áp nguồn cho CPU

2.1.10 Đèn Mosfet ổn áp cho Chipset

2.2 Nhận biết các linh kiện trên mainboard

BÀI 3: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ MẠCH QUẢN LÝ NGUỒN MAINBOARD

3.1 Các thành phần của mạch điều khiển nguồn

Mạch điều khiển nguồn trên Mainboard có chức năng điều khiển quá trình tắt mở nguồn, ổn định các điện áp cấp cho CPU, Chipset, bộ nhớ RAM, Card Video và các linh kiện khác

- Các chủ đề ta cần tìm hiểu bao gồm:

- Các điện áp của nguồn ATX

- Mạch ổn áp VRM cấp nguồn cho CPU

- Mach ổn áp nguồn cho Chipset

- Mạch ổn áp nguồn cho RAM

3.2 Các điện áp của nguồn ATX

Nguồn ATX có hai phần là nguồn cấp trước (Stanby) và nguồn chính (Main Power)

- Khi ta cắm điện AC 220V cho bộ nguồn, nguồn Stanby hoạt động ngay và cung cấp xuống Mainboard điện áp 5V STB, điện áp này sẽ cung cấp cho mạch khởi động nguồn trên Chipset nam và IC-SIO (nguồn chính chưa hoạt động khi ta chưa bấm công tắc)

- Khi ta bấm công tắc => tác động vào mạch khởi động trong Chipset nam => Chipset đưa

ra lệnh P.ON => cho đi qua IC- SIO rồi đưa ra chân P.ON của rắc cắm lên nguồn ATX (chân P.ON là chân có dây mầu xanh lá cây), khi có lệnh P.ON (= 0V) => nguồn chính Main Power sẽ hoạt động

- Khi nguồn chính hoạt động => cung cấp xuống Mainboard các điện áp 3,3V (qua các dây mầu cam), 5V (qua các dây mầu đỏ), 12V (qua các dây mầu vàng), -5V qua dây mầu trắng và -12V qua dây mầu xanh lơ

Các dây mầu đen : Mass

o Các dây mầu cam : 3,3V

o Các dây mầu đỏ : 5V

o Các dây mầu vàng : 12V

o Dây mầu tím : 5V STB (cấp trước)

o Dây mầu trắng : - 5V

o Dây mầu xanh lơ : -12V

o Dây mầu xanh lá cây: P.ON (lệnh mở nguồn)

Khi P.ON = 0V là mở nguồn chính

Khi P.ON > 0V là tắt nguồn chính

o Dây mấu xám là chân P.G (Power Good - báo

Các dây cùng mầu có cùng điện áp, trên nguồn ATX chúng xuất phát từ một điểm, tuy nhiên nhà sản xuất vẫn chia ra làm nhiều sợi với mục đích để tăng diện tích tiếp xúc trên các rắc cắm, đồng thời giảm thiểu được các trục trặc do lỗi tiếp xúc gây ra

3.3 Các mạch ổn áp trên Mainboard

3.3.1 Các điện áp cấp trực tiếp đến linh kiện (không qua ổn áp)

Trên Mainboard có một số linh kiện sử dụng trực tiếp nguồn điện từ nguồn ATX tới mà không qua mạch ổn áp, đó là các linh kiện:

IC Clock gen (tạo xung Clock) sử dụng trực tiếp nguồn 3,3V

Chipset nam sử dụng trực tiếp các điện áp 3,3V , 5V và 5V STB

IC-SIO sử dụng trực tiếp nguồn 3,3V và 5V STB

(Các linh kiện sử dụng trực tiếp nguồn điện từ nguồn ATX hay bị sự cố khi ta sử dụng nguồn ATX kém chất lượng)

3.3.2 Các mạch ổn áp:

- Các linh kiện như CPU, RAM, Card Video và Chipset bắc chúng thường chạy ở các mức điện áp thấp vì vậy chúng thường có các mạch ổn áp riêng để hạ áp từ các nguồn 3,3V, 5V hoặc 12V xuống các mức điện áp thấp từ 1,3V đến 2,5V

a) Mạch VRM (Vol Regu Module - Modun ổn áp):

- VRM là mạch ổn áp nguồn cho CPU, mạch này có chức năng biến đổi điện áp 12V xuống khoảng 1,5V và tăng dòng điện từ khoảng 2A lên đến 10A để cung cấp cho CPU

- Trên các Mainboard Pen3 thì mạch VRM biến đổi điện áp từ 5V xuống khoảng 1,7V cấp cho CPU

b) Mạch Regu_Chipset (mạch ổn áp cho chipset):

- Là mạch ổn áp nguồn cấp cho các Chipset, các Chipset nam và bắc của Intel thường sử dụng điện áp chính là 1,5V các Chepset VIA thường sử dụng điện áp khoảng 3V

c) Mạch Regu_RAM (mạch ổn áp cho RAM):

- Với thanh SDRAM trên hệ thống Pentium 3 sử dụng 3,3V thì không cần ổn áp

- Thanh DDR sử dụng điện áp 2,5V; thanh DDR2 sử dụng 1,8V và thanh DDR3 sử dụng 1,5V vì vậy chúng cần có mạch ổn áp để giảm áp xuống điện áp thích hợp

Sơ đồ của mạch cấp nguồn trên Mainboard

3.3.3 Phân tích sơ đồ mạch cấp nguồn trên Mainboard

- Khi cắm điện, phần nguồn STANBY trên nguồn ATX hoạt động => cung cấp 5V STB xuống Mainboard qua sợi dây mầu tím của rắc nguồn

- Khi bấm công tắc => mạch khởi động trên Mainboard đưa ra lệnh P.ON = 0V điều khiển cho nguồn chính hoạt động, nguồn chính chạy => cung cấp xuống Mainboard các điện áp: 3,3V 5V và 12V, và một số nguồn phụ như -5V và -12V

- Nguồn 3,3V cấp trực tiếp cho IC tạo xung Clock, Chipset nam, BIOS và IC-SIO - đồng thời đi qua mạch ổn áp hạ xuống 1,5V cấp cho các Chipset (Intel) hoặc hạ xống 3V cấp cho các chipset VIA

- Nguồn 12V đi qua mạch ổn áp VRM hạ xuống điện áp khoảng 1,5V cấp cho CPU

- Nguồn 5V đi cấp cho Chipset và các Card mở rộng trên khe PCI , giảm áp xuống 2,5V qua mạch ổn áp để cấp nguồn cho RAM

3.4 Hoạt động mở nguồn trên Mainboard

(Xem file flash đính kèm)

Quá trình điều khiển nguồn trên Mainboard

Chú thích quá trình điều khiển nguồn:

- Khi cắm điện, nguồn STANBY hoạt động trước cung cấp điện áp 5V STB cho mạch khởi động trên Chipset nam và IC- SIO

- Khi bật công tắc, từ Chipset nam đưa ra lệnh mở nguồn P.ON, lệnh này đưa qua IC-SIO rồi đưa đến chân P.ON của rắc cấp nguồn cho Mainboard (qua dây mầu xanh lá) để lên điều khiển cho nguồn chính Main Power hoạt động

- Nguồn chính họat động cho ra các điện áp chính là:

• 3,3V - Cấp trực tiếp cho các IC như Chipset nam, SIO và Clock gen đồng thời đi qua mạch ổn áp Regu để cấp nguồn chính 1,5V cho hai Chipset

• 5V cấp trực tiếp đến Chipset nam, và cấp cho các Card mở rộng PCI

• 12V cấp cho mạch ổn áp VRM để giảm áp xuống khoảng 1,5V cấp nguồn cho CPU

- Nếu mạch VRM hoạt động tốt (không có sự cố) nó sẽ cho ra nguồn VCORE (1,5V) cấp cho CPU đồng thời cho tín hiệu VRM_GD (VRM_Good) báo về Chipset nam, đây là tín hiệu bảo vệ, nếu có tín hiệu này báo về, Chipset nam hiểu là CPU đã sẵn sàng hoạt động

và Chipset sẽ cho ra tín hiệu RESET để khởi động máy

BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐÈN MOSFET TRÊN MAINBOARD

4.1 Chức năng của đèn Mosfet trên Mainboard

Trên Mainboard ta thường thấy đèn Mosfet được sử dụng rất nhiều, chúng được sử dụng trong mạch điều khiển nguồn cấp cho CPU, cho Chipset và RAM

(Xem file flash đính kèm)

4.1.1 Cấu tạo của đèn Mofet

Đèn Mosfet được cấu tạo từ các chất bán dẫn N-P-N , chúng được cấu tạo bởi 3 cực:

- Cực nền (Drain) – D

- Cực nguồn (Source) – S

- Cực cổng (Gate) – G

4.1.2 Đặc điểm của đèn Mosfet ngược (dùng trên Mainboard)

- Từ chân G sang chân S là cách điện

- Từ chân G sang chân D là cách điện

- Từ chân D sang chân S (khi cấp dương vào D) thì còn phụ thuộc vào điện áp chân G

- Nếu điện áp chân G > điện áp chân S thì đèn dẫn (khi cấp dương vào D, âm vào S)

- Nếu điện áp chân G < = điện áp chân S thì đèn tắt

Ö Như trên là đèn tốt

4.1.3 Các trường hợp đèn hỏng

- Nếu đo từ chân G sang chân S mà có trở kháng thấp => là đèn chập G-S

- Nếu đo từ chân G sang chân D mà có trở kháng thấp => là đèn chập G-D

- Nếu điện áp chân G dương hơn chân S mà đèn không dẫn (khi cấp dương vào D, âm vào S) => là đèn đứt D-S

- Nếu điện áp chân G nhỏ hơn hoặc bằng điện áp chân S mà đèn vẫn dẫn => là đèn bị chập D-S

4.2 Nguyên lý hoạt động của đèn Mosfet

(Xem file flash đính kèm)

4.3 Phương pháp đo kiểm tra đèn Mosfet trên Mainboard

4.3.1 Đo xem đèn Mosfet có bị chập không ?

- Khi đo trực tiếp các đèn Mosfet trên Mainboard, chỉ xác định được là đèn có bị chập hay không chứ không xác định được chất lượng của đèn

- Cách đo như hình minh hoạ dưới đây

(Xem file flash dinh kem)

Giải thích kết quả của phép đo như sau:

- Khi đo trực tiếp Mosfet trên Mainboard để đồng hồ ở thang X 1

- Đo vào cực D và cực S, đảo chiều que đo hai lần

=> Nếu hai chiều đo thấy :

- Một chiều kim chỉ lên một chút

- Một chiều lên gần hết thang đo

=> Là đèn có D - S không bị chập

=> Nếu cả hai chiều đo thấy kim lên bằng 0 Ω là Mosfet bị chập D – S

Như minh hoạ ở trên ta thấy rằng

- Đèn số 1 - không bị chập

- Đèn số 2 - bị chập D – S

4.3.2 Đo kiểm tra chất lượng của đèn Mosfet

- Để kiểm tra được chất lượng của đèn, cần tháo hai chân G và S ra khỏi mạch in, sau đó chỉnh đồng hồ ở thang 1 KΩ và đo như sau:

- (Xem file flash đính kèm)

- Các trường hợp sau là đèn Mosfet bị hỏng

- Đo giữa G và S thấy có trở kháng thấp => Là đèn bị dò hoặc chập G-S

- Đo giữa G và D thấy có trở kháng thấp => Là đèn bị dò hoặc chập G-D

- Sau khi đã nạp dương cho G (để mở đèn) mà đo ngược D-S đèn không dẫn => Là đứt D-S

- Sau khi đã nạp âm cho G (để khoá đèn) mà đo ngược D-S đèn vẫn dẫn là chập D-S

Lưu ý: Khi đo chất lượng đèn chỉ cho kết quả chính xác khi gỡ chân G và S ra khỏi mạch in 4.4 Ứng dụng của đèn Mosfet trên Mainboard

4.4.1 Mosfet được sử dụng để khuếch đại dòng điện trong các mạch ổn áp

Ở trên là mạch ổn áp nguồn cho RAM, Mosfet đóng vai trò khuếch đại dòng điện, IC khuếch đại thuật toán LMV358 thực hiện điều khiển điện áp ở chân G, mạch có tác dụng cung cấp một điện áp ổn định với dòng điện tương đối lớn

4.4.2 Mosfet kết hợp với cuộn dây thực hiện đóng mở điện áp một chiều thành dạng xung

có rộng xung thay đổi được từ đó có thể tăng hay giảm điện áp đầu ra so với điện áp đầu vào theo ý muốn

Hoạt động ngắt mở của Mosfet trong mạch hạ áp

Mosfet trog mạch ổn áp nguồn cấp cho CPU (mạch VRM)

4.4.3 Mosfet nhỏ được sử dụng thay cổng đảo

Các Mosfet nhỏ trên Mainboard được sử dụng để thay thế các cổng đảo, khi chân G có điện

(giá trị logic 1) thì Mosfet dẫn và chân D mất điện áp (cho giá trị logic 0) và ngược lại

4.5 Đặc điểm của các đèn Mosfet trên Mainboard

- Đặc điểm của Mainboard là sử dụng điện áp thấp nhưng dòng lớn

- Ví dụ: các đường điện áp:

12V có dòng tiêu thụ khoảng 2 đến 3A 5V có dòng tiêu thụ khoảng 1A 3,3V có dòng tiêu thu khoảng 4A

- CPU sử dụng điện áp khoảng 1,5V nhưng có dòng tiêu thụ lên đến 10A

=> Vì vậy các đèn Mosfet trên Mainboard thường có điện áp chịu đựng thấp nhưng dòng tiêu thụ lớn, không thể sử dụng các đèn Mosfet trên Monitor để thay thế vào Mainboard được

Ví dụ 1 : Một đèn Mosfet trên Mainboard có các thông số như sau:

- Điện áp chịu đựng giữa D - S chỉ có 30V

- Dòng đi qua mối D - S lên đến 42 A

Ví dụ 2 : Đèn Mosfet IRF-630 được sử dụng phổ biến trên mạch tăng áp của Monitor lại có các thông số: Điện áp chịu đựng giữa D-S là 200V nhưng dòng chịu đựng giữa D-S chỉ có 9A, trở kháng D-S khi đèn dẫn nhỏ hơn 0,4Ω

4.6 Nhận biết các đèn Mosfet

Nhận biết các đèn Mosfet trên mainboard

4.7 Câu hỏi thường gặp:

Câu hỏi 1 - Trên Mainboard đèn Mosfet thường được sử dụng để làm gì ?

Trả lời:

- Trên Mainboard đèn Mosfet thường được sử dụng trong các mạch ổn áp như mạch ổn áp nguồn cho CPU (mạch VRM), mạch ổn áp nguồn cho Chipset, mạch ổn áp nguồn cho RAM, mạch ổn áp cho Card Video

Câu hỏi 2 - Đèn Mosfet trên Mainboard có hay bị hỏng không và thường hỏng ở dạng gì ?

- Khi đèn Mosfet cấp nguồn cho RAM bị nổ hoặc hỏng => sẽ gây mất nguồn Vcc cho RAM dẫn đén hiện tượng máy có những tiếng Bíp dài báo lỗi RAM khi bật công tắc, thay RAM khác vẫn không được

- Khi đền Mosfet cấp cho RAM bị chập thì điện áp cấp cho RAM tăng lên và RAM sẽ bị hỏng liên tục

BÀI 5: MẠCH ỔN ÁP NGUỒN CHO CPU (VRM - VOL REGU MODULE)

5.1 Vị trí của mạch VRM trên Mainboard

VRM là gì? - VRM là (Vol Regu Module - Modun ổn áp) - Mạch ổn áp nguồn cho CPU

Mạch VRM (ổn áp nguồn cho CPU) thường nằm bên cạnh Socket của CPU, mạch bao gồm các thành phần:

Chức năng của mạch VRM là điều khiển nguồn cấp cho CPU được ổn định với một dòng điện

tương đối lớn khoảng 8 đến 10A

Mạch VRM trên Mainboard ASUS Socket 478

Mạch VRM trên Mainboard GIGABYTE Socket 775

Mạch VRM trên Mainboard GIGABYTE Socket 478

- IC đảo pha - tách mỗi dao động ra thành 2 dao động có pha ngược nhau

- Các đèn Mosfet - Hoạt động đóng ngắt theo tín hiệu điều khiển của xung PWM, khi xung PWM có pha dương thì Mosfet dẫn, khi xung PWM có pha âm thì Mosfet ngắt

- Cuộn dây - kết hợp với tụ điện để lọc điện áp xung thành áp một chiều DC

- Tụ điện - kết hợp với cuộn dây để lọc điện áp xung thành áp một chiều DC

5.2.2 - Nguyên lý hoạt động của mạch VRM:

- Khi có điện áp Vcc cung cấp cho IC dao động (ISL 6565A) đồng thời chân PGOOD (chân báo sự cố nguồn ATX) có điện áp bình tuờng thì IC sẽ hoạt động, nó tạo ra các xung PWM1, PWM2 và PWM3 để cấp cho 3 cặp đèn Mosfet

- Các xung PWM được tách ra làm hai xung có pha ngược nhau khi đi qua IC đảo pha, sau

đó hai xung ngược pha sẽ đưa đến điều khiển chân G của các đèn Mosfet

- Khi đèn Mosfet có xung dương điều khiển nó sẽ dẫn, có xung âm điều khiển nó sẽ ngắt,

vì vậy đèn Mosfet sẽ đóng ngắt liên tục theo nhịp dao động của xung PWM

- Hai đèn Mosfet trên mỗi cặp sẽ đóng ngắt luân phiên, đèn này dẫn thì đèn kia ngắt và

ngược lại, tạo ra điện áp xung ở điểm giữa

- Sau đó điện áp xung sẽ được mạch lọc L - C lọc thành điện áp một chiều bằng phẳng để

cấp cho CPU

Đặc điểm của mạch VRM

- Mạch biến đổi được điện áp vào từ 12V xuống khoảng 1,5V và tăng dòng từ 2A lên khoảng 8 đến 10A

- Bản thân mạch có công suất tổn hao nhỏ chỉ chiếm khoảng 20% công suất hiệu dụng

- Mạch có khả năng tự động điều chỉnh điện áp cấp cho CPU thông qua tín hiệu Logic ở

các chân VID1, VID2, VID3, VID4 từ CPU báo về

- Trên các Mainboard Pentium 4 kh không gắn CPU thì các chân VID có giá trị logic 1 và

Sơ đồ nguyên lý mạch VRM (ổn áp nguồn cho CPU)

Chú thích các chân của IC dao động:

- VCC - Nguồn cung cấp cho IC

- PWM1, PWM2, PWM3 - Các chân xung điều chế độ rộng đưa đến để điều khiển các cặp

đèn Mosfet

- ISEN1, ISEN2, ISEN3 các chân cảm biến về dòng điện

- EN - Chân cho phép IC hoạt động

- ENLL (chân PGOOD) - Chân báo trạng thái nguồn ATX hoạt động tốt

- Các chân VID0, VID1, VID2, VID3, VID4 báo trạng thái Logic cho biết giá trị điện áp

mà CPU sử dụng

- PGOOD , OVP - báo tình trạng của mạch VRM về chipset nam

- VSEN - Chân cảm biến điện áp (chân hồi tiếp)

5.3 Mạch VRM trên Mainboard MSI

Mạch ổn áp VRM trên Mainboard MSI

5.4 Sự giống và khác nhau của mạch VRM giữa Mainboard Pentium 4 và Pentium 3

- Nguyên lý hoạt động của mạch VRM trên hai loại Mainboard là như nhau

- Điểm khác nhau cơ bản của mạch VRM giữa hai loại Main là điện áp đầu vào của Mainboard Pen 3 sử dụng 5V còn điện áp đầu vào của Mainboard Pen 4 sử dụng 12V

- Khi không gắn CPU thì mạch VRM của Mainboard Pen 3 ra điện áp mặc định là 1,6V còn mạch VRM của Mainboard Pen 4 ra mặc định sấp sỉ 0V

Mainboard Pentium 3 chỉ có một cặp đèn Mosfet trên mạch VRM

5.5 Mạch báo sự cố của mạch VRM về Chipset nam

- Khi mạch VRM hoạt động tốt sẽ cho tín hiệu VRM_GD báo về Chipset nam cho biết tình trạng hoạt động của mạch ổn áp cho CPU đã tốt, CPU đã sẵn sàng họt động

- Tín hiệu VRM_GD đưa về Chipset là một điều kiện để Chipset nam đưa ra tín hiệu Reset

hệ thống, nếu mạch VRM không hoạt động hoặc có sự cố, tín hiệu VRM_GD sẽ không

có vì vậy mà Chipset sẽ không cho ra tín hiệu Reset để khởi động máy

5.6 Phương pháp kiểm tra mạch VRM - Kiểm tra nguồn cấp cho CPU

Khi kiểm tra điện áp cấp cho CPU, cần lưu ý mấy điểm sau đây:

- Với Mainboard Pentium 3 có thể đo kiểm tra điện áp VCORE cấp cho CPU mà không cần gắn CPU vào Socket

- Với các Mainboard Pentium 4 để đo điện áp cấp cho CPU, cần gắn CPU vào Socket trước khi đo, nếu không có CPU thì mạch VRM của Main Pen 4 ra điện áp mặc định bằng 0V

- Trước khi gắn CPU vào Socket để kiểm tra điện áp, cần đo điện áp VCORE trước (khi không có CPU) để loại trừ trường hợp mạch VRM bị chập Mosfet làm điện áp VCORE tăng cao gây hỏng CPU

5.6.1 Vị trí đo điện áp VCORE (VCORE là nguồn ra của VRM cấp cho CPU)

- Hãy đo điện áp VCORE (điện áp cấp cho CPU) đo vào đầu các cuộn dây ra bằng thang DC,

có thể đo vào cả hai đầu cuộn dây đều được, nếu đồng hồ báo khoảng 1,5V DC là mạch VRM đã "OK", nếu đồng hồ báo điện áp bằng 0 hoặc dưới 1V DC là mạch VRM bị hỏng

Đo điện áp cấp cho CPU ở đầu các cuộn dây ra hoặc đầu dương các tụ 6,3V

Khi đo điện áp cấp cho CPU trên Mainboard Pen 4 phải gắn CPU vào Socket thì mới có điện áp

ra, đo vào đầu các cuộn dây đầu ra (có từ 2 đến 4 cuộn dây đầu ra giống nhau về kích thước)

5.6.2 Các bước kiểm tra mạch VRM và điện áp VCORE trên Mainboard Pentium 4

Bước 1 - Đo điện áp VCORE khi chưa gắn CPU phải có điện áp sấp sỉ bằng 0V, nếu điện áp

VCORE khi chưa gắn CPU đã có 12V là mạch VRM bị chập Mosfet phía trên (Mosfet có chân

D đấu vào 12V)

Bước 2 - Gắn CPU vào, cấp nguồn, bật công tắc và đo lại điện áp VCORE ở chân cuộn dây ra

- Nếu có điện áp ra khoảng 1,5V là mạch VRM tốt

- Nếu không có điện áp ra hoặc ra thấp dưới 1V là mạch VRM hỏng

(Xem file flash đính kèm)

Giải thích các bước đo kiểm tra ở trên:

Bước 1 (Bật nguồn và đo khi chưa có CPU)

- Cấp nguồn cho Mainboard, chỉnh đồng hồ ở thang 10V DC để chuẩn bị đo điện áp VCORE ở đầu cuộn dây ra của mạch ổn áp VRM

- Gắn Card Test Main để quan sát trạng thái của nguồn

- Bật công tắc (chập hai chân PWR) để cho nguồn chính chạy, các đèn 3,3V, 5V và 12V trên Card Test sáng lên là nguồn ATX tốt và Mainboard không bị chập

- Đo vào chân cuộn dây điện áp phải sấp sỉ bằng 0 V (vì chưa gắn CPU nên mạch VRM cho ra điện áp mặc định = 0V)

Ö Nếu chưa gắn CPU mà đo thấy áp ở đầu cuộn dây khoảng 5 đến 10V là mạch VRM đang

bị chập Mosfet, cần kiểm tra kỹ các đèn Mosfet

Bước 2 (Bật nguồn và đo khi đã gắn CPU vào Socket trên Main)

- Gắn CPU vào Socket trên Mainboard (Chắc chắn là CPU tốt)

- Cấp nguồn cho Mainboard, chỉnh đồng hồ ở thang 10V DC để chuẩn bị đo điện áp VCORE ở đầu cuộn dây ra của mạch ổn áp VRM

- Gắn Card Test Main để quan sát trạng thái của nguồn

- Bật công tắc (chập hai chân PWR) để cho nguồn chính chạy, các đèn 3,3V, 5V và 12V trên Card Test sáng lên là nguồn ATX tốt và Mainboard không bị chập

- Đo vào chân cuộn dây điện áp phải lên khoảng 1,5V (vì khi đã gắn CPU => mạch VRM phải cho ra điện áp khoảng 1,5V hay bằng điện áp của CPU sử dụng)

Ö Nếu đã gắn CPU mà đo thấy áp ở đầu cuộn dây (áp VCORE) vẫn bằng 0V là mạch VRM không hoạt động

Cần sửa chữa như sau:

- Khò lại chân IC dao động tạo xung PWM và IC đảo pha

- Kiểm tra xem có đèn Mosfet nào bị chập không?

- Thay IC dao động tạo xung PWM

BÀI 6: MẠCH ỔN ÁP NGUỒN CHO CHIPSET

6.1 Sơ đồ tổng quát các mạch ổn áp nguồn cho Chipset

- Chipset bắc sử dụng tới 4 điện áp Vcc, trong đó có hai điện áp chung với CPU và RAM, hai điện áp chung với Chipset nam

- Chipset nam sử dụng tới 5 đường điện áp, trong đó có hai điện áp chung với Chipset bắc

là 1,5V và 1,8V ba điện áp lấy trực tiếp từ nguồn ATX là 5V STB, 5V và 3,3V

6.2 Xác định các mạch ổn áp cho Chipset trên Mainboard

- Việc xác định đúng các mạch ổn áp cho Chipset trên Mainboard là tương đối phức tạp bởi các lý do sau đây:

- Ta không thể đo vào chân của Chipset bởi Chipset sử dụng chân gầm

- Các mạch in phía sau Chipset được phủ một lớp sơn cách điện

- Trên các đời Mainboard khác nhau sử dụng nhiều loại mạch ổn áp khác nhau

- Các loại Chipset khác nhau sử dụng nhiều loại điện áp khác nhau

Để xác định được dựa vào một số đặc điểm sau:

- Mạch ổn áp cho hai Chipset thường nằm trong khu vực giữa hai Chipset

- Khi hoạt động chân S thường có 1,5 đến 1,8V

- Mạch thường sử dụng IC 8 chân để điều khiển Mosfet

- Một số Mainboard đời mới sử dụng nguồn xung như mạch VRM của CPU vì vậy mạch

có các cuộn dây

Đèn Mosfet ổn áp nguồn cho Chipset

Đo vào chân S của một đèn Mosfet đứng khu vực giữa hai Chipset thấy có 1,5V hoặc 1,8V => đó là các đèn ổn áp cho Chipset

6.3 Mạch ổn áp sử dụng IC dao động điều khiển đèn Mosfet đơn

Sơ đồ nguyên lý của mạch ổn áp nguồn cho Chipset

Mạch ổn áp cho các Chipset trên vỉ máy

Sơ đồ nguyên lý của mạch ổn áp nguồn cho Chipset sử dụng IC dao động

- Ta có thể thay đổi được điện áp ra bằng cách thay đổi giá trị điện trở trên cầu phân áp của mạch hồi tiếp

Nguyên lý hoạt động của mạch

- Khi có nguồn cung cấp, IC ổn áp sẽ tạo ra điện áp điều khiển ở chân GATE để đưa tới điều khiển chân G của Mosfet, Mosfet mở ra điện áp 1,5V cấp cho phụ tải là các Chipset, mạch giữ được điện áp ra là giá trị không đổi nhờ vào đường hồi tiếp lấy từ chân S của đèn Mosfet hồi tiếp về chân FB của IC thông qua cầu phân áp R106 và R107, nếu điện áp

ra tăng > 1,5V thì điện áp hồi tiếp về chân FB cũng tăng, IC sẽ tự động đưa ra tín hiệu điều khiển giảm xuống, đèn Mosfet hoạt động giảm và điện áp ra sẽ giảm trở về vị trí ban đầu Nếu điện áp ra bị giảm thì quá trình điều khiển sẽ ngược lại

- Mạch có thể điều chỉnh được điện áp ra thay đổi từ 1 đến 3V khi ta thay đổi giá trị điện trở trên cầu phân áp R106-R107 tức là thay đổi điện áp hồi tiếp về chân FB của IC

Các chân IC và hình ảnh IC thực tế

6.4 Mạch ổn áp sử dụng IC khuếch đại thuật toán điều khiển đèn Mosfet

IC khuếch đại thuật toán LM324M (4 cổng) được sử dụng

trong các mạch ổn áp nguồn cho Chipset và RAM

Mạch ổn áp sử dụng một cổng của IC khuếch đại thuật toán LM324M

mạch có khả năng điều chỉnh được điện áp ra bằng cách thay đổi giá trị các điện trở trên cầu phân áp của mạch hồi tiếp

Phân tích mạch:

- Chân 10 của IC được đấu với điện áp chuẩn do đi ốt Zener tạo ra

- Chân 9 nhận điện áp hồi tiếp từ cầu phân áp R209 và R210, nếu ta muốn thay đổi điện áp

ra thì điều chỉnh giá trị của một trong hai điện trở này

- Chân 4 là nguồn Vcc

- Chân 8 là điện áp một chiều đưa ra để mở đèn Mosfet

Nguyên lý ổn áp:

- Khi điện áp chân 10 được gim cố định bởi đi ốt zener, nếu điện áp chân 9 giảm thì điện

áp chênh lệnh giữa chân 10 và 9 sẽ tăng, IC khuếch đại thuật toán cho ra điện áp ở chân 8 tăng => đèn Q31 dẫn tăng

- Giả sử dòng tiêu thụ của tải tăng lên, điện áp ra có xu hướng giảm xuống, khi đó điện áp hồi tiếp về chân 9 sẽ giảm và theo nguyên lý trên thì đèn công suất sẽ dẫn tăng lên để đáp ứng được dòng tăng của tải

6.5 Mạch ổn áp sử dụng hai mạch ổn áp mắc nối tiếp:

- Để tăng chất lượng của điện áp ra, người ta có thể thiết kế hai mạch ổn áp mắc nối tiếp (như hình dưới), đồng thời với mạch dạng này, mỗi đèn ổn áp sẽ giảm bới được điện áp

DS, từ đó nó giảm được công suất mà nó phải gánh

-

Mạch ổn áp cấp nguồn 1,5V cho Chipset, mạch có thể thay đổi được điện áp ra nếu ta thay

đổi giá trị của một trong hai điện trở R173 và R174

6.6 Mạch ổn áp hạ áp sử dụng IC điều khiển và bộ lọc L-C

- Đây là mạch ổn áp có nguyên lý hoạt động tương tự như mạch VRM (ổn áp nguồn cho CPU), mạch này thường được sử dụng trên các Mainboard chất lượng cao, trên Mainboard đời mới hiện nay

- Mạch sử dụng IC - RT9214, IC có 8 chân (như sơ đồ nguyên lý dưới đây)

Các chân IC:

- Chân (1) là chân BOOT - Đây là chân nhận điện áp khởi động cho IC

- Chân (2) là chân UGATE (Upper_GATE) cửa trên đi ra điều khiển chân G của đèn Mosfet trên

- Chân (7) chân OPS (Ocset Por and Shutdown) đây là chân cảm biến dòng

- Chân (8) chân PHASE - kết nối đến chân nguồn của Mosfet Upper và chân nền của Moset Lower

Mạch có thể được thiết kế để lấy ra điện áp theo ý muốn dựa vào công thức sau đây

Trả lời câu hỏi thường gặp về mạch ổn áp cho Chipset

1 Câu 1 - Nếu hỏng các mạch ổn áp nguồn cho hai Chipset thì Mainboard có hiện tượng gì ?

Trả lời:

- Nếu mạch ổn áp cho Chipset không hoạt động (mất điện áp 1,5V hoặc 1,8V cấp cho hai Chipset), hai Chipset sẽ không hoạt động, khi đó Mainboard sẽ không khởi động, không báo sự cố bằng tiếng bíp, không lên màn hình, tuy nhiên bật mở nguồn vẫn có tác dụng quạt nguồn vẫn quay (do mạch mở nguồn chạy bằng điện áp 5V STB)

- Khi kiểm tra bằng Card Test Main sẽ thấy đèn RST sáng liên tục không tắt hoặc không sáng (đây là hiện tượng mất Reset - đề cập ở bài sau)

- Nếu Mosfet bị chập => sẽ đưa cả 3,3V hoặc 5V vào Chipset, khi đó Chipset chạy bị nóng

và sẽ bị hỏng sau một thời gian sử dụng

2 Câu 2 - Làm sao để xác định được đâu là đèn Mosfet ổn áp nguồn cho Chipset ?