電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

電腦 中央處理器 集成開發環境 老狼zhihu 2019-04-03
電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

很多人對計算機電源都有一個深深地誤解,認為電源按鈕沒按,CPU風扇沒轉,整個主板和計算機系統就沒電;關機按鈕按下,風扇不轉了,主板和計算機系統也就沒電了。可大家發現沒有,前面板的電源按鈕連接的電源開關線恰恰就直接連接到主板上:

電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

前面板的電源按鈕並沒有連接到電源上。如果主板沒電,按鈕按下的信號如何傳遞給電源呢?關機後又如何開機呢?如果沒電,網絡開機又是怎麼打開電源的呢?

有人說這些都是假象,主板上還是有電的,只不過CPU沒電,程序沒跑。可經常玩電腦的人都知道,SATA電源啊,IDE電源這些電源線這時都不能輸出電流給硬盤,直到電源按鈕按下。這個答案並不對。

實際上,只要插上電源線,開機按鈕按下之前,主板既有電,又沒電!這該如何解釋呢?

ATX電源主板連線

除去小部分BTX電源,大部分電腦都是ATX電源,它和主板有個24個引腳的接口:

電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

祕密就隱藏在這個接口裡:

電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

注意我紅框圈出的部分。對應到真實的引腳如下圖:

電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

紫色是5v的Standby待機電源,它只要插上電源就有電,無論開機與否。這個電源為開機電路和需要喚醒機器的WOL(Wake-up On Lan)和USB等設備提供電源,如有EC、BMC,也為他們供電。

綠色的PO(Power On)是主板通知電源上電和下電的信號線:

電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

灰色的Power Good(PG,PWR_OK)是電源通知主板的信號線:

電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

主板上電過程

上電的前提是電源一直連接,但開機按鈕還沒有按下。這時主板部分電路在5v的standby供給下,工作正常,而大部分需要12V, 5V和3V電壓的電路處在斷電狀態。

1. 開機鍵按下。

2. 主板開機電路驅動(5v SB供電)PS_ON#置低。

3. 過一段時間,電源開始輸出12VDC, 5VDC和3VDC。

4. 再過一段時間,電源拉高PG,告訴主板電源上電完畢。

5. 主板開始它下面自己的上電時序。詳見:

按下電源鍵後發生了什麼?電腦是如何優雅地開機的?

時序圖如下:

電源是如何提供電力給主板的,又是如何切斷的?

主板下電過程

掉電過程類似:

1. 按下電源鍵後先發這些事:

老狼:按下電源鍵後發生了什麼?電腦是如何關機的?​

2. 主板開機電路驅動PS_ON#置低。

3. 過一段時間電源拉低PG,告訴主板電源馬上就要下電。

4. 過一段時間,電源切斷12VDC, 5VDC和3VDC的輸出。關機完畢。

關機後5V SB還是保持輸出,為下次上電做好準備。

結論

拔掉電源ACPI狀態叫做G3,也叫作Hard Off。沒開機ACPI狀態是G2,也叫做Soft Off。兩者有本質區別,不能混作一談。主板和電源通過綠色的PO#線和灰色的PG#線通訊,而紫色的5V SB會讓主板部分電路一直供電,除非電線被拔除。

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