电脑主板RTC电源供应原理

RTC电源供应

我们时常根据自己的需要设置BIOS，当我们的设置信息被保存后，在系统重新启动的过程中BIOS就会根据我们的设置要求对GMCH、ICH、I/O和CLOCK CHIP等芯片中的寄存器进行置位（初始化）。我们所作的特殊设置被存放在ICH内部的静态存储器中（千万不要以为是存放在Flash ROM中）。ICH内部的静态存储器时刻需要电源供应以维持其内部储存的信息，一旦没有电源供应这些信息就会丢失。那么计算机再次启动时检测到ICH存储器信息丢失了，就只好从Flash ROM中调入最原始的缺省值来对各个寄存器进行初始化。我们的个人设置就不再生效。对此主板上设计了专门的电路来维持ICH存储器中内容不丢失，使我们的特殊设置能够长期保存。当然这部分电路也提供了清除ICH存储器的功能。我们可以通过Clear COMS的手段随时清除ICH存储器。下面我们看一下这部分电路（如图12）。

RTCVDD就是ICH内部静态储存器的电源输入端。它有两个来源：一方面来自于3VSB；一方面来自于主板上的CMOS电池BAT。在开机状态以及连接着AC220V电源的关机状态下，3VSB都是存在的，此时ICH内部静态存储器的电源主要由3VSB提供；而当我们关机后又拔掉交流电源的时候，3VSB断开了，此时ICH内部静态储存器的电源则是由COMS电池来提供。这就保证了在任何情况下COMS中的内容不会丢失。
图中的D18、D19是两个隔离二极管，将3VSB和BAT两个电源隔离开。另外I/O中的HW-Monitor对COMS电池BAT的电压进行检测并通过BIOS显示出来，以让用户知道COMS电池的状态。图中的VBAT信号就是连接到I/O的HW-Monitor界面，有I/O中的HW-Monitor实时监视COMS电池的状态。
如果我们需要清除COMS，也就是要将ICH内部静态存储器中的内容清掉，那么我们可以通过一个3PIN的Header来实现。下图中的JP13就是实现这个功能。主要是通过将RTCRST-和地短路来对ICH内部静态存储器放电来实现。当1－2短接时，RTCRST-通过一个限流电阻和地短接，实现了对存储器放电的操作，此时保存在存储器中的信息就清掉了。正常状态下2－3时短接的，这时等于在RTCRST-上接入一个滤波电容。
Clear COMS的操作很简单，但有一个环节需要特别注意，进行Clear COMS之前一定要断开交流电源。如果3VSB没有断开，那么1－2没有断开，那么1－2短接后就会间接地将主机电源的5VSB引到主板上，在1－2短接的瞬间可能会产生较大的短路电流。此时可能会将ICH烧毁。尽管厂家在电路中加了限流电阻如R476、R290、R299等。但实际操作中仍然严格要求在执行Clear COMS操作前断掉交流电源，就是这个原因。
另一方面还存在一个问题，就是主板时钟的稳定状况问题。比如有的主板时钟误差很大，表现在一个月内时间会慢4－5分钟，使用户难以接受。在这里我认为主板时钟的稳定程度主要和主板厂家所选的晶体振荡器的规格和质量有关，而和电路设计的关系不大。对于晶体振荡器来说有两个参数可以作为衡量标准：
年老化率：最佳为±5PPM。这一参数主要衡量晶振的质量。
误差范围：计算机通常应选用±20PPM（1PPM＝1／100000秒）
误差范围和年老化率是决定晶体振荡器稳定度的决定因素。因为晶体振荡器质量有好坏之分，也有好几种误差范围的产品：±20PPM、±30PPM、±50PPM、±100PPM，对于军品有±10PPM的产品。如果某些厂家使用±100PPM标准的产品，那么起一个月的时钟误差大约是：
⊿T=30＊24＊3600＊100PPM＝259.2秒＝5分钟／月
如果使用±20PPM的产品，一个月的时钟误差大约是：
⊿T=30＊24＊3600＊20PPM＝51.84秒／月
在我们对主板厂家统一要求使用误差范围是±20PPM、年老化率为±5PPM的产品后，不在接到用户对系统时钟慢等方面的投诉。
目前主板供应商主要使用的晶振是KDS（日本）和HOSONIC（***）的产品，其误差范围都是±20PPM，年老化率都是±5PPM。

元件选择

电压调节器的选择：生产厂家很多，规格也没有太大的差别，而且是Pin to Pin的，不同厂家的同规格产品可以直接替代使用。目前主板厂家通常使用的有：FAIRCHILD的9918系列、LINFINITY的LX8384－00系列、NEC的K2941系列等产品。
参数要求大致相同：
参考电压Vref＝1.25V，波动范围是1.238－1.262V；
输入电压Vin≤10V，输入和输出的压差Vin-Vout≥1.5V；
输出电流10mA≤Iout≤5A
工作温度0℃≤Ｔ≤125℃