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硬盘电路板故障维修

1.1认识硬盘电路板

电路板是为各种电子元器件、集成电路等提供固定、装配的机械支撑，是实现电子元器

件间电气连接的组装板。电路板亦称印制线路板或印刷电路板，英文称为PCB。电路板本

身是一种绝缘的基板，在电路板上有元件安装孔、连接导线（铜箔）、装配焊接电子元器件

引脚的焊盘。在电路板一面安装电子元件，另一面用来焊接元件引脚。在焊接面往往人刷一

层绝缘漆。正规厂生产的电路板正反面都有电子元件的图形符号及编号，但有一些厂家生产

的电路板只在元件安装面提供图形符号及编号。如图1-1所示。

图1-1硬盘电路板

印刷电路板的出现，给电子工业带来了重大改革，极大地促进了电子产品的更新换代。

印制电路板PCB具有许多独特的功能和优点，概括起来有：

（1）可以实现电路中各个元器件间的电气连接，代替复杂的布线，减少了传统方式下

的接线工作量，简化了电子产品的装配、焊接、调试工作。

（2）缩小了整机体积，降低了产品成本，提高了电子设备的质量和可靠性。

（3）具有良好的一致性，它可以采用标准化设计，有利于焊接的机械化，提高了生产

率。

（4）印制电路板有较好的机械性能和电气性能，使电子设备实现单元组合化，使整块

经过装配调试的印制电路板作为一个备件，便于整机产品的互换与维修。

1.2硬盘电路组成结构

硬盘的电路板在硬盘的反面，上面有很多的芯片和分立元件，大多数的硬盘控制电路板

都采用贴片式焊接。硬盘的电路板中包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电

路、高速缓存、控制与接口电路等，主要负责控制盘片转动、控制磁头读写、控制硬盘与

CPU的通信等等。其中，读写电路的作用就是控制磁头进行读写操作；磁头驱动电路的作

用是直接控制寻道电机，使磁头定位；主轴调速电路的作用是控制主轴电机带动盘体以恒定

速率转动的电路。

硬盘的电路板主要由主控制芯片（即CPU）、电机驱动芯片、缓存芯片、数字信号处理

芯片、硬盘的BIOS芯片（一般集成在主控芯片中）、晶振、电源控制芯片、三极管、场效

应管、贴片电阻电容，另外在硬盘内部的磁头组件上还有磁头芯片等组成，如图1-17所示。

缓存芯片

主控制器芯片

晶振

电机驱动芯片

电源控制芯片

数字信号处理芯片

图1-17硬盘的电路板

（1）主控制芯片

主控制芯片也就是硬盘的CPU芯片，在整个底板上块头最大，正方形身材，主要负责

数据交换和数据处理，有的主控制芯片内部还内置BIOS模块、数字信号处理器等，如图1-18

所示硬盘主控制芯片。

图1-18主控制芯片

（2）缓存芯片

缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理上的差异而设计的，缓存芯片在硬盘中

主要负责给数据提供暂存空间，提高硬盘的读写效率。目前主流硬盘的缓存芯片容量有2MB

和8MB，最大的达到16MB，缓存容量越大，硬盘性能越好，如图1-19所示缓存芯片。

图1-19硬盘缓存芯片

（3）电机驱动芯片

电机驱动芯片一般是正方形模样，比主控芯片要小很多，主要负责给硬盘的音圈电机和

主轴电机供电。目前的硬盘由于转速太高，容易导致该芯片发热量太大而损坏，据不完全统

计，70%左右的硬盘电路路障是由该芯片损坏引起，如图1-20所示电机驱动芯片。

图1-20电机驱动芯片

（4）BIOS芯片

硬盘BIOS芯片有的在电路板中，有的集成在主控制芯片中，硬盘BIOS芯片，内部固

化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障

检测等，一般硬盘BIOS芯片的容量为1MB，如图1-21所示硬盘BIOS芯片。

用于保存与硬盘容量、接口信息等，硬盘所有的工作流程都与BIOS程序相关，通断电

瞬间可能会导致BIOS程序丢失或紊乱。BIOS不正常会导致硬盘误认、不能识别等各种各

样的故障现象。

图1-21硬盘BIOS芯片图1-22数字信号处理芯片

（5）数据信号处理芯片

数据信号处理芯片即数字信号处理器，主要用于处理前置信号处理器传过来的数据信

号，并对该信号解码或接收计算机传过来的数据信号，并对该信号进行编码，如图1-22所

示数字信号处理芯片。

（6）磁头芯片

磁头芯片贴装在磁头组件上，用于放大磁头信号、磁头逻辑分配、处理音圈电机反馈信

号等，该芯片出现问题可能会出现磁头不能正确寻道、数据不能写入盘片、不能识别硬盘、

硬盘异响等故障现象。

（7）前置信号处理器

前置信号处理器用于加工整理磁头芯片传来的数据信号，然后再将处理完的信号输出到

主控制芯片中，该芯片如出现问题可能会出现不能正确识别硬盘的故障现象，如图1-23所

示。

前置信号处理器

图1-23前置信号处理器

1.3硬盘电路工作原理

每个硬盘都有一块电路板，电路板主要负责与电脑进行通讯，并控制管理整个硬盘的工

作，电路板可以说是硬盘的控制部门。由于个别硬盘电路设计不良，或芯片的质量不好，或

用户使用不当等，都有可能使电路板工作不正常。

由于硬盘电路板比较复杂，要想掌握硬盘电路板的维修方法，必须首先了解硬盘电路板

的工作过程。

硬盘电路工作过程如下：

一般IDE接口硬盘有两组供电：12V和5V。其中，红色电源线为5V线，黄色电源线

为12V线，两个黑色线为地线。而SATA接口硬盘有三组供电：12V、5V和3.3V。其中，

红色电源线为5V线，黄色电源线为12V线，桔黄色线为3.3V线，两个黑色线为地线。

在开机接通电源后，ATX电源直接给硬盘供给5V和12V的直流电压。5V电压经过

稳压器、场效应管、二极管等处理后，给主控芯片提供3.3V、2.5V、1.2V等工作电压。同

时，5V和12V电压经过电感、电容等滤波后，直接供给电机驱动芯片。接着电机驱动芯片

将5V和12V电压处理后，通过主控芯片（CPU）的指令供给主轴电机和音圈电机（主轴电

机和音圈电机的电压大概在7~9V左右）。

硬盘驱动器加电后，硬盘电路板上的主控芯片中的DSP（数字信号处理器）开始对硬

盘进行初始化；即DSP首先运行ROM中的程序，部分硬盘会检查各部件的完整性，然后

盘片电机起转，当转速达到预定转速时，磁头开始运动，并定位到盘片的固件区，读取硬盘

的固件程序和坏道表，在固件被正常读出后，硬盘初始化完成。

接下来，当硬盘接口电路接收到电脑的CPU传来的指令信号后，硬盘主控芯片向电机

驱动芯片发出控制信号，接着电机驱动芯片将此信号翻译成电压驱动信号，驱动主轴电机和

音圈电机转动，进而带动盘片转动，并将磁头移动到数据所在的扇区；这时根据感应阻值变

化的磁头会读取磁盘上的数据信息。同时将读取的数据信息传送到磁头芯片，磁头芯片将信

号放大后，再传送到前置信号处理器，前置信号处理器将接收到的数据信息解码后再传送到

数字信号处理器，数字信号处理器再对数据信号进行进一步加工，之后传送到接口电路；接

口电路将数据转换成电脑能识别的数据信号后，反馈给电脑系统，完成指令操作。

1.4硬盘电路板故障分析

硬盘电路板常见故障现象主要包括：硬盘接电后没有反映、硬盘有“哐当，哐当”等异

响、硬盘不能被识别、硬盘盘片不转、硬盘磁头不寻道、进入操作系统后异常死机、数据不

能写入盘片等。

造成硬盘电路板故障的原因可能是：硬盘供电线路中有损坏的元器件，硬盘电源接口接

触不良，电机驱动芯片损坏，主轴电机供电线路中的电阻、场效应管等损坏，主轴电机触点

与电路板接触不良，晶振损坏，接口插针断或虚焊或脏污，缓存损坏，硬盘固件损坏，主控

芯片损坏（CPU），前置信号处理器芯片损坏，数字信号处理器芯片损坏等。

在电路板出现故障后，重点检查这些方面故障。

1.5硬盘电路板故障总体检修流程

当硬盘电路板出现故障时，可以按照如图1-48所示的故障检修流程图进行检修。

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