ATX微機(jī)開(kāi)關(guān)電源維修教程
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微機(jī)ATX電源電路的工作原理與維修 隨著電腦的逐漸普及和深入到家庭,顯示器已經(jīng)成為維修界的一個(gè)亮點(diǎn),ATX開(kāi)關(guān)電源又將成為維修界的一個(gè)新的亮點(diǎn)。本文以市面上最常見(jiàn)的LWT2005型開(kāi)關(guān)電源供應(yīng)器為例,詳細(xì)講解最新ATX開(kāi)關(guān)電源的工作原理和檢修方法,對(duì)其它型號(hào)的開(kāi)關(guān)電源供應(yīng)器,也借此起到一個(gè)拋磚引玉的作用。一、 概述ATX開(kāi)關(guān)電源的主要功能是向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供所需的直流電源。一般計(jì)算機(jī)電源所采用的都是雙管半橋式無(wú)工頻變壓器的脈寬調(diào)制變換型穩(wěn)壓電源。它將市電整流成直流后,通過(guò)變換型振蕩器變成頻率較高的矩形或近似正弦波電壓,再經(jīng)過(guò)高頻整流濾波變成低壓直流電壓的目的。其外觀圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)物圖見(jiàn)圖1和圖2所示。ATX開(kāi)關(guān)電源的功率一般為250W~300W,通過(guò)高頻濾波電路共輸出六組直流電壓:+5V(25A)、—5V(0.5A)、+12V(10A)、—12V(1A)、+3.3V(14A)、+5VSB(0.8A)。為防止負(fù)載過(guò)流或過(guò)壓損壞電源,在交流市電輸入端設(shè)有保險(xiǎn)絲,在直流輸出端設(shè)有過(guò)載保護(hù)電路。二、工作原理ATX開(kāi)關(guān)電源,電路按其組成功能分為:輸入整流濾波電路、高壓反峰吸收電路、輔助電源電路、脈寬調(diào)制控制電路、PS信號(hào)和PG信號(hào)產(chǎn)生電路、主電源電路及多路直流穩(wěn)壓輸出電路、自動(dòng)穩(wěn)壓穩(wěn)流與保護(hù)控制電路。參照實(shí)物繪出整機(jī)電路圖,如圖3所示。1、輸入整流濾波電路只要有交流電AC220V輸入,ATX開(kāi)關(guān)電源無(wú)論是否開(kāi)啟,其輔助電源就會(huì)一直工作,直接為開(kāi)關(guān)電源控制電路提供工作電壓。如圖4所示,交流電AC220V經(jīng)過(guò)保險(xiǎn)管FUSE、電源互感濾波器L0,經(jīng)BD1—BD4整流、C5和C6濾波,輸出300V左右直流脈動(dòng)電壓。C1為尖峰吸收電容,防止交流電突變瞬間對(duì)電路造成不良影響。TH1為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,起過(guò)流保護(hù)和防雷擊的作用。L0、R1和C2組成Π型濾波器,濾除市電電網(wǎng)中的高頻干擾。C3和C4為高頻輻射吸收電容,防止交流電竄入后級(jí)直流電路造成高頻輻射干擾。R2和R3為隔離平衡電阻,在電路中對(duì)C5和C6起平均分配電壓作用,且在關(guān)機(jī)后,與地形成回路,快速泄放C5、C6上儲(chǔ)存的電荷,從而避免電擊。2、高壓尖峰吸收電路如圖5所示,D18、R004和C01組成高壓尖峰吸收電路。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q03截止后,T3將產(chǎn)生一個(gè)很大的反極性尖峰電壓,其峰值幅度超過(guò)Q03的C極電壓很多倍,此尖峰電壓的功率經(jīng)D18儲(chǔ)存于C01中,然后在電阻R004上消耗掉,從而降低了Q03的C極尖峰電壓,使Q03免遭損壞。3、輔助電源電路如圖6所示,整流器輸出的+300V左右直流脈動(dòng)電壓,一路經(jīng)T3開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)①~②繞組送往輔助電源開(kāi)關(guān)管Q03的c極,另一路經(jīng)啟動(dòng)電阻R002給Q03的b極提供正向偏置電壓和啟動(dòng)電流,使Q03開(kāi)始導(dǎo)通。Ic流經(jīng)T3初級(jí)①~②繞組,使T3③~④反饋繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(上正下負(fù)),通過(guò)正反饋支路C02、D8、R06送往Q03的b極,使Q03迅速飽和導(dǎo)通,Q03上的Ic電流增至最大,即電流變化率為零,此時(shí)D7導(dǎo)通,通過(guò)電阻R05送出一個(gè)比較電壓至IC3(光電耦合器Q817)的③腳,同時(shí)T3次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)D50、C04整流濾波后,一路經(jīng)R01限流后送至IC3的①腳,另一路經(jīng)R02送至IC4(精密穩(wěn)壓電路TL431),由于Q03飽和導(dǎo)通時(shí)次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比較平滑、穩(wěn)定,經(jīng)IC4的K端輸出至IC3的②腳電壓變化率幾乎為零,使IC3內(nèi)發(fā)光二極管流過(guò)的電流幾乎為零,此時(shí)光敏三極管截止,從而導(dǎo)致Q1截止。反饋電流通過(guò)R06、R003、Q03的b、e極等效電阻對(duì)電容C02充電,隨著C02充電電壓增加,流經(jīng)Q03的b極電流逐漸減小,使③~④反饋繞組上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)開(kāi)始下降,最終使T3③~④反饋繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反相(上負(fù)下正),并與C02電壓疊加后送往Q03的b極,使b極電位變負(fù),此時(shí)開(kāi)關(guān)管Q03因b極無(wú)啟動(dòng)電流而迅速截止。開(kāi)關(guān)管Q03截止時(shí),T3③~④反饋繞組、D7、R01、R02、R03、R04、R05、C09、IC3、IC4組成再起振支路。當(dāng)Q03導(dǎo)通的過(guò)程中,T3初級(jí)繞組將磁能轉(zhuǎn)化為電能為電路中各元器件提供電壓,同時(shí)T3反饋繞組的④端感應(yīng)出負(fù)電壓,D7導(dǎo)通、Q1截止;當(dāng)Q03截止后,T3反饋繞組的④端感應(yīng)出正電壓,D7截止,T3次級(jí)繞組兩個(gè)輸出端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正,T3儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng)D50、C04整流濾波后為IC4提供一個(gè)變化的電壓,使IC3的①、②腳導(dǎo)通,IC3內(nèi)發(fā)光二極管流過(guò)的電流增大,使光敏三極管發(fā)光,從而使Q1導(dǎo)通,給開(kāi)關(guān)管Q03的b極提供啟動(dòng)電流,使開(kāi)關(guān)管Q03由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。同時(shí),正反饋支路C02的充電電壓經(jīng)T3反饋繞組、R003、Q03的be極等效電阻、R06形成放電回路。隨著C41充電電流逐漸減小,開(kāi)關(guān)管Q03的Ub電位上升,當(dāng)Ub電位增加到Q03的be極的開(kāi)啟電壓時(shí),Q03再次導(dǎo)通,又進(jìn)入下一個(gè)周期的振蕩。如此循環(huán)往復(fù),構(gòu)成一個(gè)自激多諧振蕩器。Q03飽和期間,T3次級(jí)繞組輸出端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為負(fù),整流二級(jí)管D9和D50截止,流經(jīng)初級(jí)繞組的導(dǎo)通電流以磁能的形式儲(chǔ)存在輔助電源變壓器T3中。當(dāng)Q03由飽和轉(zhuǎn)向截止時(shí),次級(jí)繞組兩個(gè)輸出端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正,T3儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng)D9、D50整流輸出。其中D50整流輸出電壓經(jīng)三端穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓,再經(jīng)電感L7濾波后輸出+5VSB。若該電壓丟失,主板就不會(huì)自動(dòng)喚醒ATX電源工作。D9整流輸出電壓供給IC2(脈寬調(diào)制集成電路KA7500B)的12腳(電源輸入端),經(jīng)IC2內(nèi)部穩(wěn)壓,從第14腳輸出穩(wěn)壓+5V,提供ATX開(kāi)關(guān)電源控制電路中相關(guān)元器件的工作電壓。T2為主電源激勵(lì)變壓器,當(dāng)副電源開(kāi)關(guān)管Q03導(dǎo)通時(shí),Ic流經(jīng)T3初級(jí)①~②繞組,使T3③~④反饋繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(上正下負(fù)),并作用于T2初級(jí)②~③繞組,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(上負(fù)下正),經(jīng)D5、D6、C8、R5給Q02的b極提供啟動(dòng)電流,使主電源開(kāi)關(guān)管Q02導(dǎo)通,在回路中產(chǎn)生電流,保證了整個(gè)電路的正常工作;同時(shí),在T2初級(jí)①~④反饋繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(上正下負(fù)),D3、D4截止,主電源開(kāi)關(guān)管Q01處于截止?fàn)顟B(tài)。在電源開(kāi)關(guān)管Q03截止期間,工作原理與上述過(guò)程相反,即Q02截止,Q01工作。其中,D1、D2為續(xù)流二極管,在開(kāi)關(guān)管Q01和Q02處于截止和導(dǎo)通期間能提供持續(xù)的電流。這樣就形成了主開(kāi)關(guān)電源它激式多諧振電路,保證了T2初級(jí)繞組電路部分得以正常工作,從而在T2次級(jí)繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)送至推動(dòng)三極管Q3、Q4的c極,保證整個(gè)激勵(lì)電路能持續(xù)穩(wěn)定地工作,同時(shí),又通過(guò)T2初級(jí)繞組反作用于T1主開(kāi)關(guān)電源變壓器,使主電源電路開(kāi)始工作,為負(fù)載提供+3.3V、±5V、±12V工作電壓。
4、PS信號(hào)和PG信號(hào)產(chǎn)生電路以及脈寬調(diào)制控制電路
如圖7所示,微機(jī)通電后,由主板送來(lái)的PS信號(hào)控制IC2的④腳(脈寬調(diào)制控制端)電壓。待機(jī)時(shí),主板啟動(dòng)控制電路的電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi),PS信號(hào)輸出高電平3.6V,經(jīng)R37到達(dá)IC1(電壓比較器LM339N)的⑥腳(啟動(dòng)端),由內(nèi)部經(jīng)IC1的①腳輸出低電平,使D35、D36截止;同時(shí),IC1的②腳一路經(jīng)R42送出一個(gè)比較電壓對(duì)C35進(jìn)行充電,另一路經(jīng)R41送出一個(gè)比較電壓給IC2的④腳,IC2的④腳電壓由零電位開(kāi)始逐漸上升,當(dāng)上升的電壓超過(guò)3V時(shí),關(guān)閉IC2⑧、11腳的調(diào)制脈寬電壓輸出,使T2推動(dòng)變壓器、T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器停振,從而停止提供+3.3V、±5V、±12V等各路輸出電壓,電源處于待機(jī)狀態(tài)。受控啟動(dòng)后,PS信號(hào)由主板啟動(dòng)控制電路的電子開(kāi)關(guān)接地,IC1的⑥腳為低電平(0V),IC2的④腳變?yōu)榈碗娖剑?V),此時(shí)允許⑧、11腳輸出脈寬調(diào)制信號(hào)。IC2的13腳(輸出方式控制端)接穩(wěn)壓+5V (由IC2內(nèi)部14腳穩(wěn)壓輸出+5V電壓),脈寬調(diào)制器為并聯(lián)推挽式輸出,⑧、11腳輸出相位差180度的脈寬調(diào)制信號(hào),輸出頻率為IC2的⑤、⑥腳外接定時(shí)阻容元件R30、C30的振蕩頻率的一半,控制推動(dòng)三極管Q3、Q4的c極相連接的T2次級(jí)繞組的激勵(lì)振蕩。T2初級(jí)它激振蕩產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用于T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)繞組,從T1次級(jí)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)整流輸出+3.3V、±5V、±12V等各路輸出電壓。
D12、D13以及C40用于抬高推動(dòng)管Q3、Q4的e極電平,使Q3、Q4的b極有低電平脈沖時(shí)能可靠截止。C35用于通電瞬間關(guān)閉IC2的⑧、11腳輸出脈寬調(diào)制信號(hào)脈沖。ATX電源通電瞬間,由于C35兩端電壓不能突變,IC2的④腳輸出高電平,⑧、11腳無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出。隨著C35的充電,IC2的啟動(dòng)由PS信號(hào)電平高低來(lái)加以控制,PS信號(hào)電平為高電平時(shí)IC2關(guān)閉,為低電平時(shí)IC2啟動(dòng)并開(kāi)始工作。
PG產(chǎn)生電路由IC1(電壓比較器LM339N)、R48、C38及其周圍元件構(gòu)成。待機(jī)時(shí)IC2的③腳(反饋控制端)為零電平,經(jīng)R48使 IC1的⑨腳正端輸入低電位,小于11腳負(fù)端輸入的固定分壓比,IC113腳(PG信號(hào)輸出端)輸出低電位,PG向主機(jī)輸出零電平的電源自檢信號(hào),主機(jī)停止工作處于待機(jī)狀態(tài)。受控啟動(dòng)后IC2的③腳電位上升,IC1的⑨腳控制電平也逐漸上升,一旦IC1的⑨腳電位大于11腳的固定分壓比,經(jīng)正反饋的遲滯比較器,13腳輸出的PG信號(hào)在開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定后再延遲幾百毫秒由零電平起跳到+5V,主機(jī)檢測(cè)到PG電源完好的信號(hào)后啟動(dòng)系統(tǒng),在主機(jī)運(yùn)行過(guò)程中若遇市電停電或用戶執(zhí)行關(guān)機(jī)操作時(shí),ATX開(kāi)關(guān)電源+5V輸出電壓必然下跌,這種幅值變小的反饋信號(hào)被送到IC2的①腳(電壓取樣比較器同相輸入端),使IC2的③腳電位下降,經(jīng)R48使IC1的⑨腳電位迅速下降,當(dāng)⑨腳電位小于11腳的固定分壓電平時(shí),IC1的13腳將立即從+5V下跳到零電平,關(guān)機(jī)時(shí)PG輸出信號(hào)比ATX開(kāi)關(guān)電源+5V輸出電壓提前幾百毫秒消失,通知主機(jī)觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動(dòng)關(guān)閉,防止突然掉電時(shí)硬盤的磁頭來(lái)不及歸位而劃傷硬盤。
5、主電源電路及多路直流穩(wěn)壓輸出電路
如圖8所示,微機(jī)受控啟動(dòng)后,PS信號(hào)由主板啟動(dòng)控制電路的電子開(kāi)關(guān)接地,允許IC2的⑧、11腳輸出脈寬調(diào)制信號(hào),去控制與推動(dòng)三極管Q3、Q4的c極相連接的T2推動(dòng)變壓器次級(jí)繞組產(chǎn)生的激勵(lì)振蕩脈沖。T2的初級(jí)繞組由它激振蕩產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用于T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)繞組,從T1次級(jí)①②繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)D20、D28整流、L2(功率因素校正變壓器,也稱低電壓扼流線圈。以它為主來(lái)構(gòu)成功率因素校正電路,簡(jiǎn)稱PFC電路,起自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載功率大小的作用。當(dāng)負(fù)載要求功率很大時(shí),則PFC電路就經(jīng)過(guò)L2來(lái)校正功率大小,為負(fù)載輸送較大的功率;當(dāng)負(fù)載處于節(jié)能狀態(tài)時(shí),要求的功率很小,PFC電路通過(guò)L2校正后為負(fù)載送出較小的功率,從而達(dá)到節(jié)能的作用。)第④繞組以及C23濾波后輸出—12V電壓;從T1次級(jí)③④⑤繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)D24、D27整流、L2第①繞組及C24濾波后輸出—5V電壓;從T1次級(jí)③④⑤繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)D21、L2第②③繞組以及C25、C26、C27濾波后輸出+5V電壓;從T1次級(jí)③⑤繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)L6、L7、D23、L1以及C28濾波后輸出+3.3V電壓;從T1次級(jí)⑥⑦繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)D22、L2第⑤繞組以及C29濾波后輸出+12V電壓。其中,每?jī)蓚€(gè)繞組之間的R(5Ω/1/2W)、C(103)組成尖峰消除網(wǎng)絡(luò),以降低繞組之間的反峰電壓,保證電路能夠持續(xù)穩(wěn)定地工作。
6、自動(dòng)穩(wěn)壓穩(wěn)流控制電路
(1)+3.3V自動(dòng)穩(wěn)壓電路
IC5(精密穩(wěn)壓電路TL431)、Q2、R25、R26、R27、R28、R18、R19、R20、D30、D31、D23(場(chǎng)效應(yīng)管)、R08、C28、C34等組成+3.3V自動(dòng)穩(wěn)壓電路。如圖9所示。
當(dāng)輸出電壓(+3.3V)升高時(shí),由R25、R26、R27取得升高的采樣電壓送到IC5的G端,使UG電位上升,UK電位下降,從而使Q2導(dǎo)通,升高的+3.3V電壓通過(guò)Q2的ec極,R18、D30、D31送至D23的S極和G極,使D23提前導(dǎo)通,控制D23的D極輸出電壓下降,經(jīng)L1使輸出電壓穩(wěn)定在標(biāo)準(zhǔn)值(+3.3V)左右,反之,穩(wěn)壓控制過(guò)程相反。
(2)+5V、+12V自動(dòng)穩(wěn)壓電路
IC2的①、②腳電壓取樣比較器正、負(fù)輸入端,取樣電阻R15、R16、R33、R35、R68、R69、R47、R32構(gòu)成+5V、+12V自動(dòng)穩(wěn)壓電路。如圖10所示。
當(dāng)輸出電壓升高時(shí)(+5V或+12V),由R33、R35、R69并聯(lián)后的總電阻取得采樣電壓,送到IC2的①腳和②腳,與IC2內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓相比較,輸出誤差電壓與IC2內(nèi)部鋸齒波產(chǎn)生電路的振蕩脈沖在PWM(比較器)中進(jìn)行比較放大,使⑧、11腳輸出脈沖寬度降低,輸出電壓回落至標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi)。
反之穩(wěn)壓控制過(guò)程相反,從而使開(kāi)關(guān)電源輸出電壓保持穩(wěn)定。
(3)+3.3V、+5V、+12V自動(dòng)穩(wěn)壓電路
IC4(精密穩(wěn)壓電路TL431)、IC3、Q1、R01、R02、R03、R04、R05、R005、D7、C09、C41等組成+3.3V、+5V、+12V自動(dòng)穩(wěn)壓電路。如圖11所示。
當(dāng)輸出電壓升高時(shí),T3次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)D50、C04整流濾波后一路經(jīng)R01限流送至IC3的①腳,另一路經(jīng)R02、R03獲得增大的取樣電壓送至IC4的G端,使UG電位上升,UK電位下降,從而使IC4內(nèi)發(fā)光二極管流過(guò)的電流增加,使光敏三極管導(dǎo)通,從而使Q1導(dǎo)通,同時(shí)經(jīng)負(fù)反饋支路R005、C41使開(kāi)關(guān)三極管Q03的e極電位上升,使得Q03的b極分流增加,導(dǎo)致Q03的脈沖寬度變窄,導(dǎo)通時(shí)間縮短,最終使輸出電壓下降,穩(wěn)定在規(guī)定范圍之內(nèi)。
反之,當(dāng)輸出電壓下降時(shí),則穩(wěn)壓控制過(guò)程相反。
(4)自動(dòng)穩(wěn)流電路
IC2的15、16腳電流取樣比較器正、負(fù)輸入端,取樣電阻R51、R56、R57構(gòu)成負(fù)載自動(dòng)穩(wěn)流電路。如圖12所示。
負(fù)端輸入端15腳接穩(wěn)壓+5V,正端輸入端16腳, 該腳外接的R51、R56、R57與地之間形成回路,當(dāng)負(fù)載電流偏高時(shí),T2次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)R10、D14、C36整流濾波,再經(jīng)R54、R55降壓后獲得增大的取樣電壓,同時(shí)與R51、R56、R57支路取得增大的采樣電流一起送到IC215腳和16腳,與IC2內(nèi)部基準(zhǔn)電流相比較,輸出誤差電流,與IC2內(nèi)部鋸齒波產(chǎn)生電路產(chǎn)生的振蕩脈沖在PWM(比較器)中進(jìn)行比較放大,使⑧、11腳輸出脈沖寬度降低,輸出電流回落至標(biāo)準(zhǔn)值的范圍之內(nèi)。
反之穩(wěn)流控制過(guò)程相反,從而使開(kāi)關(guān)電源輸出電流保持穩(wěn)定.
三、檢修的基本方法與技巧
計(jì)算機(jī)ATX開(kāi)關(guān)電源與日常生活中彩電的開(kāi)關(guān)電源顯著的區(qū)別是:前者取消了傳統(tǒng)的市電按鍵開(kāi)關(guān),采用新型的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān),并且依靠+5VSB、PS控制信號(hào)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)開(kāi)啟和自動(dòng)關(guān)閉。主機(jī)在通電的瞬間,主機(jī)電源會(huì)向主板發(fā)送一個(gè)Power Good(簡(jiǎn)稱PG)信號(hào),如果主機(jī)電源的輸入電壓在額定范圍之內(nèi),輸出電壓也達(dá)到最低檢測(cè)電平(+5V輸出為4.75V以上),并且讓時(shí)間延遲約100ms~500ms后(目的是讓電源電壓變得更加穩(wěn)定),PG電路就會(huì)發(fā)出“電源正常”的信號(hào),接著CPU會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào),執(zhí)行BIOS中的自檢,主機(jī)才能正常啟動(dòng)。+5VSB是供主機(jī)系統(tǒng)在ATX待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電源,以及開(kāi)啟和關(guān)閉自動(dòng)管理模塊及其遠(yuǎn)程喚醒通訊聯(lián)絡(luò)相關(guān)電路的工作電源,在待機(jī)及受控啟動(dòng)狀態(tài)下,其輸出電壓均為5V高電平,使用紫色線由ATX插頭⑨腳引出。如圖13所示。PS為主機(jī)開(kāi)啟或關(guān)閉電源以及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程喚醒電源的控制信號(hào),不同型號(hào)的ATX開(kāi)關(guān)電源,待機(jī)時(shí)的電壓值各不相同,常見(jiàn)的待機(jī)電壓值為3V、3.6V、4.6V。當(dāng)按下主機(jī)面板的POWER電源開(kāi)關(guān)或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)時(shí),受控啟動(dòng)后PS由主板的電子開(kāi)關(guān)接地,使用綠色線從ATX插頭14腳輸入。PG是供主板檢測(cè)電源好壞的輸出信號(hào),使用灰色線由ATX插頭⑧腳引出,待機(jī)狀態(tài)為低電平(0V),受控啟動(dòng)電壓輸出穩(wěn)定的高電平(+5V)。
脫機(jī)帶電檢測(cè)ATX電源 ,首先測(cè)量在待機(jī)狀態(tài)下的PS和PG信號(hào),前者為高電平,后者為低電平,插頭9腳除輸出+5VSB外,不輸出其它任何電壓。其次是將ATX開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行人工喚醒,方法是:用一根導(dǎo)線把ATX插頭14腳(綠色線)PS信號(hào)與任一地端(黑色線3、7、13、15、16、17)中的任一腳短接,這一步是檢測(cè)的關(guān)鍵(否則,通電時(shí)開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇將不旋轉(zhuǎn),整個(gè)電路無(wú)任何反應(yīng),導(dǎo)致無(wú)法檢修或無(wú)法判斷其故障部位和質(zhì)量好壞)。將ATX電源由待機(jī)狀態(tài)喚醒為啟動(dòng)受控狀態(tài),此時(shí)PS信號(hào)變?yōu)榈碗娖?,PG、+5VSB信號(hào)變?yōu)楦唠娖?,這時(shí)可觀察到開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。為了驗(yàn)證電源的帶負(fù)載能力,通電前可在電源的+12V輸出插頭處再接一個(gè)開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇或CPU電源風(fēng)扇,也可在+5V與地之間并聯(lián)一個(gè)4Ω/10W左右的大功率電阻做假負(fù)載。然后通電測(cè)量各路輸出電壓值是否正常,如果正常且穩(wěn)定,則可放心接上主機(jī)內(nèi)各部件進(jìn)行使用;如發(fā)現(xiàn)不正常,則必須重新認(rèn)真檢查電路,此時(shí)絕對(duì)不允許與主機(jī)內(nèi)各部件連接,以免通電造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
上述操作亦可作為單獨(dú)選購(gòu)ATX開(kāi)關(guān)電源脫機(jī)通電驗(yàn)證質(zhì)量好壞的方法。
四、故障檢修實(shí)例
實(shí)例1 一臺(tái)LWT2005型開(kāi)關(guān)電源供應(yīng)器,開(kāi)機(jī)出現(xiàn)“三無(wú)(主機(jī)電源指示燈不亮,開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇不轉(zhuǎn),顯示器點(diǎn)不亮)”。
故障分析與維修:先采用替換法(用一個(gè)好的ATX開(kāi)關(guān)電源替換原主機(jī)箱內(nèi)的ATX電源)確認(rèn)LWT2005型開(kāi)關(guān)電源已壞。然后拆開(kāi)故障電源外殼,直觀檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)板上輔助電源電路部分的R001、R003、R05呈開(kāi)路性損壞,Q1(C1815)、開(kāi)關(guān)管Q03(BUT11A)呈短路性損壞,如圖14所示。且R003燒焦、Q1的c、e極炸斷,保險(xiǎn)管FUSE(5A/250V)發(fā)黑熔斷。經(jīng)更換上述損壞元器件后,采用二中的檢修方法和技巧:用一根導(dǎo)線將ATX插頭14腳與15腳(兩腳相鄰,便于連接)連接,并在+12V端接一個(gè)電源風(fēng)扇。檢查無(wú)誤后通電,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電源風(fēng)扇(開(kāi)關(guān)電源自帶一個(gè)+12V散熱風(fēng)扇)轉(zhuǎn)速過(guò)快,且發(fā)出很強(qiáng)的嗚音,迅速測(cè)得+12V上升為+14V,且輔助電源電路部分發(fā)出一股逐漸加強(qiáng)的焦味,立即關(guān)電。分析認(rèn)為,輸出電壓升高,一般是穩(wěn)壓電路有問(wèn)題。細(xì)查為IC4、IC3構(gòu)成的穩(wěn)壓電路部分的IC3(光電耦合器Q817)不良。由于IC3不良,當(dāng)輸出電壓升高時(shí),IC3內(nèi)部的光敏三極管不能及時(shí)導(dǎo)通,從而就沒(méi)有反饋電流進(jìn)入開(kāi)關(guān)管Q03的e極,不能及時(shí)縮短Q03的導(dǎo)通時(shí)間,導(dǎo)致Q03導(dǎo)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng),輸出電壓升高。如不及時(shí)關(guān)電,(從發(fā)出的焦味來(lái)看,Q03很可能因?qū)〞r(shí)間過(guò)長(zhǎng),功耗過(guò)重而損壞)又將大面積地?zé)龎脑骷?div style="height:15px;">
將IC3更換后,重新檢查、測(cè)量剛才更換過(guò)的元器件,確認(rèn)完好后通電。測(cè)各路輸出電壓一切正常,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速正常(幾乎聽(tīng)不到轉(zhuǎn)動(dòng)聲)。通電觀察半小時(shí)無(wú)異?,F(xiàn)象。再接入主機(jī)內(nèi)的主板上,通電試機(jī)2小時(shí)一直正常。至此,檢修過(guò)程結(jié)束。后又維修大量同型號(hào)或不同型號(hào)(其電路大多數(shù)相同或類似)的開(kāi)關(guān)電源,其損壞的電路及元器件大多雷同。
實(shí)例2 一臺(tái)銀河YH—004A型開(kāi)關(guān)電源供應(yīng)器,開(kāi)機(jī)出現(xiàn)“三無(wú)”。
故障分析與維修:先采用替換法確認(rèn)該開(kāi)關(guān)電源已壞。然后拆開(kāi)故障電源外殼,直觀檢查機(jī)板上輔助電源電路部分,發(fā)現(xiàn)D30、ZD3、R78、Q15(開(kāi)關(guān)管)燒壞。根據(jù)實(shí)物繪制關(guān)鍵電路如圖15所示,經(jīng)更換上述元器件后并按實(shí)例1方法進(jìn)行通電試機(jī),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電源風(fēng)扇時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)。懷疑電路中有虛焊,將整個(gè)電路重新加焊一遍后,通電故障如初。維修一時(shí)陷入困境。后經(jīng)仔細(xì)分析電路圖,在電源風(fēng)扇時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)的瞬間,測(cè)得開(kāi)關(guān)電源輸出電壓波動(dòng)很大,莫非穩(wěn)壓電路出了故障?
經(jīng)與實(shí)例1中相關(guān)電路相比較,兩種開(kāi)關(guān)電源電路有較大差別,但所用的脈寬調(diào)制集成電路都是雙排8腳,前例采用的是IC2(KA7500B),本例是IC1(TL494)(有些也采用BDL494),分析、比較兩種不同標(biāo)號(hào)的集成電路,得出兩者的引腳、功能完全相同,可以直接互換。以此推測(cè)出IC1(TL494)的穩(wěn)壓原理如下:IC1(TL494)的①、②腳電壓取樣比較器正、負(fù)輸入端,取樣電阻R31、R32、R33、R37、R38構(gòu)成+5V、+12V自動(dòng)穩(wěn)壓電路。如圖16所示。
當(dāng)輸出電壓升高時(shí)(+5V或+12V),由R31取得采樣電壓送到IC1①腳和②腳,并與IC1內(nèi)部基準(zhǔn)電壓相比較,輸出誤差電壓與IC1內(nèi)部鋸齒波產(chǎn)生電路的振蕩脈沖在PWM(比較器)中進(jìn)行比較放大,使⑧、11腳輸出脈沖寬度降低,輸出電壓回落至標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi)。當(dāng)輸出電壓降低時(shí),穩(wěn)壓控制過(guò)程相反,從而使開(kāi)關(guān)電源輸出電壓保持穩(wěn)定。
開(kāi)路測(cè)量R31、R32、R33、R37、R38阻值正常,在路檢測(cè)IC1(TL494)的①、②腳電阻值與IC2(KA7500B)①、②腳電阻值相比較,差別很大。試用一只KA7500B集成電路代換TL494后,經(jīng)查無(wú)誤后通電試機(jī),測(cè)得各路輸出電壓值正常,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速正常。接入主機(jī)內(nèi),通電試機(jī)一切正常。檢修過(guò)程結(jié)束。
實(shí)例3 一臺(tái)ATX—300L型開(kāi)關(guān)電源供應(yīng)器(簡(jiǎn)稱007電源),開(kāi)機(jī)出現(xiàn)“三無(wú)”。
故障分析與維修:如圖17所示。先用代換法確認(rèn)該電源已燒壞;然后拆開(kāi)外殼,直觀檢查保險(xiǎn)絲燒黑,用表測(cè)量主電源開(kāi)關(guān)三極管Q01、Q02(兩者型號(hào)均為C4106)擊穿短路,整流電路部分印制線路板燒黑。將Q1、Q2用同型號(hào)換新(注:兩者必須同型號(hào),否則將導(dǎo)致帶載能力下降,輸出電壓不穩(wěn)定,從而引起主電源開(kāi)關(guān)管再次擊穿。如推動(dòng)三極管Q3、Q4損壞,其更換方法類似),并將印制線路板燒黑部分用小刀剝開(kāi)劃斷,再用導(dǎo)線按原線路接好(必須做好這一步,因路板燒黑被炭化后易導(dǎo)電)。由于保險(xiǎn)管焊在路板上(維修多臺(tái)開(kāi)關(guān)電源都是如此,其作用是保證接觸良好),焊下壞管,用一新的4A/250V保險(xiǎn)管焊上。
經(jīng)檢查無(wú)誤后通電開(kāi)機(jī),電源風(fēng)扇旋轉(zhuǎn),各路輸出電壓正常。接入主機(jī)板開(kāi)機(jī)時(shí),CPU風(fēng)扇旋轉(zhuǎn),但顯示器黑屏,測(cè)+5V、+12V電壓在規(guī)定電壓值內(nèi)波動(dòng),不穩(wěn)定。仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過(guò)快,測(cè)IC2(KA7500B)的12腳(VCC電源端)電壓高達(dá)23V(正常時(shí)一般為19V)且抖動(dòng),測(cè)13、14、15腳有正常的+5V電壓輸出。懷疑IC2內(nèi)部不良,果斷更換IC2,再開(kāi)機(jī),顯示器點(diǎn)亮,各路輸出電壓正常,故障排除。
ATX微機(jī)開(kāi)關(guān)電源維修教程6
附: ATX開(kāi)關(guān)電源電壓比較器LM339N和脈寬調(diào)制集成電路KA7500B各引腳功能及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),表中電壓數(shù)據(jù)以伏特(V)為單位,用南京產(chǎn)MF47型萬(wàn)用表10V、50V、250V直流電壓擋,在ATX電源脫機(jī)檢修好后,連接主機(jī)內(nèi)各部件正常工作狀態(tài)下測(cè)得;在路電阻數(shù)據(jù)以千歐(KΩ)為單位,用R×1K擋測(cè)得,正向電阻用紅表筆測(cè)量,反向電阻用黑表筆測(cè)量,另一表筆接地。表1:電壓比較器LM339N引腳功能及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 引腳號(hào)
引腳功能
工作電壓(V)
在路電阻值(KΩ)
正 向 反 向
1
電壓取樣輸出端
4
8.5
1
2
電壓取樣輸出端
0
8.5
2
3
電源輸入端
5
4
3
4
電壓取樣反相輸入端
1.2
11
4
5
電壓取樣同相輸入端
0.8
10.5
5
6
電子開(kāi)關(guān)啟動(dòng)端
1
10.5
6
7
電壓取樣同相輸入端
1.2
11
7
8
電壓取樣反相輸入端
1.2
9.5
8
9
PG信號(hào)同相控制端
1.2
11
9
10
電壓取樣反相輸入端
1.4
10
10
11
電壓取樣同相輸入端
1.6
11.5
11
12
地
0
0
12
13
PG信號(hào)輸出端
4
3.6
13
14
電壓取樣輸出端
1.8
9.5
14
說(shuō)明:當(dāng)用表筆測(cè)量LM339N的第11腳電壓時(shí),將引起電腦重新啟動(dòng),屬于正?,F(xiàn)象。
表2:脈寬調(diào)制集成電路KA7500B各引腳功能及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
引腳號(hào)
引腳功能
工作電壓(V)
在路電阻值(KΩ)
正 向 反 向
1
電壓取樣比較器同相輸入端
4.8
4.5
7
2
電壓取樣比較器反相輸入端
4.6
8
8.8
3
反饋控制端
2.2
9.2
∞
4
脈寬調(diào)制輸出控制端
(死區(qū)控制端)
0
9.5
19
5
振蕩1
0.6
9
12.6
6
振蕩2
0
9
21
7
地
0
0
0
8
脈寬調(diào)制輸出1
2
7.5
21
9
地
0
0
0
10
地
0
0
0
11
脈寬調(diào)制輸出2
2
7.5
21
12
電源輸入端
19
6.2
17
13
輸出方式控制端
5
4
4
14
電壓取樣比較器負(fù)端
5
4
4
15
電流取樣比較器反相輸入端
5
4
4
16
電流取樣比較器同相輸入端
2
7.5
8
表3:開(kāi)關(guān)電源電路主要三極管實(shí)測(cè)電壓值(單位:V)
電路符號(hào)
元器件型號(hào)
電壓值(V)
B C E
Q2
A1015
2.6
—2.5
3.3
Q3
C1815
1.8
4.4
1.4
Q4
C1815
1.8
4.4
1.4
Q01
C4106
—1.5
280
140
Q02
C4106
0
140
0
Q03
BUT11A
—2.2
280
0
電路符號(hào)
元器件型號(hào)
電壓值(V)
G S D
D21
S30SC4M
0
0
5
D22
BYQ28E
5
5
12
D23
B2060
0
0
3.3
電路符號(hào)
元器件型號(hào)
電壓值(V)
K A G
IC4
TL431
3.8
0
2.4
IC5
TL431
2.6
0
2.4
如何得知我們買到的電源是多大功率呢?DIYer們常用兩種方法:一種方法是看電源上的型號(hào),一般來(lái)說(shuō),電源的型號(hào)和它本身的功率有著密切的聯(lián)系。例如我們買到一臺(tái)銀河YH-2503C電源,有的人就說(shuō)該電源是250W的;另一種方法是把標(biāo)稱的各路輸出電壓乘以對(duì)應(yīng)的輸出電流后相加得出該電源的功率。許多刊物上是這樣介紹的,買電源時(shí),商家是這么給我們介紹的,大部分愛(ài)好者們也是這樣計(jì)算的。其實(shí),上面兩種計(jì)算方法都是片面和一廂情愿的。從銀河網(wǎng)站上找到的銀河電源的型號(hào)及相應(yīng)的參數(shù)見(jiàn)表4,從表中可以看出,型號(hào)為YH-2503C的電源,其實(shí)際功率只有200W,我們不明白型號(hào)后面的數(shù)字具體表示什么含義,但表中數(shù)據(jù)卻說(shuō)明了型號(hào)后面的數(shù)字和功率并不等同,所以買電源時(shí),不要為型號(hào)后面的數(shù)字所迷惑。而如果按上面第二種計(jì)算方法,很多電源都是250W的,甚至功率還要高。表5中為市售LS-280A ATX電源標(biāo)簽上的輸出參數(shù)值,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)按上述方法計(jì)算,得出的輸出功率高達(dá)262.3W。那么這臺(tái)電源的實(shí)際功率到底是多大?
表4 YH系列ATX智能化綠色開(kāi)關(guān)電源參數(shù)
產(chǎn)品型號(hào)
YH-2503C
YH2508C
YH150SFX
交流電壓輸入范圍
AC 180-264V
輸入頻率范圍
47HZ-63HZ
輸出功率
200W
200W
150W
各路輸出電流
+5V:21A,+12:6A,-12V:0.8A,-5V:0.3A,+3.3V:14A,+5VSB:1.5A
+5V:21A,+12:6A,-12V:0.8A,-5V:0.3A,+3.3V:14A,+5VSB:1.5A
輸出電壓變化范圍
+5V:5%,+12:5%,-12V:10%,-5V:10%,+3.3V:5%,+5VSB:5%
效率
滿載時(shí)>70%
+5V電壓保護(hù)范圍
5.6V-7.0V
表5 LS-280A電源各路輸出電流值
輸出電壓
+5V
-5V
+12V
-12V
+3.3V
+5VSB
負(fù)載電流
21A
0.3A
8A
0.8A
14A
0.8A
有一個(gè)很重要的問(wèn)題,各路直流輸出的最大電流是不可能同時(shí)得到的,所以標(biāo)出的功率也是無(wú)法達(dá)到的。
解剖一下ATX電源的電路,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),ATX電源的主電路是在AT電源的主電路的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,部分電路見(jiàn)圖4,從圖中可以發(fā)現(xiàn),+3.3V電壓是將+5V繞組的交流電壓經(jīng)L降壓后整流濾波輸出的,也就是說(shuō),+3.3V和+5V電壓共用一個(gè)繞組。在標(biāo)準(zhǔn)的AT電源中,+5V電壓輸出的最大工作電流為23A,比較一下二者的開(kāi)關(guān)變壓器的磁芯截面積和線圈的線徑,二者并無(wú)什么不同,從而證明了+5V和+3.3V電壓的工作電流不可能同時(shí)達(dá)到最大。所以,上面的標(biāo)稱的功率是無(wú)法達(dá)到的。很明顯,能同時(shí)輸出的實(shí)際最大功率才是有意義的。簡(jiǎn)單地獨(dú)立地將各路輸出相乘再相加是不科學(xué)的。
要檢測(cè)電源各路輸出的最大電流,比較麻煩,但我們可以簡(jiǎn)單地做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。衡量一臺(tái)電源合格與否的一個(gè)重要參數(shù)是各路輸出電壓的誤差范圍,從ATX網(wǎng)站上我們得知,對(duì)+5V、+3.3V和+12V電壓的誤差率為5%,對(duì)-5V和-12V電壓的誤差率為10%,這是一個(gè)至關(guān)重要的指標(biāo),電壓太低計(jì)算機(jī)無(wú)法工作,電壓太高會(huì)燒了你的寶貝。其電壓范圍應(yīng)該如表6所示。
表6 輸出電壓的穩(wěn)定性
輸出電壓
最小
標(biāo)準(zhǔn)
最大
單位
+5V
+4.75
+5.00
+5.25
V
+12V
+11.20
+12.00
+12.80
V
-12V
-11.00
-12.00
-13.00
V
-5V
-4.75
-5.00
-5.25
V
+5VSB
+4.75
+5.00
+5.25
V
+3.3V
+3.15
+3.30
+3.45
V
另外,我們對(duì)輸出電壓的紋波還有較高的要求,電源輸出的各路直流電壓,其交流成分越小越好,紋波太大會(huì)對(duì)各種芯片有不良影響。比較合適的紋波大小如表7所示。
表7 輸出電壓的紋波電壓的標(biāo)準(zhǔn)
輸出電壓
+5V
+12V
-5V
-12V
+5VSB
+3.3V
紋波(mv)
100
150
100
150
100
80
實(shí)驗(yàn)是通過(guò)檢測(cè)電源的各路主電壓的負(fù)載壓降和紋波系數(shù)來(lái)得出各路輸出電壓的最大電流。
1、測(cè)各路輸出電壓的最大輸出電流:要注意的是,由于電路中都是以+5V電壓為基準(zhǔn)來(lái)調(diào)整各路電壓的,如果+5V電壓空載,其它各路電壓的輸出會(huì)大幅降低,因此測(cè)其它各路電壓的最大電流時(shí),+5V電壓輸出端的負(fù)載電阻不能去掉。測(cè)量的方法是在各路電壓輸出端接上不同阻值的電阻,然后將該負(fù)載電阻值逐漸減少,當(dāng)所測(cè)的輸出電壓值低于該路電壓的穩(wěn)定范圍時(shí),記錄下此時(shí)的電流值作為最大電流。測(cè)量的數(shù)據(jù)見(jiàn)表8。
表8 電源各路輸出的最大電流
電壓輸出端
+3.3V
+5V
+12V
負(fù)載電阻(Ω)
0.5
0.8
5
負(fù)載電流(A)
6.6
6.3
2.4
電壓值(V)
+3.1
+4.5
+11
很抱歉,從表中的數(shù)據(jù)可以看出,電源能工作的最大電流和電源盒上的標(biāo)稱值是有很大的差距的。如果按電壓乘電流的方法計(jì)算功率的話,以上三路輸出的功率只有3.3*6.6+5*6.3+12*2.4近似等于80W,再加上其它各路輸出,該電源的實(shí)際輸出功率也就100W左右。另外,由于各路輸出最大電流不可能同時(shí)達(dá)到,因此,測(cè)得能同時(shí)達(dá)到的最大輸出電流才有意義。
2、測(cè)量電源各路電壓同時(shí)輸出時(shí)各自的最大電流值:
在各路電壓輸出端同時(shí)接上最小負(fù)載,此時(shí)電源以滿負(fù)荷運(yùn)行,因此測(cè)量的速度要快。接通電源開(kāi)關(guān),此時(shí)電源內(nèi)發(fā)出過(guò)載的“吱吱“聲,讓人膽顫心驚,怕繼續(xù)操作下去把電源燒毀,該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有繼續(xù)做下去,但說(shuō)明了電源的各路輸出同時(shí)能達(dá)到的最大輸出電流比表8中的值還要小得多。最終的輸出功率還不到100W!
實(shí)驗(yàn)的結(jié)果實(shí)在讓人很沮喪,為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果呢?實(shí)際解剖一下買來(lái)的ATX電源,你就會(huì)發(fā)現(xiàn):廠家為節(jié)省成本,在元件選擇上偷工減料,偷工減料是市售ATX電源功率不足的罪魁禍?zhǔn)住?div style="height:15px;">
首先看一下電源中采用的功率開(kāi)關(guān)管,市售電源中,大部分兼容電源中采用的功率開(kāi)關(guān)管型號(hào)都為MJE13007(有的只采用MJE13005),見(jiàn)圖5中的晶體管。查一下晶體管手冊(cè),得知該管的參數(shù)為75W/400V/8A,雙管功率只有150W,再算上開(kāi)關(guān)電源最大約70%的轉(zhuǎn)換效率,能輸出的功率只有100W左右,這和上面實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)值是相符的,從而證實(shí)我們買到的電源,標(biāo)稱230W也好、200W也好,功率只有這么150W。順便說(shuō)一句,這種型號(hào)的晶體管更多地被用于電子日光燈中,因其耐壓較高,被廠家移花接木于開(kāi)關(guān)電源中。
其次看一下整流輸出電路中采用的快速整流對(duì)管,市售廉價(jià)電源中,不論是+3.3V還是+5V或+12V,其整流對(duì)管一律采用MUR1640(16A/40V),要知道廠家標(biāo)稱的+5V電壓的輸出電流可是21A?。靠赡苁菑S家有自知之明,反正電源能輸出的最大電流也不會(huì)超過(guò)此值(開(kāi)關(guān)功率管根本就提供不了),整流管的額定電流取得再大也沒(méi)有用處,省得再增加成本了。
最后看一下電源開(kāi)關(guān)電路中采用的開(kāi)關(guān)變壓器,如今的變壓器的大小比起286時(shí)的可要小得多了,那時(shí)的電源的標(biāo)稱一般比較實(shí)在,是多少瓦就標(biāo)多少瓦,對(duì)比現(xiàn)在的電源,變壓器磁芯截面積小了,所用的漆包線的線徑細(xì)了,變壓器的功率又怎能上得去呢?
很明顯,現(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的電源質(zhì)量、元件用料、產(chǎn)品的合格程度已和以前有了較大的不同,不看別的,只從電源的重量對(duì)比上就可以猜測(cè)出現(xiàn)在標(biāo)稱250W的電源中蘊(yùn)藏著多少水分,因?yàn)橹亓康臏p輕意味著電源盒內(nèi)部元件數(shù)量和質(zhì)量上的偷工減料、散熱片重量的減輕、開(kāi)關(guān)變壓器和功率開(kāi)關(guān)管的功率下降,以及電源盒外殼鐵皮厚度的銳減等。
由此,我們從市場(chǎng)上購(gòu)買的電源會(huì)出現(xiàn)功率不足的現(xiàn)象就很正常了,那是一些小廠為了迎合用戶口味,把電源的功率使勁地往大里標(biāo),其實(shí)際功率又實(shí)在有限,再加上銷售上的誤導(dǎo),形成了購(gòu)買電源要功率越大越好的誤區(qū)。目前市場(chǎng)上,部分比較負(fù)責(zé)任的品牌的電源除了標(biāo)出各路電壓、電流的輸出值外,還專門指出電源總功率不超過(guò)145W,或總電流不超過(guò)35A,只有這樣能保證同時(shí)輸出的實(shí)際最大功率才有意義。所以說(shuō)不能盲目地追求功率,關(guān)鍵在于電源的性能和質(zhì)量。
計(jì)算電源的功率時(shí),如果電源限定了某幾路輸出的最大功率,就按功率的限定值計(jì)算,如果限定了某幾路輸出的最大電流,就按其中的最大電壓輸出乘以最大的電流計(jì)算,簡(jiǎn)單地獨(dú)立地將各路輸出相乘再相加是不科學(xué)的。由于計(jì)算方法不同,各廠商的電源功率就不完全可比,雖然多數(shù)廠商沒(méi)有提供合理的計(jì)算數(shù)據(jù),但大都會(huì)提供電壓和電流的獨(dú)立參數(shù),根據(jù)這些雖然不能準(zhǔn)確地計(jì)算出電源的功率,但同類參數(shù)之間還是有可比性的。
ATX電源工作原理及檢修
檢修ATX開(kāi)關(guān)電源,從+5VSB、PS-ON和PW-OK信號(hào)入手來(lái)定位故障區(qū)域,是快速檢修中行之有效的方法。
一、+5VSB、PS-ON、PW-OK控制信號(hào)
ATX開(kāi)關(guān)電源與AT電源最顯著的區(qū)別是,前者取消了傳統(tǒng)的市電開(kāi)關(guān),依靠+5VSB、PS-ON控制信號(hào)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)啟和關(guān)閉。+5VSB是供主機(jī)系統(tǒng)在ATX待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電源,以及開(kāi)閉自動(dòng)管理和遠(yuǎn)程喚醒通訊聯(lián)絡(luò)相關(guān)電路的工作電源,在待機(jī)及受控啟動(dòng)狀態(tài)下,其輸出電壓均為5V高電平,使用紫色線由ATX插頭9腳引出。PS-ON為主機(jī)啟閉電源或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程喚醒電源的控制信號(hào),不同型號(hào)的ATX開(kāi)關(guān)電源,待機(jī)時(shí)電壓值為3V、3.6V、4.6V各不相同。當(dāng)按下主機(jī)面板的POWER開(kāi)關(guān)或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī),受控啟動(dòng)后PS-ON由主板的電子開(kāi)關(guān)接地,使用綠色線從ATX插頭14腳輸入。PW-OK是供主板檢測(cè)電源好壞的輸出信號(hào),使用灰色線由ATX插頭8腳引出,待機(jī)狀態(tài)為零電平,受控啟動(dòng)電壓輸出穩(wěn)定后為5V高電平。 脫機(jī)帶電檢測(cè)ATX電源,首先測(cè)量在待機(jī)狀態(tài)下的PS-ON和PW-OK信號(hào),前者為高電平,后者為低電平,插頭9腳除輸出+5VSB外,不輸出其它電壓。其次是將ATX開(kāi)關(guān)電源人為喚醒,用一根導(dǎo)線把ATX插頭14腳PS-ON信號(hào),與任一地端(3、5、7、13、15、16、17)中的一腳短接,這一步是檢測(cè)的關(guān)鍵,將ATX電源由待機(jī)狀態(tài)喚醒為啟動(dòng)受控狀態(tài),此時(shí)PS-ON信號(hào)為低電平,PW-OK、+5VSB信號(hào)為高電平,ATX插頭+3.3V、±5V、±12V有輸出,開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。上述操作亦可作為選購(gòu)ATX開(kāi)關(guān)電源脫機(jī)通電驗(yàn)證的方法。二、 控制電路的工作原理
ATX開(kāi)關(guān)電源,電路按其組成功能分為:交流輸入整流濾波電路、脈沖半橋功率變換電路、輔助電源電路、脈寬調(diào)制控制電路、PS-ON和PW-OK產(chǎn)生電路、自動(dòng)穩(wěn)壓與保護(hù)控制電路、多路直流穩(wěn)壓輸出電路。請(qǐng)參照下圖。1.輔助電源電路
只要有交流市電輸入,ATX開(kāi)關(guān)電源無(wú)論是否開(kāi)啟,其輔助電源一直在工作,為開(kāi)關(guān)電源控制電路提供工作電壓。市電經(jīng)高壓整流、濾波,輸出約300V直流脈動(dòng)電壓,一路經(jīng)R72、R76至輔助電源開(kāi)關(guān)管Q15基極,另一路經(jīng)T3開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)繞組加至Q15集電極,使Q15導(dǎo)通。T3反饋繞組的感應(yīng)電勢(shì)(上正下負(fù))通過(guò)正反饋支路C44、R74加至Q15基極,使Q15飽和導(dǎo)通。反饋電流通過(guò)R74、R78、Q15的b、e極等效電阻對(duì)電容C44充電,隨著C44充電電壓增加,流經(jīng)Q15基極電流逐漸減小,T3反饋繞組感應(yīng)電勢(shì)反相(上負(fù)下正),與C44電壓疊加至Q15基極,Q15基極電位變負(fù),開(kāi)關(guān)管迅速截止。 Q15截止時(shí),ZD6、D30、C41、R70組成Q15基極負(fù)偏壓截止電路。反饋繞組感應(yīng)電勢(shì)的正端經(jīng)C41、R70、D41至感應(yīng)電勢(shì)負(fù)端形成充電回路,C41負(fù)極負(fù)電壓,Q15基極電位由于D30、ZD6的導(dǎo)通,被箝位在比C41負(fù)電壓高約6.8V(二極管壓降和穩(wěn)壓值)的負(fù)電位上。同時(shí)正反饋支路C44的充電電壓經(jīng)T3反饋繞組,R78,Q15的b、e極等效電阻,R74形成放電回路。隨著C41充電電流逐漸減小,Ub電位上升,當(dāng)Ub電位增加到Q15的b、e極的開(kāi)啟電壓時(shí),Q15再次導(dǎo)通,又進(jìn)入下一個(gè)周期的振蕩。 Q15飽和期間,T3二次繞組輸出端的感應(yīng)電勢(shì)為負(fù),整流管截止,流經(jīng)一次繞組的導(dǎo)通電流以磁能的形式儲(chǔ)存在T3輔助電源變壓器中。當(dāng)Q15由飽和轉(zhuǎn)向截止時(shí),二次繞組兩個(gè)輸出端的感應(yīng)電勢(shì)為正,T3儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng)BD5、BD6整流輸出。其中BD5整流輸出電壓供Q16三端穩(wěn)壓器7805工作,Q16輸出+5VSB,若該電壓丟失,主板就不會(huì)自動(dòng)喚醒ATX電源啟動(dòng)。BD6整流輸出電壓供給IC1脈寬調(diào)制TL494的12腳電源輸入端,該芯片14腳輸出穩(wěn)壓5V,提供ATX開(kāi)關(guān)電源控制電路所有元件的工作電壓。2.PS-ON和PW-OK、脈寬調(diào)制電路
PS-ON信號(hào)控制IC1的4腳死區(qū)電壓,待機(jī)時(shí),主板啟閉控制電路的電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi),PS-ON信號(hào)高電平3.6V,IC10精密穩(wěn)壓電路WL431的Ur電位上升,Uk電位下降,Q7導(dǎo)通,穩(wěn)壓5V通過(guò)Q7的e、c極,R80、D25和D40送入IC1的4腳,當(dāng)4腳電壓超過(guò)3V時(shí),封鎖8、11腳的調(diào)制脈寬輸出,使T2推動(dòng)變壓器、T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器停振,停止提供+3.3V、±5V、±12V的輸出電壓。 受控啟動(dòng)后,PS-ON信號(hào)由主板啟閉控制電路的電子開(kāi)關(guān)接地,IC10的Ur為零電位,Uk電位升至+5V,Q7截止,c極為零電位,IC1的4腳低電平,允許8、11腳輸出脈寬調(diào)制信號(hào)。IC1的輸出方式控制端13腳接穩(wěn)壓5V,脈寬調(diào)制器為并聯(lián)推挽式輸出,8、11腳輸出相位差180度的脈寬調(diào)制控制信號(hào),輸出頻率為IC1的5、6腳外接定時(shí)阻容元件的振蕩頻率的一半,控制Q3、Q4的c極所接T2推動(dòng)變壓器初級(jí)繞組的激勵(lì)振蕩,T2次級(jí)它激振蕩產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)作用于T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器的一次繞組,二次繞組的感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)整流形成+3.3V、±5V、±12V的輸出電壓。 推動(dòng)管Q3、Q4發(fā)射極所接的D17、D18以及C17用于抬高Q3、Q4發(fā)射極電平,使Q3、Q4基極有低電平脈沖時(shí)能可靠截止。C31用于通電瞬間封鎖IC1的8、11腳輸出脈沖,ATX電源帶電瞬間,由于C31兩端電壓不能突變,IC1的4腳出現(xiàn)高電平,8、11腳無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。隨著C31的充電,IC1的啟動(dòng)由PS-ON信號(hào)控制。 PW-OK產(chǎn)生電路由IC5電壓比較器LM393、Q21、C60及其周邊元件構(gòu)成。 待機(jī)時(shí)IC1的反饋控制端3腳為低電平,Q21飽和導(dǎo)通,IC5的3腳正端輸入低電位,小于2腳負(fù)端輸入的固定分壓比,1腳低電位,PW-OK向主機(jī)輸出零電平的電源自檢信號(hào),主機(jī)停止工作處于待命休閑狀態(tài)。受控啟動(dòng)后IC1的3腳電位上升,Q21由飽和導(dǎo)通進(jìn)入放大狀態(tài),e極電位由穩(wěn)壓5V經(jīng)R104對(duì)C60充電來(lái)建立,隨著C60充電的逐漸進(jìn)行,IC5的3腳控制電平逐漸上升,一旦IC5的3腳電位大于2腳的固定分壓比,經(jīng)正反饋的遲滯比較器,1腳輸出高電平的PW-OK信號(hào)。該信號(hào)相當(dāng)于AT電源的PG信號(hào),在開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定后再延遲幾百毫秒由零電平起跳到+5V,主機(jī)檢測(cè)到PW-OK電源完好的信號(hào)后啟動(dòng)系統(tǒng)。在主機(jī)運(yùn)行過(guò)程中若遇市電掉電或用戶關(guān)機(jī)時(shí),ATX開(kāi)關(guān)電源+5V輸出端電壓必下跌,這種幅值變小的反饋信號(hào)被送到IC1組件的電壓取樣放大器同相端1腳后,將引起如下的連鎖反應(yīng):使IC1的反饋控制端3腳電位下降,經(jīng)R63耦合到Q21的基極,隨著Q21基極電位下降,一旦Q21的e、b極電位達(dá)到0.7V,Q21飽和導(dǎo)通,IC5的3腳電位迅速下降,當(dāng)3腳電位小于2腳的固定分壓電平時(shí),IC5的輸出端1腳將立即從5V下跳到零電平,關(guān)機(jī)時(shí)PW-OK輸出信號(hào)比ATX開(kāi)關(guān)電源+5V輸出電壓提前幾百毫秒消失,通知主機(jī)觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動(dòng)關(guān)閉,防止突然掉電時(shí)硬盤磁頭來(lái)不及移至著陸區(qū)而劃傷硬盤。3.自動(dòng)穩(wěn)壓控制電路
IC1的1、2腳電壓取樣放大器正、負(fù)輸入端,取樣電阻R31、R32、R33構(gòu)成+5V、+12V自動(dòng)穩(wěn)壓電路。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)(+5V或+12V),由R31取得采樣電壓送到IC1的1腳和2腳基準(zhǔn)電壓相比較,輸出誤差電壓與芯片內(nèi)鋸齒波產(chǎn)生電路的振蕩脈沖在PWM比較器進(jìn)行比較放大,使8、11腳輸出脈沖寬度降低,輸出電壓回落至標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi),反之穩(wěn)壓控制過(guò)程相反,從而使開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定。IC1的電流取樣放大器負(fù)端輸入15腳接穩(wěn)壓5V,正端輸入16腳接地,電流取樣放大器在脈寬調(diào)制控制電路中沒(méi)有使用。
1.ATX電源的工作原理方框圖ATX電源方框圖如圖所示。從圖可以看出,ATX電源的主變換電路和AT電源相似,采用雙管半橋它激式電路。整個(gè)電路的核心是脈寬調(diào)制(PWM)控制芯片,多數(shù)ATX電源都采用TL494(或其替代芯片),利用TL494的④腳“死區(qū)控制”功能來(lái)實(shí)現(xiàn)主變換電路的開(kāi)啟和關(guān)閉。 2.如何判定故障范圍由于微機(jī)電源都設(shè)置了過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路,電源發(fā)生故障時(shí),大多表現(xiàn)為主機(jī)加電無(wú)任何指示,主機(jī)不啟動(dòng),顯示器無(wú)任何顯示,電源風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。由于ATX主板上有一部分電路稱為“電源檢測(cè)模塊”,它可以控制電源的開(kāi)啟和關(guān)閉,這部分電路出現(xiàn)了故障,也表現(xiàn)為上述故障現(xiàn)象。那么,怎樣判定是ATX電源故障還是主板故障呢?ATX電源和主板之間是通過(guò)一個(gè)20腳長(zhǎng)方形雙排綜合插件連接的,其中14腳(綠色線)為PS-ON信號(hào),主板就是通過(guò)這個(gè)信號(hào)來(lái)控制電源的開(kāi)啟和關(guān)閉的。當(dāng)主板電源的“電源檢測(cè)部件”使PS-ON信號(hào)為高電平時(shí),電源關(guān)閉;當(dāng)主板使PS-ON信號(hào)為低電平時(shí),電源工作,向主板供電。當(dāng)ATX電源不和主板相連時(shí),電源內(nèi)部提供PS-ON信號(hào)高電平,ATX電源不工作,處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)計(jì)算機(jī)通電后無(wú)法開(kāi)啟時(shí),可將所有供電插頭拔下,將14腳和地線(黑色線)用導(dǎo)線短接,若電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng),各路輸出正確,即可判定電源是正常的,否則是電源故障。
3.ATX電源常見(jiàn)故障維修
(l)無(wú)300V直流電壓。
這種故障,首先從交流輸入插座查起,保險(xiǎn)管、整流二極管(橋)、濾波電容是常壞的元件。找到損壞元件后,還要檢查主變換電路大功率開(kāi)關(guān)管及其附屬電路,在保證其正常時(shí),才可以加電,因?yàn)檫@種故障通常是大功率元件損壞后引起的。大功率管多采用MJE13007(400V/8A/75W),是故障率最高的元件,更換時(shí)要選用性能參數(shù)等于或高于原參數(shù)的管子,要注意兩個(gè)管子的參數(shù)應(yīng)一致。
(2)通電后輔助電源正常,啟動(dòng)電源各路主電壓無(wú)輸出。
這種故障有兩種可能,一是主變換電路有故障,二是控制部分損壞。首先靜態(tài)檢查半橋功率管及其附屬電路和驅(qū)動(dòng)電路,若無(wú)故障,檢查TL494④腳在PS-ON信號(hào)為低電平時(shí)是否變?yōu)榈碗娖?,若無(wú)變化,是PS-ON處理電路故障,有變化,再檢查8 、11腳有無(wú)脈沖輸出,若無(wú)則TL494損壞。
(3)有300v直流電壓,輔助電源不工作。
這是最常見(jiàn)的故障.表現(xiàn)為+300V正常,無(wú)+5VSB電壓,Tl494的12腳無(wú)電壓,可以判定輔助電源有故障,輔助電源常見(jiàn)電路簡(jiǎn)圖如圖三。這是典型的單管自激式開(kāi)關(guān)電源電路,變壓器T3次級(jí)有兩路輸出,一路經(jīng)整流濾波再由7805穩(wěn)壓,輸出5VSB電壓;另一路整流濾波后,直接加在TL494的12腳,作為TL494的工作電源,由于TL494的可工作電壓范圍較寬(7~40V),這一路沒(méi)有穩(wěn)壓措施。TL494的14腳輸出基準(zhǔn)+5V(VREF),提供給保護(hù)電路、P.G產(chǎn)生電路和PS-ON處理電路,作為這些電路的工作電壓。由于電路簡(jiǎn)單,沒(méi)有完善的穩(wěn)壓調(diào)控及保護(hù)電路,使輔助電源電路成為ATX電源中故障率較高的部分,常損壞的元件是功率管和功率電阻(4.7Ω),特別是功率管的啟動(dòng)電阻(300kΩ)。另外,輔助電源出現(xiàn)故障,輸出電過(guò)高時(shí),也可能造成其供電的電路無(wú)件損壞,如TL494等這是出ATX電源的特點(diǎn)決定的。當(dāng)計(jì)算機(jī)軟關(guān)閉后,市電并沒(méi)有斷掉,輔助電源一直在工作,特別在夜間,市電有可能很高,并且輔助電源也較為簡(jiǎn)易,所以極易損壞輔助電源電路。一般在沒(méi)有特殊情況時(shí),軟關(guān)機(jī)后若較長(zhǎng)時(shí)間不用,應(yīng)切斷市電。
(4)各路電壓正常,無(wú)P.G信號(hào)。
在電源加電后,輔助電源首先建立VREF(LM393的電源也為VREF),TL494的③腳提供較低電壓,三極管A733導(dǎo)通,LM393的①腳輸出低電平。當(dāng)ATX電源開(kāi)啟主變換電路工作,TL494的③腳維持較高電平,使二極管A733處于截止?fàn)顟B(tài),VREF通過(guò)電容(4.7uF)充電,延遲一段時(shí)間后,輸出+5V的P.G信號(hào),主機(jī)開(kāi)始工作。當(dāng)電源輸出電壓降低時(shí),檢測(cè)電路送到TL494的檢測(cè)電壓也隨之降低,如果電壓降低超過(guò)額定范圍,TL494的③腳電平將降為低電平,三極管A733導(dǎo)通,使l。M393的①腳輸出低電平,主機(jī)停止工作。出現(xiàn)上述故障,一般是LM393集成電路壞,P.G信號(hào)恒為低電平,也有可能是三極管A733短路,將P.G信號(hào)鉗位在低電平。這部分電路由于工作電壓較低,阻容元件很少發(fā)生故障。將損壞的元件更交換后,即可排除該故障。
長(zhǎng)城ATX-300P4電源圖紙
ATX電源維修技巧
故障現(xiàn)象,無(wú)輸出 測(cè)量發(fā)現(xiàn)插頭9腳無(wú)+5VSB電壓,因此可以判斷輔電源沒(méi)有工作。測(cè)量IC3 L7805三端穩(wěn)壓輸入端和輸出端均無(wú)電壓,但有時(shí)輸入端有20V電壓,輸出端有5V電壓,此時(shí)短接13、14腳電壓輸出正常,但把短接線斷開(kāi)再次接通時(shí)電壓又無(wú)輸出。測(cè)量輔電源集電極電壓,從萬(wàn)用表的指示中發(fā)現(xiàn)已起振,因此懷疑故障出在變壓器的二次繞組端。更換電容C04、斷開(kāi)L7805的輸入端,二次繞組仍無(wú)電壓,再次按照電源未起振的故障來(lái)從初次繞組端查找故障,后發(fā)現(xiàn),當(dāng)用萬(wàn)用表測(cè)量開(kāi)關(guān)管的集電極時(shí),電壓有時(shí)能恢復(fù)正常,因此增強(qiáng)了按未起振來(lái)查找故障的信心。測(cè)量發(fā)現(xiàn)R02電阻已變?yōu)闊o(wú)窮大,此電阻的作用是將市電整流濾波后的電壓引入開(kāi)關(guān)管的基極,正是開(kāi)產(chǎn)電源起振的前提條件,用一390K的電阻更換R02,故障排除。 集成電路應(yīng)用電路識(shí)圖方法在無(wú)線電設(shè)備中,集成電路的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛,對(duì)集成電路應(yīng)用電路的識(shí)圖是電路分析中的一個(gè)重點(diǎn),也是難點(diǎn)之一。
1.集成電路應(yīng)用電路圖功能 集成電路應(yīng)用電路圖具有下列一些功能: ①它表達(dá)了集成電路各引腳外電路結(jié)構(gòu)、元器件參數(shù)等,從而表示了某一集成電路的完整工作情況。 ②有些集成電路應(yīng)用電路中,畫出了集成電路的內(nèi)電路方框圖,這時(shí)對(duì)分析集成電路應(yīng)用電路是相當(dāng)方便的,但這種表示方式不多。 ③集成電路應(yīng)用電路有典型應(yīng)用電路和實(shí)用電路兩種,前者在集成電路手冊(cè)中可以查到,后者出現(xiàn)在實(shí)用電路中,這兩種應(yīng)用電路相差不大,根據(jù)這一特點(diǎn),在沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用電路圖時(shí)可以用典型應(yīng)用電路圖作參考,這一方法修理中常常采用。 ④一般情況集成電路應(yīng)用電路表達(dá)了一個(gè)完整的單元電路,或一個(gè)電路系統(tǒng),但有些情況下一個(gè)完整的電路系統(tǒng)要用到兩個(gè)或更多的集成電路。
2.集成電路應(yīng)用電路特點(diǎn) 集成電路應(yīng)用電路圖具有下列一些特點(diǎn): ①大部分應(yīng)用電路不畫出內(nèi)電路方框圖,這對(duì)識(shí)圖不利,尤其對(duì)初學(xué)者進(jìn)行電路工作分析時(shí)更為不利。 ②對(duì)初學(xué)者而言,分析集成電路的應(yīng)用電路比分析分立元器件的電路更為困難,這是對(duì)集成電路內(nèi)部電路不了解的原緣,實(shí)際上識(shí)圖也好、修理也好,集成電路比分立元器件電路更為方便。 ③對(duì)集成電路應(yīng)用電路而言,大致了解集成電路內(nèi)部電路和詳細(xì)了解各引腳作用的情況下,識(shí)圖是比較方便的。這是因?yàn)橥愋图呻娐肪哂幸?guī)律性,在掌握了它們的共性后,可以方便地分析許多同功能不同型號(hào)的集成電路應(yīng)用電路。
3.集成電路應(yīng)用電路識(shí)圖方法和注意事項(xiàng) 分析集成電路的方法和注意事項(xiàng)主要有下列幾點(diǎn): (1)了解各引腳的作用是識(shí)圖的關(guān)鍵 了解各引腳的作用可以查閱有關(guān)集成電路應(yīng)用手冊(cè)。知道了各引腳作用之后,分析各引腳外電路工作原理和元器件作用就方便了。例如:知道①腳是輸入引腳,那么與①腳所串聯(lián)的電容是輸入端耦合電路,與①腳相連的電路是輸入電路。 (2)了解集成電路各引腳作用的三種方法 了解集成電路各引腳作用有三種方法:一是查閱有關(guān)資料;二是根據(jù)集成電路的內(nèi)電路方框圖分析;三是根據(jù)集成電路的應(yīng)用電路中各引腳外電路特征進(jìn)行分析。對(duì)第三種方法要求有比較好的電路分析基礎(chǔ)。 (3)電路分析步驟 集成電路應(yīng)用電路分析步驟如下: ①直流電路分析。這一步主要是進(jìn)行電源和接地引腳外電路的分析。注意:電源引腳有多個(gè)時(shí)要分清這幾個(gè)電源之間的關(guān)系,例如是否是前級(jí)、后級(jí)電路的電源引腳,或是左、右聲道的電源引腳;對(duì)多個(gè)接地引腳也要這樣分清。分清多個(gè)電源引腳和接地引腳,對(duì)修理是有用的。 ②信號(hào)傳輸分析。這一步主要分析信號(hào)輸入引腳和輸出引腳外電路。當(dāng)集成電路有多個(gè)輸入、輸出引腳時(shí),要搞清楚是前級(jí)還是后級(jí)電路的輸出引腳;對(duì)于雙聲道電路還分清左、右聲道的輸入和輸出引腳。 ③其他引腳外電路分析。例如找出負(fù)反饋引腳、消振引腳等,這一步的分析是最困難的,對(duì)初學(xué)者而言要借助于引腳作用資料或內(nèi)電路方框圖。 ④有了一定的識(shí)圖能力后,要學(xué)會(huì)總結(jié)各種功能集成電路的引腳外電路規(guī)律,并要掌握這種規(guī)律,這對(duì)提高識(shí)圖速度是有用的。例如,輸入引腳外電路的規(guī)律是:通過(guò)一個(gè)耦合電容或一個(gè)耦合電路與前級(jí)電路的輸出端相連;輸出引腳外電路的規(guī)律是:通過(guò)一個(gè)耦合電路與后級(jí)電路的輸入端相連。 ⑤分析集成電路的內(nèi)電路對(duì)信號(hào)放大、處理過(guò)程時(shí),最好是查閱該集成電路的內(nèi)電路方框圖。分析內(nèi)電路方框圖時(shí),可以通過(guò)信號(hào)傳輸線路中的箭頭指示,知道信號(hào)經(jīng)過(guò)了哪些電路的放大或處理,最后信號(hào)是從哪個(gè)引腳輸出。 ⑥了解集成電路的一些關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)、引腳直流電壓規(guī)律對(duì)檢修電路是十分有用的。OTL電路輸出端的直流電壓等于集成電路直流工作電壓的一半;OCL電路輸出端的直流電壓等于0V;BTL電路兩個(gè)輸出端的直流電壓是相等的,單電源供電時(shí)等于直流工作電壓的一半,雙電源供電時(shí)等于0V。當(dāng)集成電路兩個(gè)引腳之間接有電阻時(shí),該電阻將影響這兩個(gè)引腳上的直流電壓;當(dāng)兩個(gè)引腳之間接有線圈時(shí),這兩個(gè)引腳的直流電壓是相等的,不等時(shí)必是線圈開(kāi)路了;當(dāng)兩個(gè)引腳之間接有電容或接RC串聯(lián)電路時(shí),這兩個(gè)引腳的直流電壓肯定不相等,若相等說(shuō)明該電容已經(jīng)擊穿。 ⑦一般情況下不要去分析集成電路的內(nèi)電路工作原理,這是相當(dāng)復(fù)雜的。 1.保險(xiǎn)絲熔斷故障分析與排除出現(xiàn)此類故障時(shí),先打開(kāi)電源外殼,檢查電源上的保險(xiǎn)絲是否熔斷,據(jù)此可以初步確定逆變電路是否發(fā)生了故障。若是,則不外如下三種情況造成:輸入回路中某個(gè)橋式整流二極管被擊穿;高壓濾波電解電容C5、C6被擊穿·;逆變功率開(kāi)關(guān)管Ql、Q2損壞。其主要原因是因?yàn)橹绷鳛V波及變換振蕩電路長(zhǎng)時(shí)間工作在高壓(十300V)、大電流狀態(tài),特別是由于交流電壓變化較大、輸出負(fù)載較重時(shí),易出現(xiàn)保險(xiǎn)絲熔斷的故障。直流濾波電路由四只整流二極管、兩只100kΩ左右限流電阻和兩只330uF左右的電解電容組成;變換振蕩電路則主要由裝在同一散熱片上的兩只型號(hào)相同的大功率開(kāi)關(guān)管組成。交流保險(xiǎn)絲熔斷后,關(guān)機(jī)拔掉電源插頭,首先仔細(xì)觀察電路板上各高壓元件的外表是否有被擊穿燒糊或電解液溢出的痕跡。若無(wú)異常,用萬(wàn)用表測(cè)量輸入端的值:若小于2OOkΩ,說(shuō)明后端有局部短路現(xiàn)象,再分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)大功率開(kāi)關(guān)管e、c極間的阻值;若小于100kΩ,則說(shuō)明開(kāi)關(guān)管已損壞,測(cè)量四只整流二極管正、反向電阻和兩個(gè)限流電阻的阻值,用萬(wàn)用表測(cè)量其充放電情況以判定是否正常。另外在更換開(kāi)關(guān)管時(shí),如果無(wú)法找到同型號(hào)產(chǎn)品而選擇代用品時(shí),應(yīng)注意集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓Vceo、集電極最大允許耗散功率Pcm、集電極-基極反向擊穿電壓Vcbo的參數(shù)應(yīng)大于或等于原晶體管的參數(shù)。再一個(gè)要注意的是:切不可在查出某元件損壞時(shí),更換后便直接開(kāi)機(jī),這樣很可能由于其它高壓元件仍有故障,又將更換的元件損壞。一定要對(duì)上述電路的所有高壓元件進(jìn)行全面檢查測(cè)量后,才能徹底排除保險(xiǎn)絲熔斷故障。 2.無(wú)直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定若保險(xiǎn)絲完好,在有負(fù)載情況下,各級(jí)直流電壓無(wú)輸出,其可能原因有:電源中出現(xiàn)開(kāi)路、短路現(xiàn)象;過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路出現(xiàn)故障;振蕩電路沒(méi)有工作;電源負(fù)載過(guò)重;高頻整流濾電路中整流二極管被擊穿;濾波電容漏電等。 處理方法為;用萬(wàn)用表測(cè)量系統(tǒng)板十5V電源的對(duì)地電阻,若大于0.8Ω,則說(shuō)明系統(tǒng)板無(wú)短路現(xiàn)象。將微機(jī)配置改為最小化,即機(jī)器中只留主板、電源、蜂鳴器,測(cè)量各輸出端的直流電壓,若仍無(wú)輸出,說(shuō)明故障出在微機(jī)電源的控制電路中??刂齐娐分饕杉砷_(kāi)關(guān)電源控制器(TL-496、GS3424等)和過(guò)壓保護(hù)電路組成,控制電路工作是否正常直接關(guān)系到直流電壓有無(wú)輸出。過(guò)壓保護(hù)電路主要由小功率三極管或可控硅及相關(guān)元件組成,可用萬(wàn)用表測(cè)量該三極管是否被擊穿(若是可控硅則需焊下測(cè)量),相關(guān)電阻及電容是否損壞。 3.電源有輸出,但開(kāi)機(jī)無(wú)顯示出現(xiàn)此故障的可能原因是"POWER GOOD"輸入的Reset信號(hào)延遲時(shí)間不夠,或"POWER GOOD"無(wú)輸出。開(kāi)機(jī)后,用電壓表測(cè)量"POWER GOOD"的輸出端(接主機(jī)電源插頭的1腳),如果無(wú)+5V輸出,再檢查延時(shí)元器件;若有+5V輸出,則更換延時(shí)電路的延時(shí)電容即可。 4.電源負(fù)載能力差電源在只向主板、軟驅(qū)供電時(shí)能正常工作,當(dāng)接上硬盤、光驅(qū)或插上內(nèi)存條后,屏幕變自而不能正常工作。其可能原因有:晶體管工作點(diǎn)未選擇好,高壓濾波電容漏電或損壞,穩(wěn)壓二極管發(fā)熱漏電,整流二極管損壞等。調(diào)換振蕩回路中各晶體管,使其增益提高,或調(diào)大晶體管的工作點(diǎn)。用萬(wàn)用表檢測(cè)出有問(wèn)題的部件后,更換可控硅、穩(wěn)壓二極管、高壓濾波電容或整流二極管即可。
修了一只北斗星的電源,故障為不能啟動(dòng)主板,短接測(cè)試點(diǎn),電源風(fēng)扇會(huì)轉(zhuǎn),量各組電壓輸出完全正常,但細(xì)聽(tīng)內(nèi)部有吱聲,拆開(kāi)發(fā)現(xiàn)12V的濾波電容鼓泡,更換后正常工作。
最近有修一只多彩(DELUX)電源,是這樣的,故障是不通電,打開(kāi)電源外殼,發(fā)現(xiàn)玻璃的保險(xiǎn)絲已破裂說(shuō)明內(nèi)部的電流很大,存在短路點(diǎn),待我翻開(kāi)底板發(fā)現(xiàn)一只小蟑螂粘死在板上,且電源的鐵殼底上有燒黑,電路板上有燒融的一點(diǎn)電路板,先量幾個(gè)功率管,好的,再細(xì)看,小蟑螂剛好死在電源濾波電容的300V的兩端,有無(wú)水酒精清潔電路板后,測(cè)電源輸入部分的整流二極管,4只就壞了兩只。這整流二極管不好找一樣型號(hào)(這玩藝一定要同一型號(hào)的,不然不久就會(huì)壞),而后找了一只整流橋更換后一切正常。
金長(zhǎng)城微機(jī)原裝PS-200ATX電源,開(kāi)機(jī)沒(méi)反應(yīng),測(cè)+5VSB為6.7v,PWON為3.4v,但保險(xiǎn)及開(kāi)關(guān)管正常,觀察推動(dòng)變壓器初級(jí)中心繞組一電阻R11燒黑斷路,該電阻為副電源+13.8v為兩推動(dòng)三極管c9015供電限流電阻,查相似電路,更換為1.5k電阻。TL494變色,測(cè)+5V基準(zhǔn)輸出為8.4v,該塊壞,更換。+5VSB濾波電容(16V、470UF)鼓起,更換。在副電源光電耦合器次級(jí)輸出限流電阻R33(2.7K)斷路,更換電正常。分析故障原因?yàn)殡娮鑂33開(kāi)路引起副電源電壓升高引起一串器件損壞。
銀河ATX電源檢修實(shí)例
故障現(xiàn)象一:受控啟動(dòng)后直流電壓無(wú)輸出。 例1:交流保險(xiǎn)管燒黑炸裂,檢測(cè)BD1至BD4四個(gè)整流二極管,輔助電源電路Q15開(kāi)關(guān)三極管、ZD8穩(wěn)壓管,D30、D41二極管擊穿短路,限流電阻R72斷路。更換上述元件,啟動(dòng)ATX電源恢復(fù)正常。Q15的c、e極內(nèi)含阻尼二極管,其替代型號(hào)為2SC2979、2SC3148、2SC3178。 例2:待機(jī)、啟動(dòng)狀態(tài)時(shí),PS-ON、PW-OK均為低電平,檢查IC1脈寬調(diào)制芯片TL494的12腳有電壓輸入,14腳無(wú)穩(wěn)壓5V輸出, 斷電后在線測(cè)14腳對(duì)地阻值幾乎為零,吸錫起拔TL494后測(cè)電路板IC1的14腳對(duì)地阻值在3kΩ以上,正常。焊上16腳插座,用另一片TL494替代時(shí),帶電受控啟動(dòng)后風(fēng)扇轉(zhuǎn)了一下即停,啟動(dòng)后開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇能微動(dòng),說(shuō)明交流輸入整流濾波電路、輔助電源電路正常,故障一般在脈寬調(diào)制控制電路及推動(dòng)級(jí)、自動(dòng)穩(wěn)壓與保護(hù)控制電路。檢測(cè)IC1周圍元件正常,手摸IC1芯片發(fā)燙,再測(cè)14腳對(duì)地又短路,連換幾片TL494,帶電啟動(dòng)電源后芯片不是發(fā)燙就是冒煙炸裂,仔細(xì)檢查替換下的芯片,發(fā)現(xiàn)管腳被重新浸錫過(guò),疑是拆機(jī)件的翻新品。重新?lián)Q上一片本色管腳的正品TL494,帶電測(cè)量正常。銀河ATX開(kāi)關(guān)電源IC1常見(jiàn)故障是12腳、14腳對(duì)地短路,12腳對(duì)11腳擊穿短路。更換IC1,要謹(jǐn)防該器件是管腳被浸錫后的翻新品,這種芯片經(jīng)常造成TL494上電燒毀、炸裂,或造成ATX開(kāi)關(guān)電源工作幾天又壞,可靠性極差的故障。檢修后的ATX開(kāi)關(guān)電源,應(yīng)按一定間隔和次數(shù)人為短接、斷開(kāi)ATX插頭14腳的PS-ON與接地端,在待機(jī)、啟動(dòng)狀態(tài)下考查ATX電源工作的可靠性。 例3:輔助電源電路T3變壓器次級(jí)整流二極管BD6擊穿短路,IC1崩裂,BD6整流輸出是向IC1的12腳提供輸入電源,BD6短路,輔助電源次級(jí)交流電壓直接加截在TL494芯片上,導(dǎo)致?lián)舸8鼡Q損壞元件,在待機(jī)、啟動(dòng)狀態(tài)下測(cè)量PS-ON、PW-OK、+5VSB信號(hào),ATX電源輸出電壓均正常。 例4:IC1的11、12、14腳對(duì)地短路,脈沖半橋功率變換電路T2推動(dòng)變壓器一次繞組振蕩管Q3的b、e極擊穿短路,輔助電源變壓器T3次級(jí)濾波電容C16炸裂。檢修中發(fā)現(xiàn),當(dāng)IC1的14腳內(nèi)部斷路無(wú)穩(wěn)壓5V輸出時(shí),T3次級(jí)BD5、BD6整流輸出電壓升高,C16標(biāo)稱耐壓值16V,極易炸裂爆殼,同時(shí)TL494擊穿短路。用標(biāo)稱耐壓值25V以上的電容替代,并更換IC1、Q3管后,電源正常。IC1損壞除了可以用494系列的芯片替換外,還可用TL594、IR3M02、MB3670、ULN8186、ULS8194R等直接替代。 故障現(xiàn)象二:ATX開(kāi)關(guān)電源接主板,啟動(dòng)后PW-OK信號(hào)常低,主機(jī)不能進(jìn)入Windows畫面。 在線測(cè)ATX插頭8腳PW-OK信號(hào)為0.7V低電平,有直流穩(wěn)壓輸出。 ATX電源空載,受控啟動(dòng)后PW-OK高電平,故障屬空載正常,加載異常。PW-OK信號(hào)變化由Q21 e極電位確定,試換Q21、C60無(wú)效,更換C32后正常。 故障現(xiàn)象三:ATX電源剛接入市電,未經(jīng)啟動(dòng),風(fēng)扇有時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一下即停,瞬間有直流穩(wěn)壓輸出。 接通市電,待機(jī)狀態(tài)在線測(cè)IC10精密穩(wěn)壓電路WL431,Uk電位時(shí)高時(shí)低不穩(wěn),導(dǎo)致PS-ON控制信號(hào)異常,更換C49、C51無(wú)效,替換IC10后正常。
長(zhǎng)城ATX-250S電源無(wú)輸出,每次插上電源風(fēng)扇微動(dòng)一下。經(jīng)測(cè)試直流300伏正常,輔助電壓正常,其余無(wú)輸出,檢查發(fā)現(xiàn)5伏電路的整流塊1545CT擊穿,更換后恢復(fù)正常。
長(zhǎng)城ATX-300P4電源圖紙
檢查TL494④腳在PS-ON信號(hào)為低電平時(shí)是否變?yōu)榈碗娖?若無(wú)變化,是PS-ON處理電路故障,有變化,再檢查TL494的14腳輸出?5V(VREF),提供給保護(hù)電路、P.G產(chǎn)生電路和PS-ON處理電路,作為這些電路的工作電壓。
TL494是AT或ATX電愿電路中長(zhǎng)用的脈寬調(diào)制電路,在修理電愿時(shí)如懷疑TL494有故障,可使用靜態(tài)測(cè)試法,既在不加市電的情況下,在TL494的12腳和7腳之間加+12V直流電壓{此值可在6---36V之間},此時(shí)在14腳可測(cè)得+5V的基準(zhǔn)電壓,5腳有3V的鋸齒波,頻率為50KHZ左右,在8---11腳可以看到相位相差180度,幅度為1.5V,頻率為30KHZ左右的方波脈沖。
PS-ON控制電路:
ATX電源最主要的特點(diǎn)就是,它不采用傳統(tǒng)的市電開(kāi)關(guān)來(lái)控制電源是否工作,而是采用“+5VSB、PS-ON”的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)啟和關(guān)閉,只要控制“PS-ON”信號(hào)電平的變化,就能控制電源的開(kāi)啟和關(guān)閉。電源中的S-ON控制電路接受PS-ON 信號(hào)的控制,當(dāng)“PS-ON”小于1V伏時(shí)開(kāi)啟電源,大于4.5伏時(shí)關(guān)閉電源。主機(jī)箱面上的觸發(fā)按鈕開(kāi)關(guān)(非鎖定開(kāi)關(guān))控制主板的“電源監(jiān)控部件”的輸出狀態(tài),同時(shí)也可用程序來(lái)控制“電源監(jiān)控件”的輸出,如在WIN9X平臺(tái)下,發(fā)出關(guān)機(jī)指令,使“PS-ON”變?yōu)椋?V,ATX電源就自動(dòng)關(guān)閉。
+5VSB、PS-ON、PW-OK控制信號(hào)
ATX開(kāi)關(guān)電源與AT電源最顯著的區(qū)別是,前者取消了傳統(tǒng)的市電開(kāi)關(guān),依靠+5VSB、PS-ON控制信號(hào)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)啟和關(guān)閉。+5VSB是供主機(jī)系統(tǒng)在ATX待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電源,以及開(kāi)閉自動(dòng)管理和遠(yuǎn)程喚醒通訊聯(lián)絡(luò)相關(guān)電路的工作電源,在待機(jī)及受控啟動(dòng)狀態(tài)下,其輸出電壓均為5V高電平,使用紫色線由ATX插頭(圖1)9腳引出。PS-ON為主機(jī)啟閉電源或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程喚醒電源的控制信號(hào),不同型號(hào)的ATX開(kāi)關(guān)電源,待機(jī)時(shí)電壓值為3V、3.6V、4.6V各不相同。當(dāng)按下主機(jī)面板的POWER開(kāi)關(guān)或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī),受控啟動(dòng)后PS-ON由主板的電子開(kāi)關(guān)接地,使用綠色線從ATX插頭14腳輸入。PW-OK是供主板檢測(cè)電源好壞的輸出信號(hào),使用灰色線由ATX插頭。8腳引出,待機(jī)狀態(tài)為零電平,受控啟動(dòng)電壓輸出穩(wěn)定后為5V高電平。
脫機(jī)帶電檢測(cè)ATX電源,首先測(cè)量在待機(jī)狀態(tài)下的PS-ON和PW-OK信號(hào),前者為高電平,后者為低電平,插頭9腳除輸出+5VSB外,不輸出其它電壓。其次是將ATX開(kāi)關(guān)電源人為喚醒,用一根導(dǎo)線把ATX插頭14腳PS-ON信號(hào),與任一地端(3、5、7、13、15、16、17)中的一腳短接,這一步是檢測(cè)的關(guān)鍵,將ATX電源由待機(jī)狀態(tài)喚醒為啟動(dòng)受控狀態(tài),此時(shí)PS-ON信號(hào)為低電平,PW-OK、+5VSB信號(hào)為高電平,ATX插頭+3.3V、±5V、±12V有輸出,開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。上述操作亦可作為選購(gòu)ATX開(kāi)關(guān)電源脫機(jī)通電驗(yàn)證的方法。
ATX電源一般不設(shè)市電開(kāi)關(guān),而采用TL494脈寬控制芯片和LM339比較放大器作為其控制的核心。其特點(diǎn)是引用TL494第4腳的死區(qū)控制功能,當(dāng)輔助電源工作時(shí),一路輸出+5V到主板,另一路輸出+12V供給TL494電源,經(jīng)過(guò)該芯片內(nèi)部穩(wěn)壓電路,由14腳輸出+5V,并和13 15腳相接,再經(jīng)分壓電路到LM339電壓比較器的反向端,其反向端電壓約為4.5V.當(dāng)PS-ON為+5V時(shí),LM339輸出為高電平5V,TL494的8 11腳無(wú)輸出脈沖,主變換電路截止,電源處于休眠狀態(tài)。當(dāng)PS-ON為0V時(shí),輸出為0V,TL494的8 11腳有輸出脈沖,主變換電路開(kāi)始工作。因此,我們不僅可以手動(dòng)按下主機(jī)上的觸發(fā)按鈕開(kāi)關(guān)使PS-ON為低電平啟動(dòng)電源,還可以通過(guò)程序或鍵盤等其他方式使PS-ON為低電平啟動(dòng)電源,從而使ATX電源具有遠(yuǎn)程控制功能。
電源輸出排線功能一覽表
Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
導(dǎo)線顏色 橘黃 橘黃 黑色 紅色 黑色 紅色 黑色 灰色 紫色 黃色
功能 3.3V 提供 +3.3V 電源
3.3V 提供 +3.3V 電源 地線 5V 提供+5V電源 地線 5V 提供 +5V 電源 地線 Power OK電源正常工作 +5VSB 提供 +5V Stand by電源,供電源啟動(dòng)電路用
12V 提供 +12V 電源
Pin 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
導(dǎo)線顏色 橘黃 蘭色 黑色 綠色 黑色 黑色 黑色 白色 紅色 紅色
功能 3.3V 提供 +3.3V 電源 -12V 提供 -12V 電源
地線 PS-ON 電源啟動(dòng)信號(hào),低電平-電源開(kāi)啟,高電平-電源關(guān)閉
地線 地線 地線 -5V 提供-5V 電源 5V 提供 +5V 電源 5V 提供 +5V 電源