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| 一、+5vsb、ps-on、pw-ok控制信號
+5vsb是供主機系統(tǒng)在atx待機狀態(tài)時的電源，以及開閉自動管理和遠程喚醒通訊聯(lián)絡相關電路的工作電源，在待機及受控啟動狀態(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為主機啟閉電源或網絡計算機遠程喚醒電源的控制信號，不同型號的atx開關電源，待機時電壓值為3v、3.6v、4.6v各不相同。 當按下主機面板的power開關或實現(xiàn)網絡喚醒遠程開機，受控啟動后ps-on由主板的電子開關接地，使用綠色線從atx插頭14腳輸入。pw-ok是供主板檢測電源好壞的輸出信號，使用灰色線由atx插頭8腳引出，待機狀態(tài)為零電平，受控啟動電壓輸出穩(wěn)定后為5v高電平。 脫機帶電檢測ATX電源，首先測量在待機狀態(tài)下的ps-on和pw-ok信號，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開關電源人為喚醒，用一根導線把atx插頭14腳ps-on信號，與任一地端(3、5、7、13、15、16、17)中的一腳短接，這一步是檢測的關鍵，將atx電源由待機狀態(tài)喚醒為啟動受控狀態(tài)，此時ps-on信號為低電平，pw-ok、+5vsb信號為高電平，atx插頭+3.3v、±5v、±12v有輸出，開關電源風扇旋轉。上述操作亦可作為選購atx開關電源脫機通電驗證的方法。
二、 控制電路的工作原理
ATX電源電路分析圖1
1.輔助電源電路
Q15飽和期間，T3二次繞組輸出端的感應電勢為負，整流管截止，流經一次繞組的導通電流以磁能的形式儲存在T3輔助電源變壓器中。當Q15由飽和轉向截止時，二次繞組兩個輸出端的感應電勢為正，T3儲存的磁能轉化為電能經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，主板就不會自動喚醒atx電源啟動。
bd6整流輸出電壓供給IC1脈寬調制Tl494的12腳電源輸入端，該芯片14腳輸出穩(wěn)壓5v，提供ATX開關電源控制電路所有元件的工作電壓。
2.ps-on和pw-ok、脈寬調制電路
ps-on信號控制IC1的4腳死區(qū)電壓，待機時，主板啟閉控制電路的電子開關斷開，ps-on信號高電平3.6v，IC10精密穩(wěn)壓電路wl431的ur電位上升，uk電位下降，Q7導通，穩(wěn)壓5v通過Q7的e、c極，R80、d25和d40送入IC1的4腳，當4腳電壓超過3v時，封鎖8、11腳的調制脈寬輸出，使T2推動變壓器、T1主電源開關變壓器停振，停止提供+3.3v、±5v、±12v的輸出電壓。受控啟動后，ps-on信號由主板啟閉控制電路的電子開關接地，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腳輸出脈寬調制信號。IC1的輸出方式控制端13腳接穩(wěn)壓5v，脈寬調制器為并聯(lián)推挽式輸出，8、11腳輸出相位差180度的脈寬調制控制信號，輸出頻率為IC1的5、6腳外接定時阻容元件的振蕩頻率的一半，控制Q3、Q4的c極所接T2推動變壓器初級繞組的激勵振蕩，T2次級它激振蕩產生的感應電勢作用于T1主電源開關變壓器的一次繞組，二次繞組的感應電勢經整流形成+3.3v、±5v、±12v的輸出電壓。
推動管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Q有低電平脈沖時能可靠截止。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腳無驅動脈沖輸出。隨著c31的充電，IC1的啟動由ps-on信號控制。
pw-ok產生電路由IC5電壓比較器LM393、Q21、c60及其周邊元件構成。 待機時IC1的反饋控制端3腳為低電平，Q21飽和導通，IC5的3腳正端輸入低電位，小于2腳負端輸入的固定分壓比，1腳低電位，pw-ok向主機輸出零電平的電源自檢信號，主機停止工作處于待命休閑狀態(tài)。
受控啟動后IC1的3腳電位上升，Q21由飽和導通進入放大狀態(tài)，e極電位由穩(wěn)壓5v經R104對c60充電來建立，隨著c60充電的逐漸進行，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，經正反饋的遲滯比較器，1腳輸出高電平的pw-ok信號。該信號相當于AT電源的pg信號，在開關電源輸出電壓穩(wěn)定后再延遲幾百毫秒由零電平起跳到+5v，主機檢測到pw-ok電源完好的信號后啟動系統(tǒng)。在主機運行過程中若遇市電掉電或用戶關機時，ATX開關電源+5v輸出端電壓必下跌，這種幅值變小的反饋信號被送到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：使ic1的反饋控制端3腳電位下降，經R63耦合到Q21的基極，隨著Q21基極電位下降，一旦Q21的e、b極電位達到0.7v，Q21飽和導通，IC5的3腳電位迅速下降，當3腳電位小于2腳的固定分壓電平時，IC5的輸出端1腳將立即從5v下跳到零電平，關機時pw-ok輸出信號比ATX開關電源+5v輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動關閉，防止突然掉電時硬盤磁頭來不及移至著陸區(qū)而劃傷硬盤。 3.自動穩(wěn)壓控制電路 |
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隨著電腦的逐漸普及和深入到家庭，顯示器已經成為維修界的一個亮點，ATX開關電源又將成為維修界的一個新的亮點。本文以市面上最常見的LWT2005型開關電源供應器為例，詳細講解最新ATX開關電源的工作原理和檢修方法，對其它型號的開關電源供應器，也借此起到一個拋磚引玉的作用。 一、 概述 ATX開關電源的主要功能是向計算機系統(tǒng)提供所需的直流電源。一般計算機電源所采用的都是雙管半橋式無工頻變壓器的脈寬調制變換型穩(wěn)壓電源。它將市電整流成直流后，通過變換型振蕩器變成頻率較高的矩形或近似正弦波電壓，再經過高頻整流濾波變成低壓直流電壓的目的。其外觀圖和內部結構實物圖見圖1和圖2所示。 ATX開關電源的功率一般為250W～300W，通過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）。為防止負載過流或過壓損壞電源，在交流市電輸入端設有保險絲，在直流輸出端設有過載保護電路。 二、工作原理 ATX開關電源，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、脈寬調制控制電路、PS信號和PG信號產生電路、主電源電路及多路直流穩(wěn)壓輸出電路、自動穩(wěn)壓穩(wěn)流與保護控制電路。參照實物繪出整機電路圖，如圖3所示。 1、輸入整流濾波電路 只要有交流電AC220V輸入，ATX開關電源無論是否開啟，其輔助電源就會一直工作，直接為開關電源控制電路提供工作電壓。如圖4所示，交流電AC220V經過保險管FUSE、電源互感濾波器L0，經BD1—BD4整流、C5和C6濾波，輸出300V左右直流脈動電壓。C1為尖峰吸收電容，防止交流電突變瞬間對電路造成不良影響。TH1為負溫度系數熱敏電阻，起過流保護和防雷擊的作用。L0、R1和C2組成Π型濾波器，濾除市電電網中的高頻干擾。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C5和C6起平均分配電壓作用，且在關機后，與地形成回路，快速泄放C5、C6上儲存的電荷，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。當開關管Q03截止后，T3將產生一個很大的反極性尖峰電壓，其峰值幅度超過Q03的C極電壓很多倍，此尖峰電壓的功率經D18儲存于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左右直流脈動電壓，一路經T3開關變壓器的初級①~②繞組送往輔助電源開關管Q03的c極，另一路經啟動電阻R002給Q03的b極提供正向偏置電壓和啟動電流，使Q03開始導通。Ic流經T3初級①~②繞組，使T3③~④反饋繞組產生感應電動勢(上正下負)，通過正反饋支路C02、D8、R06送往Q03的b極，使Q03迅速飽和導通，Q03上的Ic電流增至最大，即電流變化率為零，此時D7導通，通過電阻R05送出一個比較電壓至IC3（光電耦合器Q817）的③腳，同時T3次級繞組產生的感應電動勢經D50、C04整流濾波后，一路經R01限流后送至IC3的①腳，另一路經R02送至IC4（精密穩(wěn)壓電路TL431），由于Q03飽和導通時次級繞組產生的感應電動勢比較平滑、穩(wěn)定，經IC4的K端輸出至IC3的②腳電壓變化率幾乎為零，使IC3內發(fā)光二極管流過的電流幾乎為零，此時光敏三極管截止，從而導致Q1截止。反饋電流通過R06、R003、Q03的b、e極等效電阻對電容C02充電，隨著C02充電電壓增加，流經Q03的b極電流逐漸減小，使③~④反饋繞組上的感應電動勢開始下降，最終使T3③~④反饋繞組感應電動勢反相（上負下正），并與C02電壓疊加后送往Q03的b極，使b極電位變負，此時開關管Q03因b極無啟動電流而迅速截止。 開關管Q03截止時，T3③~④反饋繞組、D7、R01、R02、R03、R04、R05、C09、IC3、IC4組成再起振支路。當Q03導通的過程中，T3初級繞組將磁能轉化為電能為電路中各元器件提供電壓，同時T3反饋繞組的④端感應出負電壓，D7導通、Q1截止；當Q03截止后，T3反饋繞組的④端感應出正電壓，D7截止，T3次級繞組兩個輸出端的感應電動勢為正，T3儲存的磁能轉化為電能經D50、C04整流濾波后為IC4提供一個變化的電壓，使IC3的①、②腳導通，IC3內發(fā)光二極管流過的電流增大，使光敏三極管發(fā)光，從而使Q1導通，給開關管Q03的b極提供啟動電流，使開關管Q03由截止轉為導通。同時，正反饋支路C02的充電電壓經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，開關管Q03的Ub電位上升，當Ub電位增加到Q03的be極的開啟電壓時，Q03再次導通，又進入下一個周期的振蕩。如此循環(huán)往復，構成一個自激多諧振蕩器。 Q03飽和期間，T3次級繞組輸出端的感應電動勢為負，整流二級管D9和D50截止，流經初級繞組的導通電流以磁能的形式儲存在輔助電源變壓器T3中。當Q03由飽和轉向截止時，次級繞組兩個輸出端的感應電動勢為正，T3儲存的磁能轉化為電能經D9、D50整流輸出。其中D50整流輸出電壓經三端穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓，再經電感L7濾波后輸出+5VSB。若該電壓丟失，主板就不會自動喚醒ATX電源工作。D9整流輸出電壓供給IC2（脈寬調制集成電路KA7500B）的12腳（電源輸入端），經IC2內部穩(wěn)壓，從第14腳輸出穩(wěn)壓+5V，提供ATX開關電源控制電路中相關元器件的工作電壓。 T2為主電源激勵變壓器，當副電源開關管Q03導通時，Ic流經T3初級①~②繞組，使T3③~④反饋繞組產生感應電動勢(上正下負)，并作用于T2初級②~③繞組，產生感應電動勢(上負下正)，經D5、D6、C8、R5給Q02的b極提供啟動電流，使主電源開關管Q02導通，在回路中產生電流，保證了整個電路的正常工作；同時，在T2初級①~④反饋繞組產生感應電動勢(上正下負)，D3、D4截止，主電源開關管Q01處于截止狀態(tài)。在電源開關管Q03截止期間，工作原理與上述過程相反，即Q02截止，Q01工作。其中，D1、D2為續(xù)流二極管，在開關管Q01和Q02處于截止和導通期間能提供持續(xù)的電流。這樣就形成了主開關電源它激式多諧振電路，保證了T2初級繞組電路部分得以正常工作，從而在T2次級繞組上產生感應電動勢送至推動三極管Q3、Q4的c極，保證整個激勵電路能持續(xù)穩(wěn)定地工作，同時，又通過T2初級繞組反作用于T1主開關電源變壓器，使主電源電路開始工作，為負載提供+3.3V、±5V、±12V工作電壓。 ATX微機開關電源維修教程2 4、PS信號和PG信號產生電路以及脈寬調制控制電路 如圖7所示，微機通電后，由主板送來的PS信號控制IC2的④腳(脈寬調制控制端)電壓。待機時，主板啟動控制電路的電子開關斷開，PS信號輸出高電平3.6V，經R37到達IC1（電壓比較器LM339N）的⑥腳（啟動端），由內部經IC1的①腳輸出低電平，使D35、D36截止；同時，IC1的②腳一路經R42送出一個比較電壓對C35進行充電，另一路經R41送出一個比較電壓給IC2的④腳，IC2的④腳電壓由零電位開始逐漸上升，當上升的電壓超過3V時，關閉IC2⑧、11腳的調制脈寬電壓輸出，使T2推動變壓器、T1主電源開關變壓器停振，從而停止提供+3.3V、±5V、±12V等各路輸出電壓，電源處于待機狀態(tài)。受控啟動后，PS信號由主板啟動控制電路的電子開關接地，IC1的⑥腳為低電平（0V）,IC2的④腳變?yōu)榈碗娖剑?font face="Times New Roman">0V），此時允許⑧、11腳輸出脈寬調制信號。IC2的13腳（輸出方式控制端）接穩(wěn)壓+5V (由IC2內部14腳穩(wěn)壓輸出+5V電壓)，脈寬調制器為并聯(lián)推挽式輸出，⑧、11腳輸出相位差180度的脈寬調制信號,輸出頻率為IC2的⑤、⑥腳外接定時阻容元件R30、C30的振蕩頻率的一半，控制推動三極管Q3、Q4的c極相連接的T2次級繞組的激勵振蕩。T2初級它激振蕩產生的感應電動勢作用于T1主電源開關變壓器的初級繞組，從T1次級繞組的感應電動勢整流輸出+3.3V、±5V、±12V等各路輸出電壓。 D12、D13以及C40用于抬高推動管Q3、Q4的e極電平，使Q3、Q4的b極有低電平脈沖時能可靠截止。C35用于通電瞬間關閉IC2的⑧、11腳輸出脈寬調制信號脈沖。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腳無驅動脈沖信號輸出。隨著C35的充電，IC2的啟動由PS信號電平高低來加以控制，PS信號電平為高電平時IC2關閉，為低電平時IC2啟動并開始工作。 PG產生電路由IC1（電壓比較器LM339N）、R48、C38及其周圍元件構成。待機時IC2的③腳（反饋控制端）為零電平，經R48使 IC1的⑨腳正端輸入低電位，小于11腳負端輸入的固定分壓比，IC113腳（PG信號輸出端）輸出低電位，PG向主機輸出零電平的電源自檢信號，主機停止工作處于待機狀態(tài)。受控啟動后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，經正反饋的遲滯比較器，13腳輸出的PG信號在開關電源輸出電壓穩(wěn)定后再延遲幾百毫秒由零電平起跳到+5V，主機檢測到PG電源完好的信號后啟動系統(tǒng)，在主機運行過程中若遇市電停電或用戶執(zhí)行關機操作時，ATX開關電源+5V輸出電壓必然下跌，這種幅值變小的反饋信號被送到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R48使IC1的⑨腳電位迅速下降，當⑨腳電位小于11腳的固定分壓電平時，IC1的13腳將立即從+5V下跳到零電平，關機時PG輸出信號比ATX開關電源＋5V輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動關閉，防止突然掉電時硬盤的磁頭來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，微機受控啟動后，PS信號由主板啟動控制電路的電子開關接地，允許IC2的⑧、11腳輸出脈寬調制信號，去控制與推動三極管Q3、Q4的c極相連接的T2推動變壓器次級繞組產生的激勵振蕩脈沖。T2的初級繞組由它激振蕩產生的感應電動勢作用于T1主電源開關變壓器的初級繞組，從T1次級①②繞組產生的感應電動勢經D20、D28整流、L2（功率因素校正變壓器，也稱低電壓扼流線圈。以它為主來構成功率因素校正電路，簡稱PFC電路，起自動調節(jié)負載功率大小的作用。當負載要求功率很大時，則PFC電路就經過L2來校正功率大小，為負載輸送較大的功率；當負載處于節(jié)能狀態(tài)時，要求的功率很小，PFC電路通過L2校正后為負載送出較小的功率，從而達到節(jié)能的作用。）第④繞組以及C23濾波后輸出—12V電壓；從T1次級③④⑤繞組產生的感應電動勢經D24、D27整流、L2第①繞組及C24濾波后輸出—5V電壓；從T1次級③④⑤繞組產生的感應電動勢經D21、L2第②③繞組以及C25、C26、C27濾波后輸出+5V電壓；從T1次級③⑤繞組產生的感應電動勢經L6、L7、D23、L1以及C28濾波后輸出+3.3V電壓；從T1次級⑥⑦繞組產生的感應電動勢經D22、L2第⑤繞組以及C29濾波后輸出+12V電壓。其中，每兩個繞組之間的R（5Ω/1/2W）、C(103)組成尖峰消除網絡，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。 |
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