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1、ATX开关电源原理图、维修讲解一、概述ATX开关电源的主要功能是向计算器系统提供所需的直流电源。一般计算器电源所采用的都是双管半桥式无工频变压器的脉宽调制变换型稳压电源。它将市电整流成直流后,通过变换型振荡器变成频率较高的矩形或近似正弦波电压,再经过高频整流滤波变成低压直流电压的目的。其外观图和内部构造实物图见图1和图2所示。ATX开关电源的功率一般为250W300W,通过高频滤波电路共输出六组直流电压:+5V25A、5V0.5A、+12V(10A)、12V1A、+3.3V14A、+5VSB0.8A。为防止负载过流或过压损坏电源,在沟通市电输入端设有保险丝,在直流输出端设有过载保护电路。二、工
2、作原理ATX开关电源,电路按其组成功能分为:输入整流滤波电路、高压反峰吸收电路、辅助电源电路、脉宽调制控制电路、PS信号和PG信号产生电路、主电源电路及多路直流稳压输出电路、自动稳压稳流与保护控制电路。参照实物绘出整机电路图,如图3所示。1、输入整流滤波电路只要有沟通电AC220V输入,ATX开关电源无论能否开启,其辅助电源就会一直工作,直接为开关电源控制电路提供工作电压。如图4所示,沟通电AC220V经过保险管FUSE、电源互感滤波器L0,经BD1BD4整流、C5和C6滤波,输出300V左右直流脉动电压。C1为尖峰吸收电容,防止沟通电突变霎时对电路造成不良影响。TH1为负温度系数热敏电阻,起
3、过流保护和防雷击的作用。L0、R1和C2组成型滤波器,滤除市电电网中的高频干扰。C3和C4为高频辐射吸收电容,防止沟通电窜入后级直流电路造成高频辐射干扰。R2和R3为隔离平衡电阻,在电路中对C5和C6起平均分配电压作用,且在关机后,与地构成回路,快速泄放C5、C6上储存的电荷,进而避免电击。2、高压尖峰吸收电路如图5所示,D18、R004和C01组成高压尖峰吸收电路。当开关管Q03截止后,T3将产生一个很大的反极性尖峰电压,其峰值幅度超过Q03的C极电压很多倍,此尖峰电压的功率经D18储存于C01中,然后在电阻R004上消耗掉,进而降低了Q03的C极尖峰电压,使Q03免遭损坏。3、辅助电源电路
4、如图6所示,整流器输出的300V左右直流脉动电压,一路经T3开关变压器的初级?绕组送往辅助电源开关管Q03的c极,另一路经启动电阻R002给Q03的b极提供正向偏置电压和启动电流,使Q03开场导通。IC流经T3初级?绕组,使T3?反应绕组产生感应电动势(上正下负),通过正反应支路C02、D8、R06送往Q03的b极,使Q03迅速饱和导通,Q03上的Ic电流增至最大,即电流变化率为零,此时D7导通,通过电阻R05送出一个比拟电压至IC3光电耦合器Q817的?脚,同时T3次级绕组产生的感应电动势经D50、C04整流滤波后,一路经R01限流后送至IC3的?脚,另一路经R02送至IC4精细稳压电路TL
5、431,由于Q03饱和导通时次级绕组产生的感应电动势比拟平滑、稳定,经IC4的K端输出至IC3的?脚电压变化率几乎为零,使IC3内发光二极管流过的电流几乎为零,此光阴敏三极管截止,进而导致Q1截止。反应电流通过R06、R003、Q03的b、e极等效电阻对电容C02充电,随着C02充电电压增加,流经Q03的b极电流逐步减小,使?反应绕组上的感应电动势开场下降,最终使T3?反应绕组感应电动势反相上负下正,并与C02电压迭加后送往Q03的b极,使b极电位变负,此时开关管Q03因b极无启动电流而迅速截止。开关管Q03截止时,T3?反应绕组、D7、R01、R02、R03、R04、R05、C09、IC3、
6、IC4组成再起振支路。当Q03导通的经过中,T3初级绕组将磁能转化为电能为电路中各元器件提供电压,同时T3反应绕组的?端感应出负电压,D7导通、Q1截止;当Q03截止后,T3反应绕组的?端感应出正电压,D7截止,T3次级绕组两个输出端的感应电动势为正,T3储存的磁能转化为电能经D50、C04整流滤波后为IC4提供一个变化的电压,使IC3的?、?脚导通,IC3内发光二极管流过的电流增大,使光敏三极管发光,进而使Q1导通,给开关管Q03的b极提供启动电流,使开关管Q03由截止转为导通。同时,正反应支路C02的充电电压经T3反应绕组、R003、Q03的be极等效电阻、R06构成放电回路。随着C41充
7、电电流逐步减小,开关管Q03的Ub电位上升,当Ub电位增加到Q03的be极的开启电压时,Q03再次导通,又进入下一个周期的振荡。如此循环往复,构成一个自激多谐振荡器。Q03饱和期间,T3次级绕组输出端的感应电动势为负,整流二级管D9和D50截止,流经初级绕组的导通电流以磁能的形式储存在辅助电源变压器T3中。当Q03由饱和转向截止时,次级绕组两个输出端的感应电动势为正,T3储存的磁能转化为电能经D9、D50整流输出。其中D50整流输出电压经三端稳压器7805稳压,再经电感L7滤波后输出+5VSB。若该电压丢失,主板就不会自动唤醒ATX电源工作。D9整流输出电压供应IC2脉宽调制集成电路KA750
8、0B的12脚电源输入端,经IC2内部稳压,从第14脚输出稳压+5V,提供ATX开关电源控制电路中相关元器件的工作电压。T2为主电源鼓励变压器,当副电源开关管Q03导通时,IC流经T3初级?绕组,使T3?反应绕组产生感应电动势(上正下负),并作用于T2初级?绕组,产生感应电动势(上负下正),经D5、D6、C8、R5给Q02的b极提供启动电流,使主电源开关管Q02导通,在回路中产生电流,保证了整个电路的正常工作;同时,在T2初级?反应绕组产生感应电动势(上正下负),D3、D4截止,主电源开关管Q01处于截止状态。在电源开关管Q03截止期间,工作原理与上述经过相反,即Q02截止,Q01工作。其中,D
9、1、D2为续流二极管,在开关管Q01和Q02处于截止和导通期间能提供持续的电流。这样就构成了主开关电源它激式多谐振电路,保证了T2初级绕组电路部分得以正常工作,进而在T2次级绕组上产生感应电动势送至推动三极管Q3、Q4的c极,保证整个鼓励电路能持续稳定地工作,同时,又通过T2初级绕组反作用于T1主开关电源变压器,使主电源电路开场工作,为负载提供+3.3V、5V、12V工作电压。4、PS信号和PG信号产生电路以及脉宽调制控制电路如图7所示,微机通电后,由主板送来的PS信号控制IC2的?脚(脉宽调制控制端)电压。待机时,主板启动控制电路的电子开关断开,PS信号输出高电平3.6V,经R37到达IC1
10、电压比拟器LM339N的?脚启动端,由内部经IC1的?脚输出低电平,使D35、D36截止;同时,IC1的?脚一路经R42送出一个比拟电压对C35进行充电,另一路经R41送出一个比拟电压给IC2的?脚,IC2的?脚电压由零电位开场逐步上升,当上升的电压超过3V时,关闭IC2?、11脚的调制脉宽电压输出,使T2推动变压器、T1主电源开关变压器停振,进而停止提供+3.3V、5V、12V等各路输出电压,电源处于待机状态。受控启动后,PS信号由主板启动控制电路的电子开关接地,IC1的?脚为低电平0V,IC2的?脚变为低电平0V,此时允许?、11脚输出脉宽调制信号。IC2的13脚输出方式控制端接稳压+5V
11、(由IC2内部14脚稳压输出+5V电压),脉宽调制器为并联推挽式输出,?、11脚输出相位差180度的脉宽调制信号,输出频率为IC2的?、?脚外接定时阻容组件R30、C30的振荡频率的一半,控制推动三极管Q3、Q4的c极相连接的T2次级绕组的鼓励振荡。T2初级它激振荡产生的感应电动势作用于T1主电源开关变压器的初级绕组,从T1次级绕组的感应电动势整流输出+3.3V、5V、12V等各路输出电压。D12、D13以及C40用于抬高推动管Q3、Q4的e极电平,使Q3、Q4的b极有低电平脉冲时能可靠截止。C35用于通电霎时关闭IC2的?、11脚输出脉宽调制信号脉冲。ATX电源通电霎时,由于C35两端电压不
12、能突变,IC2的?脚输出高电平,?、11脚无驱动脉冲信号输出。随着C35的充电,IC2的启动由PS信号电平高低来加以控制,PS信号电平为高电平常IC2关闭,为低电平常IC2启动并开场工作。PG产生电路由IC1电压比拟器LM339N、R48、C38及其周围组件构成。待机时IC2的?脚反应控制端为零电平,经R48使IC1的?脚正端输入低电位,小于11脚负端输入的固定分压比,IC113脚PG信号输出端输出低电位,PG向主机输出零电平的电源自检信号,主机停止工作处于待机状态。受控启动后IC2的?脚电位上升,IC1的?脚控制电平也逐步上升,一旦IC1的?脚电位大于11脚的固定分压比,经正反应的迟滞比拟器
13、,13脚输出的PG信号在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒由零电平起跳到+5V,主机检测到PG电源完好的信号后启动系统,在主机运行经过中若遇市电停电或用户执行关机操作时,ATX开关电源+5V输出电压必然下跌,这种幅值变小的反应信号被送到IC2的?脚电压取样比拟器同相输入端,使IC2的?脚电位下降,经R48使IC1的?脚电位迅速下降,当?脚电位小于11脚的固定分压电平常,IC1的13脚将立即从+5V下跳到零电平,关机时PG输出信号比ATX开关电源5V输出电压提早几百毫秒消失,通知主机触发系统在电源断电前自动关闭,防止忽然掉电时硬盘的磁头来不及归位而划伤硬盘。5、主电源电路及多路直流稳压输出电路
14、如图8所示,微机受控启动后,PS信号由主板启动控制电路的电子开关接地,允许IC2的?、11脚输出脉宽调制信号,去控制与推动三极管Q3、Q4的c极相连接的T2推动变压器次级绕组产生的鼓励振荡脉冲。T2的初级绕组由它激振荡产生的感应电动势作用于T1主电源开关变压器的初级绕组,从T1次级?绕组产生的感应电动势经D20、D28整流、L2功率因素校正变压器,也称低电压扼流线圈。以它为主来构成功率因素校正电路,简称PFC电路,起自动调节负载功率大小的作用。当负载要求功率很大时,则PFC电路就经过L2来校正功率大小,为负载输送较大的功率;当负载处于节能状态时,要求的功率很小,PFC电路通过L2校正后为负载送
15、出较小的功率,进而到达节能的作用。第?绕组以及C23滤波后输出12V电压;从T1次级?绕组产生的感应电动势经D24、D27整流、L2第?绕组及C24滤波后输出5V电压;从T1次级?绕组产生的感应电动势经D21、L2第?绕组以及C25、C26、C27滤波后输出+5V电压;从T1次级?绕组产生的感应电动势经L6、L7、D23、L1以及C28滤波后输出+3.3V电压;从T1次级?绕组产生的感应电动势经D22、L2第?绕组以及C29滤波后输出+12V电压。其中,每两个绕组之间的R5/1/2W、C(103)组成尖峰消除网络,以降低绕组之间的反峰电压,保证电路能够持续稳定地工作。6、自动稳压稳流控制电路1
16、+3.3V自动稳压电路IC5精细稳压电路TL431、Q2、R25、R26、R27、R28、R18、R19、R20、D30、D31、D23场效应管、R08、C28、C34等组成+3.3V自动稳压电路。如图9所示。当输出电压(+3.3V)升高时,由R25、R26、R27获得升高的采样电压送到IC5的G端,使UG电位上升,UK电位下降,进而使Q2导通,升高的+3.3V电压通过Q2的ec极,R18、D30、D31送至D23的S极和G极,使D23提早导通,控制D23的D极输出电压下降,经L1使输出电压稳定在标准值+3.3V左右,反之,稳压控制经过相反。2+5V、+12V自动稳压电路IC2的?、?脚电压取
17、样比拟器正、负输入端,取样电阻R15、R16、R33、R35、R68、R69、R47、R32构成+5V、+12V自动稳压电路。如图10所示。当输出电压升高时(+5V或+12V),由R33、R35、R69并联后的总电阻获得采样电压,送到IC2的?脚和?脚,与IC2内部的基准电压相比拟,输出误差电压与IC2内部锯齿波产生电路的振荡脉冲在PWM比拟器中进行比拟放大,使?、11脚输出脉冲宽度降低,输出电压回落至标准值的范围内。反之稳压控制经过相反,进而使开关电源输出电压保持稳定。3+3.3V、+5V、+12V自动稳压电路IC4精细稳压电路TL431、IC3、Q1、R01、R02、R03、R04、R05
18、、R005、D7、C09、C41等组成+3.3V、+5V、+12V自动稳压电路。如图11所示。当输出电压升高时,T3次级绕组产生的感应电动势经D50、C04整流滤波后一路经R01限流送至IC3的?脚,另一路经R02、R03获得增大的取样电压送至IC4的G端,使UG电位上升,UK电位下降,进而使IC4内发光二极管流过的电流增加,使光敏三极管导通,进而使Q1导通,同时经负反应支路R005、C41使开关三极管Q03的e极电位上升,使得Q03的b极分流增加,导致Q03的脉冲宽度变窄,导通时间缩短,最终使输出电压下降,稳定在规定范围之内。反之,当输出电压下降时,则稳压控制经过相反。4自动稳流电路IC2的
19、15、16脚电流取样比拟器正、负输入端,取样电阻R51、R56、R57构成负载自动稳流电路。如图12所示。负端输入端15脚接稳压+5V,正端输入端16脚,该脚外接的R51、R56、R57与地之间构成回路,当负载电流偏高时,T2次级绕组产生的感应电动势经R10、D14、C36整流滤波,再经R54、R55降压后获得增大的取样电压,同时与R51、R56、R57支路获得增大的采样电流一起送到IC215脚和16脚,与IC2内部基准电流相比拟,输出误差电流,与IC2内部锯齿波产生电路产生的振荡脉冲在PWM比拟器中进行比拟放大,使?、11脚输出脉冲宽度降低,输出电流回落至标准值的范围之内。反之稳流控制经过相
20、反,进而使开关电源输出电流保持稳定.三、检修的基本方法与技巧计算器ATX开关电源与日常生活中彩电的开关电源显著的区别是:前者取消了传统的市电按键开关,采用新型的触点开关,并且依靠+5VSB、PS控制信号的组合来实现电源的自动开启和自动关闭。主机在通电的霎时,主机电源会向主板发送一个PowerGood(简称PG)信号,假如主机电源的输入电压在额定范围之内,输出电压也到达最低检测电平+5V输出为4.75V以上,并且让时间延迟约100ms500ms后目的是让电源电压变得愈加稳定,PG电路就会发出“电源正常的信号,接着CPU会产生一个复位信号,执行BIOS中的自检,主机才能正常启动。+5VSB是供主机
21、系统在ATX待机状态时的电源,以及开启和关闭自动管理模块及其远程唤醒通讯联络相关电路的工作电源,在待机及受控启动状态下,其输出电压均为5V高电平,使用紫色线由ATX插头?脚引出。如图13所示。PS为主机开启或关闭电源以及网络计算器远程唤醒电源的控制信号,不同型号的ATX开关电源,待机时的电压值各不一样,常见的待机电压值为3V、3.6V、4.6V。当按下主机面板的POWER电源开关或实现网络唤醒远程开机时,受控启动后PS由主板的电子开关接地,使用绿色线从ATX插头14脚输入。PG是供主板检测电源好坏的输出信号,使用灰色线由ATX插头?脚引出,待机状态为低电平0V,受控启动电压输出稳定的高电平+5
22、V。脱机带电检测ATX电源,首先测量在待机状态下的PS和PG信号,前者为高电平,后者为低电平,插头9脚除输出+5VSB外,不输出其它任何电压。其次是将ATX开关电源进行人工唤醒,方法是:用一根导线把ATX插头14脚绿色线PS信号与任一地端黑色线3、7、13、15、16、17)中的任一脚短接,这一步是检测的关键否则,通电时开关电源风扇将不旋转,整个电路无任何反响,导致无法检修或无法判定其故障部位和质量好坏。将ATX电源由待机状态唤醒为启动受控状态,此时PS信号变为低电平,PG、+5VSB信号变为高电平,这时可观察到开关电源风扇旋转。为了验证电源的带负载能力,通电前可在电源的+12V输出插头处再接
23、一个开关电源风扇或CPU电源风扇,可以在+5V与地之间并联一个4/10W左右的大功率电阻做假负载。然后通电测量各路输出电压值能否正常,假如正常且稳定,则可放心接上主机内各部件进行使用;如发现不正常,则必须重新认真检查电路,此时绝对不允许与主机内各部件连接,以免通电造成严重的经济损失。上述操作亦可作为单独选购ATX开关电源脱机通电验证质量好坏的方法。四、故障检修实例实例1一台LWT2005型开关电源供给器,开机出现“三无主机电源指示灯不亮,开关电源风扇不转,显示器点不亮。故障分析与维修:先采用替换法用一个好的ATX开关电源替换原主机箱内的ATX电源确认LWT2005型开关电源已坏。然后拆开故障电
24、源外壳,直观检查发现机板上辅助电源电路部分的R001、R003、R05呈开路性损坏,Q1C1815、开关管Q03BUT11A呈短路性损坏,如图14所示。且R003烧焦、Q1的c、e极炸断,保险管FUSE5A/250V发黑熔断。经更换上述损坏元器件后,采用二中的检修方法和技巧:用一根导线将ATX插头14脚与15脚两脚相邻,便于连接连接,并在+12V端接一个电源风扇。检查无误后通电,发现两个电源风扇开关电源自带一个+12V散热风扇转速过快,且发出很强的呜音,迅速测得+12V上升为+14V,且辅助电源电路部分发出一股逐步加强的焦味,立即关电。分析以为,输出电压升高,一般是稳压电路有问题。细查为IC4
25、、IC3构成的稳压电路部分的IC3光电耦合器Q817不良。由于IC3不良,当输出电压升高时,IC3内部的光敏三极管不能及时导通,进而就没有反应电流进入开关管Q03的e极,不能及时缩短Q03的导通时间,导致Q03导通时间过长,输出电压升高。如不及时关电,从发出的焦味来看,Q03很可能因导通时间过长,功耗过重而损坏又将大面积地烧坏元器件。将IC3更换后,重新检查、测量刚刚更换过的元器件,确认完好后通电。测各路输出电压一切正常,风扇转速正常几乎听不到转动声。通电观察半小时无异常现象。再接入主机内的主板上,通电试机2小时一直正常。至此,检修经过结束。后又维修大量同型号或不同型号其电路大多数一样或类似的
26、开关电源,其损坏的电路及元器件大多雷同。实例2一台银河YH004A型开关电源供给器,开机出现“三无。故障分析与维修:先采用替换法确认该开关电源已坏。然后拆开故障电源外壳,直观检查机板上辅助电源电路部分,发现D30、ZD3、R78、Q15开关管烧坏。根据实物绘制关键电路如图15所示,经更换上述元器件后并按实例1方法进行通电试机,发现两个电源风扇时转时不转。怀疑电路中有虚焊,将整个电路重新加焊一遍后,通电故障如初。维修一时陷入窘境。后经仔细分析电路图,在电源风扇时转时不转的霎时,测得开关电源输出电压波动很大,难道稳压电路出了故障?经与实例1中相关电路相比拟,两种开关电源电路有较大差异,但所用的脉宽
27、调制集成电路都是双排8脚,前例采用的是IC2KA7500B,本例是IC1TL494有些也采用BDL494,分析、比拟两种不同标号的集成电路,得出两者的引脚、功能完全一样,能够直接互换。以此揣测出IC1TL494的稳压原理如下:IC1TL494的?、?脚电压取样比拟器正、负输入端,取样电阻R31、R32、R33、R37、R38构成+5V、+12V自动稳压电路。如图16所示。当输出电压升高时(+5V或+12V),由R31获得采样电压送到IC1?脚和?脚,并与IC1内部基准电压相比拟,输出误差电压与IC1内部锯齿波产生电路的振荡脉冲在PWM比拟器中进行比拟放大,使?、11脚输出脉冲宽度降低,输出电压
28、回落至标准值的范围内。当输出电压降低时,稳压控制经过相反,进而使开关电源输出电压保持稳定。开路测量R31、R32、R33、R37、R38阻值正常,在路检测IC1TL494的?、?脚电阻值与IC2KA7500B?、?脚电阻值相比拟,差异很大。试用一只KA7500B集成电路代换TL494后,经查无误后通电试机,测得各路输出电压值正常,风扇转速正常。接入主机内,通电试机一切正常。检修经过结束。实例3一台ATX300L型开关电源供给器简称007电源,开机出现“三无。故障分析与维修:如图17所示。先用代换法确认该电源已烧坏;然后拆开外壳,直观检查保险丝烧黑,用表测量主电源开关三极管Q01、Q02两者型号
29、均为C4106击穿短路,整流电路部分印制线路板烧黑。将Q1、Q2用同型号换新注:两者必须同型号,否则将导致带载能力下降,输出电压不稳定,进而引起主电源开关管再次击穿。如推动三极管Q3、Q4损坏,其更换方法类似,并将印制线路板烧黑部分用小刀剥开划断,再用导线按原线路接好必须做好这一步,因路板烧黑被炭化后易导电。由于保险管焊在路板上维修多台开关电源都是如此,其作用是保证接触良好,焊下坏管,用一新的4A/250V保险管焊上。经检查无误后通电开机,电源风扇旋转,各路输出电压正常。接入主机板开机时,CPU风扇旋转,但显示器黑屏,测+5V、+12V电压在规定电压值内波动,不稳定。仔细观察,发现电源风扇转速
30、过快,测IC2KA7500B的12脚VCC电源端电压高达23V(正常时一般为19V)且抖动,测13、14、15脚有正常的+5V电压输出。怀疑IC2内部不良,果断更换IC2,再开机,显示器点亮,各路输出电压正常,故障排除。附:ATX开关电源电压比拟器LM339N和脉宽调制集成电路KA7500B各引脚功能及实测数据,表中电压数据以伏特V为单位,用南京产MF47型万用表10V、50V、250V直流电压挡,在ATX电源脱机检修好后,连接主机内各部件正常工作状态下测得;在路电阻数据以千欧K为单位,用R1K挡测得,正向电阻用红表笔测量,反向电阻用黑表笔测量,另一表笔接地。表1:电压比拟器LM339N引脚功
31、能及实测数据当前位置:文档视界ATX开关电源原理图、维修讲解ATX开关电源原理图、维修讲解另解计算机开关电源由于ATX开关电源品牌繁多,电路各有千秋,但基本原理还是一致的,大同小异。只要弄明白其中的一种,就可触类旁通,举一反三,使问题迎刃而解。ATX开关电源整机电路,由220V沟通输入回路、整流滤波电路、PWM脉宽调制控制电路、推挽驱动电路、半桥开关变换电路、辅助开关电源、PS-ON和PW-OK产生电路、+3.3V电压稳压控制电路、多路直流输出电路和稳压保护电路组成。如下图。一、220V沟通输入电路220V沟通输入电路主要包括保护电路和抗干扰电路。保护电路由F1、NTCR1、Z1、Z2组成,主
32、要起到过流、过压保护和限流作用;抗干扰电路由C1、C4、R1、扼流圈T1、差模扼流圈T5组成,主要对由电网进入的干扰信号和由开关电源返出的干扰信号进行抑制。共模高压瓷片滤波电容C2、C3通过中点接地,消除静电干扰。二、整流滤波电路整流滤波电路由整流二极管D21D24、高压滤波电容C5、C6组成。220V沟通电经整流滤波后,为辅助开关电源和半桥开关变换电路,提供波纹较小的300V左右的直流电压。R2、R3为均压电阻。T为PFC功率因数校正线圈,用于提高电能利用率。三、辅助开关电源辅助开关电源为变压器耦合、并联型开关电路。只要一上电,它就开场工作。分析如下:从整流滤波电路引来的300V左右直流电压
33、,一路经R55、R56至开关管Q12基极,另一路经T6开关变压器初级绕组加到Q12集电极,使Q12导通。开关管Q12导通后,其集电极电流在T6初级绕组上产生上正下负的感应电动势,正反应绕组也相应产生上正下负的感应电动势。于是,T6反应绕组的感应电动势通过反应支路C3、R56加到Q12的基极,使其迅速饱和导通。在开关管Q12饱和导通期间,T6次级绕组所接的整流滤波电路因感应电动势反相而截止,电能以磁能的方式存储在绕组内。同时,T6正反应绕组的感应电压,通过R56、Q12的be结对电容C31图中错标为C3充电。随着C3充电经过的不断进行,其两端电位差升高,流经Q12基极电流不断减小,使Q12退出饱
34、和状态,其内阻不断加大,导致集电极电流进一步下降,进而使T6各绕组的感应电动势反相上负下正,正反应绕组负的脉冲电压与定时电容C31所充电压叠加,经R56加至Q12基极,使其迅速截止。同时,正反应绕组通过D28给C19充电,C19负端得负电位,通过ZD2使Q12基极被箝位在比C19负电位高约9V的负电位上。C19充电结束后,又通过R57放电,把电能以热能的方式释放出去。在开关管Q12截止期间,C3的充电电压经T6反应绕组、Q12的be结、R56构成放电回路,以便为下一个正反应电压脉冲提供通道,保证开关管Q12能够再次进入饱和导通状态。随着C19放电电流的不断减小,Q12基极电位不断上升,当上升到
35、Q12的be结开启电压时,Q12再次导通,进入了自激振荡状态。电路中的D31、C32和R58构成反峰电压吸收电路,以保护开关管的安全。当Q12由饱和转向截止时,T6次级绕组的感应电动势反相,存储在绕组中的磁能转化为电能,经D28、D30整流输出。其中D30整流输出电压供应脉宽调制控制TL494的12脚电源端和驱动电路,作为IC1的启动电压和驱动电路的工作电压。TL494启动后,14脚输出稳定的+5V基准电压,供应外围电路、过压保护电路、PS-ON和PW-OK电路。D28整流滤波电压经IC3三端稳压,输出+5VSB,并为PS-ON电路提供停机高电平,为PW-OK电路提供比拟电压。+5VSB供应A
36、TX主板内的网络通信接、电源监控管理电路、系统时钟等芯片,在正常关机后仍保持工作。四、PWM脉宽调制控制电路、PS-ON控制电路和PW-OK产生电路1、PWM脉宽调制控制电路和驱动电路主要由IC1集成电路TL494及周围元件组成。1脚为误差放大器I的同相端,由电源输出电压+12V、+5V的反应电阻R25、R26与R20、R21的并联电阻分压后送入1脚,用于自动稳压控制。2脚为误差放大器I的反相端,由14脚输出5V基准电压经R24、R19分压,得到约4V的电压输入2脚,在IC内与1脚电压进行比拟。3脚为误差放大器I的输出引出端,外接C10图中错标为C1和R18组成的校正网络,防止自激的产生。4脚
37、为死区控制端,改变4脚电压,可改变死区时间。4脚为高电平常,封锁8、11脚的调制脉冲输出,使驱动电路、半桥开关变换电路停振而无输出;4脚为低电平常,允许8、11脚输出脉宽调制信号。由于13脚接5V基准电压,脉宽调制为并联推挽式输出,8、11脚输出相位差180度的脉宽调制信号,频率由5、6脚外接的阻容元件决定。同时,4脚电压从05V变化时,死区时间成比例增大,因而,利用此功能,4脚又被设置成开关电源输出电压过压保护端。5脚外接定时电容C11,6脚外接定时电阻R16,其RC值决定TL494输出脉冲的频率。7脚为接地端。8、11脚为两路输出放大管的集电极,其输出脉冲送入驱动电路的Q3、Q4基极。Q3
38、、Q4以推挽方式工作,它们集电极所接T2初级绕组产生的鼓励振荡电流,使T2次绕组产生感应电动势,推动半桥开关变换器的两只开关管工作。驱动管Q3、Q4发射极所接的D7、D8和C11用于抬高Q3、Q4发射极电平,使Q3、Q4基极在低电平脉冲时就可靠截止。C22使驱动脉冲送入零电位。D5、D6和R13、R14为Q3、Q4的保护二极管和基极电阻。9、10脚为IC内两路放大器的发射极,接地。12脚为电源输入端,范围较宽,允许输入840V的电压,因而,由辅助电源D30整流、C21滤波得到的约10V电压无需稳压,直接为12脚提供启动电压。开关电源启动稳定后,12V电压经D、R46、D14、D15向12脚供电
39、。由于D30整流输出电压低于12V,D30截止,启动电压退出电路。13脚为输出控制端,接地时为并联单端输出方式,接14脚5V时为推挽输出方式。14脚为+5V基准电压端,输出电流可达10毫安。15、16脚为误差放大器II的反相端和同相端,由于15脚接5V基准电压,16脚接地,误差放大器II输出低电平,对脉宽控制不产生作用。2、PS-ON控制电路PS-ON控制电路主要控制TL494的4脚死区电压,由Q10、Q11图中错标为Q1等元件组成。待机时,主板电源管理控制电路的电子开关断开,由辅助电源的IC3输出的+5VSB,一路送往主板,另一路经R23、R31使Q10导通,低电位又通过Q10的ec结、R3
40、6,使Q11导通,TL494的14脚5V电压经Q11的ec结,送入TL494的4脚,使4脚呈高电平,封锁8、11脚无调制脉冲输出。当受控启动后,主板上的电源管理控制电路中的电子开关接地,PS-ON端为低电平,Q10、Q11截止,供应TL494的4脚高电平被截断,4脚电压被R17下拉成低电平,允许8、11脚输出相位差180度的脉宽调制脉冲,控制Q3、Q4工作,在T2驱动绕组中产生鼓励振荡电流,次级的感应电动势推动半桥开关变换电路工作,输出各路电压。R15、C15用于开机霎时使TL494的4脚出现高电平,封锁8、11脚无调制脉冲输出。随着C15的充电,TL494的4脚由PS-ON信号控制。3、PW
41、-OK产生电路PW-OK产生电路由IC2电压比拟器LM393及周围元件组成。待机时,由辅助电源IC3的+5VSB经R23输出的高电平,通过R37送入LM393的6脚电压比拟器II的反相端,大于5脚同相端的固定电压比,7脚低电位,经R40使3脚电压比拟器I的同相端输入低电位,小于2脚反相端的固定电压比,1脚呈低电位,PW-OK向主机送出零电平的电源自控信号而处于待命休闲状态。受控启动后,PS-ON控制端呈低电平,经R37使LM393的6脚电压比拟器II的反相端为低电平,小于5脚同相端的固定电压比,7脚高电位,经R40使3脚电压比拟器I的同相端为高电位,大于2脚反相端的固定电压比,1脚呈高电位,向
42、主机送出PW-OK高电平的电源自控信号。这样,在开关电源输出稳定后,PW-OK端经几百毫秒的延迟由低电平起跳到高电平,主机检测到PW-OK信号后启动系统。若忽然停电或关机时,开关电源的+5V输出电压必然下跌,经R42、R41使LM393电压比拟器I的3脚同相端电位下降,当3脚电位小于2脚的固定电压比时,LM393的1脚立即从高电平跳变到低电平,比开关电源+5V提早几百毫秒通知主机,在断电前自动关闭,防止因工作错误及忽然停电时,硬盘磁头来不及移至着陆区而划伤盘片。五、半桥式开关变换电路半桥式开关变换电路的开关管Q1、Q2串接在+300V的整流电压回路中。驱支变压器T2的两组次级绕组按不同的时序输
43、出正脉冲。当T2的上部次级绕组输出正脉冲时,经过D3、R7、C9、R6使Q1导通,C5上的电压经Q1的ce结、T2的互感绕组、T3功率变压器的初级绕组、C7,回到两只高压滤波电容的中点。当T2的上部次级绕组输出的正脉冲下降到阈值时,Q1截止。经过死区时间后,T2的另一次级绕组输出正脉冲,经过D4、R11、C10、R10使Q2导通,C6上的电压经C7、T3功率变压器的初级绕组、T2的互感绕组、Q2的ce结放电,当T2的另一次级绕组输出的正脉冲下降到阈值时,Q2截止。这样,Q1、Q2轮流导通截止,在T3功率变压器的初级绕组上构成了交变的准矩形波,经T3功率变压器的次级各绕组整流滤波后,得到各路直流
44、电压输出。电路中的D1、D2为快恢复阻尼二极管。C8、R4为尖峰脉冲吸收电路,用于减少Q1、Q2的开关损耗。C7为耦合电容,用于防止T3磁饱和。C9、C10用于正脉冲到来时,使开关管迅速导通。D3、D4用于正脉冲减小到阈值时,开关管迅速截止。R7、R11为开关管截止期间,电容C9、C10放电吸收电阻。R5、R10为和R8、R12为开关管的基极电阻和偏置电阻。六、多路直流输出电路T3次级各绕组输出的准矩形波,经半桥整流和各线圈、电容滤波后,得到波纹较小的+3.3V、5V、12V直流电压。由于各路直流电压具有电压低、电流大的特点,通常用低内阻的肖特基二极管作半桥整流,用低内阻的电解电容进行滤波,以
45、避免过大的损耗。在各路直流电压的输出端都接有负载电阻,再加上比拟完善保护电路,使ATX开关电源能够脱机工作。七、自动稳压电路自动稳压电路主要由+12V、+5V反应电阻R25、R26和TL494的1脚外接电阻R20、R21以及TL494内部的误差放大器I组成。当+12V、+5V因某种原因升高时,通过反应电阻R25、R26使TL494的1脚取样电压升高,当此电压超过4V时,TL494内部的误差放大器I输出高电平,通过IC内部比拟器控制输出脉宽减小,使输出电压下降,到达稳压的目的。反之亦反。八、输出电压保护电路输出电压保护电路主要由Q5、Q6、Q7及其外围元件组成。当+12V过压时,通过D、R46、
46、D14、D15、R44使Q7和Q5导通,TL494的14脚5V基准电压经Q5的ec结、D11,使TL494的4脚变成高电平,封锁8、11脚的调制脉冲输出,主开关电源停止工作。当+5V、+3.3V出现过压时,D1、D3击穿导通,D27导通,使Q6和Q5导通,TL494的14脚5V基准电压经Q5的ec结、D11,使TL494的4脚变成高电平,封锁8、11脚的调制脉冲输出,主开关电源停止工作。-12V经R29、-5V经D10,再一并经过R28,与+5V经R27汇合,使D9正端被箝位在零电位。只要-12V、-5V电压任一路过压向正的方向上升,都会毁坏D9正端的零电位,使D9导通,引发过压保护电路动作,
47、使主开关电源停止工作。D12、D13的作用,在待机时为PS-ON电路的Q10提供电压。九、+3.3V二次稳压电路为确保主板正常运行和安全,需要对+3.3V电压做进一步的稳压。在+3.3V电压的输出端,设有以TL431精细电压基准IC为核心的稳压电路。当+3.3V升高时,TL431的1端R电压上升,3端K电位下降,经R74使Q13导通,升高后的电压通过R71、Q13的e、c极,使D32导通,毁坏了+3.3V半桥整流的工作,而使整流输出电压降低,+3.3V电压愈加稳定。从以上分析能够看出,当主机关闭后,ATX开关电源一直处于休眠待命状态。所以,为防止电网电压波动而造成的危害,建议各位在不用主机时最好拔下电源插头。