ATX電源工作原理以及檢修詳解

　　ATX電源作用是把交流220V的電源轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用的直流5V，12V，24V的電源。檢修ATX開關(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。那么小編將分類討論ATX電源的工作原理及檢修方法。

　　一、+5VSB、PS-ON、PW-OK控制信號(hào)

　　ATX開關(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開關(guān)或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒遠(yuǎn)程開機(jī)，受控啟動(dòng)后PS-ON由主板的電子開關(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，開關(guān)電源風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。上述操作亦可作為選購(gòu)ATX開關(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開關(guān)電源無(wú)論是否開啟，其輔助電源一直在工作，為開關(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至輔助電源開關(guān)管Q15基極，另一路經(jīng)T3開關(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關(guān)斷開，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)制控制電路中沒有使用。

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