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ATX(电脑)电源电路图原理分析
ATX电源的控制电路如下图。控制电路采用TL494及LM339集成电路(以下简称494和339)。494是双排16脚集成电路,工作电压7~40V。它含有由{14}脚输出的+5V基准电源,输出电压为+5V(±0.05V),最大输出电流250mA;一个频率可调的锯齿波产生电路,振荡频率由{5}脚外接电容及{6}脚外接电阻来决定。{13}脚为高电平时,由{8}脚及{11}脚输出双路反相(即推挽工作方式)的脉宽调制信号。
图一 ATX电源控制电路
比较器是一种运算放大器,符号用三角形表示,它有一个同相输入端“+”;一个反相输入端“-”和一个输出端。
图二 TL494内部结构图
比较器同相端电平若高于反相端电平,则输出端输出高电平;反之输出低电平。494内的比较放大器有四个,为叙述方便,在上图中用小写字母a、b、c、d来表示。其中a是死区时间比较器。因两个作逆变工作的三极管串联后接到+310V的直流电源上,若两个三极管同时导通,就会形成对直流电源的短路。两个三极管同时导通可能发生在一个管子从截止转为导通,而另一个管子由导通转为截止的时候。因为管子在转换时有时间的延迟,截止的管子已经转为导通了,但导通的管子尚未完全转为截止,于是两个管子都呈导通状态而形成对直流电源的短路。为防止这样的事情发生,494设置了死区时间比较器a。从图中可以看出,在比较器a的反相输入端串联了一个“电源”,正极接反相端,负极接494的{4}脚。A比较器同相端输入的锯齿波信号,只有大于“电源”电压的部分才有输出,在三极管导通变为截止与截止转为导通期间,也就是死区时间,494没有脉冲输出,避免了对直流电源的短路。死区时间还可由{4}脚外接的电平来控制,{4}脚的电平上升,死区时间变宽,494输出的脉冲就变窄了,若{4}脚的电平超过了锯齿波的峰值电压,494就进入了保护状态,{8}脚和{11}脚就不输出脉冲了。494内部还有3个二输入端与门(用1、2、3表示)、两个二输入端与非门、反相器、T触发器等电路。与门是这样一种电路,只有所有的输入端都是高电平,输出端才能输出高电平;若有一个输入端为低电平,则输出端输出低电平。反相器的作用是把输入信号隔离放大后反相输出。与非门则相当于一个与门和一个反相器的组合。T触发器的作用是:每输入一个脉冲,输出端的电平就变化一次。如输出端Q为低电平,输入一个脉冲后,Q变为高电平,再输入一个脉冲,Q又回到低电平。
图三 LM339内部结构图
339是四比较器集成电路。 LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器,每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端,用“+”表示,另一个称为反相输入端,用“-”表示。用作比较两个电压时,任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平,它可选择LM339输入共模范围的任何一点),另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时,输出管截止,相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时,输出管饱和,相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态, LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管,在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻,选3-15K)。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时,它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。
按管脚的顺序把内部四个比较器设为A、B 、C 、D 比较器。494和339再配合其他电路,共同完成ATX电源的稳压,产生PW-OK信号及各种保护功能。
一、 产生PW-OK信号
PC主机要求各路电源稳定之后才工作,以保护各元器件不致因电压不稳而损坏,故设置了PW-OK信号(约+5V),主机在获得此信号后才开始工作。接通电源时,要求PW-OK信号比±5V、±12V、+3.3V电源延迟数百毫秒才产生,关机时PW-OK信号应比直流电源先消失数百毫秒,以便主机先停止工作,硬盘的磁头回复到着陆区,以保护硬盘。
ATX电源接通市电后,辅助电源立即工作。一方面输出 +5VSB电源,同时向494的{12}脚提供十几伏到二十多伏的直流电源。494从{14}脚输出+5V基准电源,锯齿波振荡器也开始起振工作。若主机未开机,PS-ON信号为高电平,经R37使339的B比较器{6}脚亦为高电平,因电阻R37小于R44,{6}脚电平高于{7}脚电平,B比较器输出端{1}脚输出低电平,经D36的钳位作用,A比较器的反相端{4}脚亦为低电平,其电平低于同相端{5}脚的电平,输出端{2}脚呈高电平,经R41使494的{4}脚为高电平,故494内部的死区时间比较器a输出低电平,与门1也因此输出低电平并进而使与门2和与门3输出低电平,封锁了振荡器的输出,{8}脚、{11}脚无脉冲输出,ATX电源无±5V、±12V、+3.3V电源输出,主机处于待机状态。因+5V、+12V电源输出为零,经电阻R15、R16使494的{1}脚电平亦为零,494的c比较器的输出端{3}脚输出亦为零,经R48使339的{9}脚亦为零电平,故339的C比较器的输出端{14}脚为零电平。另外,339的{1}脚低电平信号因D34的钳位作用,也使{14}脚为低电平,经R50和R63使{11}脚亦为低电平。因此D比较器的输出端{13}脚为低电平,也就是PW-OK信号为低电平,主机不会工作。开启主机时,通过人工或遥控操作闭合了与PS-ON相关的开关,PS-ON呈低电平,经R37使339的反相端{6}脚为低电平,B比较器{1}脚输出高电平,D35、D36反偏截止,A比较器的输出电平则由{5}脚与{4}脚的电平决定。正常工作时,{5}脚电平低于{4}脚电平,{2}脚输出低电平,经R41送到494的{4}脚,使{4}脚的电平变为低电平,锯齿波振荡信号可以从死区时间比较器a输出脉冲信号,另一方面,振荡信号送到了PWM比较器b的同相输入端,PWM比较器输出的脉冲信号的宽度,则是由494的{1}脚的电平(也就是负载的大小)与{16}脚的电平来决定。PWM比较器输出的脉冲信号,最后经缓冲放大器放大后,从{8}、{11}脚输出脉冲信号,ATX电源向主机输出±5V、±12V、+3.3V电源。此过程因C35的充电有数百毫秒的延时,但对主机开机并无影响。494的{1}脚从+5V、+12V经取样电阻R15、R16得到电压,其电平略高于{2}脚电平,{3}脚输出高电平,经R48使339的{9}脚得到高电平,其电平高于{8}脚电平,因而{14}脚输出高电平,此电平经R50与基准+5V电源经R64共同对C39充电,经数百毫秒后,{11}脚电平升到高于{10}脚电平时,D比较器{13}脚输出高电平,此电平经R49反馈至{11}脚,维持{11}脚处于高电平状态,故{13}脚输出稳定的高电平 PW-OK信号,主机检测到此信号后即开始正常工作。
关机时,主机内开关使PS-ON呈高电平,此时339的{6}脚电平高于{7}脚,{1}脚输出低电平,因二极管D34的钳位作用,{14}脚呈低电平,C39对C比较器及B比较器放电,很快{11}脚呈低电平,{13}脚输出低电平,即PW-OK信号呈低电平。在339的{1}脚为低电平时,经D36使{4}臆脚为低电平,{2}脚输出高电平,经R41传送到494的{4}脚,但因C35电位不能突变,经数百毫秒的放电后方使494的{4}脚转为高电平,从而封锁正负脉冲的输出 ,主机进入待机状态。上述的过程中,关机时C39和C35都要放电,但因放电时间常数不同,C39放电较快,故PW-OK信号先于各电源变成低电平,满足了主机关机的需要。此外,关机时因各路输出电源的电解电容放电需要时间,也使PW-OK信号先于各电源回到低电平。
二、 稳压
494的{2}脚经R47与基准电压+5V相连,维持较好的稳定电压,而{1}脚则与取样电阻R15、R16与+5V、+12V相连接,正常的情况下,{1}脚电平与{2}脚电平相等或略高。当输出电压升高时(无论+5V或+12V),{1}脚电平高于{2}脚电平,c比较器输出误差电压与锯齿波振荡脉冲在PWM比较器b进行比较使输出脉冲宽度变窄,输出电压回落到标准值,反之则促使振荡脉冲宽度增加,输出电压回升。由于494内的放大器增益很高,故稳压精度很好。从稳压的原理,我们可以得到ATX电源输出电压偏高或偏低的维修方法。如果输出电压偏低,可在494的{1}脚对地并联电阻,或是把R47的电阻增大。要是电源的输出偏高,则可在{2}脚对地并联电阻,也可以用增大R33或取下R69、R35来降低输出电压。
三、 过流保护
过流保护的原理是基于负载愈大,Q3、Q4集电极的脉冲电压也愈高,也即是R13(1.5kΩ)上的电压也愈高,从这里采样经D14整流和C36滤波,再经R54、R55并联电阻与R51、R56、R58等组成的分压电路送到494的{16}脚。随着负载的加重,{16}脚的电平也随之上升,当超过{15}脚的电平时,误差放大器输出的误差电压促使调制脉冲的宽度变窄从而使负载电流减小。另外,从R56、R58并联电阻获得的分压再经R52送到339的{5}脚,当{5}脚的电平超过{4}脚时,{2}脚即输出高电平送到494的{4}脚,494停止输出脉冲信号,终止±5V、±12V、+3.3V电源的输出,达到过流及短路保护的目的。需要说明的是:494的{16}脚电平的高低只能改变输出脉冲的宽度,但不影响494的{4}脚电平状态,而339的{5}脚电平一旦超过{4}脚的电平,339的{2}脚就送出高电平去封锁449的脉冲输出,终止±5V、±12V、+3.3V电源的输出,同时{2}脚的高电平经R59和二极管D39反馈到{5}脚,维持{5}脚处于高电平状态,此时若过载或短路状态消失,494的{4}脚仍维持高电平,±5V与±12V、+3.3V电源仍不能输出,只有切断交流市电的输入,再重新接通交流电,方可再次开机。
四,过压保护
过电压保护由R17和稳压管Z02并联电路从+5V采样,经D37送到339的{5}脚。若+5V电源由于某种原因升高,339的{5}脚电平也会随之升高,当超过{4}脚电平时,{2}脚即送出高电平去494的{4}脚,封锁±5V、±12V、+3.3V电源的输出,达到过电压保护的目的。正常工作时,R17上的压降不大,Z02截止送到{5}脚的电压较低,若+5V电源的电压上升,使R17上的压降超过Z02的稳压值,Z02导通,+5V电源上升后的电压值全部加到339的{5}脚上,促使其快速封锁494脉冲的输出,以保护电源。
五、欠压保护
欠压保护从-5V的D32及-12V处的R14取样,经R34和D37送到339的{5}脚。若因某种原因使输出电压过低时,-12V及 -5V电压的负值也会随之减小,也就是电压值上升,经R34及D37送往339的{5}脚使电平上升,339的{2}脚送出高电平到494的{4}脚,从而封锁 449脉冲的输出,实现欠压保护。二极管D32在导通时,其电压降与通过的电流基本无关,保持在0.6V~0.7V,于是-5V电压的减少量会全部传送到D32的负端,提高了欠压保护的灵敏度。
不好意思,好象不能插入图片
电脑电源的原理及修理
二
、常见电脑电源故障分析与维修
1.电源无输出
当电源在有负载情况下,测量不出各输出端的直流电压时即认为电源无输出。这时应先打开电源检查保险丝,通过保险丝熔断情况来分析故障范围。
1)保险丝熔断并发黑
说明有严重短路现象,应重点检查整流滤波和功率逆变电路。
(1)交流滤波电容C3、C4因交流浪涌电压击穿而短路,有些ATX电源交流滤波电路比较复杂,应检查是否有短路的元件。
(2)交流主回路桥式整流电路中某个二极管击穿。损坏原因:由于直流滤波电容C5、C6一般为330μF或470μF的大容量电解电容,瞬间充电电流可达20A以上。所以瞬间大容量的浪涌电流易造成整流桥中某个性能略差的整流管烧坏。另外交流浪涌电压也会击穿整流二极管而短路。
(3)整流滤波电路中的直流滤波电容C5、C6击穿,甚至发生爆裂现象。损坏原因:由于大容量的电解电容耐压一般为200V左右,而实际工作电压达到150V左右,接近额定值。因此,当输入电压产生波动或某些电解电容质量较差时,就容易发生击穿电容现象。另外当电解电容发生漏电时,就会严重发热而爆裂。
(4)直流变换电路中的功率开关晶体管VT1、VT2和换向二极管VD1、VD2击穿损坏。损坏原因:由于整流滤波后的输出电压一般高达300V左右,逆变功率开关管的负载又是感性负载,漏感所形成的电压峰值可能接近于600V,而VT1、VT2的耐压Vceo只有450V左右。因此当输入电压偏高时,某些耐压偏低的开关管将被击穿。所以可选择耐压更高的功率开关管。
2)保险丝熔断但不发黑
说明不是短路引起保险丝熔断。
(1)通电瞬间烧断保险,多为瞬间的大电流将保险冲断,如开机时直流滤波电容的充电电流。
(2)使用过程中烧断保险,多为负载过大所致。
3)保险丝未熔断
如电源无输出。而保险丝完好,则应检查电源控制线路中是否有开路、短路现象,以及过压、过流保护电路是否动作,辅助电源是否完好等。
(1)交流输入回路的限流电阻THR开路,此时测不到300V直流电压。开关电源采用220V直接整流滤波电路,当接通交流电压时会有较大的浪涌电流(电容充电电流),浪涌电流易造成限流电阻或保险丝熔断。
(2)辅助电源无+5V电压输出。应重点检查辅助电源电路中的相关元件,如辅助电源电路VT15振荡管损坏,VZ16稳压管、VD30、VD41二极管击穿短路,限流电阻R72或启动电阻R76断路等。
(3)脉宽调制芯片TL494损坏,电压比较器LM393损坏。另外如IC10、VT7短路,会使IC1的4脚的电压为高电平,而处于待机状态。
(4)直流输出端有短路,此时短路保护会起作用。其现象是开机瞬间电源指示亮,然后马上又熄灭。应仔细检查±5V、±12V线路是否有破损或电路板上有击穿的器件。一般最为常见+5V直流回路的肖特基二级管被击穿。
(5)直流输出过压,此时过压保护会起作用。此时应检查+5V、+12V自动稳压控制电路是否损坏,使自动稳压控制失效。
2.受控启动后直流电源无输出
(1)T2原边VT3、VT4推动管损坏,R54电阻阻值变大;
(2)半桥功率变换电路开关管VT1、VT2至少有一个开路;
(3)防偏磁电容C8容量变小或开路。
3.电源有输出,但开机不自检
这主要是因为电源的PW-OK信号延迟时间不够或无输出造成的。开机后,用电压表测量PW-OK的输出端(电源插头的8脚)有无+5V。此时应检查比较器LM393是否损坏。如因延时不够,则应检查延时电路中的电阻R104和电容C60。
4.电源负载能力差
电源负载能力差主要表现为:电源在轻负载情况下,如只向系统板、软驱供电时,能正常工作,而在配上大硬盘、扩充其他设备时,往往电源工作就不正常。这种情况一般是功率变换电路的开关管VT1、VT2性能不好,滤波电容器C5、C6容量不足。更换滤波电容时应注意2个电容的容量和耐压值必须一致。
5.电源输出电压不准
如果只有一档电压偏离额定值,而其他各档电压均正常,则是该档电压的集成稳压电路或整流二极管损坏。如全部偏离额定值,则是由IC1的1、2脚误差放大器,R39、C32误差放大器负反馈回路,取样电阻R33、R34、R35、构成+5V、+12V自动稳压控制电路有故障。
在更换电源电路中的二级管时要注意,因为逆变器工作频率较高,一般大于20kHz,另外负载电流也较大,故电源中+5V档采用肖特基高频整流二极管SBD,其余各档也采用恢复特性的高频整流二极管FRD。所以在更换时要尽可能找到相同类型的整流二极管,以免再次损坏。
6.风扇不转或发生响声
计算机电源的风扇通常采用接在+12V直流输出端的直流风扇。如果电源输入输出一切正常,而风扇不转,多为风扇电机损坏。如果发出响声,其原因之一是由于机器长期的运转或运输过程中的激烈振动引起风扇的4个固定螺钉松动;其二是风扇内部灰尘太多或含油轴承缺油,只要及时清理或加入适量的高级润滑油,故障就可排除。
ATX电源如何维修
一维修举例,
1,如果ATX电源上的风扇没有转动,请用万用表跨接在Pin9的+5SVB端上测量对地Pin15的电压,如果有+5V的电压,那么就有门道了,请看下一条。如果没有电压,一般请废弃这个电源,因为维修的难度就较大了。如果还想继续修理请往下看。
+5VSB只要ATX电源板上有供电就有+5VSB待机启动电压输出,没有电压,就是待机启动电源损坏,这部分电路是一个单独的小功率开头变压器电路,类似一个开关电源的手机的充电器电路。
ATX开关电源中,辅助电源电路是维系微机、ATX电源能否正常工作的关键。
其一,辅助电源向微机主板电源监控电路输出+5VSB待机电压,,当主板STR待机时,本单元电路负责给主板的内存供电以维持内存中的信息不丢失。
其二,向ATX电源内部脉宽调制芯片主工作IC TL494的12脚和推动变压器一次绕组提供直流工作电压+22V。只要ATX开关电源接入市电,无论是否启动微机,就有+5VSB待机启动电压输出。辅助电源电路处在高频、高压的自激振荡或受控振荡的工作状态,部分电路自身缺乏完善的稳压调控和过流保护,使其成为ATX电源中故障率最高的部位。
2.
将Pin 14和15短接,如果ATX电源上的风扇转动,说明有+12V输出,可能是波纹电压比较大不能正常使用。请打开电源,认真观察看看哪些电容“发泡”了,一律更换即可修好。注意:这里的电容一律使用+85℃或105℃以上的。
3.
将Pin 14和15短接,如果ATX电源上的风扇不转动,但测量紫色Pin9对地有+5VSB电压,这说明电源的主开关电路有故障。将Pin 14和15短接,电源上的风扇不转动,测量紫色Pin9对地有+5VSB电压。这类故障我的典型维修实例:
1). 打开电源盒,发现两个最大的电解电容有一个顶部发生爆浆现象,也就是示意电路图中的C1或者C2损坏一个,将这两个电容一起同时更换成相同规格的电容(耐压200V以上容量越大越好),故障排除。故障的原因是C1或C2任意损坏一个,主功率开关变压器就不能形成交流电流,所以就不能供电了。
2). 打开电源盒,发现内部电路板外观良好,没有明显的损坏痕迹,没有电容发泡现象。测量两个主功率开关三极管都正常,带电测量C1和C2上都有160V左右电压,正常。顺着向下检查时发现电容C3发生虚焊的现象,重焊后电源修复。C3是厚片状涤纶电容在外力的作用下容易发生晃动的现象而产生虚焊,估计是在生产的时候就已经轻微虚焊加上焊脚的锡量不足,后来能自己表现出虚焊来也就不足为怪了。
3). 打开电源盒,发现内部电路板外观良好,没有明显的损坏痕迹,没有电容发泡现象,但仔细观察主功率开关三极管,发现有一只象有轻微裂痕。经过测量,发现损坏,用两只MJE13007或两只BU508A(508A容易购得,彩电电源上用的电源管)将原来的两只主 功率开关三极对管更换,根据经验故障应该排除,但将Pin 14和15短接仍然是没有+5和+12V供电,不能正常工作。限于手头的工具只有万用表没有示波器等高级工具,维修只得动脑筋认真分析电路了。 我手头上没有相关的资料,只有对照电路板进行绘制主电路图了,绘制的电路图就是上面的示意图了,后来网上下载的有ATX电路图但都没有这个我自己绘制的电路示意图简单明了好用,所以在这特地再用电脑绘制下来供大家使用。现在+5VSB有,各个电容都正常,主功率开关三极管已经正常,看来故障应该是主功率开关三极管的基极没有驱动信号或者是驱动激励不足。加电并短接Pin 14和15实验没有什么动静,断电后摸主功率开关三极管的散热片还是常温,所以排除基极激励不足的可能性。确定下来故障的原因是基极没有驱动信号。可是目测主功率开关三极管的外围电路完全正常,主工作IC TL494有没有送出驱动主功率开关三极管的激励信号呢?给电源板正常通上电并短接Pin 14和15使电源处于正常工作状态,使用万用表的DB交流档,将两表针跨接在如图所示的推动变压器的冷端推动的AB两端上,测量竟然有将近10V≈的交流信号。这么高的电压估计是空负载造成的,也就是主工作IC TL494送出了驱动信号,但没有加到主功率开关三极管的基极上了。显然现在的故障范围缩小至两个地方了:推动变压器损坏或者是主功率开关三极管的基极耦合电路有问题。经过检查发现外观良好的R4、R5阻值变得很大,用1/8W的电阻更换故障排除。原来是原来的R4 R5所用的电阻是1/16W的电阻,功率太小所致,损坏了外表竟然还和新电阻一样,这个故障很有一定的隐蔽性。
4.
特殊问题解决一例,如有类似使用此法定可排除:现象:银河优质ATX电源,当市电供电不足,一有空调启动计算机便重启。这个现象曾经困扰了我一段时间。自己的UPS暂无法正常使用:电瓶供电时因CRT显示器被他人开启造成消磁线圈突然开启反冲高压损坏逆变MOS对管,郧西县城到处没有配到低电压大电流的逆变用MOS管,只得使用小功率MOS+大功率三极管的复合形式修复,带电视和显示器都没有问题,就是带电脑主机转入逆变时机子要重启。看来正常和逆变切换时的反应变慢引起重启。
修复:在ATX电源的如下图的圆圈部位,加装一个450V220uF的彩电用电容,固定在ATX电源内部,仍使用原来的UPS不再有类似故障出现。加装的电容要注意使用正品行货,安装时注意极性,不能接反,并且最低要有400V的耐压,+85℃或105℃耐温的,容量是越大越好。
5.
在我修过的ATX电源中的故障一般都是接电后将Pin 14和15短接没反应,50%的故障都是无+5V待机电压,只要将待机电源的开关管的基极到+310V之间的启动电阻换掉就可修复,此电阻的阻值一般在500K-600K左右,也可以换的较大点。待机电压有了不开机的原因多是+12V、+5V、+3.3V的整流管击穿,造成电源保护,也有是电容短路坏掉的。 在一些电源中还存在主电源滤波电容鼓起、漏电的故障。我碰到的基本就是这么几类故障,再复杂一点的就没有什么维修的价值了,因为买一个电源才几十元,再去费时费力是不值得的。
6.
ATX电源维修资料(1)主IC TL494芯片功能:12脚供电7-40V;14脚输出+5V Vref 稳压电源给保护电路、PG电路、PSON电路供电;4脚是PSON低电平电源开启有效的加入端;8脚和11脚是主功率开关三极管的基极驱动输出,在IC内部是三极管的C极输出。当4脚为低电平时8和11脚没有脉冲输出说明TL494损坏。(2)各路电压正常,但还是不能正常使用微机,这是没有PG信号的问题,顺着这个思路维修就可以了。这类故障非常少见,维修也不难,就不再详细说明了。PG信号流程:开机加电时,各路电压正常后延迟一会输出+5V PG信号告诉主板电源已经准备好了,你主板现在可以进入正式开机加载过程了。断电时,电压略有下降还有一点供电能力时PG信号就提前变成低电平,告诉主板电源马上要断电了,你马上进行关机处理。PG信号也称为P-OK或POWER_OK信号。为了验证是不是PG信号的问题可以人工模拟PG信号试试便可知道。(3)ATX电源的特点就是利用TL494芯片第4脚的“死驱控制”功能,当该脚电压为+5V时,TL494的第9、11脚无输出脉冲,使两个开关管都截止,电源就处于待机状态,无电压输出。而当第4脚为0V时,TL494就有触发脉冲提供给开关管,电源进入正常工作状态。辅助电源的一路输出送TL494,另一路输出经分压电路得到“+5VSB”和“PS-ON”两个信号电压,它们都为+5V。其中,“+5VSB”输出连接到ATX主板的“电源监控部件”,作为它的工作电压,要求“+5VSB”输出能提供10mA的工作电流。“电源监控部件”的输出与“PS-ON”相连,在其触发按钮开关(非锁定开关)未按下时,“PS-ON”为+5V,它连接到电压比较器U1的正相输入端,而U1负相输入端的电压为4.5V左右,这样电压比较器U1的输入为+5V,送到TL494的“死驱控制脚”,使ATX电源处于待机状态。当按下主板的电源监控触发按钮开关(装在主机箱的面板上),“PS-ON”变为低电平,则电压比较器U1的输出就为0V,使ATX主机电源开启。再按一次面板上的触发按钮开关,使“PS-ON”又变为+5V,从而关闭电源。同时也可用程序来控制“电源监控部件”的输出,使“PS-ON”变为+5V,自动关闭电源。如在WIN9X平台下,发出关机指令,ATX电源就自动关闭。
二维修举例
ATX是计算机的工作电源,作用是把交流220V的电源转换为计算机内部使用的直流5V,12V,24V的电源。本文对ATX电源的组成及工作原理做了详细的讲解,最后并附上ATX电源维修实例供大家参考,希望对大家解决ATX电源故障问题有所帮助。
ATX型电源电路的组成及工作原理
ATX开关电源,电路按其组成功能分为:交流输入整流滤波电路、脉冲半桥功率变换电路、辅助电源
电路、脉宽调制控制电路、PS-ON和PW-OK产生电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路。
请参照图1和ATX电源电路原理图。
1.PS-ON和PW-OK、脉宽调制电路
PS-ON信号控制IC1的4脚死区电压,待机时,主板启闭控制电路的电子开关断开,PS-ON信号高电3.6V,IC10精密稳压电路WL431的Ur电位上升,Uk电位下降,Q7导通,稳压5V通过Q7的e、c极,R80、D25和D40送入IC1的4脚,当4脚电压超过3V时,封锁8、11脚的调制脉宽输出,使T2推动变压器、T1主电源开关变压器停振,停止提供+3.3V、±5V、±12V的输出电压。 受控启动后,PS-ON信号由主板启闭控制电路的电子开关接地,IC10的Ur为零电位,Uk电位升至+5V,Q7截止,c极为零电位,IC1的4脚低电平,允许8、11脚输出脉宽调制信号。IC1的输出方式控制端13脚接稳压5V,脉宽调制器为并联推挽式输出,8、11脚输出相位差180度的脉宽调制控制信号,输出频率为IC1的5、6脚外接定时阻容元件的振荡频率的一半,控制Q3、Q4的c极所接T2推动变压器初级绕组的激励振荡,T2次级它激振荡产生的感应电势作用于T1主电源开关变压器的一次绕组,二次绕组的感应电势经整流形成+3.3V、±5V、±12V的输出电压。 推动管Q3、Q4发射极所接的D17、D18以及C17用于抬高Q3、Q4发射极电平,使Q3、Q4基极有低电平脉冲时能可靠截止。C31用于通电瞬间封锁IC1的8、11脚输出脉冲,ATX电源带电瞬间,由于C31两端电压不能突变,IC1的4脚出现高电平,8、11脚无驱动脉冲输出。随着C31的充电,IC1的启动由PS-ON信号控制。
PW-OK产生电路由IC5电压比较器LM393、Q21、C60及其周边元件构成。 待机时IC1的反馈控制端3脚为低电平,Q21饱和导通,IC5的3脚正端输入低电位,小于2脚负端输入的固定分压比,1脚低电位,PW-OK向主机输出零电平的电源自检信号,主机停止工作处于待命休闲状态。受控启动后IC1的3脚电位上升,Q21由饱和导通进入放大状态,e极电位由稳压5V经R104对C60充电来建立,随着C60充电的逐渐进行,IC5的3脚控制电平逐渐上升,一旦IC5的3脚电位大于2脚的固定分压比,经正反馈的迟滞比较器,1脚输出高电平的PW-OK信号。该信号相当于AT电源的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PW-OK电源完好的信号后启动系统。在主机运行过程中若遇市电掉电或用户关机时,ATX开关电源+5V输出端电压必下跌,这种幅值变小的反馈信号被送到IC1组件的电压取样放大器同相端1脚后,将引起如下的连锁反应:使IC1的反馈控制端3脚电位下降,经R63耦合到Q21的基极,随着Q21基极电位下降,一旦Q21的e、b极电位达到0.7V,Q21饱和导通,IC5的3脚电位迅速下降,当3脚电位小于2脚的固定分压电平时,IC5的输出端1脚将立即从5V下跳到零电平,关机时PW-OK输出信号比ATX开关电源+5V输出电压提前几百毫秒消失,通知主机触发系统在电源断电前自动关闭,防止突然掉电时硬盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。
2.辅助电源电路
只要有交流市电输入,ATX开关电源无论是否开启,其辅助电源一直在工作,为开关电源控制电路提供工作电压。市电经高压整流、滤波,输出约300V直流脉动电压,一路经R72、R76至辅助电源开关管Q15基极,另一路经T3开关变压器的初级绕组加至Q15集电极,使Q15导通。T3反馈绕组的感应电势(上正下负)通过正反馈支路C44、R74加至Q15基极,使Q15饱和导通。反馈电流通过R74、R78、Q15的b、e极等效电阻对电容C44充电,随着C44充电电压增加,流经Q15基极电流逐渐减小,T3反馈绕组感应电势反相(上负下正),与C44电压叠加至Q15基极,Q15基极电位变负,开关管迅速截止。 Q15截止时,ZD6、D30、C41、R70组成Q15基极负偏压截止电路。反馈绕组感应电势的正端经C41、R70、D41至感应电势负端形成充电回路,C41负极负电压,Q15基极电位由于D30、ZD6的导通,被箝位在比C41负电压高约6.8V(二极管压降和稳压值)的负电位上。同时正反馈支路C44的充电电压经T3反馈绕组,R78,Q15的b、e极等效电阻,R74形成放电回路。随着C41充电电流逐渐减小,Ub电位上升,当Ub电位增加到Q15的b、e极的开启电压时,Q15再次导通,又进入下一个周期的振荡。 Q15饱和期间,T3二次绕组输出端的感应电势为负,整流管截止,流经一次绕组的导通电流以磁能的形式储存在T3辅助电源变压器中。当Q15由饱和转向截止时,二次绕组两个输出端的感应电势为正,T3储存的磁能转化为电能经BD5、BD6整流输出。其中BD5整流输出电压供Q16三端稳压器7805工作,Q16输+5VSB,若该电压丢失,主板就不会自动唤醒ATX电源启动。BD6整流输出电压供给IC1脉宽调制TL494的12脚电源输入端,该芯片14脚输出稳压5V,提供ATX开关电源控制电路所有元件的工作电压。
3.自动稳压控制电路
IC1的1、2脚电压取样放大器正、负输入端,取样电阻R31、R32、R33构成+5V、+12V自动稳压电路。
当输出电压升高时(+5V或+12V),由R31取得采样电压送到IC1的1脚和2脚基准电压相比较,输出误差电压与芯片内锯齿波产生电路的振荡脉冲在PWM比较器进行比较放大,使8、11脚输出脉冲宽度降低,输出电压回落至标准值的范围内,反之稳压控制过程相反,从而使开关电源输出电压稳定。IC1的电流取样放大器负端输入15脚接稳压5V,正端输入16脚接地,电流取样放大器在脉宽调制控制电路中没有使用。
电源电路原理图求讲解
分析如下:
最前面的是个整流桥,后面的c1是个大电容起缓冲的作用,LM2576是个电源芯片,接着后面的L1、C2、C3都是滤波作用,使电压更能够稳定!D3是电源指示灯!D2是当关断电源时,电感中还储存着部分能量,通过下图消耗!
扩展资料:
电路:由金属导线和电气、电子部件组成的导电回路,称为电路。在电路输入端加上电源使输入端产生电势差,电路连通时即可工作。
电流的存在可以通过一些仪器测试出来,如电压表或电流表偏转、灯泡发光等;按照流过的电流性质,一般把它分为两种:直流电通过的电路称为“直流电路”,交流电通过的电路称为“交流电路”。
(参考资料:百度百科:电路)
电视机开关电源工作原理及维修方法请教
的电源供电脚是(5)脚,(10)脚外接C530及内部电路组成锯齿波振荡器。(6)脚外接R522所设定的基准电流为C530提供固定的充放电电流,所以TDA8380的振荡频率由R522和C530的时间常数决定,本机为34KHZ。由TDA8380的(1)脚和(15)脚输出的正、反向激励电流均送到开关管Q502的B极,使Q502工作在开关状态。采用反向激励的目的是使Q502能迅速截止。正向激励使Q502饱和的同时向C525充电,在 Q502截止时,C525上所充的电压成为反向激励管的电源。D511—D514这四个二极管使Q502截止时保持2.8V的反向偏压。 稳压电路 开关电源的输出电压大小,决定于开关脉冲电平占空比,而TDA8380的开关脉冲占空比受(9)脚输入电压电平影响。 稳压电路主要由Q503、Q504、IC502等元件组成。Q503、Q504组成的差分放大器即为误差取样电路,D519为Q503的B极提供基准电压,Q504的B极随输出电压的变化而变化。当输出电压偏高时,Q504的导通程度减小,Q503的C极电流被分流减小,IC502的电流增加, IC502的(4)、(5)脚内阻减小,IC501的(9)脚电压降低,调宽脉冲的占空系数变小,使输出电压降低,达到了稳压目的。调节VR504,可改变输出电压的大小。 保护电路 1、过压保护 过压保护由IC501(7)脚控制。TDA8380的工作电压为9V—20V,如低于8.4V或高于23V电路即保护。本机IC501的工作电压设计为15V,经R523、R524分压而送到IC501(7)脚的电压为2.3V。该电压来自T501的反馈电路,与交流输入电压及115V输出电压成正比关系,如220V升高或115V输出过高,使IC501的(7)脚电压到3.6V时,保护电路便开始动作。 2、欠压保护 当220V输入电压过低时,如IC501的(5)脚电压低于8.4V时,欠压保护电路开始动作。 3、过流保护 过流保护由Q502的E极电流检测电阻R527、R528及IC501的(13)、(14)脚组成。R527、R528上的压降反映了Q502的E极电流大小,该电压由IC501的(14)脚输入。正常工作时(13)脚的电压为1.3V,(14)脚的电压为0.1V,当U(13)-U(14) 0.2V时,保护电路开始动作。 4、防磁保护 防磁保护电路由R517及IC501(3)脚内部电路组成。T501 (7)、(9)脚反馈绕组感应得到脉冲信号,经R517和R521分压,送到IC501的(3)脚,由内部电路进行退磁检测,当判断T501尚有积累储能时,便暂时关闭选通门,使开关脉冲延时输出。 慢启动电路 慢启动电路是通过IC501(12)脚外接电容C529控制的。当IC501(5)脚加入工作电压时,(10)脚的振荡电路开始振荡,但是加至脉宽调制器的直流电压还要受到慢启动电路影响。接通电源时,C529瞬间导通,(12)脚电压瞬间为0,使直流控制电平也为0。随着C529的充电,(12)脚的电压逐渐上升到正常值(约2.8V),调宽脉冲的占空系数也由0逐渐上升到额定值,因此Q502的导通电流使逐渐增大,即实现了慢启动。 待机/开机 在待机状态时,Q506导通,Q505截止,无12V行振荡电压输出,行输出电路停止工作。
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