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| 一、+5vsb、ps-on、pw-ok控制信號
+5vsb是供主機系統在atx待機狀態(tài)時(shí)的電源，以及開(kāi)閉自動(dòng)管理和遠程喚醒通訊聯(lián)絡(luò )相關(guān)電路的工作電源，在待機及受控啟動(dòng)狀態(tài)下，其輸出電壓均為5v高電平，使用紫色線(xiàn)由atx插頭9腳引出。 ps-on為主機啟閉電源或網(wǎng)絡(luò )計算機遠程喚醒電源的控制信號，不同型號的atx開(kāi)關(guān)電源，待機時(shí)電壓值為3v、3.6v、4.6v各不相同。 當按下主機面板的power開(kāi)關(guān)或實(shí)現網(wǎng)絡(luò )喚醒遠程開(kāi)機，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(xiàn)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(xiàn)由atx插頭8腳引出，待機狀態(tài)為零電平，受控啟動(dòng)電壓輸出穩定后為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(kāi)關(guān)電源人為喚醒，用一根導線(xiàn)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(guān)鍵，將atx電源由待機狀態(tài)喚醒為啟動(dòng)受控狀態(tài)，此時(shí)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(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇旋轉。上述操作亦可作為選購atx開(kāi)關(guān)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(jīng)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(shí)，二次繞組兩個(gè)輸出端的感應電勢為正，T3儲存的磁能轉化為電能經(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脈寬調制Tl494的12腳電源輸入端，該芯片14腳輸出穩壓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、脈寬調制電路
ps-on信號控制IC1的4腳死區電壓，待機時(shí)，主板啟閉控制電路的電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，ps-on信號高電平3.6v，IC10精密穩壓電路wl431的ur電位上升，uk電位下降，Q7導通，穩壓5v通過(guò)Q7的e、c極，R80、d25和d40送入IC1的4腳，當4腳電壓超過(guò)3v時(shí)，封鎖8、11腳的調制脈寬輸出，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腳輸出脈寬調制信號。IC1的輸出方式控制端13腳接穩壓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(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)變壓器初級繞組的激勵振蕩，T2次級它激振蕩產(chǎn)生的感應電勢作用于T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器的一次繞組，二次繞組的感應電勢經(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Q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腳出現高電平，8、11腳無(wú)驅動(dòng)脈沖輸出。隨著(zhù)c31的充電，IC1的啟動(dòng)由ps-on信號控制。
pw-ok產(chǎn)生電路由IC5電壓比較器LM393、Q21、c60及其周邊元件構成。 待機時(shí)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(dòng)后IC1的3腳電位上升，Q21由飽和導通進(jìn)入放大狀態(tài)，e極電位由穩壓5v經(jīng)R104對c60充電來(lái)建立，隨著(zhù)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。該信號相當于A(yíng)T電源的pg信號，在開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩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(dòng)系統。在主機運行過(guò)程中若遇市電掉電或用戶(hù)關(guān)機時(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(jīng)R63耦合到Q21的基極，隨著(zhù)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(shí)，IC5的輸出端1腳將立即從5v下跳到零電平，關(guān)機時(shí)pw-ok輸出信號比ATX開(kāi)關(guān)電源+5v輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機觸發(fā)系統在電源斷電前自動(dòng)關(guān)閉，防止突然掉電時(shí)硬盤(pán)磁頭來(lái)不及移至著(zhù)陸區而劃傷硬盤(pán)。 3.自動(dòng)穩壓控制電路 |
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隨著(zhù)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)電源供應器為例，詳細講解最新ATX開(kāi)關(guān)電源的工作原理和檢修方法，對其它型號的開(kāi)關(guān)電源供應器，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算機系統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(wú)工頻變壓器的脈寬調制變換型穩壓電源。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(guān)圖和內部結構實(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）。為防止負載過(guò)流或過(guò)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(guò)載保護電路。 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、脈寬調制控制電路、PS信號和PG信號產(chǎn)生電路、主電源電路及多路直流穩壓輸出電路、自動(dòng)穩壓穩流與保護控制電路。參照實(shí)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(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電路造成不良影響。TH1為負溫度系數熱敏電阻，起過(guò)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(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(guān)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(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)始導通。Ic流經(jīng)T3初級①~②繞組，使T3③~④反饋繞組產(chǎn)生感應電動(dòng)勢(上正下負)，通過(guò)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(shí)D7導通，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次級繞組產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢經(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（精密穩壓電路TL431），由于Q03飽和導通時(shí)次級繞組產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢比較平滑、穩定，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，從而導致Q1截止。反饋電流通過(guò)R06、R003、Q03的b、e極等效電阻對電容C02充電，隨著(zhù)C02充電電壓增加，流經(jīng)Q03的b極電流逐漸減小，使③~④反饋繞組上的感應電動(dòng)勢開(kāi)始下降，最終使T3③~④反饋繞組感應電動(dòng)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(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Q03導通的過(guò)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(shí)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(gè)輸出端的感應電動(dòng)勢為正，T3儲存的磁能轉化為電能經(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腳導通，IC3內發(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由截止轉為導通。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(zhù)C41充電電流逐漸減小，開(kāi)關(guān)管Q03的Ub電位上升，當Ub電位增加到Q03的be極的開(kāi)啟電壓時(shí)，Q03再次導通，又進(jìn)入下一個(gè)周期的振蕩。如此循環(huán)往復，構成一個(gè)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(dòng)勢為負，整流二級管D9和D50截止，流經(jīng)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(shí)，次級繞組兩個(gè)輸出端的感應電動(dòng)勢為正，T3儲存的磁能轉化為電能經(jīng)D9、D50整流輸出。其中D50整流輸出電壓經(jīng)三端穩壓器7805穩壓，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（脈寬調制集成電路KA7500B）的12腳（電源輸入端），經(jīng)IC2內部穩壓，從第14腳輸出穩壓+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為主電源激勵變壓器，當副電源開(kāi)關(guān)管Q03導通時(shí)，Ic流經(jīng)T3初級①~②繞組，使T3③~④反饋繞組產(chǎn)生感應電動(dòng)勢(上正下負)，并作用于T2初級②~③繞組，產(chǎn)生感應電動(dòng)勢(上負下正)，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①~④反饋繞組產(chǎn)生感應電動(dòng)勢(上正下負)，D3、D4截止，主電源開(kāi)關(guān)管Q01處于截止狀態(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為續流二極管，在開(kāi)關(guān)管Q01和Q02處于截止和導通期間能提供持續的電流。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初級繞組電路部分得以正常工作，從而在T2次級繞組上產(chǎn)生感應電動(dòng)勢送至推動(dòng)三極管Q3、Q4的c極，保證整個(gè)激勵電路能持續穩定地工作，同時(shí)，又通過(guò)T2初級繞組反作用于T1主開(kāi)關(guān)電源變壓器，使主電源電路開(kāi)始工作，為負載提供+3.3V、±5V、±12V工作電壓。 ATX微機開(kāi)關(guān)電源維修教程2 4、PS信號和PG信號產(chǎn)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(lái)的PS信號控制IC2的④腳(脈寬調制控制端)電壓。待機時(shí)，主板啟動(dòng)控制電路的電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，PS信號輸出高電平3.6V，經(jīng)R37到達IC1（電壓比較器LM339N）的⑥腳（啟動(dòng)端），由內部經(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，當上升的電壓超過(guò)3V時(shí)，關(guān)閉IC2⑧、11腳的調制脈寬電壓輸出，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，電源處于待機狀態(tài)。受控啟動(dòng)后，PS信號由主板啟動(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?font face="Times New Roman">0V），此時(shí)允許⑧、11腳輸出脈寬調制信號。IC2的13腳（輸出方式控制端）接穩壓+5V (由IC2內部14腳穩壓輸出+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(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次級繞組的激勵振蕩。T2初級它激振蕩產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢作用于T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器的初級繞組，從T1次級繞組的感應電動(dòng)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(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(wú)驅動(dòng)脈沖信號輸出。隨著(zhù)C35的充電，IC2的啟動(dòng)由PS信號電平高低來(lái)加以控制，PS信號電平為高電平時(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?chē)嫵?。待機時(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(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信號在開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩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(dòng)系統，在主機運行過(guò)程中若遇市電停電或用戶(hù)執行關(guān)機操作時(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)機時(shí)PG輸出信號比ATX開(kāi)關(guān)電源＋5V輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機觸發(fā)系統在電源斷電前自動(dòng)關(guān)閉，防止突然掉電時(shí)硬盤(pán)的磁頭來(lái)不及歸位而劃傷硬盤(pán)。 5、主電源電路及多路直流穩壓輸出電路 如圖8所示，微機受控啟動(dòng)后，PS信號由主板啟動(dòng)控制電路的電子開(kāi)關(guān)接地，允許IC2的⑧、11腳輸出脈寬調制信號，去控制與推動(dòng)三極管Q3、Q4的c極相連接的T2推動(dòng)變壓器次級繞組產(chǎn)生的激勵振蕩脈沖。T2的初級繞組由它激振蕩產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢作用于T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器的初級繞組，從T1次級①②繞組產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢經(jīng)D20、D28整流、L2（功率因素校正變壓器，也稱(chēng)低電壓扼流線(xiàn)圈。以它為主來(lái)構成功率因素校正電路，簡(jiǎn)稱(chēng)PFC電路，起自動(dòng)調節負載功率大小的作用。當負載要求功率很大時(shí)，則PFC電路就經(jīng)過(guò)L2來(lái)校正功率大小，為負載輸送較大的功率；當負載處于節能狀態(tài)時(shí)，要求的功率很小，PFC電路通過(guò)L2校正后為負載送出較小的功率，從而達到節能的作用。）第④繞組以及C23濾波后輸出—12V電壓；從T1次級③④⑤繞組產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢經(jīng)D24、D27整流、L2第①繞組及C24濾波后輸出—5V電壓；從T1次級③④⑤繞組產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢經(jīng)D21、L2第②③繞組以及C25、C26、C27濾波后輸出+5V電壓；從T1次級③⑤繞組產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢經(jīng)L6、L7、D23、L1以及C28濾波后輸出+3.3V電壓；從T1次級⑥⑦繞組產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢經(jīng)D22、L2第⑤繞組以及C29濾波后輸出+12V電壓。其中，每?jì)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，保證電路能夠持續穩定地工作。 |
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