ATX開關(guān)電源工作原理與維修實例_圖文_百度文庫

1、ATX開關(guān)電源工作原理與維修實例ATX是計算機(jī)的工作電源，作用是把交流220V的電源轉(zhuǎn)換為計算機(jī)內(nèi)部使用的直流5V，12V，24V的電源。本文對ATX電源的組成及工作原理做了詳細(xì)的講解，最后并附上ATX電源維修實例供大家參考，希望對大家解決ATX電源故障問題有所幫助。ATX型電源電路的組成及工作原理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、自動穩(wěn)壓與保護(hù)控制電路、多路直流穩(wěn)壓輸出電路。請參照圖1和ATX電源電路原理圖。1.PS-ON和PW-OK、脈寬調(diào)制電路PS-ON信號控制IC1的4腳死區(qū)

2、電壓，待機(jī)時，主板啟閉控制電路的電子開關(guān)斷開，PS-ON信號高電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Q7的e、c極，R80、D25和D40送入IC1的4腳，當(dāng)4腳電壓超過3V時，封鎖8、11腳的調(diào)制脈寬輸出，使T2推動變壓器、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。 受控啟動后，PS-ON信號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。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

3、，8、11腳輸出相位差180度的脈寬調(diào)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(chǎn)生的感應(yīng)電勢作用于T1主電源開關(guān)變壓器的一次繞組，二次繞組的感應(yīng)電勢經(jīng)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(qū)動脈沖輸出。隨著C31的充電，IC1的

4、啟動由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(gòu)成。 待機(jī)時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，主機(jī)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(dǎo)通進(jìn)入放大狀態(tài)，e極電位由穩(wěn)壓5V經(jīng)R104對C60充電來建立，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。該信號相當(dāng)于AT電源的PG信號，在

5、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)檢測到PW-OK電源完好的信號后啟動系統(tǒng)。在主機(jī)運行過程中若遇市電掉電或用戶關(guān)機(jī)時，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，IC5的輸出端1腳將立即從5V下跳到零電平，關(guān)機(jī)時PW-OK輸出信號比ATX開關(guān)電源+5V輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機(jī)

6、觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動關(guān)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。2.輔助電源電路只要有交流市電輸入，ATX開關(guān)電源無論是否開啟，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)變壓器的初級繞組加至Q15集電極，使Q15導(dǎo)通。T3反饋繞組的感應(yīng)電勢（上正下負(fù)）通過正反饋支路C44、R74加至Q15基極，使Q15飽和導(dǎo)通。反饋電流通過R74、R78、Q15的b、e極等效電阻對電容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)電勢反

7、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，ZD6、D30、C41、R70組成Q15基極負(fù)偏壓截止電路。反饋繞組感應(yīng)電勢的正端經(jīng)C41、R70、D41至感應(yīng)電勢負(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，Q15再次導(dǎo)通，又進(jìn)入下一個周期的振蕩。 Q15飽和期

8、間，T3二次繞組輸出端的感應(yīng)電勢為負(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存在T3輔助電源變壓器中。當(dāng)Q15由飽和轉(zhuǎn)向截止時，二次繞組兩個輸出端的感應(yīng)電勢為正，T3儲存的磁能轉(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+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(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。3.自動穩(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

9、穩(wěn)壓電路。當(dāng)輸出電壓升高時（+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。關(guān)于+5VSB、PS-ON、PW-OK控制信號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控制信號的組合來實現(xiàn)電源的開啟和關(guān)閉。 +5VSB是供主機(jī)系統(tǒng)

10、在ATX待機(jī)狀態(tài)時的電源，以及開閉自動管理和遠(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)計算機(jī)遠(yuǎn)程喚醒電源的控制信號，不同型號的ATX開關(guān)電源，待機(jī)時電壓值為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是供主板檢測電源好壞的輸出信號，使用灰色線由ATX插頭8腳引出，待機(jī)狀態(tài)為零電平，受控啟動電壓輸出穩(wěn)定后為5V高電平。電源輸出插頭如圖-3所示電源的檢測脫機(jī)帶電檢

11、測ATX電源，首先測量在待機(jī)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(guān)電源人為喚醒，用一根導(dǎo)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(guān)鍵，將ATX電源由待機(jī)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(guān)電源風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。上述操作亦可作為選購ATX開關(guān)電源脫機(jī)通電驗證的方法。電源的維修我們已經(jīng)知道計算機(jī)開關(guān)電源的工作原理。只要將交流電源（220V）接通，全橋或

12、二極管（圖-4、 圖-5）將交流電（220V）整流成為高電壓的脈沖直流電，再經(jīng)過電容（圖6）濾波后成為300V的高壓直流電壓，而后進(jìn)入控制電路。此時，控制電路控制大功率開關(guān)三極管將高壓直流電按照一定的高頻頻率分批送到高頻變壓器（圖7）的初級。在高頻變壓器的次級線圈輸出的降壓后的高頻低壓交流電通過整流濾波轉(zhuǎn)換為能使電腦工作的低電壓強(qiáng)電流的直流電壓。其中，控制電路是必不可少的部分。它能有效的監(jiān)控輸出端的電壓值，并向功率開關(guān)三極管發(fā)出信號控制電壓上下調(diào)整的幅度。在計算機(jī)開關(guān)電源中，由于電源輸入部分工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下一些電子元件，故障率最高；如限流電阻、熱敏電阻（NTC）、整流橋或整流二極管

13、，其次輸出直流部分的整流二極管、保護(hù)二極管、大功率開關(guān)三極管較易損壞。當(dāng)計算機(jī)電源出故障時，怎樣著手檢修呢？通過對多臺電源的維修，總結(jié)出了對付電源常見故障的方法。一是用萬用表測量脈寬調(diào)制器TL494的4腳電壓，它是保護(hù)電路的關(guān)鍵測試點。二是從+5VSB、PS-ON和PW-OK信號入手來定位故障區(qū)域，是快速檢修中行之有效的方法。具體操作原則是：1、在斷電情況下，“望、聞、問、切”由于檢修電源要接觸到220V電壓，人體一旦接觸36V以上的電壓就有生命危險。因此，在有可能的條件下，盡量先檢查一下在斷電狀態(tài)下有無明顯的短路、元器件損壞故障。首先，打開電源的外殼，檢查保險絲（圖-8）是否熔斷，再觀察電源

14、的內(nèi)部情況，如果發(fā)現(xiàn)電源的PCB板上元件破裂，則應(yīng)重點檢查此元件，一般來講這是出現(xiàn)故障的主要原因；聞一下電源內(nèi)部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件；問一下電源損壞的經(jīng)過，是否對電源進(jìn)行違規(guī)的操作，這一點對于維修任何設(shè)備都是必須的。在初步檢查以后，還要對電源進(jìn)行更深入地檢測。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，如果電阻值過低，說明電源內(nèi)部存在短路，正常時其阻值應(yīng)能達(dá)到100千歐以上；電容器應(yīng)能夠充放電，如果損壞，則表現(xiàn)為AC電源線兩端阻值低，呈短路狀態(tài)，否則可能是開關(guān)三極管Q1、Q2擊穿。 然后檢查直流輸出部分。脫開負(fù)載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應(yīng)有電容器充

15、放電擺動，最后指示的應(yīng)為該路的泄放電阻的阻值。否則多數(shù)是整流二極管反向擊穿所致。2、加電檢測在通過上述檢查后，就可通電測試。這時候才是關(guān)鍵所在，需要有一定的經(jīng)驗、電子基礎(chǔ)及維修技巧。一般來講應(yīng)重點檢查一下電源的輸入端、開關(guān)三極管、電源保護(hù)電路以及電源的輸出電壓、電流等。如果電源啟動一下就停止，則該電源處于保護(hù)狀態(tài)下，可直接測量TL494的4腳電壓，正常值應(yīng)為0.4V以下，若測得電壓值為+4V以上，則說明電源的處于保護(hù)狀態(tài)下，應(yīng)重點檢查產(chǎn)生保護(hù)的原因。 另外，+5VSB是供主機(jī)系統(tǒng)在ATX待機(jī)狀態(tài)時的電源，所以當(dāng)電源一加入市電220V后，+5VBS端就應(yīng)有+5V電壓輸出的特點，可先檢測這一點電壓

16、的有無，若有+5V電壓說明輔助電源是好的，故障在主控電源電路中，應(yīng)在主控電源電路中查明故障的原因。由于接觸到高電壓，建議沒有電子基礎(chǔ)的朋友要小心操作。常見故障實例1.保險絲熔斷一般情況下，保險絲熔斷說明電源的內(nèi)部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，電網(wǎng)電壓的波動、浪涌都會引起電源內(nèi)電流瞬間增大而使保險絲熔斷。重點應(yīng)檢查電源輸入端的整流二極管，高壓濾波電解電容，逆變功率開關(guān)管等，檢查一下這些元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實是保險絲熔斷，應(yīng)該首先查看電路板上的各個元件，看這些元件的外表有沒有被燒糊，有沒有電解液溢出。如果沒有發(fā)現(xiàn)上述情況，則用萬用表進(jìn)行測量，如果測量出來兩個大功

17、率開關(guān)管e、 c極間的阻值小于100k，說明開關(guān)管損壞。其次測量輸入端的電阻值，若小于200k，說明后端有局部短路現(xiàn)象。2.無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定如果保險絲是完好的，可是在有負(fù)載情況下，各級直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的：電源中出現(xiàn)開路、短路現(xiàn)象，過壓、過流保護(hù)電路出現(xiàn)故障，振蕩電路沒有工作，電源負(fù)載過重，高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿，濾波電容漏電等。這時，首先用萬用表測量系統(tǒng)板+5V電源的對地電阻，若大于0.8，則說明電路板無短路現(xiàn)象；然后將電腦中不必要的硬件暫時拆除，如硬盤、光盤驅(qū)動器等，只留下主板、電源、蜂鳴器，然后再測量各輸出端的直流電壓，如果這時輸出為零，

18、則可以肯定是電源的控制電路出了故障。3.電源負(fù)載能力差電源負(fù)開能力差是一個常見的故障，一般都是出現(xiàn)在老式或是工作時間長的電源中，主要原因是各元器件老化，開關(guān)三極管的工作不穩(wěn)定，沒有及時進(jìn)行散熱等。應(yīng)重點檢查穩(wěn)壓二極管是否發(fā)熱漏電，整流二極管損壞、高壓濾波電容損壞、晶體管工作點未選擇好等。4、通電無電壓輸出，電源內(nèi)發(fā)出吱吱聲。這是電源過載或無負(fù)載的典型特征。先仔細(xì)檢查各個元件，重點檢查整流二極管、開關(guān)管等。經(jīng)過仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)一個整流二極管1N4001的表面已燒黑，而且電路板也給燒黑了。找同型號的二極管換下，用萬用表一測量果然是擊穿的。接上電源，可風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，吱吱聲依然。用萬用表量12V輸出只有0.2V，5V只有0.1V。這說明元件被擊穿時電源啟動自保護(hù)。測量初級和次級開關(guān)管，發(fā)現(xiàn)初級開關(guān)管中有一個已損壞，用相同型號的開關(guān)管換上，故障排除，一切正常。5、沒有吱吱聲，上一個保險絲就燒一個保險絲。由于保險絲不斷地熔斷，搜索范圍就縮小了?？赡苄灾挥?個：1、 整流橋擊穿；2、 大電解電容擊穿；3、 過壓保護(hù)元件壓敏電阻擊穿；4、 初級開關(guān)管擊穿。電源的整流橋一般是分立的四個整流二極管，或是將四個二極管固化在一起。將整流橋拆下一量是正常的。大電解電容拆下測試后也正常（注意焊回時要注意正負(fù)極），過壓保護(hù)元件壓敏電阻也是正常