ATX電源原理與維修

會計學1ATX電源原理與維修第一節(jié)計算機開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)及原理

一、計算機開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)

1．ATX電源與AT電源的區(qū)別目前計算機開關(guān)電源有AT和ATX兩種類型。ATX電源與AT電源的區(qū)別為：

1）待機狀態(tài)不同

ATX電源增加了輔助電源電路，只要220V市電輸入，無論是否開機，始終輸出一組+5VSB待機電壓，供PC機主板電源監(jiān)控單元、網(wǎng)絡(luò)通信接口、系統(tǒng)時鐘芯片等使用，為ATX電源啟動作準備。

2）電源啟動方式不同AT電源采用交流電源開關(guān)直接控制電源的通斷，ATX電源則采用點動式電源啟閉按鈕，實質(zhì)是用PS-ON直流控制信號啟動/關(guān)閉電源。具有鍵盤開/關(guān)機、定時開/關(guān)機、Modem喚醒遠程開／關(guān)機、軟件關(guān)機等控制功能。

3）輸出電壓不同AT電源共有四路輸出(±5V、±12V)，另向主板提供一個PG電源準備就緒的信號。ATX電源PW-0K信號與PG信號功能相同，還增加了+3.3V、+5VSB供電輸出和PS-ON電源啟閉控制信號，其中+3.3V向CPU、PCI總線供電。各檔電壓的輸出電流值大約如下：+5V+12V-5V-12V+3.3V+5VSB21A6A0.3A0.8A14A0.8A第2頁/共53頁第1頁/共53頁1）ATX電源Intel于1997年2月推出ATX2.01標準。與AT電源相比，主要增加了+3.3V和+5VStandBY兩路輸出和一個PS-ON信號，3.3V電壓向CPU供電。+5VStandBY也稱為輔助+5V，只要插上220V的交流電，輔助電源就輸出電壓+5V。PS-ON信號是主板向電源提供的電平信號，低電平時電源啟動，高電平時電源關(guān)機。利用+5VStandBY和PS-ON信號可以實現(xiàn)軟件開關(guān)機器、鍵盤開機、網(wǎng)絡(luò)喚醒等功能。輔助+5V始終是工作的。有些ATX電源上加了一個開關(guān)，用該開關(guān)可切斷交流電源輸入，徹底關(guān)機。接主板的輸出插頭為20芯插頭，其余不變。第3頁/共53頁第2頁/共53頁部件主板CPU光驅(qū)軟硬盤內(nèi)存顯卡多媒體合計使用電壓3.3V、5V、12V3.3V、5V5V、12V5V、12V3.3V、5V3.3V、5V5V、12V

消耗功率20~40W20~65W15~20W20~35W5~10W10~15W10~20W100~205W2．電源的技術(shù)指標

l）輸出電壓的穩(wěn)定性輸出電壓太低，計算機無法工作，輸出電壓太高會燒壞計算機。2）輸出電壓的紋波紋波是指直流中的交流分量。紋波應(yīng)越小越好。3）電壓保持時間當電網(wǎng)突然停電時，后備式的UPS會切換供電，不過這一般需要2～10ms，電源應(yīng)能靠儲能元件中存儲的電量維持短暫的供電，一般優(yōu)質(zhì)的電源的保持時間可以達12～18ms，確保UPS切換期間的正常供電。

4）PowerGood信號

PowerGood信號簡稱為PG或POK信號，也叫電源準備好信號。只有該信號正常，主機才能開始工作。電源接通后，各路直流輸出電壓已達到最低檢測電平(輸出為4.75V)，而PG信號電壓為0V；經(jīng)過100～500ms的延時，PG電壓為5V，發(fā)出“電源正常”的信號。5）電源功率表1-1主機功率由于需要擴充設(shè)備，電源的功率不能太小。一般選大于250W的電源。第4頁/共53頁第3頁/共53頁第一節(jié)計算機開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)及原理4）主板綜合供電插頭接口不同

AT電源的6芯P8和P9電源插頭，在ATX結(jié)構(gòu)中被20芯雙列直排插頭所替代，具有可靠的防插反裝置。對于Pentium4機型的ATX電源，除大4芯(D形)和小4芯電源接口插頭外，還增加4芯12VCPU專用電源插頭及6芯+3.3V、+5V電源增強型插頭。

2．計算機開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)目前，計算機電源大多采用他激雙管半橋定頻調(diào)寬式開關(guān)電源。電源中還輸出一個特殊的“POWERGOOD”信號。電源開啟后PG信號為低電平，送給系統(tǒng)時鐘電路，由該信號產(chǎn)生一個復(fù)位信號(RESET)用于系統(tǒng)復(fù)位。經(jīng)100～500ms的延時后，PG信號由低電平變成高電平，系統(tǒng)復(fù)位結(jié)束，主機啟動并開始正常運行。PG信號作用就是當電源輸出的直流電壓均穩(wěn)定后，才使系統(tǒng)初始化復(fù)位，以保證計算機系統(tǒng)狀態(tài)的穩(wěn)定與可靠。由此可見，當電源正常時，PG信號也正常，系統(tǒng)能夠正常啟動，否則系統(tǒng)無法進入啟動狀態(tài)。他激式脈寬調(diào)制ATX開關(guān)電源電路主要由交流輸入整流濾波電路、輔助電源電路、TL494脈寬調(diào)制電路、半橋式功率變換電路、PS-ON和PW-OK產(chǎn)生電路、自動穩(wěn)壓與保護控制電路、多路直流穩(wěn)壓輸出電路等組成。他激式開關(guān)穩(wěn)壓電源原理結(jié)構(gòu)框圖如圖12-1所示。第5頁/共53頁第4頁/共53頁第一節(jié)計算機開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)及原理第6頁/共53頁第5頁/共53頁第一節(jié)計算機開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)及原理

二、他激式開關(guān)電源的基本原理

220V交流電經(jīng)交流濾波電路濾除外來的雜波信號，再經(jīng)橋式整流和濾波電路后得到約300V的直流電，送給半橋式功率變換電路進行功率轉(zhuǎn)換。功率變換電路中的開關(guān)功率管在脈沖寬度調(diào)制控制組件(TL494)輸出的脈沖控制和驅(qū)動下，工作在開關(guān)狀態(tài)，從而將300V直流電切換成寬度可變的高頻脈沖電壓。高頻脈沖電壓經(jīng)高頻變壓器向外輸出脈沖交流電給高頻整流濾波電路，經(jīng)高頻整流濾波后便可得到計算機所需的各種直流電壓。輸出電壓下降或上升時，由取樣電路將取樣信號送入控制電路，經(jīng)過其內(nèi)部調(diào)制，由控制電路的輸出端將變寬的或變窄的驅(qū)動脈沖送至兩個開關(guān)功率管(如圖12-2所示)，使變換電路產(chǎn)生的高頻脈沖方波也隨之變寬或變窄，由此改變輸出電壓平均值的大小，從而使直流電壓基本穩(wěn)定在所需的電壓值上。另外，ATX電源一般都具有保護電路，進行過壓、過流保護和欠壓保護，以保證計算機的安全。第7頁/共53頁第6頁/共53頁第一節(jié)計算機開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)及原理第8頁/共53頁第7頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析

一、ATX開關(guān)電源電路組成

1．各功能電路組成

ATX開關(guān)電源由交流輸入整流濾波電路，輔助電源電路，脈寬調(diào)制控制電路，半橋功率變換電路，PS-ON和PW-OK產(chǎn)生電路，自動穩(wěn)壓與保護控制電路，多路直流穩(wěn)壓輸出電路等組成。

2．直流電源額定輸出ATX開關(guān)電源其20芯電源插頭各引腳定義如圖12-3所示。第9頁/共53頁第8頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析

電壓驅(qū)動型脈寬調(diào)制芯片TL494采用7～41V的工作電壓，內(nèi)部基準電壓為5V，最高工作頻率300kHz，可推挽/單端輸出，最大輸出電流為250mA。內(nèi)部框圖如圖12-4所示，引腳功能見表12-1。3．脈寬調(diào)制芯片TL494第10頁/共53頁第9頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析

表12-1TL494集成電路引腳功能引腳功能說明引腳功能說明12345678誤差放大器同相輸入端誤差放大器反相輸入端脈寬調(diào)整控制死區(qū)電位控制振蕩器定時電容外接端振蕩器定時電阻外接端電路地輸出1910111213141516

輸出1

輸出2

輸出2

電路供電端Vcc

輸出方式控制基準電壓輸出控制放大器反相輸入端控制放大器同相輸入端第11頁/共53頁第10頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析

二、ATX開關(guān)電源工作原理

ATX開關(guān)電源的電路圖如圖12-5所示。第12頁/共53頁第11頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析1．ATX開關(guān)電源待機狀態(tài)

1）交流輸入整流濾波電路

220V交流電經(jīng)熱敏電阻THR、交流保險FU；C3、C4交流濾波電路，進入由VR1至VR4二極管組成的橋式整流電路。在C5、C6串聯(lián)濾波電容和R2、R3均壓電阻上得到300V的直流電壓，作為半橋功率變換電路及輔助電源電路的工作電壓。熱敏電阻用作開機瞬間的限流，以防燒斷保險。交流濾波電路用來濾除外來的交流干擾。

2）輔助電源電路及+5VSB輸出

300V直流電壓經(jīng)R72限流，向由振蕩管VT15、變壓器T3、定時電路C44、R74等組成的輔助電源電路供電，產(chǎn)生脈沖振蕩。圖中C42、R77組成VT15集電極尖峰抑制電路，當VT15集電極電流被關(guān)斷時，利用C42的充電特性，抑制集電極尖峰電壓的上升速率，保護VT15振蕩管不被瞬時擊穿。

VT15飽和期間，T3二次繞組輸出端的感應(yīng)電勢為負，整流管VR5、VR6截止，流經(jīng)一次繞組的導通電流以磁能的形式儲存在T3中。當VT15由飽和轉(zhuǎn)向截止時，二次繞組的感應(yīng)電勢為正，VR5整流輸出電壓供IC16三端穩(wěn)壓器7805，IC16輸出+5VSB。若該電壓丟失，主板就不能使ATX電源啟動。VR6整流輸出電壓供待機時IC1脈寬調(diào)制芯片TL494的12腳，此時14腳輸出5V基準電壓，提供ATX開關(guān)電源控制電路的工作電壓。第13頁/共53頁第12頁/共53頁1．ATX開關(guān)電源待機狀態(tài)

1）交流輸入整流濾波電路

220V交流電經(jīng)熱敏電阻THR、交流保險FU；C3、C4交流濾波電路，進入由VR1至VR4二極管組成的橋式整流電路。在C5、C6串聯(lián)濾波電容和R2、R3均壓電阻上得到300V的直流電壓，作為半橋功率變換電路及輔助電源電路的工作電壓。熱敏電阻用作開機瞬間的限流，以防燒斷保險。交流濾波電路用來濾除外來的交流干擾。第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析第14頁/共53頁第13頁/共53頁2）輔助電源電路及+5VSB輸出

300V直流電壓經(jīng)R72限流，向由振蕩管VT15、變壓器T3、定時電路C44、R74等組成的輔助電源電路供電，產(chǎn)生脈沖振蕩。圖中C42、R77組成VT15集電極尖峰抑制電路，當VT15集電極電流被關(guān)斷時，利用C42的充電特性，抑制集電極尖峰電壓的上升速率，保護VT15振蕩管不被瞬時擊穿。

300V去激勵管VT4第15頁/共53頁第14頁/共53頁VT15飽和期間，T3二次繞組輸出端的感應(yīng)電勢為負，整流管VR5、VR6截止，流經(jīng)一次繞組的導通電流以磁能的形式儲存在T3中。當VT15由飽和轉(zhuǎn)向截止時，二次繞組的感應(yīng)電勢為正，VR5整流輸出電壓供IC16三端穩(wěn)壓器7805，IC16輸出+5VSB。若該電壓丟失，主板就不能使ATX電源啟動。VR6整流輸出電壓供待機時IC1脈寬調(diào)制芯片TL494的12腳，此時14腳輸出5V基準電壓，提供ATX開關(guān)電源控制電路的工作電壓。300V去激勵管VT4第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析第16頁/共53頁第15頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析3）PS-ON高電平待機狀態(tài)，ATX主板啟閉控制電路的電子開關(guān)斷開，IC1的14腳5V基準電壓，經(jīng)R61、R62、IC10精密穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器WL431控制端R、陽極A至直流地，組成PS-ON控制信號的直流分壓電路，PS-ON信號為高電平(3.6V)。

4）PW-OK零電平

PW-OK產(chǎn)生電路由IC5電壓比較器LM393(雙運放)的1、2、3腳，VT21、C60及其周邊元件構(gòu)成。IC1反相輸入2腳，接由基準電壓5V經(jīng)R38、R37分壓后的比較電壓，待機時IC1同相輸入1腳電位為0V，脈寬調(diào)制控制3腳為低電平。VT21導通，將IC5同相輸入端3腳電位拉至低電平，小于反相輸入端2腳由基準電壓5V經(jīng)R105和R106分壓后的比較電位，輸出端1腳低電位，PW-OK向主機輸出零電平的電源自檢信號，通知主機停止工作處于休眠待命狀態(tài)。

第17頁/共53頁第16頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析3）PS-ON高電平待機狀態(tài)，ATX主板啟閉控制電路的電子開關(guān)斷開，IC1的14腳5V基準電壓，經(jīng)R61、R62、IC10精密穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器WL431控制端R、陽極A至直流地，組成PS-ON控制信號的直流分壓電路，PS-ON信號為高電平(3.6V)。停止提供+3.3V、±5V、±12V直流電源

PS-ON信號控制IC1的4腳死區(qū)電位，ICl0控制端R與陰極K之間的控制信號呈反相調(diào)節(jié)特性，待機時PS-ON為高電平，UR高電位，UK電位下降，VT7導通。5V基準電壓由VT7的e、c極，經(jīng)R100、R101加至VT20的b極。VT20導通，c極接地，經(jīng)VD51鉗位，將IC5的3腳輸入電位拉至低電平，使PW-OK變?yōu)榱汶娖健Ａ硪宦方?jīng)R80、VD25、C50、C40送人IC1的4腳，當4腳電位超過3V時，封鎖8、11腳的調(diào)制脈寬輸出。T2推動變壓器原邊繞組VT3、VT4推動管，由于導通，T2付方無感應(yīng)電壓。VT1、VT2開關(guān)管截止，T1開關(guān)變壓器無輸出，停止提供+3.3V、±5V、±12V直流電源輸出。第18頁/共53頁第17頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析2．ATX開關(guān)電源受控啟動狀態(tài)

1）PS-ON零電平當按主機面板的電源啟閉按鈕，或在BIOS電源自動管理程序中設(shè)置鍵盤開機、定時開機、網(wǎng)絡(luò)開機等控制方式啟動ATX電源后，PS-ON控制端被計算機主板啟閉控制電路的電子開關(guān)接地，PS-ON信號零電平。

第19頁/共53頁第18頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析2）脈寬調(diào)制及推動電路

PS-ON零電位導致IC10的UR為零電位，UK電位升至5V，VT7截止，c極零電位。IC1的4腳電位由5V基準電壓經(jīng)R90、R40所組成的分壓電路被建立在一個約0.2V的正常低電平，允許8、11腳輸出相位差180°的脈寬調(diào)制控制信號，頻率為IC1的5、6腳外接定時阻容元件振蕩頻率的一半。脈寬調(diào)制控制信號控制VT3、VT4交替工作，繼而推動VT1、VT2交替工作，C5、C6通過VT1、VT2以不同方向交替作用于T1的一次繞組，二次繞組的感應(yīng)電勢經(jīng)整流濾波形成+3.3V、±5V、±12V的輸出電壓。第20頁/共53頁第19頁/共53頁電源輸出電路第21頁/共53頁第20頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析5）停止提供+3.3V、±5V、±12V直流電源

PS-ON信號控制IC1的4腳死區(qū)電位，ICl0控制端R與陰極K之間的控制信號呈反相調(diào)節(jié)特性，待機時PS-ON為高電平，UR高電位，UK電位下降，VT7導通。5V基準電壓由VT7的e、c極，經(jīng)R100、R101加至VT20的b極。VT20導通，c極接地，經(jīng)VD51鉗位，將IC5的3腳輸入電位拉至低電平，使PW-OK變?yōu)榱汶娖健Ａ硪宦方?jīng)R80、VD25、C50、C40送人IC1的4腳，當4腳電位超過3V時，封鎖8、11腳的調(diào)制脈寬輸出。T2推動變壓器原邊繞組VT3、VT4推動管，由于導通，T2付方無感應(yīng)電壓。VT1、VT2開關(guān)管截止，T1開關(guān)變壓器無輸出，停止提供+3.3V、±5V、±12V直流電源輸出。

2．ATX開關(guān)電源受控啟動狀態(tài)

1）PS-ON零電平當按主機面板的電源啟閉按鈕，或在BIOS電源自動管理程序中設(shè)置鍵盤開機、定時開機、網(wǎng)絡(luò)開機等控制方式啟動ATX電源后，PS-ON控制端被計算機主板啟閉控制電路的電子開關(guān)接地，PS-ON信號零電平。

第22頁/共53頁第21頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析2）脈寬調(diào)制及推動電路

PS-ON零電位導致IC10的UR為零電位，UK電位升至5V，VT7截止，c極零電位。IC1的4腳電位由5V基準電壓經(jīng)R90、R40所組成的分壓電路被建立在一個約0.2V的正常低電平，允許8、11腳輸出相位差180°的脈寬調(diào)制控制信號，頻率為IC1的5、6腳外接定時阻容元件振蕩頻率的一半。脈寬調(diào)制控制信號控制VT3、VT4交替工作，繼而推動VT1、VT2交替工作，C5、C6通過VT1、VT2以不同方向交替作用于T1的一次繞組，二次繞組的感應(yīng)電勢經(jīng)整流濾波形成+3.3V、±5V、±12V的輸出電壓。

VD17、VD18以及C27用于抬高VT3、VT4發(fā)射極電位，用以提高VT3、VT4的截止電平。由于某種原因，PS-ON出現(xiàn)短時間的低電平，因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，消除ATX電源輸出誤動作的可能性。隨著5V基準電壓對C31的充電，IC1的4腳電位由PS-ON信號控制。第23頁/共53頁第22頁/共53頁VD17、VD18以及C27用于抬高VT3、VT4發(fā)射極電位，用以提高VT3、VT4的截止電平。由于某種原因，PS-ON出現(xiàn)短時間的低電平，因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，消除ATX電源輸出誤動作的可能性。隨著5V基準電壓對C31的充電，IC1的4腳電位由PS-ON信號控制。第24頁/共53頁第23頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析3）半橋功率變換電路

T2副邊繞組、開關(guān)管VT1、VT2及其周邊元件，T1原邊繞組，防偏磁電容C8構(gòu)成半橋功率變換電路，C8和T1原邊繞組構(gòu)成半橋功率變換電路的輸出。當IC1的8腳輸出脈寬調(diào)制信號的低電平時，VT3截止，VT4導通，此時儲存在T2原邊N2繞組中的能量經(jīng)VD16、N2、N1、VT4進行泄放的反向電流I2，和N1繞組中的電流I1(經(jīng)VD14、R54、N1、VT4形成回路)，在T2副邊產(chǎn)生的感應(yīng)電壓使N3繞組上負下正，N4繞組上正下負，VT1因基極反偏截止，VT2因基極正偏導通。在此期間，儲存在C6電容上的150V直流電壓由C6正極→C8→T1原邊繞組→T2的N5繞組→VT2c、e極→C6負極形成放電回路，該回路還包括300V直流電壓對C5形成的充電電流。流經(jīng)T2的N5繞組的電流在N3、N4繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓加速VT2飽和，VT1截止當IC1的11腳輸出脈沖低電平的控制信號時，VT4截止，VT3導通。儲存在T2原邊N1繞組中的能量，經(jīng)VD15、N1、N2、VT3進行泄放的反向電流I1，與N2繞組中的電流I2(經(jīng)VD14、R54、N2、VT3形成回路)，在T2副邊繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓共同作用使N3繞組上正下負，N4繞組上負下正，VT1導通，VT2截止，300V直流電壓和C5放電電流經(jīng)VT1的c、e極→T2的N5繞組→T1原邊繞組→C8→C6正極→C6負極，形成對C6的充電回路。流經(jīng)T2的N5繞組的反向電流在N3、N4繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓加速VT1飽和，VT2截止。第25頁/共53頁第24頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析

當IC1的8、11腳均輸出高電平的控制信號時，VT3、VT4因基極正偏導通，流經(jīng)T2原邊N1、N2繞組的電流，在T2副邊N3、N4繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓大小相等、極性相同均為上負下正，VT1、VT2基極反偏截止，此段時間稱為死區(qū)控制時間。

C4、C10、VD3、VD4、R5至R10組成兩組具有負偏壓特性的基極觸發(fā)電路，在正極性的脈沖電壓作用期間，通過對加速電容C4或C10充電，充電電壓值由VD3、R9或VD4、R10正向?qū)妷捍_定，瞬間提供很大的正向偏置基極電流，加速開關(guān)管的導通。在負極性的脈沖電壓作用期間，由C4或C10的放電產(chǎn)生的反向電流加快開關(guān)管的關(guān)斷速度。若C4經(jīng)N3、R7、VT1的be極等效電阻、R5，以及C10經(jīng)N4、R8、VT2的be極等效電阻、R6所形成的負極性電壓放電回路的時間常數(shù)，遠大于IC1輸出的脈寬調(diào)制周期的話，則經(jīng)過若干個重復(fù)周期，會在VT1和VT2的基極最終形成負向偏壓，減小開關(guān)時間，加速電路轉(zhuǎn)換。并接在VT1、VT2開關(guān)管及VT3、VT4推動管c、e極的換向二極管VD1、VD2、VD15、VD16，在晶體管截止瞬間，既能將可能出現(xiàn)在集電極上的負極性反向尖峰電壓旁路，保護晶體管不被反向擊穿，又能將電感線圈中儲存的能量進行泄放。跨接在T1原邊由R4、C7組成的緩沖回路，有效地抑制出現(xiàn)在高頻開關(guān)變壓器原邊繞組上的尖峰干擾脈沖。

第26頁/共53頁第25頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析4）+3.3V、±5V、±12V直流穩(wěn)壓輸出電路

T1副邊降壓繞組N2感應(yīng)的矩形電壓脈沖，一路經(jīng)肖特基二極管VD12全波整流，電感L7、L5平滑濾波，在直流負載電阻R31、R30上得到+3.3V直流電壓。

T1副邊N3繞組感應(yīng)的交變電壓，經(jīng)快恢復(fù)二極管VD6全波整流，一路經(jīng)共模扼電感L1-1、電感L4、C16和R82濾波回路，輸出+12V電壓，ATX開關(guān)電源冷卻風扇接在12V電壓輸出端上。另一路經(jīng)快恢復(fù)二極管VD20，輸出約25V直流電壓，其值大于輔助電源變壓器T3副邊N3繞組整流輸出的最大電壓，ATX電源啟動后，由它向IC1和T2原邊繞組提供工作電壓。

N3繞組感應(yīng)的交變電壓，另一路由快恢復(fù)二極管VD7、VD8的負向全波整流，經(jīng)共模扼流電感L1-2、電感L3，一路經(jīng)三端穩(wěn)壓器7905輸出-5V電壓。另一路經(jīng)C20、R14、VD9整流濾波回路，輸出-12V電壓。并聯(lián)在N3繞組上的C13、R13尖峰吸收回路，能有效抑制當整流管截止時出現(xiàn)在N3繞組上的尖峰干擾脈沖。第27頁/共53頁第26頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析5）PW-OK高電平受控啟動后IC1誤差放大器的輸出導致3腳控制電位上升，VT21由導通進入截止狀態(tài)，e極電壓由基準電壓5V經(jīng)R104對C60充電來建立，隨著C60充電的逐漸進行，IC5同相端3腳控制電平逐漸上升，一旦大于反相端2腳的固定分壓比，經(jīng)正反饋遲滯比較器，在開關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定后再延遲幾百毫秒，1腳輸出由零電平起跳到+5V高電平的PW-OK信號。主機檢測到PW-OK電源完好的信號后，進入系統(tǒng)初始化操作和自舉啟動的運行。若主機運行過程中遇市電掉電或用戶關(guān)機時，IC1的12腳的25V輸入跌落至零的時間大于ATX電源+5V輸出端的電壓消失時間，則IC1同相端1腳誤差采樣電位提前下降到小于反相端2腳的基準電位，使IC1的3腳脈寬調(diào)制控制電位下降，經(jīng)R63使VT21基極電位下降，一旦VT21的e、b極電壓達到0.7V時，VT21飽和導通，IC5的3腳電位迅速下降，當3腳電位小于2腳的基準電位時，IC5的1腳將立即從5V下跳至零電平。關(guān)機時PW-OK信號比ATX開關(guān)電源輸出電壓提前100～200ms先行消失，若硬盤正在執(zhí)行讀寫操作，通知主機硬盤控制系統(tǒng)立即將磁頭回退到安全著陸區(qū)，防止突然掉電時硬盤盤片被劃傷損壞。第28頁/共53頁第27頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析3．自動穩(wěn)壓控制電路

1）+3.3V自動穩(wěn)壓輸出電路

ATX電源在T1副邊+3.3V輸出端設(shè)置了二次自動穩(wěn)壓控制電路，通過改變L6可變感抗，控制+3.3V輸出電壓精確穩(wěn)定。若輸出電壓上升，經(jīng)R31、R30取樣的IC4的UR電位上升，UK電位下降，VT11飽和導通。在T1副邊N2繞組L6側(cè)交變矩形脈沖的正半周期間，VD11截止，VD13導通，VT11的c極電位0.7V；在負半周期間，VD13截止，VD11導通，由VT11的e、c極飽和導通向L6注入的反向電流使L6可變感抗增大，導致VD12整流輸出電壓降低。3.3V電壓下降又使VT11導通程度減弱，注入L6的反向電流使L6可變感抗減小，VD12整流輸出電壓上升，最后使3.3V電壓穩(wěn)定。R29、C25組成IC4(WL431)的負反饋控制回路。

2）+5V、+12V自動穩(wěn)壓控制電路

IC1的1、2腳誤差放大器，取樣電阻R33、R34、R35構(gòu)成+5V、+12V自動穩(wěn)壓控制電路。R39、C32組成誤差放大器負反饋回路。當+5V或+12V輸出電壓升高時，IC1同相端1腳電位大于反相端2腳基準電壓，使8、11腳輸出相位差180°的低電平脈寬變窄，VT3、VT4截止時間變短，即VT1、VT2導通時間變短，T1原邊繞組的矩形脈寬變窄，經(jīng)副邊降壓繞組整流輸出的各組直流電壓下降。反之穩(wěn)壓控制過程相反。第29頁/共53頁第28頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析4．自動保護控制電路

1）+3.3V、+5V過壓，-5V、-12V欠壓保護電路

R32、VZ4組成+3.3V過壓取樣電路，+5V過壓取樣信號一路加至VZ5，另一路至R48，作為欠壓取樣電路的偏置電壓；由R46、R47、R48、VD21組成欠壓取樣電路，-12V欠壓取樣信號接至R47，-5V欠壓取樣信號接至VD21。ATX電源輸出電壓正常時，保護電路不影響IC14腳死區(qū)控制電平。當出現(xiàn)+3.3V輸出過壓時，穩(wěn)壓管VZ4擊穿導通；+5V輸出過壓，穩(wěn)壓管VZ5擊穿導通；-5V、-12V輸出欠壓，負電位的絕對值越小，在分壓器R48、R46、R47、VD21的公共接點VD22正極處所形成的監(jiān)控信號電位越高，導致VD22導通。過壓、欠壓保護信號最終匯集在VT5基極，只要取樣信號有一路過壓或欠壓，VT5導通，c極零電位，VT6導通，基準電壓5V經(jīng)VT6的ec極，一路經(jīng)VD23、R44加至VT5的b極，加強VT5導通，另一路經(jīng)VD24加至IC1的4腳，封鎖8、11腳脈寬調(diào)制輸出，使VT2、VT1截止，停止各路電壓輸出。為防止ATX電源受控啟動瞬間，電源輸出電壓尚未達到標稱值時，出現(xiàn)-5V、-12V欠壓保護誤動作，從而使VT5、VT6導通，造成錯誤地向IC1的4腳送出約4.2V高電平，導致ATX電源不能被受控啟動，引入了啟動電容C34。開機瞬間電容C34兩端電壓不能突變，VT5、VT6截止，不影響此IC1的4腳死區(qū)控制電平。第30頁/共53頁第29頁/共53頁第二節(jié)他激半橋式開關(guān)電源電路原理分析2）過流保護控制電路過流保護控制是根據(jù)輸出負載越重，流過T1原邊線圈N1的電流越大，同時流過T2副邊線圈N5的電流也越大，T2原邊線圈N1、N2的VT3、VT4集電極截止電壓越高的規(guī)律，從T2原邊繞組電源輸人經(jīng)VD14、R54進行取樣，經(jīng)VD19、R53、在C28建立累積電壓，經(jīng)R49至R52分壓，一旦過流保護的采樣電壓平均值超過穩(wěn)壓管VZ3的穩(wěn)壓值，VT5、VT6導通，使IC1的4腳電壓為高電平，封鎖8、11腳脈寬調(diào)制輸出，使VT2、VT1截止，停止各路電壓輸出。第31頁/共53頁第30頁/共53頁第三節(jié)計算機穩(wěn)壓電源常見故障處理

檢修ATX開關(guān)電源，應(yīng)從PS-ON和PW-OK、+5VSB信號人手。脫機帶電檢測ATX電源待機狀態(tài)時，+5VSB、PS-ON信號高電平，PW-OK低電平，其他電壓無輸出。ATX電源由待機狀態(tài)轉(zhuǎn)為啟動受控狀態(tài)的方法是：用一根導線把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，此時PS-ON信號為零電平，PW-OK、+5VSB信號為高電平，開關(guān)電源風扇旋轉(zhuǎn)，ATX插頭+3.3V、+5V、+12V有輸出。一、常見故障分析與處理

1．電源無輸出當電源在有負載情況下，測量不出各輸出端的直流電壓時即認為電源無輸出。這時應(yīng)先打開電源檢查保險絲，通過保險絲熔斷情況來分析故障范圍。

1）保險絲熔斷并發(fā)黑說明有嚴重短路現(xiàn)象，應(yīng)重點檢查整流濾波和功率逆變電路。

(1)交流濾波電容C3、C4因交流浪涌電壓擊穿而短路，有些ATX電源交流濾波電路比較復(fù)雜，應(yīng)檢查是否有短路的元件。

(2)交流主回路橋式整流電路中某個二極管擊穿。損壞原因：由于直流濾波電容C5、C6一般為330μF或470μF的大容量電解電容，瞬間充電電流可達20A以上。所以瞬間大容量的浪涌電流易造成整流橋中某個性能略差的整流管燒壞。另外交流浪涌電壓也會擊穿整流二極管而短路。第32頁/共53頁第31頁/共53頁第三節(jié)計算機穩(wěn)壓電源常見故障處理(3)整流濾波電路中的直流濾波電容C5、C6擊穿，甚至發(fā)生爆裂現(xiàn)象。損壞原因：由于大容量的電解電容耐壓一般為200V左右，而實際工作電壓達到150V左右，接近額定值。因此，當輸入電壓產(chǎn)生波動或某些電解電容質(zhì)量較差時，就容易發(fā)生擊穿電容現(xiàn)象。另外當電解電容發(fā)生漏電時，就會嚴重發(fā)熱而爆裂。

(4)直流變換電路中的功率開關(guān)晶體管VT1、VT2和換向二極管VD1、VD2擊穿損壞。損壞原因：由于整流濾波后的輸出電壓一般高達300V左右，逆變功率開關(guān)管的負載又是感性負載，漏感所形成的電壓峰值可能接近于600V，而VT1、VT2的耐壓Vceo只有450V左右。因此當輸入電壓偏高時，某些耐壓偏低的開關(guān)管將被擊穿。所以可選擇耐壓更高的功率開關(guān)管。

2）保險絲熔斷但不發(fā)黑說明不是短路引起保險絲熔斷。

(1)通電瞬間燒斷保險，多為瞬間的大電流將保險沖斷，如開機時直流濾波電容的充電電流。

(2)使用過程中燒斷保險，多為負載過大所致。

3）保險絲未熔斷如電源無輸出。而保險絲完好，則應(yīng)檢查電源控制線路中是否有開路、短路現(xiàn)象，以及過壓、過流保護電路是否動作，輔助電源是否完好等。第33頁/共53頁第32頁/共53頁第三節(jié)計算機穩(wěn)壓電源常見故障處理(1)交流輸入回路的限流電阻THR開路，此時測不到300V直流電壓。開關(guān)電源采用220V直接整流濾波電路，當接通交流電壓時會有較大的浪涌電流(電容充電電流)，浪涌電流易造成限流電阻或保險絲熔斷。

(2)輔助電源無+5V電壓輸出。應(yīng)重點檢查輔助電源電路中的相關(guān)元件，如輔助電源電路VT15振蕩管損壞，VZ16穩(wěn)壓管、VD30、VD41二極管擊穿短路，限流電阻R72或啟動電阻R76斷路等。

(3)脈寬調(diào)制芯片TL494損壞，電壓比較器LM393損壞。另外如IC10、VT7短路，會使IC1的4腳的電壓為高電平，而處于待機狀態(tài)。

(4)直流輸出端有短路，此時短路保護會起作用。其現(xiàn)象是開機瞬間電源指示亮，然后馬上又熄滅。應(yīng)仔細檢查±5V、±12V線路是否有破損或電路板上有擊穿的器件。一般最為常見+5V直流回路的肖特基二級管被擊穿。

(5)直流輸出過壓，此時過壓保護會起作用。此時應(yīng)檢查+5V、+12V自動穩(wěn)壓控制電路是否損壞，使自動穩(wěn)壓控制失效。

2．受控啟動后直流電源無輸出

(1)T2原邊VT3、VT4推動管損壞，R54電阻阻值變大；

(2)半橋功率變換電路開關(guān)管VT1、VT2至少有一個開路；

(3)防偏磁電容C8容量變小或開路。

第34頁/共53頁第33頁/共53頁第三節(jié)計算機穩(wěn)壓電源常見故障處理3．電源有輸出，但開機不自檢這主要是因為電源的PW-OK信號延遲時間不夠或無輸出造成的。開機后，用電壓表測量PW-OK的輸出端(電源插頭的8腳)有無+5V。此時應(yīng)檢查比較器LM393是否損壞。如因延時不夠，則應(yīng)檢查延時電路中的電阻R104和電容C60。

4．電源負載能力差電源負載能力差主要表現(xiàn)為：電源在輕負載情況下，如只向系統(tǒng)板、軟驅(qū)供電時，能正常工作，而在配上大硬盤、擴充其他設(shè)備時，往往電源工作就不正常。這種情況一般是功率變換電路的開關(guān)管VT1、VT2性能不好，濾波電容器C5、C6容量不足。更換濾波電容時應(yīng)注意2個電容的容量和耐壓值必須一致。

5．電源輸出電壓不準如果只有一檔電壓偏離額定值，而其他各檔電壓均正常，則是該檔電壓的集成穩(wěn)壓電路或整流二極管損壞。如全部偏離額定值，則是由IC1的1、2腳誤差放大器，R39、C32誤差放大器負反饋回路，取樣電阻R33、R34、R35、構(gòu)成+5V、+12V自動穩(wěn)壓控制電路有故障。在更換電源電路中的二級管時要注意，因為逆變器工作頻率較高，一般大于20kHz，另外負載電流也較大，故電源中+5V檔采用肖特基高頻整流二極管SBD，其余各檔也采用恢復(fù)特性的高頻整流二極管FRD。所以在更換時要盡可能找到相同類型的整流二極管，以免再次損壞。

第35頁/共53頁第34頁/共53頁第三節(jié)計算機穩(wěn)壓電源常見故障處理6．風扇不轉(zhuǎn)或發(fā)生響聲計算機電源的風扇通常采用接在+12V直流輸出端的直流風扇。如果電源輸入輸出一切正常，而風扇不轉(zhuǎn)，多為風扇電機損壞。如果發(fā)出響聲，其原因之一是由于機器長期的運轉(zhuǎn)或運輸過程中的激烈振動引起風扇的4個固定螺釘松動；其二是風扇內(nèi)部灰塵太多或含油軸承缺油，只要及時清理或加入適量的高級潤滑油，故障就可排除。三、計算機電源使用與維護

(1)對供電質(zhì)量不太好、電壓波動比較嚴重的地方應(yīng)考慮選擇交流穩(wěn)壓電源或選擇UPS作為前置電源，以免由于電壓的波動影響電源工作。

(2)半橋他激式電源具有空載保護特性，空載時，電源有時會自動切斷輸出。因此，空載時可能測量不到電源輸出電壓，這時可接一個3～5Ω功率25W左右的電阻，然后再進行測量。

(3)計算機電源穩(wěn)壓和過壓采樣保護均以+5V電壓為基準，所以只有調(diào)試好+5V電壓后，才能調(diào)試其他三檔輸出電壓值。

(4)ATX電源由于沒有電源開關(guān)，因此當采用軟件關(guān)機后，應(yīng)拔去電源插頭或斷開插座的電源，以保證安全。第36頁/共53頁第35頁/共53頁第四節(jié)UPS電源結(jié)構(gòu)及原理

不間斷電源UPS能夠在市電斷電后實現(xiàn)不間斷地向計算機供電，因為斷電后計算機靠儲存在濾波電容中的能量來維持電流，一般僅能持續(xù)半個周期(10ms)左右。UPS能夠在10ms之內(nèi)將蓄電池內(nèi)的直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔苤匦孪蛴嬎銠C供電，這樣就實現(xiàn)了對計算機不間斷供電，可避免存儲器中的數(shù)據(jù)丟失。一、UPS的基本結(jié)構(gòu)與原理

圖12-6為UPS電源系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖。它是由一套交流+直流充電+交直流逆變裝置構(gòu)成。UPS中的蓄電池在市電正常供電時處于充電狀態(tài)。一旦市電中斷，蓄電池立即將儲存的直流電輸出給逆變器逆變成交流電供給計算機設(shè)備，保持對計算機設(shè)備供電的連續(xù)性。一般情況下，中小功率后備式UPS靠蓄電池維持供電的時間在10～30min左右。第37頁/共53頁第36頁/共53頁第四節(jié)UPS電源結(jié)構(gòu)及原理1．交流濾波調(diào)壓回路交流濾波回路主要是對輸入的交流電進行濾波凈化，去掉電網(wǎng)中的干擾成分。并在一定范圍內(nèi)進行調(diào)壓。

2．整流充電回路整流充電回路是將交流整流成直流，經(jīng)充電電路給蓄電池充電，并向內(nèi)部提供所需的直流電。

3．蓄電池組電路在中小型UPS中廣泛應(yīng)用的是M型密封電池，這是一種密封免維護電池。一般每節(jié)電池的額定電壓可為2V、4V、6V或12V，它們經(jīng)串并聯(lián)組成電池組在UPS中使用。蓄電池的規(guī)格容量用安時(Ah)表示，如12V，6Ah／20hR。它表明該電池的輸出電壓為12V，其標稱容量為6Ah。這一指標是指把該電池以20h速率的條件下進行放電（放電電流為6/20=0.3A），一直放電到電池輸出的終了電壓為10.5V時，所測量到的總安培小時數(shù)。蓄電池是UPS的重要組成部分，蓄電池性能和質(zhì)量的好壞直接影響到UPS電源整機的質(zhì)量，它的成本占整機成本的1／3以上。第38頁/共53頁第37頁/共53頁第四節(jié)UPS電源結(jié)構(gòu)及原理4．脈寬調(diào)制型(PWM)逆變器及控制電路在UPS中普遍地采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(PWM)來實現(xiàn)直流轉(zhuǎn)變成交流，實現(xiàn)直流轉(zhuǎn)變成交流的電路稱為逆變器。逆變器及其控制電路是UPS的核心電路。對于后備式UPS來說，當市電電壓低于170V時，此時其內(nèi)部的交流穩(wěn)壓電路無法維持正常的220V輸出，逆變器啟動工作，將蓄電池中儲存的直流電轉(zhuǎn)變成交流電。輸出波形一般為方波，也有一些UPS輸出波形為正弦波。而當市電回升到180V以上時，逆變器停止工作，回到市電供電狀態(tài)(穩(wěn)壓輸出為220V)。對于在線式UPS來說，逆變器始終處于逆變工作狀態(tài)。市電供電時，不斷地將交流電整流成直流后再逆變成交流輸出(輸出波形為正弦波)。當市電下降到170V以下時，逆變器將蓄電池儲存的直流電逆變成交流電輸出。市電上升到180V時，又恢復(fù)到市電供電狀態(tài)。

5．檢測報警保護電路為了確保UPS安全可靠的工作，UPS必須設(shè)有完善的檢測報警保護電路。一般UPS均設(shè)有過流、過壓、空載保護，電池電壓過低、電池極性和交流極性檢測電路，指示燈和喇叭報警電路。

第39頁/共53頁第38頁/共53頁第四節(jié)UPS電源結(jié)構(gòu)及原理6．智能監(jiān)控及通訊電路新型的智能UPS具有與計算機通訊和自動監(jiān)控功能，UPS監(jiān)控軟件通過接口通訊線路隨時監(jiān)控UPS及供電線路的運行情況，記載并提示掉電情況，自動處理掉電時的數(shù)據(jù)保存與系統(tǒng)保護。二、UPS分類及特點

1．后備式UPS的特點

1）后備方波輸出型

后備方波輸出型UPS結(jié)構(gòu)如圖12-7所示。當市電正常時，市電220V經(jīng)高頻濾波、抗浪涌無源濾波電路和交流穩(wěn)壓電路輸送給負載，同時經(jīng)充電器給蓄電池充電，這時逆變器不工作。當市電斷電后，逆變器啟動，將電池的直流能量轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣?即DC／AC轉(zhuǎn)換)輸送給負載，這期間的轉(zhuǎn)換時間主要由繼電器的機械跳動時間和逆變器的啟動時間決定，一般要求在4～9ms之內(nèi)完成。后備式UPS允許市電的變化范圍一般在180～250V之間，UPS輸出的交流電壓穩(wěn)定度在220V±5％以內(nèi)。第40頁/共53頁第39頁/共53頁第四節(jié)UPS電源結(jié)構(gòu)及原理

由于后備式UPS的市電供電和逆變供電均采用同一個變壓器，所以它的交流輸出火線和零線的位置是固定的，用戶在接線時必須遵守它們的接線關(guān)系。即UPS的交流輸入線零線接零線，火線接火線。另外，后備式UPS電源不能進行頻繁的啟動和關(guān)閉操作。一般要求關(guān)閉與啟動之間的時間間隔10s左右；否則UPS會處于不正常的狀態(tài)。由于后備式UPS電源線路簡單，易于實現(xiàn)，噪音低，價格便宜，所以在中小型UPS中得到了廣泛應(yīng)用。

2．在線式UPS的特點

在線式UPS結(jié)構(gòu)如圖12-8所示，市電正常時，輸入的交流電經(jīng)濾波器將電網(wǎng)中的干擾成分濾掉，然后經(jīng)整流濾波，給蓄電池組充電，并同時給逆變器提供工作電壓。逆變器在調(diào)制信號的控制下，又將直流電逆變成穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電(正弦波)給負載供電。市電不正常或斷電時，蓄電池直流能量經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)變成交流電，實現(xiàn)不間斷供電。第41頁/共53頁第40頁/共53頁第四節(jié)UPS電源結(jié)構(gòu)及原理

在線式UPS的特點是無論有無市電，都是由逆變器向負載提供交流電，逆變器始終處于工作狀態(tài)。因此，它從根本上消除了來自市電的電壓波動和干擾，真正實現(xiàn)了對負載無干擾、穩(wěn)壓穩(wěn)頻的供電。一般允許市電輸入電壓的變化范圍為180～250V，輸出電壓穩(wěn)定范圍在220V±3％以內(nèi)，頻率穩(wěn)定度在50Hz±1％以內(nèi)，輸出正弦波波形失真系數(shù)小于3％。另外，由于它的逆變器始終處于逆變工作狀態(tài)，所以當市電中斷時，由市電切換到蓄電池供電的切換時間為零。由于在線式UPS的線路復(fù)雜，保護功能和擴展功能強，能適應(yīng)較寬的市電范圍和頻率范圍，供電質(zhì)量優(yōu)良，并可以滿足帶發(fā)電機用戶要求，所以其價格也相對較貴些。

UPS按電池向負載供電的時間可分為短延時和長延時UPS。短延時UPS一般在市電斷電后只能繼續(xù)供電10～30min，而長延時UPS則可連續(xù)供電1h以上，甚至可達8h。第42頁/共53頁第41頁/共53頁第五節(jié)后備式UPS故障分析與處理

一、故障原因分析

1．UPS電源切換啟動頻繁其主要原因如下：

(1)交流220V市電電網(wǎng)干擾過強或者電壓波動范圍過大；

(2)自動穩(wěn)壓控制和市電供電與逆變器供電的轉(zhuǎn)換工作點調(diào)整不當。

2．UPS電源只能工作在逆變器供電狀態(tài)，不能轉(zhuǎn)換到市電供電狀態(tài)由于UPS可以工作在逆變器供電狀態(tài)，說明逆變器有關(guān)工作電路正常，故障出在與市電供電有關(guān)的控制線路，其主要原因如下：

(1)交流市電220V輸入保險絲熔斷，這可能是輸出回路短路或過載；市電輸入端火線與零線接線錯誤；交流市電出現(xiàn)過大的浪涌電流等原因造成；

(2)控制供電轉(zhuǎn)換電壓工作點微調(diào)電位器調(diào)整不當，導致轉(zhuǎn)換電壓偏高；

(3)主變壓器次級反饋繞組開路，造成無交流反饋電壓信號輸入；

(4)交流穩(wěn)壓控制線路出現(xiàn)故障，造成在特定電壓范圍內(nèi)UPS無輸出。

3．UPS電源只能工作在市電供電狀態(tài)下，不能轉(zhuǎn)換到逆變器供電狀態(tài)市電供電工作正常，說明市電輸壓和抗干擾控制線路正常，故障出在與逆變器供電有關(guān)的線路，其原因有以下幾種：

(1)若逆變器工作指示燈停止閃爍，處于長亮狀態(tài)，并且UPS電源沒有輸出，則可能是每節(jié)12V蓄電池端電壓低于終了電壓10.5V，從而引起自動保護。此外，可能是逆變器末級推挽驅(qū)動晶體管損壞或是脈寬調(diào)制組件無驅(qū)動振蕩脈沖輸出。第43頁/共53頁第42頁/共53頁第五節(jié)后備式UPS故障分析與處理

(2)若逆變器工作指示燈熄滅，電源沒有輸出，可能是蓄電池組30A保險絲熔斷，或是逆變器末級推挽驅(qū)動晶體管被燒毀而導致蓄電池組短路。此時，一般蓄電池電壓都很低，有時甚至為零。具體原因是：內(nèi)部輔助電源回路故障；推挽式末級驅(qū)動電路中兩臂輸出出現(xiàn)嚴重不平衡；過流保護線路失效；脈寬調(diào)制組件損壞；末級驅(qū)動晶體管基級線路中的保護二極管被損壞等五種情況造成。

4．逆變器工作指示燈正常，電源沒有輸出可能原因是脈寬調(diào)制器件工作點失調(diào)或損壞；主電源變壓器短路或?qū)娱g擊穿(可能性極小)；末級推挽驅(qū)動晶體管電路兩臂嚴重不平衡；轉(zhuǎn)換控制電路損壞等。

5．UPS不間斷電源處于逆變器供電時，后備工作時間達不到額定滿負荷供電時間其原因有以下幾種：

(1)蓄電池過度放電，使端電壓接近于規(guī)定的終了電壓。一般情況下，每節(jié)12V蓄電池端電壓低于10.5V時，就有可能造成啟動失?。?/p>

(2)蓄電池在放電以后，沒有足夠時間充電或者市電電網(wǎng)電壓長期在低壓狀態(tài)下運行，致使充電回路未能及時對蓄電池組進行有效充電，嚴重時根本充不上電；

第44頁/共53頁第43頁/共53頁第五節(jié)后備式UPS故障分析與處理

(3)蓄電池長期處于“浮充狀態(tài)”，導致蓄電池內(nèi)阻增大，從而造成蓄電池實際可供使用的容量遠遠低于蓄電池組的額定容量；

(4)蓄電池充電回路損壞或者充電電壓調(diào)整不當。在正常市電供電狀態(tài)下，電源內(nèi)部能夠自動利用充電回路對蓄電池“浮充充電”，恢復(fù)蓄電池組的原有性能。若蓄電池組端電壓過低，一般均需將蓄電池脫機進行均衡充電，才有可能重新恢復(fù)蓄電池組的性能。

6．“逆變器工作指示燈”停止閃爍，電蟬常鳴其主要原因有以下幾種：

(1)頻繁開關(guān)UPS不間斷電源，造成啟動失敗。即UPS不工作在市電供電狀態(tài)，也不工作在逆變器供電狀態(tài)。一般要求在關(guān)斷UPS電源開關(guān)后，至少要等5～6s以后，才允許重新啟動；

(2)UPS電源由于負載過重或者蓄電池端電壓過低引起自動保護線路動作；

(3)在有些UPS中，可能是控制工作狀態(tài)指示燈和蜂鳴器的定時器組件損壞；

(4)在UPS電源負載回路中或在市電供電網(wǎng)絡(luò)中有大負載或電感性負載接入。

7．變壓器有異常聲響其故障主要原因有以下幾種：

(1)整流回路和穩(wěn)壓電路故障，整流橋或集成穩(wěn)壓塊燒毀；

(2)主變壓器初級或次級繞組打火；

第45頁/共53頁第44頁/共53頁第五節(jié)后備式UPS故障分析與處理

(3)脈寬調(diào)制線路和末級推挽驅(qū)動晶體管之間的連接線纜斷裂或插頭座接觸不良；

(4)末級推挽驅(qū)動晶體管電路兩臂輸出嚴重失調(diào)不匹配。8．UPS不間斷電源每次開機工作一段時間后，蜂鳴器長鳴，無輸出

UPS能夠工作一段時間，說明其基本回路正常，可能是某種保護起了作用。其主要原因有以下兩種：

(1)市電／逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路故障，導致電壓比較放大器工作不穩(wěn)定；

(2)過電流保護電路工作點漂移，造成誤動作。二、UPS故障處理

(1)首先分析故障現(xiàn)象。根據(jù)蜂鳴器發(fā)聲、工作狀態(tài)指示燈明暗閃爍、電源有無輸出以及用戶使用和維護情況等信息，參照以上8種故障現(xiàn)象的故障分析，判斷是逆變器部分故障還是市電供電部分故障。同時依照故障UPS電源的特點和電路原理進行分析，實現(xiàn)故障定位。

(2)拆機進行直觀檢查。查看電纜連接插頭是否松動，各種元器件表面是否有異常情況，如有無特殊氣味，保險絲是否熔斷，以及有無斷線、開焊或接觸不良等現(xiàn)象。

第46頁/共53頁第45頁/共53頁第五節(jié)后備式UPS故障分析與處理(3)若是市電供電電路故障，可以從輸入級向后逐級檢查，也可從后向前檢查。檢查路線按輸入交流市電電壓→自動穩(wěn)壓控制電路→抗干擾控制電路→繼電器開關(guān)矩陣→轉(zhuǎn)換控制電路→輸出電路。

(4)若是逆變供電電路故障，檢查路線按蓄電池端電壓→末級推挽驅(qū)動晶體管→蓄電池組30A保險絲自動保護電路→脈寬調(diào)制組件→斷電器開關(guān)矩陣→輸出電路。其中，以蓄電他端電壓過低，導致故障的故障率較高。如一臺SENDONUPS-1000不間斷電源，開機無輸出，也無任何提示報警信息，不能工作在逆變器供電和市電供電狀態(tài)下。根據(jù)其工作原理，按照上述步驟檢測實際線路，最后發(fā)現(xiàn)蓄電池電壓過低。每節(jié)蓄電池端電壓已由12V降至6V左右，以致引起自動保護電路動作，需要對這種小型密封鉛電池進行均衡充電。由于手頭沒有專用高效安全UPS電源恒流充電器，因此利用晶體管直流穩(wěn)壓電源與滑線變阻器，對蓄電池組進行均衡充電，具體方法是：WVJ-3A帶自保護功能晶體管直流穩(wěn)壓電源，將其正極性輸出分成四股，分別與四節(jié)規(guī)格為12V，24Ah/20hR的蓄電池的正極端相接。直流穩(wěn)壓電源負極輸出，經(jīng)過200Ω/300W滑線變組器，再分成四股接至四節(jié)蓄電池的負極，蓄電池接為并聯(lián)方式。開始充電時發(fā)現(xiàn)蓄電池內(nèi)阻較大，將電壓調(diào)至21V，充電5h后，將電壓調(diào)到18V，逐漸調(diào)低電壓，同時移動滑線變阻器，以調(diào)節(jié)充電電流，充電12h后，蓄電池電壓恢復(fù)正常，裝機后電源恢復(fù)正常供電。另外，UPS的末級推挽驅(qū)動晶體管較易損壞，并且大多為基極與發(fā)射極之間開路，導致逆變器無輸出或變壓器有異常聲音等情況發(fā)生。第47頁/共53頁第46頁/共53頁第五節(jié)后備式UPS故障分析與處理

三、UPS的選型

1．UPS的選型應(yīng)考慮的問題

(1)要確定UPS使用在什么系統(tǒng)下，帶什么性質(zhì)的負載。對計算機來說．允許有10ms以下的供電間斷(有的要求較高)，質(zhì)量好的后備式UPS就可滿足需要。對重要計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為增加供電可靠系數(shù)，要選用輸出精度高、無間斷的在線式UPS，而且要求有靜態(tài)開關(guān)和旁路開關(guān)，以便在不間斷供電情況下維修。

(2)要考慮用電設(shè)備的性能和運行環(huán)境。如用電設(shè)備是具有沖擊啟動電流的負載，還是應(yīng)急照明系統(tǒng)；如果UPS用于計算機房中，則應(yīng)重點考慮UPS噪音以及UPS運行中產(chǎn)生的電磁波對計算機系統(tǒng)的干擾，特別是對通訊系統(tǒng)的干擾，應(yīng)選用那些檔次較高的產(chǎn)品。

(3)要考慮產(chǎn)品推出的時間年代、UPS輸入電壓范圍、動態(tài)反應(yīng)速度、UPS整機效率、抗于擾能力、噪音指標等，以及使用維護是否方便，是否有IS09001認證和售后體系是否健全等因素。

2．UPS的容量選擇首先要清楚用電設(shè)備的標稱容量、動態(tài)容量及將來是否增容等情況，然后根據(jù)需要選配UPS。一般情況下將負載容量定在UPS額定容量的50％～80％左右較為適宜，同時兼顧UPS的效率和利用率，并使UPS留有一定余量，以便在需要時，可以增加少量負載。第48頁/共53頁第47頁/共53頁第五節(jié)后備式UPS故障分析與處理

3．UPS后備電源的選擇