微機ATX電源電路的工作原理與維修

2021-03-03 23:09:52 字數 6004 閱讀 4545

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。當開關管q03截止後,t3將產生乙個很大的反極性尖峰電壓,其峰值幅度超過q03的c極電壓很多倍,此尖峰電壓的功率經d18儲存於c01中,然後在電阻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左右直流脈動電壓,一路經t3開關變壓器的初級①~②繞組送往輔助電源開關管q03的c極,另一路經啟動電阻r002給q03的b極提供正向偏置電壓和啟動電流,使q03開始導通。ic流經t3初級①~②繞組,使t3③~④反饋繞組產生感應電動勢(上正下負),通過正反饋支路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d7導通,通過電阻r05送出乙個比較電壓至ic3(光電耦合器q817)的③腳,同時t3次級繞組產生的感應電動勢經d50、c04整流濾波後,一路經r01限流後送至ic3的①腳,另一路經r02送至ic4(精密穩壓電路tl431),由於q03飽和導通時次級繞組產生的感應電動勢比較平滑、穩定,經ic4的k端輸出至ic3的②腳電壓變化率幾乎為零,使ic3內發光二極體流過的電流幾乎為零,此時光敏三極體截止,從而導致q1截止。反饋電流通過r06、r003、q03的b、e極等效電阻對電容c02充電,隨著c02充電電壓增加,流經q03的b極電流逐漸減小,使③~④反饋繞組上的感應電動勢開始下降,最終使t3③~④反饋繞組感應電動勢反相(上負下正),並與c02電壓疊加後送往q03的b極,使b極電位變負,此時開關管q03因b極無啟動電流而迅速截止。

開關管q03截止時,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t3反饋繞組的④端感應出負電壓,d7導通、q1截止;當q03截止後,t3反饋繞組的④端感應出正電壓,d7截止,t3次級繞組兩個輸出端的感應電動勢為正,t3儲存的磁能轉化為電能經d50、c04整流濾波後為ic4提供乙個變化的電壓,使ic3的①、②腳導通,ic3內發光二極體流過的電流增大,使光敏三極體發光,從而使q1導通,給開關管q03的b極提供啟動電流,使開關管q03由截止轉為導通。同時,正反饋支路c02的充電電壓經t3反饋繞組、r003、q03的be極等效電阻、r06形成放電迴路。

隨著c41充電電流逐漸減小,開關管q03的ub電位上公升,當ub電位增加到q03的be極的開啟電壓時,q03再次導通,又進入下乙個週期的振盪。如此迴圈往復,構成乙個自激多諧振盪器。

q03飽和期間,t3次級繞組輸出端的感應電動勢為負,整流二級管d9和d50截止,流經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,次級繞組兩個輸出端的感應電動勢為正,t3儲存的磁能轉化為電能經d9、d50整流輸出。其中d50整流輸出電壓經三端穩壓器7805穩壓,再經電感l7濾波後輸出+5vsb。

若該電壓丟失,主機板就不會自動喚醒atx電源工作。d9整流輸出電壓供給ic2(脈寬調變積體電路ka7500b)的12腳(電源輸入端),經ic2內部穩壓,從第14腳輸出穩壓+5v,提供atx開關電源控制電路中相關元器件的工作電壓。

t2為主電源激勵變壓器,當副電源開關管q03導通時,ic流經t3初級①~②繞組,使t3③~④反饋繞組產生感應電動勢(上正下負),並作用於t2初級②~③繞組,產生感應電動勢(上負下正),經d5、d6、c8、r5給q02的b極提供啟動電流,使主電源開關管q02導通,在迴路中產生電流,保證了整個電路的正常工作;同時,在t2初級①~④反饋繞組產生感應電動勢(上正下負),d3、d4截止,主電源開關管q01處於截止狀態。在電源開關管q03截止期間,工作原理與上述過程相反,即q02截止,q01工作。其中,d1、d2為續流二極體,在開關管q01和q02處於截止和導通期間能提供持續的電流。

這樣就形成了主開關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次級繞組上產生感應電動勢送至推動三極體q3、q4的c極,保證整個激勵電路能持續穩定地工作,同時,又通過t2初級繞組反作用於t1主開關電源變壓器,使主電源電路開始工作,為負載提供+3.3v、±5v、±12v工作電壓。

4、ps訊號和pg訊號產生電路以及脈寬調變控制電路

如圖7所示,微機通電後,由主機板送來的ps訊號控制ic2的④腳(脈寬調變控制端)電壓。待機時,主機板啟動控制電路的電子開關斷開,ps訊號輸出高電平3.6v,經r37到達ic1(電壓比較器lm339n)的⑥腳(啟動端),由內部經ic1的①腳輸出低電平,使d35、d36截止;同時,ic1的②腳一路經r42送出乙個比較電壓對c35進行充電,另一路經r41送出乙個比較電壓給ic2的④腳,ic2的④腳電壓由零電位開始逐漸上公升,當上公升的電壓超過3v時,關閉ic2⑧、11腳的調製脈寬電壓輸出,使t2推動變壓器、t1主電源開關變壓器停振,從而停止提供+3.

3v、±5v、±12v等各路輸出電壓,電源處於待機狀態。受控啟動後,ps訊號由主機板啟動控制電路的電子開關接地,ic1的⑥腳為低電平(0v),ic2的④腳變為低電平(0v),此時允許⑧、11腳輸出脈寬調變訊號。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),脈寬調變器為併聯推挽式輸出,⑧、11腳輸出相位差180度的脈寬調變訊號,輸出頻率為ic2的⑤、⑥腳外接定時阻容元件r30、c30的振盪頻率的一半,控制推動三極體q3、q4的c極相連線的t2次級繞組的激勵振盪。

t2初級它激振盪產生的感應電動勢作用於t1主電源開關變壓器的初級繞組,從t1次級繞組的感應電動勢整流輸出+3.3v、±5v、±12v等各路輸出電壓。

d12、d13以及c40用於抬高推動管q3、q4的e極電平,使q3、q4的b極有低電平脈衝時能可靠截止。c35用於通電瞬間關閉ic2的⑧、11腳輸出脈寬調變訊號脈衝。atx電源通電瞬間,由於c35兩端電壓不能突變,ic2的④腳輸出高電平,⑧、11腳無驅動脈衝訊號輸出。

隨著c35的充電,ic2的啟動由ps訊號電平高低來加以控制,ps訊號電平為高電平時ic2關閉,為低電平時ic2啟動並開始工作。

pg產生電路由ic1(電壓比較器lm339n)、r48、c38及其周圍元件構成。待機時ic2的③腳(反饋控制端)為零電平,經r48使 ic1的⑨腳正端輸入低電位,小於11腳負端輸入的固定分壓比,ic113腳(pg訊號輸出端)輸出低電位,pg向主機輸出零電平的電源自檢訊號,主機停止工作處於待機狀態。受控啟動後ic2的③腳電位上公升,ic1的⑨腳控制電平也逐漸上公升,一旦ic1的⑨腳電位大於11腳的固定分壓比,經正反饋的遲滯比較器,13腳輸出的pg訊號在開關電源輸出電壓穩定後再延遲幾百毫秒由零電平起跳到+5v,主機檢測到pg電源完好的訊號後啟動系統,在主機執行過程中若遇市電停電或使用者執行關機操作時,atx開關電源+5v輸出電壓必然**,這種幅值變小的反饋訊號被送到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r48使ic1的⑨腳電位迅速下降,當⑨腳電位小於11腳的固定分壓電平時,ic1的13腳將立即從+5v下跳到零電平,關機時pg輸出訊號比atx開關電源+5v輸出電壓提前幾百毫秒消失,通知主機觸發系統在電源斷電前自動關閉,防止突然掉電時硬碟的磁頭來不及歸位而劃傷硬碟。

5、主電源電路及多路直流穩壓輸出電路

如圖8所示,微機受控啟動後,ps訊號由主機板啟動控制電路的電子開關接地,允許ic2的⑧、11腳輸出脈寬調變訊號,去控制與推動三極體q3、q4的c極相連線的t2推動變壓器次級繞組產生的激勵振盪脈衝。t2的初級繞組由它激振盪產生的感應電動勢作用於t1主電源開關變壓器的初級繞組,從t1次級①②繞組產生的感應電動勢經d20、d28整流、l2(功率因素校正變壓器,也稱低電壓扼流線圈。以它為主來構成功率因素校正電路,簡稱pfc電路,起自動調節負載功率大小的作用。

當負載要求功率很大時,則pfc電路就經過l2來校正功率大小,為負載輸送較大的功率;當負載處於節能狀態時,要求的功率很小,pfc電路通過l2校正後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濾波後輸出—12v電壓;從t1次級③④⑤繞組產生的感應電動勢經d24、d27整流、l2第①繞組及c24濾波後輸出—5v電壓;從t1次級③④⑤繞組產生的感應電動勢經d21、l2第②③繞組以及c25、c26、c27濾波後輸出+5v電壓;從t1次級③⑤繞組產生的感應電動勢經l6、l7、d23、l1以及c28濾波後輸出+3.3v電壓;從t1次級⑥⑦繞組產生的感應電動勢經d22、l2第⑤繞組以及c29濾波後輸出+12v電壓。

其中,每兩個繞組之間的r(5ω/1/2w)、c(103)組成尖峰消除網路,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。

6、自動穩壓穩流控制電路

(1)+3.3v自動穩壓電路

ic5(精密穩壓電路tl431)、q2、r25、r26、r27、r28、r18、r19、r20、d30、d31、d23(場效電晶體)、r08、c28、c34等組成+3.3v自動穩壓電路。如圖9所示。

當輸出電壓(+3.3v)公升高時,由r25、r26、r27取得公升高的取樣電壓送到ic5的g端,使ug電位上公升,uk電位下降,從而使q2導通,公升高的+3.3v電壓通過q2的ec極,r18、d30、d31送至d23的s極和g極,使d23提前導通,控制d23的d極輸出電壓下降,經l1使輸出電壓穩定在標準值(+3.

3v)左右,反之,穩壓控制過程相反。

(2)+5v、+12v自動穩壓電路

ic2的①、②腳電壓取樣比較器正、負輸入端,取樣電阻r15、r16、r33、r35、r68、r69、r47、r32構成+5v、+12v自動穩壓電路。如圖10所示。

當輸出電壓公升高時(+5v或+12v),由r33、r35、r69併聯後的總電阻取得取樣電壓,送到ic2的①腳和②腳,與ic2內部的基準電壓相比較,輸出誤差電壓與ic2內部鋸齒波產生電路的振盪脈衝在pwm(比較器)中進行比較放大,使⑧、11腳輸出脈衝寬度降低,輸出電壓回落至標準值的範圍內。

反之穩壓控制過程相反,從而使開關電源輸出電壓保持穩定。

(3)+3.3v、+5v、+12v自動穩壓電路

ic4(精密穩壓電路tl431)、ic3、q1、r01、r02、r03、r04、r05、r005、d7、c09、c41等組成+3.3v、+5v、+12v自動穩壓電路。如圖11所示。

當輸出電壓公升高時,t3次級繞組產生的感應電動勢經d50、c04整流濾波後一路經r01限流送至ic3的①腳,另一路經r02、r03獲得增大的取樣電壓送至ic4的g端,使ug電位上公升,uk電位下降,從而使ic4內發光二極體流過的電流增加,使光敏三極體導通,從而使q1導通,同時經負反饋支路r005、c41使開關三極體q03的e極電位上公升,使得q03的b極分流增加,導致q03的脈衝寬度變窄,導通時間縮短,最終使輸出電壓下降,穩定在規定範圍之內。

反之,當輸出電壓下降時,則穩壓控制過程相反。

(4)自動穩流電路

ic2的15、16腳電流取樣比較器正、負輸入端,取樣電阻r51、r56、r57構成負載自動穩流電路。如圖12所示。

負端輸入端15腳接穩壓+5v,正端輸入端16腳, 該腳外接的r51、r56、r57與地之間形成迴路,當負載電流偏高時,t2次級繞組產生的感應電動勢經r10、d14、c36整流濾波,再經r54、r55降壓後獲得增大的取樣電壓,同時與r51、r56、r57支路取得增大的取樣電流一起送到ic215腳和16腳,與ic2內部基準電流相比較,輸出誤差電流,與ic2內部鋸齒波產生電路產生的振盪脈衝在pwm(比較器)中進行比較放大,使⑧、11腳輸出脈衝寬度降低,輸出電流回落至標準值的範圍之內。

反之穩流控制過程相反,從而使開關電源輸出電流保持穩定.

三、檢修的基本方法與技巧

計算機atx開關電源與日常生活中彩電的開關電源顯著的區別是:前者取消了傳統的市電按鍵開關,採用新型的觸點開關,並且依靠+5vsb、ps控制訊號的組合來實現電源的自動開啟和自動關閉。主機在通電的瞬間,主機電源會向主機板傳送乙個power good(簡稱pg)訊號,如果主機電源的輸入電壓在額定範圍之內,輸出電壓也達到最低檢測電平(+5v輸出為4.

75v以上),並且讓時間延遲約100ms~500ms後(目的是讓電源電壓變得更加穩定),pg電路就會發出「電源正常」的訊號,接著cpu會產生乙個復位訊號,執行bios中的自檢,主機才能正常啟動。+5vsb是供主機系統在atx待機狀態時的電源,以及開啟和關閉自動管理模組及其遠端喚醒通訊聯絡相關電路的工作電源,在待機及受控啟動狀態下,其輸出電壓均為5v高電平,使用紫色線由atx插頭⑨腳引出。如圖13所示。

ps為主機開啟或關閉電源以及網路計算機遠端喚醒電源的控制訊號,不同型號的atx開關電源,待機時的電壓值各不相同,常見的待機電壓值為3v、3.6v、4.6v。

當按下主機面板的power電源開關或實現網路喚醒遠端開機時,受控啟動後ps由主機板的電子開關接地,使用綠色線從atx插頭14腳輸入。pg是供主機板檢測電源好壞的輸出訊號,使用灰色線由atx插頭⑧腳引出,待機狀態為低電平(0v),受控啟動電壓輸出穩定的高電平(+5v)。

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