二、工作原理 2.4、PS信号和PG信号产生电路以及脉宽调制控制电路 微机通电后,由主板送来的PS信号控制IC2的④脚(脉宽调制控制端)电压,待机时,主板启动控制电路的电子开关断开,PS信号输出高电平3.6V,经R37到达IC1(电压比较放大器LM339N)的⑥脚(启动端),由内部经IC1的③脚,对C35进行充电,同时IC1的②脚经R41送出一个比较电压给IC2的④脚,IC2的④脚电压由零电位开始逐渐上升,当上升的电压超过3V时,封锁IC2⑧、○11脚的调制脉宽电压输出,使T2推动变压器、T1主电源开关变压器停振,从而停止提供+3.3V、±5V、±12V等各路输出电压,电源处于待机状态。受控启动后,PS信号由主板启动控制电路的电子开关接地,IC1的⑥脚为低电平(0V),IC2的④脚变为低电平(0V),此时允许⑧、○11脚输出脉宽调制信号。IC2的○13脚(输出方式控制端)接稳压+5V (由IC2内部稳压输出+5V电压),脉宽调制器为并联推挽式输出,⑧、○11脚输出相位差180度的脉宽调制信号,输出频率为IC2的⑤、⑥脚外接定时阻容元件R30、C30的振荡频率的一半,控制推动三极管Q3、Q4的c极连接的T2次级绕组的激励振荡。T2初级它激振荡产生的感应电动势作用于T1主电源开关变压器的初级绕组,从T1次级绕组的感应电动势整流输出+3.3V、±5V、±12V等各路输出电压。 D12、D13以及C40用于抬高推动管Q3、Q4的e极电平,使Q3、Q4的b极有低电平脉冲时能可靠截止。C35用于通电瞬间封锁IC2的⑧、○11脚输出脉宽调制信号脉冲,ATX电源通电瞬间,由于C35两端电压不能突变,IC2的④脚输出高电平,⑧、○11脚无驱动脉冲信号输出。随着C35的充电,IC2的启动由PS信号电平高低来加以控制,PS信号电平为高电平时IC2关闭,为低电平时IC2启动并开始工作。 PG产生电路由IC1(电压比较放大器LM339N)、R48、C38及其周围元件构成。待机时IC2的③脚(反馈控制端)为零电平,经R48使 IC1的⑨脚正端输入低电位,小于○11脚负端输入的固定分压比,○13脚(PG信号输出端)输出低电位,PG向主机输出零电平的电源自检信号,主机停止工作处于待机状态。受控启动后IC2的③脚电位上升,IC1的⑨脚控制电平也逐渐上升,一旦IC1的⑨脚电位大于○11脚的固定分压比,经正反馈的迟滞比较放大器,○13脚输出的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PG电源完好的信号后启动系统,在主机运行过程中若遇市电停电或用户执行关机操作时,ATX开关电源+5V输出电压必然下跌,这种幅值变小的反馈信号被送到IC2的①脚(电压取样放大器同相输入端),使IC2的③脚电位下降,经R48使IC1的⑨脚电位迅速下降,当⑨脚电位小于○11脚的固定分压电平时,IC1的○13脚将立即从+5V下跳到零电平,关机时PG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的磁头来不及归位而划伤硬盘。 2.5、主电源电路及多路直流稳压输出电路 插图75 微机受控启动后,PS信号由主板启动控制电路的电子开关接地,允许IC2的⑧、○11脚输出脉宽调制信号,去控制与推动三极管Q3、Q4的c极相连接的T2推动变压器次级绕组产生的激励振荡脉冲。T2的初级绕组由它激振荡产生的感应电动势作用于T1主电源开关变压器的初级绕组,从T1次级①②绕组产生的感应电动势经D20、D28整流、L2(功率因素校正变压器,以它为主来构成功率因素校正电路,简称PFC电路,起自动调节负载功率大小的作用。当负载要求功率很大时,则PFC电路就经过L2来校正功率大小,为负载输送较大的功率;当负载处于节能状态时,要求的功率很小,PFC电路通过L2校正后为负载送出较小的功率,从而达到节能的作用。)第④绕组以及C23滤波后输出—12V电压;从T1次级③④⑤绕组产生的感应电动势经D24、D27整流、L2第①绕组及C24滤波后输出—5V电压;从T1次级③④⑤绕组产生的感应电动势经D21(场效应管)、L2第②③绕组以及C25、C26、C27滤波后输出+5V电压;从T1次级③⑤绕组产生的感应电动势经L6、L7、D23(场效应管)、L1以及C28滤波后输出+3.3V电压;从T1次级⑥⑦绕组产生的感应电动势经D22(场效应管)、L2第⑤绕组以及C29滤波后输出+12V电压。其中,每两个绕组之间的R(5Ω/1/2W)、C(103)组成尖峰消除网络,以降低绕组之间的反峰电压,保证电路能够持续稳定地工作。 2.6、自动稳压稳流控制电路 (1)+3.3V自动稳压电路 IC5(精密稳压电路TL431开关型直流稳压电源)、Q2、R25、R26、R27、R28、R18、R19、R20、D30、D31、D23(场效应管)、R08、C28、C34等组成+3.3V自动稳压电路。 当输出电压(+3.3V)升高时,由R25、R26、R27取得升高的采样电压送到IC5的G端,使UG电位上升,UK电位下降,从而使Q2导通,升高的+3.3V电压通过Q2的ec极,R18、D30、D31送至D23的S极和G极,使D23提前导通,控制D23的D极输出电压下降,经L1使输出电压稳定在标准值(+3.3V)左右,反之,稳压控制过程相反。 (2)+5V、+12V自动稳压电路 IC2的①、②脚电压取样放大器正、负输入端,取样电阻R15、R16、R33、R35、R69、R47、R32构成+5V、+12V自动稳压电路。 当输出电压升高时(+5V或+12V),由R33、R35、R69并联后的总电阻取得采样电压送到IC2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比较放大器中进行比较放大,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保持稳定。 (3)+3.3V、+5V、+12V自动稳压电路 IC4(精密稳压电路TL431)、Q1、R01、R02、R03、R04、R05、R005、D7、C09、C41等组成+3.3V、+5V、+12V自动稳压电路。 当输出电压升高时,T3次级绕组产生的感应电动势经D50、C04整流滤波后一路经R01限流送至IC3的①脚,另一路经R02、R03获得增大的取样电压送至IC4的G端,使UG电位上升,UK电位下降,从而使IC4内发光二极管流过的电流增加,使光敏三极管导通,从而使Q1导通,同时经负反馈支路R005、C41使开关三极管Q03的e极电位上升,使得Q03的b极分流增加,导致Q03的脉冲宽度变窄,导通时间缩短,最终使输出电压下降,稳定在规定范围之内。反之,当输出电压下降时,则稳压控制过程相反。 1VIC2的○15、○16脚电流取样放大器正、负输入端,取样电阻R51、R56、R57构成负载自动稳流电路。负端输入○15脚接稳压+5V,正端输入○16脚, 该脚外接的R51、R56、R57与地之间形成回路,当负载电流偏高时,由R51、R56、R57支路取得采样电流送到IC2的○15脚和○16脚基准电流相比较,输出误差电流与芯片内锯齿波产生电路的振荡脉冲在PWM比较放大器中进行比较放大,使⑧、○11脚输出脉冲宽度降低,输出电流回落至标准值的范围之内,反之稳流控制过程相反,从而使开关电源输出电流保持稳定。 三、检修的基本方法与技巧 计算机ATX开关电源与日常生活中彩电的开关电源显著的区别是:前者取消了传统的市电按键开关,采用新型的触点开关,并且依靠+5VSB、PS控制信号的组合来实现电源的自动开启和自动关闭。主机在通电的瞬间,主机电源会向主板发送一个Power Good(简称PG)信号,如果主机电源的输入电压在额定范围之内,输出电压也达到最低检测电平(+5V输出为4.75V以上),并且让时间延迟约100ms~500ms后(目的是让电源电压变得更加稳定),PG电路就会发出“电源正常”的信号,接着CPU会产生一个复位信号,执行BIOS中的自检,主机才能正常启动。+5VSB是供主机系统在ATX待机状态时的电源,以及开启和关闭自动管理模块及其远程唤醒通讯联络相关电路的工作电源,在待机及受控启动状态下,其输出电压均为5V高电平,使用紫线由ATX插头(图2)⑨脚引出。PS为主机开启或关闭电源以及网络计算机远程唤醒电源的控制信号,不同型号的ATX开关电源 ,待机时的电压值各不相同,常见的待机电压值为3V、3.6V、4.6V。当按下主机面板的POWER电源开关或实现网络唤醒远程开机时,受控启动后PS由主板的电子开关接地,使用绿线从ATX插头○14脚输入。PG是供主板检测电源好坏的输出信号,使用灰线由ATX插头⑧脚引出,待机状态为低电平(0V),受控启动电压输出稳定的高电平(+5V)。 脱机带电检测ATX电源 ,首先测量在待机状态下的PS和PG信号,前者为高电平,后者为低电平,插头9脚除输出+5VSB外,不输出其它任何电压。其次是将ATX开关电源进行人工唤醒,方法是:用一根导线把ATX插头14脚(绿线)PS信号与任一地端(黑线3、7、13、15、16、17)中的任一脚短接,这一步是检测的关键(否则,通电时开关电源风扇将不旋转,整个电路无任何反应,导致无法检修或无法判断其故障部位和质量好坏)。将ATX电源由待机状态唤醒为启动受控状态,此时PS信号变为低电平,PG、+5VSB信号变为高电平,这时可观察到开关电源风扇旋转。为了验证电源的带负载能力,通电前可在电源的+12V输出插头处再接一个开关电源风扇或CPU电源风扇,也可在+5V与地之间并联一个4Ω/10W左右的大功率电阻做假负载。然后通电测量各路输出电压值是否正常,如果正常且稳定,则可放心接上主机内各部件进行使用;如发现不正常,则必须重新认真检查电路,此时绝对不允许与主机内各部件连接,以免通电造成严重的经济损失。 上述操作亦可作为单独选购ATX开关电源脱机通电验证质量好坏的方法。 | |||
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