ATX电源工作原理及检修

发布 2019-08-17 04:22:20 阅读 4884

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检修atx开关电源,从+5vsb、ps-on和pw-ok信号入手来定位故障区域,是快速检修中行之有效的方法。

一、+5vsb、ps-on、pw-ok控制信号 atx开关电源与at电源最显著的区别是,前者取消了传统的市电开关,依靠+5vsb、ps-on控制信号的组合来实现电源的开启和关闭。+5vsb是供主机系统在atx待机状态时的电源,以及开闭自动管理和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,使用紫色线由atx插头9脚引出。ps-on为主机启闭电源或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,待机时电压值为3v、3.

6v、4.6v各不相同。当按下主机面板的power开关或实现网络唤醒远程开机,受控启动后ps-on由主板的电子开关接地,使用绿色线从atx插头14脚输入。

pw-ok是供主板检测电源好坏的输出信号,使用灰色线由atx插头8脚引出,待机状态为零电平,受控启动电压输出稳定后为5v高电平。

脱机带电检测atx电源,首先测量在待机状态下的ps-on和pw-ok信号,前者为高电平,后者为低电平,插头9脚除输出+5vsb外,不输出其它电压。其次是将atx开关电源人为唤醒,用一根导线把atx插头14脚ps-on信号,与任一地端)中的一脚短接,这一步是检测的关键,将atx电源由待机状态唤醒为启动受控状态,此时ps-on信号为低电平,pw-ok、+5vsb信号为高电平,atx插头+3.3v、±5v、±12v有输出,开关电源风扇旋转。

上述操作亦可作为选购atx开关电源脱机通电验证的方法。

二、 控制电路的工作原理 atx开关电源,电路按其组成功能分为:交流输入整流滤波电路、脉冲半桥功率变换电路、辅助电源电路、脉宽调制控制电路、ps-on和pw-ok产生电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路。请参照下图。

1.辅助电源电路

只要有交流市电输入,atx开关电源无论是否开启,其辅助电源一直在工作,为开关电源控制电路提供工作电压。市电经高压整流、滤波,输出约300v直流脉动电压,一路经r72、r76至辅助电源开关管q15基极,另一路经t3开关变压器的初级绕组加至q15集电极,使q15导通。t3反馈绕组的感应电势(上正下负)通过正反馈支路c44、r74加至q15基极,使q15饱和导通。

反馈电流通过r74、r78、q15的b、e极等效电阻对电容c44充电,随着c44充电电压增加,流经q15基极电流逐渐减小,t3反馈绕组感应电势反相(上负下正),与c44电压叠加至q15基极,q15基极电位变负,开关管迅速截止。

q15截止时,zd6、d30、c41、r70组成q15基极负偏压截止电路。反馈绕组感应电势的正端经c41、r70、d41至感应电势负端形成充电回路,c41负极负电压,q15基极电位由于d30、zd6的导通,被箝位在比c41负电压高约6.8v(二极管压降和稳压值)的负电位上。

同时正反馈支路c44的充电电压经t3反馈绕组,r78,q15的b、e极等效电阻,r74形成放电回路。随着c41充电电流逐渐减小,ub电位上升,当ub电位增加到q15的b、e极的开启电压时,q15再次导通,又进入下一个周期的振荡。

q15饱和期间,t3二次绕组输出端的感应电势为负,整流管截止,流经一次绕组的导通电流以磁能的形式储存在t3辅助电源变压器中。当q15由饱和转向截止时,二次绕组两个输出端的感应电势为正,t3储存的磁能转化为电能经bd5、bd6整流输出。其中bd5整流输出电压供q16三端稳压器7805工作,q16输出+5vsb,若该电压丢失,主板就不会自动唤醒atx电源启动。

bd6整流输出电压供给ic1脉宽调制tl494的12脚电源输入端,该芯片14脚输出稳压5v,提供atx开关电源控制电路所有元件的工作电压。

和pw-ok、脉宽调制电路

ps-on信号控制ic1的4脚死区电压,待机时,主板启闭控制电路的电子开关断开,ps-on信号高电平3.6v,ic10精密稳压电路wl431的ur电位上升,uk电位下降,q7导通,稳压5v通过q7的e、c极,r80、d25和d40送入ic1的4脚,当4脚电压超过3v时,封锁脚的调制脉宽输出,使t2推动变压器、t1主电源开关变压器停振,停止提供+3.3v、±5v、±12v的输出电压。

受控启动后,ps-on信号由主板启闭控制电路的电子开关接地,ic10的ur为零电位,uk电位升至+5v,q7截止,c极为零电位,ic1的4脚低电平,允许脚输出脉宽调制信号。ic1的输出方式控制端13脚接稳压5v,脉宽调制器为并联推挽式输出脚输出相位差180度的脉宽调制控制信号,输出频率为ic1的脚外接定时阻容元件的振荡频率的一半,控制q3、q4的c极所接t2推动变压器初级绕组的激励振荡,t2次级它激振荡产生的感应电势作用于t1主电源开关变压器的一次绕组,二次绕组的感应电势经整流形成+3.3v、±5v、±12v的输出电压。

推动管q3、q4发射极所接的d17、d18以及c17用于抬高q3、q4发射极电平,使q3、q4基极有低电平脉冲时能可靠截止。c31用于通电瞬间封锁ic1的脚输出脉冲,atx电源带电瞬间,由于c31两端电压不能突变,ic1的4脚出现高电平脚无驱动脉冲输出。随着c31的充电,ic1的启动由ps-on信号控制。

pw-ok产生电路由ic5电压比较器lm393、q21、c60及其周边元件构成。 待机时ic1的反馈控制端3脚为低电平,q21饱和导通,ic5的3脚正端输入低电位,小于2脚负端输入的固定分压比,1脚低电位,pw-ok向主机输出零电平的电源自检信号,主机停止工作处于待命休闲状态。受控启动后ic1的3脚电位上升,q21由饱和导通进入放大状态,e极电位由稳压5v经r104对c60充电来建立,随着c60充电的逐渐进行,ic5的3脚控制电平逐渐上升,一旦ic5的3脚电位大于2脚的固定分压比,经正反馈的迟滞比较器,1脚输出高电平的pw-ok信号。

该信号相当于at电源的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pw-ok电源完好的信号后启动系统。在主机运行过程中若遇市电掉电或用户关机时,atx开关电源+5v输出端电压必**,这种幅值变小的反馈信号被送到ic1组件的电压取样放大器同相端1脚后,将引起如下的连锁反应:使ic1的反馈控制端3脚电位下降,经r63耦合到q21的基极,随着q21基极电位下降,一旦q21的e、b极电位达到0.

7v,q21饱和导通,ic5的3脚电位迅速下降,当3脚电位小于2脚的固定分压电平时,ic5的输出端1脚将立即从5v下跳到零电平,关机时pw-ok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磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。

3.自动稳压控制电路

ic1的脚电压取样放大器正、负输入端,取样电阻r31、r32、r33构成+5v、+12v自动稳压电路。当输出电压升高时(+5v或+12v),由r31取得采样电压送到ic1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比较器进行比较放大,使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稳定。ic1的电流取样放大器负端输入15脚接稳压5v,正端输入16脚接地,电流取样放大器在脉宽调制控制电路中没有使用。

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