ATX電源工作原理及檢修

1、ATX電源工作原理及檢修檢修ATX開關電源，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。一、+5VSB、PS-ON、PW-OK 控制信號ATX開關電源與AT電源最顯著的區(qū)別是，前者取消了傳統(tǒng)的市電開關，依靠+5VSB、PS-ON控制信號的組合來實現(xiàn)電源的開啟和關閉。+5VSB是供主機系統(tǒng)在ATX待機狀態(tài)時的電源，以及開閉自動管理和遠程喚醒通訊聯(lián)絡相關電路的工作電源，在待機及受控啟動狀態(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為主機啟 閉電源或網(wǎng)絡計算機遠程喚醒電源的控制信號，不同型號的ATX開關電源，待機時電壓值

2、為3V、3.6V、4.6V各不相同。當按下主機面板的POWER開關或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡喚醒遠程開機，受控啟動后PS-ON由主板的電子開關接地，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，待機狀態(tài)為零電平，受控啟動電壓輸出穩(wěn)定后為5V高電平。  脫機帶電檢測 ATX電源，首先測量在待機狀態(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夕卜，不輸出其它電壓。其次是將ATX開關電源人為喚醒，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

3、腳短接，這一步是 檢測的關鍵，將 ATX電源由待機狀態(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，開關電源風扇旋轉(zhuǎn)。上述操作亦可作為選購 ATX開關電源脫機通電驗證的方法。二、控制電路的工作原理ATX開關電源，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)壓與保護控制電路、多路直流穩(wěn)壓輸出電路。請參照下圖。1. 輔助電源電路只要有交流市電輸入， ATX開關電源無論是否開啟，其輔助電源一直在工作，為開關電源控制電路提供工作電壓

4、。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至輔助電源開關管 Q15基極，另一路經(jīng)T3開關變壓器的初級繞組加至 Q15集電 極，使Q15導通。T3反饋繞組的感應電勢（上正下負）通過正反饋支路 C44、R74加至Q15 基極，使Q15飽和導通。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 反饋繞組感應電勢反相 （上負下正 ），與 C44 電壓疊加至 Q15 基極， Q15 基極電位變負，開關管迅速截止。 Q15 截止 時， ZD6 、D30 、C41 、R70 組成

5、Q15 基極負偏壓截止電路。反饋繞組感應電勢的正端經(jīng)C41 、R70 、D41 至感應電勢負端形成充電回路，C41 負極負電壓， Q15 基極電位由于 D30 、ZD6 的導通，被箝位在比 C41 負電壓高約 6.8V（ 二極管壓降和穩(wěn)壓值 ）的負電位上。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 Ub 電位增加到 Q15 的 b、e 極的開 啟電壓時， Q15 再次導通，又進入下一個周期的振蕩。 Q15 飽和期間， T3 二次繞組輸出 端的感應電勢為負，整

6、流管截止，流經(jīng)一次繞組的導通電流以磁能的形式儲存在T3 輔助電源變壓器中。當 Q15 由飽和轉(zhuǎn)向截止時，二次繞組兩個輸出端的感應電勢為正，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輸出+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AT X 開關電源控制電路所有元件的工作電壓。2. 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)電壓， 待機時，主板啟閉控制電路

7、的電子開關斷開， P S-ON 信號高電平 3.6V， IC10 精密穩(wěn)壓電路 WL431 的 Ur 電位上升， Uk 電位下降， Q7 導 通，穩(wěn)壓 5V 通過 Q7 的 e、c 極， R80 、D25 和 D40 送入 IC1 的 4 腳，當 4 腳電壓超過 3 V 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

8、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，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)生的感應電勢作用于 T1 主電源開關變壓 器的一次繞組，二次繞組的感應電勢經(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

9、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 及其周邊元件構成。 待機時 IC1 的反饋控制端 3 腳為低電平， Q 21 飽和導通， IC5 的 3 腳正端輸入低電位，小于 2 腳負端輸入的固定分壓比， 1 腳低電位， PW-OK 向主機輸出零電平的電源自檢信號，主機停止工作處于待命休閑狀態(tài)。受控

10、啟動后IC1 的 3 腳電位上升， Q21 由飽和導通進入放大狀態(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 信號相當于 AT 電源的 PG 信號， 在開關電源輸出電壓穩(wěn)定后再延遲幾百毫秒由零電平起跳 到+5V ,主機檢測到PW-OK電源完好的信號后啟動系統(tǒng)。在主機運行過程中若遇市電掉電 或用戶關機時， ATX 開關電源 +5V 輸出端電壓必下跌，這種幅值變小的反饋信號被送到 IC 1

11、 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：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 電位達到 0.7V ， Q21 飽和導通， IC5 的 3 腳電位迅速下降，當 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，關機時 PW-OK輸出信號比ATX 開關電源 +5V 輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動關閉，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。3. 自動穩(wěn)壓控制電路IC1的1、2腳電壓取樣放大器正、負輸入端，

12、取樣電阻R31、R32、R33構成+5V、+12V自動穩(wěn)壓電路。當輸出電壓升高時 （+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，輸出電壓回落至標準值的范圍內(nèi)，反之 穩(wěn)壓控制過程相反，從而使開關電源輸出電壓穩(wěn)定。IC1 的電流取樣放大器負端輸入 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。1. ATX電源的工作原理方框圖 ATX電源方框圖如圖所示。從圖可以看出，ATX電源的主變換電路和AT電源相似，采用雙

13、管半橋它激式電路。整個電路的核心是脈寬調(diào)制（PWM控制芯片，多數(shù) ATX電源都采用TL494 （或其替代芯片），利用 TL494的腳“死區(qū)控制”功 能來實現(xiàn)主變換電路的開啟和關 閉。2.如何判定故障范圍由于微機電源都設置了過壓、 過流保 護電路，電源發(fā)生故障時，大多表現(xiàn)為主機加電無任何指示，主機不啟動， 顯示器無任何顯示，電源風扇不轉(zhuǎn)。由于 ATX主板上有一部分電路稱為“電源檢測模塊”，它可以控制電源的開啟和關閉，這部分電路出現(xiàn)了故障，也表現(xiàn)為上述故障現(xiàn)象。那么，怎樣判定是 ATX 電源故障還是主板故障呢？ATX電源和主板之間是通過一個20腳長方形雙排綜合插件連接的，其中14腳（綠色線）為 P

14、S-ON信號，主板就是通過這個信號來控制電源的開啟和關閉 的。當主板電源的“電源檢測部件”使PS-ON信號為高電平時，電源關閉；當主板使PS-ON信號為低電平時，電源工作，向主板供電。當ATX電源不和主板相連時，電源內(nèi)部提供 PS-ON信號高電平，ATX電源不工作，處于待機狀態(tài)。當計算機通電后無法開啟時，可將所有供電插頭拔下，將 14 腳和地線（黑色線）用導線短接，若電源風扇轉(zhuǎn)動，各路輸出正確，即 可判定電源是正常的，否則是電源故 障。3 . ATX電源常見故障維修（I ）無300V直流電壓。這種故 障，首先從交流輸入插座查起，保險管、整流二極管（橋）、濾波電容是常壞的元件。找到 損壞元件后，

15、 還要檢查主變換電路大功率開關管及其附屬電路， 在保證其正常時， 才可以加 電，因為這種故障通常是大功率元件損壞后引起的。大功率管多采用MJE13007（400V8A/75W，是故障率最高的元件，更換時要選用性能參數(shù)等于或高于原參數(shù)的管子，要注意 兩個管子的參數(shù)應一致。（ 2）通電后輔助電源正常，啟動電源各路主電壓無輸出。這種故 障有兩種可能， 一是主變換電路有故障， 二是控制部分損壞。 首先靜態(tài)檢查半橋功率管及其 附屬電路和驅(qū)動電路，若無故障，檢查TL494腳在PS-ON信號為低電平時是否變?yōu)榈碗娖剑?若無變化，是PS-ON處理電路故障，有變化，再檢查 8、11腳有無脈沖輸出，若無則 TL4

16、9 4損壞。（3）有300v直流電壓，輔助電源不工作。這是最常見的故障表現(xiàn)為+300V正常，無+5VSB電壓，TI494的12腳無電壓，可以判定輔助電源有故障，輔助電源常見電路簡圖如圖三。這是典型的單管自激式開關電源電路，變壓器T3次級有兩路輸出，一路經(jīng)整流濾波再由7805穩(wěn)壓，輸出5VSB電壓；另一路整流濾波后，直接加在 TL494的12腳，作為TL494的工作電源，由于 TL494的可工作電壓范圍 較寬（740V）,這一路沒有穩(wěn)壓措施。TL494的14腳輸出基準+5V （VREF，提供給保護電路、P.G產(chǎn)生電路和PS-ON處理電路，作為這些電路的工作電壓。由于電路簡單，沒有完 善的穩(wěn)壓調(diào)控

17、及保護電路，使輔助電源電路成為 ATX電源中故障率較高的部分，常損壞的元件是功率管和功率電阻（4.7 Q ）,特別是功率管的啟動電阻（300kQ ）。另外，輔助電源出現(xiàn)故障，輸出電過高時，也可能造成其供電的電路無件損壞，如TL494等這是出ATX電源的特點決定的。當計算機軟關閉后，市電并沒有斷掉，輔助電源一直在工作，特別在夜間， 市電有可能很高， 并且輔助電源也較為簡易， 所以極易損壞輔助電源電路。 一般在沒有特殊 情況時，軟關機后若較長時間不用，應切斷市電。（4）各路電壓正常，無 P.G信號。在電源加電后，輔助電源首先建立 VRERLM393的電源也為VREF，TL494的腳提供較低電壓，

18、三極管A733導通，LM393的腳輸出低電平。當ATX電源開啟主變換電路工作，TL494的 腳維持較高電平，使二極管A733處于截止狀態(tài)，VREF通過電容（4.7uF ）充電，延遲一段時間后，輸出+5V的P.G信號，主機開始工作。當電源輸出電壓降低時，檢測電路送到TL494的檢測電壓也隨之降低，如果電壓降低超過額定范圍，TL494的腳電平將降為低電平，三極管A733導通，使I。M393的腳輸出低電平，主機停止工作。出現(xiàn)上述故障，一般是 LM393集成電路壞，P.G信號恒為低電平，也有可能是三極管 A733短路，將P.G信號鉗位在 低電平。這部分電路由于工作電壓較低，阻容元件很少發(fā)生故障。將損壞

19、的元件更交換后， 即可排除該故障。ATX 電源維修技巧故障現(xiàn)象，無輸出測量發(fā)現(xiàn)插頭9腳無+5VSB電壓，因此可以判斷輔電源沒有工作。 測量 IC3 L7805 三端穩(wěn)壓輸入端和輸出端均無電壓，但有時輸入端有 20V 電壓，輸出端有 5V電壓，此時短接13、14腳電壓輸出正常，但把短接線斷開再次接通時電壓又無輸出。 測量輔電源集電極電壓， 從萬用表的指示中發(fā)現(xiàn)已起振， 因此懷疑故障出在變壓器的二次繞 組端。更換電容 C04、斷開L7805的輸入端，二次繞組仍無電壓，再次按照電源未起振的 故障來從初次繞組端查找故障， 后發(fā)現(xiàn)， 當用萬用表測量開關管的集電極時， 電壓有時能恢 復正常，因此增強了按未

20、起振來查找故障的信心。測量發(fā)現(xiàn)R02 電阻已變?yōu)闊o窮大，此電阻的作用是將市電整流濾波后的電壓引入開關管的基極，正是開產(chǎn)電源起振的前提條件， 用一 390K 的電阻更換 R02 ，故障排除。 集成電路應用電路識圖方法在無線電設備中，集成 電路的應用愈來愈廣泛， 對集成電路應用電路的識圖是電路分析中的一個重點，也是難點之一。 1 集成電路應用電路圖功能 集成電路應用電路圖具有下列一些功能： 它表達了 集成電路各引腳外電路結構、元器件參數(shù)等，從而表示了某一集成電路的完整工作情況。 有些集成電路應用電路中， 畫出了集成電路的內(nèi)電路方框圖， 這時對分析集成電路應用電 路是相當方便的，但這種表示方式不多。

21、集成電路應用電路有典型應用電路和實用電路兩種，前者在集成電路手冊中可以查到， 后者出現(xiàn)在實用電路中， 這兩種應用電路相差不大，根據(jù)這一特點， 在沒有實際應用電路圖時可以用典型應用電路圖作參考， 這一方法修理中常常采用。 一般情況集成電路應用電路表達了一個完整的單元電路，或一個電路系統(tǒng)，但 有些情況下一個完整的電路系統(tǒng)要用到兩個或更多的集成電路。2集成電路應用電路特點 集成電路應用電路圖具有下列一些特點： 大部分應用電路不畫出內(nèi)電路方框圖， 這對 識圖不利，尤其對初學者進行電路工作分析時更為不利。對初學者而言，分析集成電路的應用電路比分析分立元器件的電路更為困難， 這是對集成電路內(nèi)部電路不了解的

22、原緣， 實 際上識圖也好、修理也好，集成電路比分立元器件電路更為方便。對集成電路應用電路而言， 大致了解集成電路內(nèi)部電路和詳細了解各引腳作用的情況下，識圖是比較方便的。 這是因為同類型集成電路具有規(guī)律性， 在掌握了它們的共性后， 可以方便地分析許多同功能不 同型號的集成電路應用電路。 3集成電路應用電路識圖方法和注意事項分析集成電路的方法和注意事項主要有下列幾點： （1）了解各引腳的作用是識圖的關鍵了解各引腳的作用可以查閱有關集成電路應用手冊。 知道了各引腳作用之后， 分析各引腳外電路工作原理和 元器件作用就方便了。 例如：知道腳是輸入引腳， 那么與腳所串聯(lián)的電容是輸入端耦合 電路，與腳相連的

23、電路是輸入電路。（2）了解集成電路各引腳作用的三種方法了解集成電路各引腳作用有三種方法： 一是查閱有關資料； 二是根據(jù)集成電路的內(nèi)電路方框圖分析； 三是根據(jù)集成電路的應用電路中各引腳外電路特征進行分析。對第三種方法要求有比較好的電路分析基礎。（3）電路分析步驟 集成電路應用電路分析步驟如下： 直流電路分析。這一步主要是進行電源和接地引腳外電路的分析。 注意：電源引腳有多個時要分清這幾個電 源之間的關系，例如是否是前級、后級電路的電源引腳，或是左、右聲道的電源引腳；對多 個接地引腳也要這樣分清。分清多個電源引腳和接地引腳，對修理是有用的。信號傳輸分析。 這一步主要分析信號輸入引腳和輸出引腳外電路

24、。 當集成電路有多個輸入、 輸出引腳 時，要搞清楚是前級還是后級電路的輸出引腳； 對于雙聲道電路還分清左、 右聲道的輸入和 輸出引腳。 其他引腳外電路分析。例如找出負反饋引腳、消振引腳等，這一步的分析是 最困難的，對初學者而言要借助于引腳作用資料或內(nèi)電路方框圖。有了一定的識圖能力后，要學會總結各種功能集成電路的引腳外電路規(guī)律， 并要掌握這種規(guī)律， 這對提高識圖速 度是有用的。 例如， 輸入引腳外電路的規(guī)律是： 通過一個耦合電容或一個耦合電路與前級電 路的輸出端相連；輸出引腳外電路的規(guī)律是：通過一個耦合電路與后級電路的輸入端相連。分析集成電路的內(nèi)電路對信號放大、處理過程時，最好是查閱該集成電路的

25、內(nèi)電路方框 圖。分析內(nèi)電路方框圖時， 可以通過信號傳輸線路中的箭頭指示， 知道信號經(jīng)過了哪些電路 的放大或處理，最后信號是從哪個引腳輸出。了解集成電路的一些關鍵測試點、引腳直流電壓規(guī)律對檢修電路是十分有用的。 OTL 電路輸出端的直流電壓等于集成電路直流工作 電壓的一半；OCL電路輸出端的直流電壓等于OV;BTL電路兩個輸出端的直流電壓是相等的，單電源供電時等于直流工作電壓的一半，雙電源供電時等于OV。當集成電路兩個引腳之間接有電阻時， 該電阻將影響這兩個引腳上的直流電壓； 當兩個引腳之間接有線圈時， 這兩個引腳的直流電壓是相等的，不等時必是線圈開路了；當兩個引腳之間接有電容或接RC串聯(lián)電路時

26、，這兩個引腳的直流電壓肯定不相等，若相等說明該電容已經(jīng)擊穿。一般情況下不要去分析集成電路的內(nèi)電路工作原理，這是相當復雜的。1保險絲熔斷故障分析與排除出現(xiàn)此類故障時， 先打開電源外殼， 檢查電源上的保險絲是否熔斷， 據(jù)此可以初步 確定逆變電路是否發(fā)生了故障。 若是， 則不外如下三種情況造成： 輸入回路中某個橋式整流 二極管被擊穿； 高壓濾波電解電容 C5、C6 被擊穿 · ；逆變功率開關管 Ql、Q2 損壞。 其主要原因是因為直流濾波及變換振蕩電路長時間工作在高壓（十 300V） 、大電流狀態(tài)，特別是由于交流電壓變化較大、 輸出負載較重時， 易出現(xiàn)保險絲熔斷的故障。 直流濾波電路由 四只整流二極管、兩只 100kQ左右限流電阻和兩只 330uF左右的電解電容組成；變換振蕩 電路則主要由裝在同一散熱片上的兩只型號相同的大功率開關管組成。交流保險絲熔斷后， 關機拔掉電源插頭， 首先仔細觀察電路板上各高壓元件的外表是否有被擊穿燒糊或電解液溢 出的痕跡。若無異常，用萬用表測量輸入端的值：若小于200Q，說明后端有局部短路現(xiàn)象，再分別測量兩個大功率開關管e、c極間的阻值；若小于100kQ，則說明開關管已損壞，測量四只整流二極管正、 反向電阻和兩個限流電阻的阻值， 用萬用表測量其充放電情況以判 定是否正常。 另外在更換開關管時， 如果無法找到同型號產(chǎn)品而選擇