ATX電腦開關(guān)電源維修圖解3

第頁一顆強勁的CPU可以帶著我們在復(fù)雜的數(shù)碼世界里飛速狂奔，一塊超酷的顯示卡會帶著我們在絢麗的3D世界里領(lǐng)略那五光十色的震撼，一塊發(fā)燒級的聲卡更能帶領(lǐng)我們進入那美妙的音樂殿堂，一個強勁而穩(wěn)定工作的電腦電源，則是我們的計算機能出色工作的必要保證。計算機開關(guān)電源工作電壓較高，通過的電流較大，又工作在有自感電動勢的狀態(tài)下，因此，使用過程中故障率較高。對于電源產(chǎn)生的故障，不少朋友束手無策，其實，只要有一點電子電路知識，就可以輕松的維修電源。首先，我們要知道計算機開關(guān)電源的工作原理。電源先將高電壓交流電（220V）通過全橋二極管（圖1、2）整流以后成為高電壓的脈沖直流電，再經(jīng)過電容濾波（圖3）以后成為高壓直流電。此時，控制電路控制大功率開關(guān)三極管將高壓直流電按照一定的高頻頻率分批送到高頻變壓器的初級（圖4）。接著，把從次級線圈輸出的降壓后的高頻低壓交流電通過整流濾波轉(zhuǎn)換為能使電腦工作的低電壓強電流的直流電。其中，控制電路是必不可少的部分。它能有效的監(jiān)控輸出端的電壓值，并向功率開關(guān)三極管發(fā)出信號控制電壓上下調(diào)整的幅度。在計算機開關(guān)電源中，由于電源輸入部分工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，故障率最高；其次輸出直流部分的整流二極管、保護二極管、大功率開關(guān)三極管較易損壞；再就是脈寬調(diào)制器TL494的4腳電壓是保護電路的關(guān)鍵測試點。通過對多臺電源的維修，總結(jié)出了對付電源常見故障的方法。一、在斷電情況下，“望、聞、問、切”由于檢修電源要接觸到220V高壓電，人體一旦接觸36V以上的電壓就有生命危險。因此，在有可能的條件下，盡量先檢查一下在斷電狀態(tài)下有無明顯的短路、元器件損壞故障。首先，打開電源的外殼，檢查保險絲（圖5）是否熔斷，再觀察電源的內(nèi)部情況，如果發(fā)現(xiàn)電源的PCB板上元件破裂，則應(yīng)重點檢查此元件，一般來講這是出現(xiàn)故障的主要原因；聞一下電源內(nèi)部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件；問一下電源損壞的經(jīng)過，是否對電源進行違規(guī)的操作，這一點對于維修任何設(shè)備都是必須的。在初步檢查以后，還要對電源進行更深入地檢測。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，如果電阻值過低，說明電源內(nèi)部存在短路，正常時其阻值應(yīng)能達到100千歐以上；電容器應(yīng)能夠充放電，如果損壞，則表現(xiàn)為AC電源線兩端阻值低，呈短路狀態(tài)，否則可能是開關(guān)三極管VT1、VT2擊穿。然后檢查直流輸出部分。脫開負載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應(yīng)有電容器充放電擺動，最后指示的應(yīng)為該路的泄放電阻的阻值。否則多數(shù)是整流二極管反向擊穿所致。二、加電檢測檢修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(dǎo)線把ATX插頭14腳PS-ON信號，及任一地端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。在通過上述檢查后，就可通電測試。這時候才是關(guān)鍵所在，需要有一定的經(jīng)驗、電子基礎(chǔ)及維修技巧。一般來講應(yīng)重點檢查一下電源的輸入端，開關(guān)三極管，電源保護電路以及電源的輸出電壓電流等。如果電源啟動一下就停止，則該電源處于保護狀態(tài)下，可直接測量TL494的4腳電壓，正常值應(yīng)為0.4V以下，若測得電壓值為+4V以上，則說明電源的處于保護狀態(tài)下，應(yīng)重點檢查產(chǎn)生保護的原因。由于接觸到高電壓，建議沒有電子基礎(chǔ)的朋友要小心操作。三、常見故障1．保險絲熔斷一般情況下，保險絲熔斷說明電源的內(nèi)部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，電網(wǎng)電壓的波動、浪涌都會引起電源內(nèi)電流瞬間增大而使保險絲熔斷。重點應(yīng)檢查電源輸入端的整流二極管，高壓濾波電解電容，逆變功率開關(guān)管等，檢查一下這些元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實是保險絲熔斷，應(yīng)該首先查看電路板上的各個元件，看這些元件的外表有沒有被燒糊，有沒有電解液溢出。如果沒有發(fā)現(xiàn)上述情況，則用萬用表進行測量，如果測量出來兩個大功率開關(guān)管e、c極間的阻值小于100kΩ，說明開關(guān)管損壞。其次測量輸入端的電阻值，若小于200kΩ，說明后端有局部短路現(xiàn)象。2．無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定如果保險絲是完好的，可是在有負載情況下，各級直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的：電源中出現(xiàn)開路、短路現(xiàn)象，過壓、過流保護電路出現(xiàn)故障，振蕩電路沒有工作，電源負載過重，高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿，濾波電容漏電等。這時，首先用萬用表測量系統(tǒng)板+5V電源的對地電阻，若大于0．8Ω，則說明電路板無短路現(xiàn)象；然后將電腦中不必要的硬件暫時拆除，如硬盤、光盤驅(qū)動器等，只留下主板、電源、蜂鳴器，然后再測量各輸出端的直流電壓，如果這時輸出為零，則可以肯定是電源的控制電路出了故障。3．電源負載能力差電源負開能力差是一個常見的故障，一般都是出現(xiàn)在老式或是工作時間長的電源中，主要原因是各元器件老化，開關(guān)三極管的工作不穩(wěn)定，沒有及時進行散熱等。應(yīng)重點檢查穩(wěn)壓二極管是否發(fā)熱漏電，整流二極管損壞、高壓濾波電容損壞、晶體管工作點未選擇好等。4、通電無電壓輸出，電源內(nèi)發(fā)出吱吱聲。這是電源過載或無負載的典型特征。先仔細檢查各個元件，重點檢查整流二極管、開關(guān)管等。經(jīng)過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)一個整流二極管1N4001的表面已燒黑，而且電路板也給燒黑了。找同型號的二極管換下，用萬用表一量果然是擊穿的。接上電源，可風扇不轉(zhuǎn)，吱吱聲依然。用萬用表量＋12V輸出只有＋0.2V，＋5V只有0.1V。這說明元件被擊穿時電源啟動自保護。測量初級和次級開關(guān)管，發(fā)現(xiàn)初級開關(guān)管中有一個已損壞，用相同型號的開關(guān)管換上，故障排除，一切正常。5、沒有吱吱聲，上一個保險絲就燒一個保險絲。由于保險絲不斷地熔斷，搜索范圍就縮小了?？赡苄灾挥?個：1、整流橋擊穿；2、大電解電容擊穿；3、初級開關(guān)管擊穿。電源的整流橋一般是分立的四個整流二極管，或是將四個二極管固化在一起。將整流橋拆下一量是正常的。大電解電容拆下測試后也正常，注意焊回時要注意正負極。最后的可能就只剩開關(guān)管了。這個電源的初級只有一個大功率的開關(guān)管。拆下一量果然擊穿，找同型號開關(guān)管換上，問題解決。其實，維修電源并不難，一般電源損壞都可以歸結(jié)為保險絲熔斷、整流二極管損壞、濾波電容開路或擊穿、開關(guān)三極管擊穿以及電源自保護等，因開關(guān)電源的電路較簡單，故障類型少，很容易判斷出故障位置。只要有足夠的電子基礎(chǔ)知識，多看看相關(guān)報刊，多動動手，平時注意經(jīng)驗的積累，電源故障是可以輕松檢修的。電腦電源的接口健全的PC電源中都具備9種顏色的導(dǎo)線（目前主流電源都省去了白線），它們的具體功能相信還有不少網(wǎng)友搞不清楚，今天就給大家詳細的講解一下。黃色：＋12V:黃色的線路在電源中應(yīng)該是數(shù)量較多的一種，隨著加入了CPU和PCI-E顯卡供電成分，+12V的作用在電源里舉足輕重。+12V一直以來硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)的主軸電機和尋道電機提供電源，及為ISA插槽提供工作電壓和串口設(shè)備等電路邏輯信號電平。+12V的電壓輸出不正常時，常會造成硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)的讀盤性能不穩(wěn)定。當電壓偏低時，表現(xiàn)為光驅(qū)挑盤嚴重，硬盤的邏輯壞道增加，經(jīng)常出現(xiàn)壞道，系統(tǒng)容易死機，無法正常使用。偏高時，光驅(qū)的轉(zhuǎn)速過高，容易出現(xiàn)失控現(xiàn)象，較易出現(xiàn)炸盤現(xiàn)象，硬盤表現(xiàn)為失速，飛轉(zhuǎn)。目前，如果+12V供電短缺直接會影響PCI-E顯卡性能，并且影響到CPU，直接造成死機。藍色：－12V-12V的電壓是為串口提供邏輯判斷電平，需要電流不大，一般在1A以下，即使電壓偏差過大，也不會造成故障，因為邏輯電平的0電平從-3V到-15V，有很寬的范圍。紅色：＋5V＋5V導(dǎo)線數(shù)量及黃色導(dǎo)線相當，＋5V電源是提供給CPU和PCI、AGP、ISA等集成電路的工作電壓，是電腦中主要的工作電源。目前，CPU都使用了+12V和+5V的混合供電，對于它的要求已經(jīng)沒有以前那么高。只是在最新的IntelATX12V2.2版本加強了+5V的供電能力，加強雙核CPU的供電。它的電源質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系著計算機的系統(tǒng)穩(wěn)定性。白色：－5V目前市售電源中很少有帶白色導(dǎo)線的，白色-5V也是為邏輯電路提供判斷電平的，需要電流很小，一般不會影響系統(tǒng)正常工作，基本是可有可無。橙色：＋3.3V這是ATX電源專門設(shè)置的，為內(nèi)存提供電源。最新的24pin主接口電源中，著重加強了+3.3V供電。該電壓要求嚴格，輸出穩(wěn)定，紋波系數(shù)要小，輸出電流大，要20安培以上。一些中高檔次的主板為了安全都采用大功率場管控制內(nèi)存的電源供應(yīng)，不過也會因為內(nèi)存插反而把這個管子燒毀。使用+2.5VDDR內(nèi)存和+1.8VDDR2內(nèi)存的平臺，主板上都安裝了電壓變換電路。紫色：＋5VSB（+5V待機電源）ATX電源通過PIN9向主板提供＋5V720MA的電源，這個電源為WOL（Wake-upOnLan）和開機電路，USB接口等電路提供電源。如果你不使用網(wǎng)絡(luò)喚醒等功能時，請將此類功能關(guān)閉，跳線去除，可以避免這些設(shè)備從+5VSB供電端分取電流。這路輸出的供電質(zhì)量，直接影響到了電腦待機是的功耗，及我們的電費直接掛鉤。綠色：P－ON（電源開關(guān)端）通過電平來控制電源的開啟。當該端口的信號電平大于1.8V時，主電源為關(guān)；如果信號電平為低于1.8V時，主電源為開。使用萬用表測試該腳的輸出信號電平，一般為4V左右。因為該腳輸出的電壓為信號電平。這里介紹一個初步判斷電源好壞的土辦法：使用金屬絲短接綠色端口和任意一條黑色端口，如果電源無反應(yīng)，表示該電源損壞?，F(xiàn)在的電源很多加入了保護電路，短接電源后判斷沒有額外負載，會自動關(guān)閉。因此大家需要仔細觀察電源一瞬間的啟動?；疑篜－OK（電源信號線）一般情況下，灰色線P-OK的輸出如果在2V以上，那么這個電源就可以正常使用；如果P-OK的輸出在1V以下時，這個電源將不能保證系統(tǒng)的正常工作，必須被更換。這也是判斷電源壽命及是否合格的主要手段之一。認識導(dǎo)線種類作用是DIY玩家的必修課，是菜鳥用戶晉級的必經(jīng)之路，大家掌握了電源導(dǎo)線種類可以更清晰的認識電源的輸出規(guī)格，方便大家選購電源和排除故障。電源故障維修常識一、故障類型：電源無輸出此類為最常見故障，主要表現(xiàn)為電源不工作。在主機確認電源線已連接好（有些有交流開關(guān)的電源要打到開狀態(tài)）的情況下，開機無反應(yīng)，顯示器無顯示（顯示器指示燈閃爍）。無輸出故障又分為以下幾種：

①+5VSB無輸出

前面已講到+5VSB在主機電源一接交流電即應(yīng)有正常5V輸出，并為主板啟動電路供電。因此，+5VSB無輸出，主板啟動電路無法動作，將無法開機。

此故障制定方法為：將電源從主機中拆下，接好主機電源交流輸入線，用萬用表測量電源輸出到主板的20芯插頭中的紫色線（+5VSB）的電壓，如無輸出電壓則說明+5VSB線路已損壞，需更換電源。對有些帶有待機指示燈的主板，無萬用表時，也可以用指示燈是否亮來判斷+5VSB是否有輸出。此種故障顯示電源內(nèi)部有器件損壞，保險很可能已熔斷。

②+5VSB有輸出，但主電源無輸出

此種情況待機指示燈亮，但按下開機鍵后無反應(yīng)，電源風扇不動。此現(xiàn)象顯示保險絲未熔斷，但主電源不工作。故障判定方法為：將電源從主機中拆下，將20芯中綠線（PSON/OFF）對地短路或接一小電阻對地使其電壓在0.8V以下，此時，電源仍無輸出且風扇無轉(zhuǎn)動跡象（注：有極少數(shù)電源在空載時不工作，此種情況除外），則說明主電源已損壞，需更換電源。

③+5VSB有輸出，但主電源保護

此類情況也比較多，由于制造工藝或器件早期失效均會造成此現(xiàn)象。此現(xiàn)象和②的區(qū)別在于開機時風扇會抖動一下，即電源已有輸出，但由于故障或外界因素而發(fā)生保護。為排除因電源負載（主板等）損壞短路或其它因素，可將電源從主機中拆下，將20芯中綠線對地短路，如電源輸出正常，則可能為：

I.電源負載損壞導(dǎo)致電源保護，更換損壞的電源負載；

II.電源內(nèi)部異常導(dǎo)致保護，需更換電源；

III.電源和負載配合，兼容性不好，導(dǎo)致在某種特定負載下保護，此種情況需做進一步分析。

④電源正常，但主板未給出開機信號

此種情況下也表現(xiàn)為電源無輸出，可通過萬用表測量20芯中綠色線對地電壓是否在主機開機后下降到0.8V以下，若未下降或未在0.8V以下，可能導(dǎo)致電源無法開機。二故障類型:電源有輸出，但主機不顯示。這種情況比較復(fù)雜，判定起來也比較困難但可以從以下幾個方面考慮：

1)電源的各路輸出中有一路或多路輸出電壓不正常，可用萬用表測試；

2)無P.G信號，即測量20芯線中灰色線是否為高電平，如果為低電平，主機將一直處于復(fù)位狀態(tài)，無法啟動。

3)電源輸出上升沿或時序異常，或和主板兼容性不好，也可導(dǎo)致主機不顯示，但此種情況較復(fù)雜，需借助存儲示波器才可分析。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(dǎo)線把ATX插頭14腳PS-ON信號，及任一地端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、常見故障分析及處理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。

(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。

(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。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。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。開關(guān)電源工作原理詳解析

(2019-10-1015:35)

分類：開關(guān)電源第1頁：前言：PC電源知多少個人PC所采用的電源都是基于一種名為“開關(guān)模式”的技術(shù)，所以我們經(jīng)常會將個人PC電源稱之為——開關(guān)電源（SwitchingModePowerSupplies，簡稱SMPS），它還有一個綽號——DC-DC轉(zhuǎn)化器。本次文章我們將會為您解讀開關(guān)電源的工作模式和原理、開關(guān)電源內(nèi)部的元器件的介紹以及這些元器件的功能?！窬€性電源知多少目前主要包括兩種電源類型：線性電源（linear）和開關(guān)電源（switching）。線性電源的工作原理是首先將127V或者220V市電通過變壓器轉(zhuǎn)為低壓電，比如說12V，而且經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的低壓依然是AC交流電；然后再通過一系列的二極管進行矯正和整流，并將低壓AC交流電轉(zhuǎn)化為脈動電壓（配圖1和2中的“3”）；下一步需要對脈動電壓進行濾波，通過電容完成，然后將經(jīng)過濾波后的低壓交流電轉(zhuǎn)換成DC直流電（配圖1和2中的“4”）；此時得到的低壓直流電依然不夠純凈，會有一定的波動（這種電壓波動就是我們常說的紋波），所以還需要穩(wěn)壓二極管或者電壓整流電路進行矯正。最后，我們就可以得到純凈的低壓DC直流電輸出了（配圖1和2中的“5”）

配圖1：標準的線性電源設(shè)計圖

配圖2：線性電源的波形盡管說線性電源非常適合為低功耗設(shè)備供電，比如說無繩電話、PlayStation/Wii/Xbox等游戲主機等等，但是對于高功耗設(shè)備而言，線性電源將會力不從心。對于線性電源而言，其內(nèi)部電容以及變壓器的大小和AC市電的頻率成反比：也即說如果輸入市電的頻率越低時，線性電源就需要越大的電容和變壓器，反之亦然。由于當前一直采用的是60Hz（有些國家是50Hz）頻率的AC市電，這是一個相對較低的頻率，所以其變壓器以及電容的個頭往往都相對比較大。此外，AC市電的浪涌越大，線性電源的變壓器的個頭就越大。由此可見，對于個人PC領(lǐng)域而言，制造一臺線性電源將會是一件瘋狂的舉動，因為它的體積將會非常大、重量也會非常的重。所以說個人PC用戶并不適合用線性電源?！耖_關(guān)電源知多少開關(guān)電源可以通過高頻開關(guān)模式很好的解決這一問題。對于高頻開關(guān)電源而言，AC輸入電壓可以在進入變壓器之前升壓（升壓前一般是50-60KHz）。隨著輸入電壓的升高，變壓器以及電容等元器件的個頭就不用像線性電源那么的大。這種高頻開關(guān)電源正是我們的個人PC以及像VCR錄像機這樣的設(shè)備所需要的。需要說明的是，我們經(jīng)常所說的“開關(guān)電源”其實是“高頻開關(guān)電源”的縮寫形式，和電源本身的關(guān)閉和開啟式?jīng)]有任何關(guān)系的。事實上，終端用戶的PC的電源采用的是一種更為優(yōu)化的方案：閉回路系統(tǒng)（closedloopsystem）——負責控制開關(guān)管的電路，從電源的輸出獲得反饋信號，然后根據(jù)PC的功耗來增加或者降低某一周期內(nèi)的電壓的頻率以便能夠適應(yīng)電源的變壓器（這個方法稱作PWM，PulseWidthModulation，脈沖寬度調(diào)制）。所以說，開關(guān)電源可以根據(jù)及之相連的耗電設(shè)備的功耗的大小來自我調(diào)整，從而可以讓變壓器以及其他的元器件帶走更少量的能量，而且降低發(fā)熱量。反觀線性電源，它的設(shè)計理念就是功率至上，即便負載電路并不需要很大電流。這樣做的后果就是所有元件即便非必要的時候也工作在滿負荷下，結(jié)果產(chǎn)生高很多的熱量。

第2頁：看圖說話：圖解開關(guān)電源下圖3和4描述的是開關(guān)電源的PWM反饋機制。圖3描述的是沒有PFC(PowerFactorCorrection，功率因素校正)電路的廉價電源，圖4描述的是采用主動式PFC設(shè)計的中高端電源。

圖3：沒有PFC電路的電源

圖4：有PFC電路的電源通過圖3和圖4的對比我們可以看出兩者的不同之處：一個具備主動式PFC電路而另一個不具備，前者沒有110/220V轉(zhuǎn)換器，而且也沒有電壓倍壓電路。下文我們的重點將會是主動式PFC電源的講解。為了讓讀者能夠更好的理解電源的工作原理，以上我們提供的是非?；镜膱D解，圖中并未包含其他額外的電路，比如說短路保護、待機電路以及PG信號發(fā)生器等等。當然了，如果您還想了解一下更加詳盡的圖解，請看圖5。如果看不懂也沒關(guān)系，因為這張圖本來就是為那些專業(yè)電源設(shè)計人員看的。

圖5：典型的低端ATX電源設(shè)計圖你可能會問，圖5設(shè)計圖中為什么沒有電壓整流電路？事實上，PWM電路已經(jīng)肩負起了電壓整流的工作。輸入電壓在經(jīng)過開關(guān)管之前將會再次校正，而且進入變壓器的電壓已經(jīng)成為方形波。所以，變壓器輸出的波形也是方形波，而不是正弦波。由于此時波形已經(jīng)是方形波，所以電壓可以輕而易舉的被變壓器轉(zhuǎn)換為DC直流電壓。也就是說，當電壓被變壓器重新校正之后，輸出電壓已經(jīng)變成了DC直流電壓。這就是為什么很多時候開關(guān)電源經(jīng)常會被稱之為DC-DC轉(zhuǎn)換器。饋送PWM控制電路的回路負責所有需要的調(diào)節(jié)功能。如果輸出電壓錯誤時，PWM控制電路就會改變工作周期的控制信號以適應(yīng)變壓器，最終將輸出電壓校正過來。這種情況經(jīng)常會發(fā)生在PC功耗升高的時，此時輸出電壓趨于下降，或者PC功耗下降的時，此時輸出電壓趨于上升。在看下一頁是，我們有必要了解一下以下信息：★在變壓器之前的所有電路及模塊稱為“primary”（一次側(cè)），在變壓器之后的所有電路及模塊稱為“secondary”（二次側(cè)）；★采用主動式PFC設(shè)計的電源不具備110V/220V轉(zhuǎn)換器，同時也沒有電壓倍壓器；★對于沒有PFC電路的電源而言，如果110V/220V被設(shè)定為110V時，電流在進入整流橋之前，電源本身將會利用電壓倍壓器將110V提升至220V左右；★PC電源上的開關(guān)管由一對功率MOSFET管構(gòu)成，當然也有其他的組合方式，之后我們將會詳解；★變壓器所需波形為方形波，所以通過變壓器后的電壓波形都是方形波，而非正弦波；★PWM控制電流往往都是集成電路，通常是通過一個小的變壓器及一次側(cè)隔離，而有時候也可能是通過耦合芯片（一種很小的帶有LED和光電晶體管的IC芯片）和一次側(cè)隔離；★PWM控制電路是根據(jù)電源的輸出負載情況來控制電源的開關(guān)管的閉合的。如果輸出電壓過高或者過低時，PWM控制電路將會改變電壓的波形以適應(yīng)開關(guān)管，從而達到?！镎敵鲭妷旱哪康?；下一頁我們將通過圖片來研究電源的每一個模塊和電路，通過實物圖形象的告訴你在電源中何處能找到它們。

第3頁：看圖說話：電源內(nèi)部揭秘當你第一次打開一臺電源后（確保電源線沒有和市電連接，否則會被電到），你可能會被里面那些奇奇怪怪的元器件搞得暈頭轉(zhuǎn)向，但是有兩樣東西你肯定認識：電源風扇和散熱片。

開關(guān)電源內(nèi)部但是您應(yīng)該很容易就能分辨出電源內(nèi)部哪些元器件屬于一次側(cè)，哪些屬于二次側(cè)。一般來講，如果你看到一個（采用主動式PFC電路的電源）或者兩個（無PFC電路的電源）很大的濾波電容的話，那一側(cè)就是一次側(cè)。一般情況下，再電源的兩個散熱片之間都會安排3個變壓器，比如說圖7所示，主變壓器是最大個的那顆；中等“體型”的那顆往往負責+5VSB輸出，而最小的那顆一般用于PWM控制電路，主要用于隔離一次側(cè)和二次側(cè)部分（這也是為什么在上文圖3和圖4中的變壓器上貼著“隔離器”的標簽）。有些電源并不把變壓器當“隔離器”來用，而是采用一顆或者多顆光耦（看起來像是IC整合芯片），也即說采用這種設(shè)計方案的電源只有兩個變壓器——主變壓器和輔變壓器。電源內(nèi)部一般都有兩個散熱片，一個屬于一次側(cè)，另一個屬于二次側(cè)。如果是一臺主動式PFC電源，那么它的在一次側(cè)的散熱片上，你可以看到開關(guān)管、PFC晶體管以及二極管。這也不是絕對的，因為也有些廠商可能會選擇將主動式PFC組件安裝到獨立的散熱片上，此時在一次側(cè)會有兩個散熱片。在二次側(cè)的散熱片上，你會發(fā)現(xiàn)有一些整流器，它們看起來和三極管有點像，但事實上，它們都是有兩顆功率二極管組合而成的。在二次側(cè)的散熱片旁邊，你還會看到很多電容和電感線圈，共同共同組成了低壓濾波模塊——找到它們也就找到了二次側(cè)。區(qū)分一次側(cè)和二次側(cè)更簡單的方法就是跟著電源的線走。一般來講，及輸出線相連的往往是二次側(cè)，而及輸入線相連的是一次側(cè)（從市電接入的輸入線）。如圖7所示。

區(qū)分一次側(cè)和二次側(cè)以上我們從宏觀的角度大致介紹了一下一臺電源內(nèi)部的各個模塊。下面我們細化一下，將話題轉(zhuǎn)移到電源各個模塊的元器件上來……

第4頁：瞬變?yōu)V波電路解析市電接入PC開關(guān)電源之后，首先進入瞬變?yōu)V波電路（TransientFiltering），也就是我們常說的EMI電路。下圖8描述的是一臺PC電源的“推薦的”的瞬變?yōu)V波電路的電路圖。

瞬變?yōu)V波電路的電路圖為什么要強調(diào)是“推薦的”的呢？因為市面上很多電源，尤其是低端電源，往往會省去圖8中的一些元器件。所以說通過檢查EMI電路是否有縮水就可以來判斷你的電源品質(zhì)的優(yōu)劣。EMI電路電路的主要部件是MOV(lOxideVaristor，金屬氧化物壓敏電阻)，或者壓敏電阻（圖8中RV1所示），負責抑制市電瞬變中的尖峰。MOV元件同樣被用在浪涌抑制器上（surgesuppressors）。盡管如此，許多低端電源為了節(jié)省成本往往會砍掉重要的MOV元件。對于配備MOV元件電源而言，有無浪涌抑制器已經(jīng)不重要了，因為電源已經(jīng)有了抑制浪涌的功能。圖8中的L1andL2是鐵素體線圈；C1andC2為圓盤電容，通常是藍色的，這些電容通常也叫“Y”電容；C3是金屬化聚酯電容，通常容量為100nF、470nF或680nF，也叫“X”電容；有些電源配備了兩顆X電容，和市電并聯(lián)相接，如圖8RV1所示。X電容可以任何一種和市電并聯(lián)的電容；Y電容一般都是兩兩配對，需要串聯(lián)連接到火、零之間并將兩個電容的中點通過機箱接地。也就是說，它們是和市電并聯(lián)的。瞬變?yōu)V波電路不僅可以起到給市電濾波的作用，而且可以阻止開關(guān)管產(chǎn)生的噪聲干擾到同在一根市電上的其他電子設(shè)備。一起來看幾個實際的例子。如圖9所示，你能看到一些奇怪之處嗎？這個電源居然沒有瞬變?yōu)V波電路！這是一款低廉的“山寨”電源。請注意，看看電路板上的標記，瞬變?yōu)V波電路本來應(yīng)該有才對，但是卻被喪失良知的黑心JS們帶到了市場里。

這款低廉的“山寨”電源沒有瞬變?yōu)V波電路再看圖10實物所示，這是一款具備瞬變?yōu)V波電路的低端電源，但是正如我們看到的那樣，這款電源的瞬變?yōu)V波電路省去了重要的MOV壓敏電阻，而且只有一個鐵素體線圈；不過這款電源配備了一個額外的X電容。

低端電源的EMI電路瞬變?yōu)V波電路分為一級EMI和二級EMI，很多電源的一級EMI往往會被安置在一個獨立的PCB板上，靠近市電接口部分，二級EMI則被安置在電源的主PCB板上，如下圖11和12所示。

一級EMI配備了一個X電容和一個鐵素體電感再看這款電源的二級EMI。在這里我們能看到MOV壓敏電阻，盡管它的安置位置有點奇怪，位于第二個鐵素體的后面?？傮w而言，應(yīng)該說這款電源的EMI電路是非常完整的。

完整的二級EMI值得一提的是，以上這款電源的MOV壓敏電阻是黃色的，但是事實上大部分MOV都是深藍色的。此外，這款電源的瞬變?yōu)V波電路還配備了保險管（圖8中F1所示）。需要注意了，如果你發(fā)現(xiàn)保險管內(nèi)的保險絲已經(jīng)燒斷了，那么可以肯定的是，電源內(nèi)部的某個或者某些元器件是存在缺陷的。如果此時更換保險管的話是沒有用的，當你開機之后很可能再次被燒斷。

第5頁：倍壓器和一次側(cè)整流電路●倍壓器和一次側(cè)整流電路上文已經(jīng)說過，開關(guān)電源主要包括主動式PFC電源和被動式PFC電源，后者沒有PFC電路，但是配備了倍壓器（voltagedoubler）。倍壓器采用兩顆巨大的電解電容，也就是說，如果你在電源內(nèi)部看到兩顆大號電容的話，那基本可以判斷出這就是電源的倍壓器。前面我們已經(jīng)提到，倍壓器只適合于127V電壓的地區(qū)。

兩顆巨大的電解電容組成的倍壓器

拆下來看看在倍壓器的一側(cè)可以看到整流橋。整流橋可以是由4顆二極管組成，也可以是有單個元器件組成，如圖15所示。高端電源的整流橋一般都會安置在專門的散熱片上。

整流橋在一次側(cè)部分通常還會配備一個NTC熱敏電阻——一種可以根據(jù)溫度的變化改變電阻值的電阻器。NTC熱敏電阻是NegativeTemperatureCoefficient的縮寫形式。它的作用主要是用來當溫度很低或者很高時重新匹配供電，和陶瓷圓盤電容比較相似，通常是橄欖色。

第6頁：主動式PFC電路●主動式PFC電路毫無疑問，這種電路僅可以在配有主動PFC電路的電源中才能看到。圖16描述的正是典型的PFC電路：

主動式PFC電路圖主動式PFC電路通常使用兩個功率MOSFET開關(guān)管。這些開關(guān)管一般都會安置在一次側(cè)的散熱片上。為了易于理解，我們用在字母標記了每一顆MOSFET開關(guān)管：S表示源極（Source）、D表示漏極（Drain）、G表示柵極（Gate）。PFC二極管是一顆功率二極管，通常采用的是和功率晶體管類似的封裝技術(shù)，兩者長的很像，同樣被安置在一次側(cè)的散熱片上，不過PFC二極管只有兩根針腳。PFC電路中的電感是電源中最大的電感；一次側(cè)的濾波電容是主動式PFC電源一次側(cè)部分最大的電解電容。圖16中的電阻器是一顆NTC熱敏電阻，可以更加溫度的變化而改變電阻值，和二級EMI的NTC熱敏電阻起相同的作用。主動式PFC控制電路通?；谝活wIC整合電路，有時候這種整合電路同時會負責控制PWM電路（用于控制開關(guān)管的閉合）。這種整合電路通常被稱為“PFC/PWMcombo”.照舊，先看一些實例。在圖17中，我們將一次側(cè)的散熱片去除之后可以更好的看到元器件。左側(cè)是瞬變?yōu)V波電路的二級EMI電路，上文已經(jīng)詳細介紹過；再看左側(cè)，全部都是主動式PFC電路的組件。由于我們已經(jīng)將散熱片去除，所以在圖片上已經(jīng)看不到PFC晶體管以及PFC二極管了。此外，稍加留意的話可以看到，在整流橋和主動式PFC電路之間有一個X電容（整流橋散熱片底部的棕色元件）。通常情況下，外形酷似陶制圓盤電容的橄欖色熱敏電阻都會有橡膠皮包裹。

主動式PFC元器件圖18是一次側(cè)散熱片上的元件。這款電源配備了兩個MOSFET開關(guān)管和主動式PFC電路的功率二極管：

開關(guān)管、功率二極管下面我們將重點介紹開關(guān)管……

第7頁：開關(guān)管●開關(guān)管開關(guān)電源的開關(guān)逆變級可以有多種模式，我們總結(jié)了一下幾種情況：模式開關(guān)管數(shù)量二極管數(shù)量電容數(shù)量變壓器針腳單端正激1114雙管正激2202半橋2022全橋4002推挽2003當然了，我們只是分析某種模式下到底需要多少元器件，事實上當工程師們在考慮采用哪種模式時還會收到很多因素制約。目前最流行的兩種模式時雙管正激（two-transistorforward）和全橋式（push-pull）設(shè)計，兩者均使用了兩顆開光管。這些被安置在一次側(cè)散熱片上的開光管我們已經(jīng)在上一頁有所介紹，這里就不做過多贅述。以下是這五種模式的設(shè)計圖：

單端正激（Single-transistorforwardconfiguration）

雙管正激（Two-transistorforwardconfiguration）

半橋（Halfbridgeconfiguration）

全橋（Fullbridgeconfiguration）

推挽（Push-pullconfiguration）

第8頁：變壓器和PWM控制電路●變壓器和PWM控制電路先前我們已經(jīng)提到，一太PC電源一般都會配備3個變壓器：個頭最大的那顆是之前圖3、4和圖19-23上標示出來的主變壓器，它的一次側(cè)及開關(guān)管相連，二次側(cè)及整流電路及濾波電路相連，可以提供電源的低壓直流輸出（+12V，+5V，+3.3V，-12V，-5V）。最小的那顆變壓器負載+5VSB輸出，通常也成為待機變壓器，隨時處于“待命狀態(tài)”，因為這部分輸出始終是開啟的，即便是PC電源處于關(guān)閉狀態(tài)也是如此。第三個變壓器室隔離器，將PWM控制電路和開關(guān)管相連。并不是所有的電源都會裝備這個變壓器，因為有些電源往往會配備具備相同功能的光耦整合電路。

變壓器

這臺電源采用的是光耦整合電路，而不是變壓器PWM控制電路基于一塊整合電路。一般情況下，沒有裝備主動式PFC的電源都會采用TL494整合電路（下圖26中采用的是可兼容的DBL494整合芯片）。具備主動式PFC電路的電源里，有時候也會采用一種用來取代PWM芯片和PFC控制電路的芯片。CM6800芯片就是一個很好的例子，它可以很好的集成PWM芯片和PFC控制電路的所有功能。

PWM控制電路

第9頁：二次側(cè)（一）●二次側(cè)最后要介紹的是二次側(cè)。在二次側(cè)部分，主變壓器的輸出將會被整流和過濾，然后輸出PC所需要的電壓。-5V和–12V的整流是只需要有普通的二極管就能完成，因為他們不需要高功率和大電流。不過+3.3V,+5V以及+12V等正壓的整流任務(wù)需要由大功率肖特基整流橋才行。這種肖特基有三個針腳，外形和功率二極管比較相似，但是它們的內(nèi)部集成了兩個大功率二極管。二次側(cè)整流工作能否完成是由電源電路結(jié)構(gòu)決定，一般有可能會有兩種整流電路結(jié)構(gòu)，如圖27所示：

整流模式模式A更多的會被用于低端入門級電源中，這種模式需要從變壓器引出三個針腳。模式B則多用于高端電源中，這種模式一般只需要配備兩個變壓器，但是鐵素體電感必須夠大才行，所以這種模式成本較高，這也是為什么低端電源不采用這種模式的主要原因。此外，對于高端電源而言，為了提升最大電流輸出能力，這些電源往往會采用兩顆二極管串聯(lián)的方式將整流電路的最大電流輸出提升一倍。無論是高端還是低端電源，其+12V和+5V的輸出都配備了完整的整流電路和濾波電路，所以所有的電源至少都需要2組圖27所示的整流電路。對于3.3V輸出而言，有三種選項可供選擇：☆在+5V輸出部分增加一個3.3V的電壓穩(wěn)壓器，很多低端電源都是采用的這種設(shè)計方案；

☆為3.3V輸出增加一個