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ATX开关电源电图ATX微机开关电源维修教程微机ATX电源电的工作原理与维修随着电脑的逐渐普及和深入到家庭显示器已经成为维修界的一个亮点ATX开关电源又将成为维修界的一个新的亮点。本文以市面上最常见的LWT型开关电源供应器为例详细最新ATX开关电源的工作原理和检修方法对其它型号的开关电源供应器也借此起到一个抛砖引玉的作用。一、概述ATX开关电源的主要功能是向计算机系统提供所需的直流电源。一般计算机电源所采用的都是双管半桥式无工频变压器的脉宽调制变换型稳压电源。它将市电整流成直流后通过变换型振荡器变成频率较高的矩形或近似正弦波电压再经过高频整流滤波变成低压直流电压的目的。其外观图和内部结构实物图见图和图所示。ATX开关电源的功率一般为W~W通过高频滤波电共输出六组直流电压:V(A)、V(A)、V(A)、V(A)、V(A)、VSB(A)。为防止负载过流或过压损坏电源在交流市电输入端设有保险丝在直流输出端设有过载电。第页第页wwwplcworldcn二、工作原理ATX开关电源电按其组成功能分为:输入整流滤波电、高压反峰吸收电、辅助电源电、脉宽调制控制电、PS信号和PG信号产生电、主电源电及多直流稳压输出电、自动稳压稳流与控制电。参照实物绘出整机电图如图所示。、输入整流滤波电只要有交流电ACV输入ATX开关电源无论是否其辅助电源就会一直工作直接为开关电源控制电提供工作电压。如图所示交流电ACV经过保险管FUSE、电源互感滤波器L经BDBD整流、C和C滤波输出V左右直流脉动电压。C为尖峰吸收电容防止交流电突变瞬间对电造成不良影响。TH为负温度系数热敏电阻起过流和防雷击的作用。L、R和C组成Π型滤波器滤除市电电网中的高频干扰。C和C为高频辐射吸收电容防止交流电窜入后级直流电造成高频辐射干扰。R和R为隔离平衡电阻在电中对C和C起平均分配电压作用且在关机后与地形成回快速泄放C、C上储存的电荷从而避免电击。、高压尖峰吸收电如图所示D、R和C组成高压尖峰吸收电。当开关管Q截止后T将产生一个很大的反极性尖峰电压其峰值幅度超过Q的C极电压很多倍此尖峰电压的功率经D储存于C中然后在电阻R上消耗掉从而降低了Q的C极尖峰电压使Q免遭损坏。、辅助电源电如图所示整流器输出的+V左右直流脉动电压一经T开关变压器的初级~绕组送往辅助电源开关管Q的c极另一经启动电阻R给Q的b极提供正向偏置电压和启动电流使Q开始导通。Ic流经T初级~绕组使T~反馈绕组产生电动势(上正下负)通过正反馈支C、D、R送往Q的b极使Q迅速饱和导通Q上的Ic电流增至最大即电流变化率为零此时D导通通过电阻R送出一个比较电压至IC(光电耦合器Q)的脚同时T次级绕组产生的电动势经D、C整流滤波后一经R限流后送至IC的脚另一经R送至IC(精密稳压电TL)由于Q饱和导通时次级绕组产生的电动势比较平滑、稳定经IC的K端输出至IC的脚电压变化率几乎为零使IC内发光二极管流过的电流几乎为零此时光敏三极管截止从而导致Q截止。反馈电流通过R、R、Q的b、e极等效电阻对电容C充电随着C充电电压增加流经Q的b极电流逐渐减小使~反馈绕组上的电动势开始下降最终使T~反馈绕组电动势反相(上负下正)并与C电压叠加后送往Q的b极使b极电位变负此时开关管Q因b极无启动电流而迅速截止。开关管Q截止时T~反馈绕组、D、R、R、R、R、R、C、IC、IC组成再起振支。当Q导通的过程中T初级绕组将磁能为电能为电中各元器件提供电压同时T反馈绕组的端出负电压D导通、Q截止当Q截止后T反馈绕组的端出正电压D截止T次级绕组两个输出端的电动势为正T第页wwwplcworldcn储存的磁能为电能经D、C整流滤波后为IC提供一个变化的电压使IC的、脚导通IC内发光二极管流过的电流增大使光敏三极管发光从而使Q导通给开关管Q的b极提供启动电流使开关管Q由截止转为导通。同时正反馈支C的充电电压经T反馈绕组、R、Q的be极等效电阻、R形成放电回。随着C充电电流逐渐减小开关管Q的Ub电位上升当Ub电位增加到Q的be极的电压时Q再次导通又进入下一个周期的振荡。如此循环往复构成一个自激多谐振荡器。Q饱和期间T次级绕组输出端的电动势为负整流二级管D和D截止流经初级绕组的导通电流以磁能的形式储存在辅助电源变压器T中。当Q由饱和转向截止时次级绕组两个输出端的电动势为正T储存的磁能为电能经D、D整流输出。其中D整流输出电压经三端稳压器稳压再经电感L滤波后输出VSB。若该电压丢失主板就不会自动ATX电源工作。D整流输出电压供给IC(脉宽调制集成电KAB)的脚(电源输入端)经IC内部稳压从第脚输出稳压V提供ATX开关电源控制电中相关元器件的工作电压。T为主电源激励变压器当副电源开关管Q导通时Ic流经T初级~绕组使T~反馈绕组产生电动势(上正下负)并作用于T初级~绕组产生电动势(上负下正)经D、D、C、R给Q的b极提供启动电流使主电源开关管Q导通在回中产生电流了整个电的正常工作同时在T初级~反馈绕组产生电动势(上正下负)D、D截止主电源开关管Q处于截止状态。在电源开关管Q截止期间工作原理与上述过程相反即Q截止Q工作。其中D、D为续流二极管在开关管Q和Q处于截止和导通期间能提供持续的电流。这样就形成了主开关电源它激式多谐振电了T初级绕组电部分得以正常工作从而在T次级绕组上产生电动势送至推动三极管Q、Q的c极整个激励电能持续稳定地工作同时又通过T初级绕组反作用于T主开关电源变压器使主电源电开始工作为负载提供V、V、V工作电压。ATX微机开关电源维修教程、PS信号和PG信号产生电以及脉宽调制控制电如图所示微机通电后由主板送来的PS信号控制IC的脚(脉宽调制控制端)电压。待机时主板启动控制电的电子开关断开PS信号输出高电平V经R到达IC(电压比较器LMN)的脚(启动端)由内部经IC的脚输出低电平使D、D截止同时IC的脚一经R送出一个比较电压对C进行充电另一经R送出一个比较电压给IC的脚IC的脚电压由零电位开始逐渐上升当上升的电压超过V时关闭IC、脚的调制脉宽电压输出使T推动变压器、T主电源开关变压器停振从而停止提供V、V、V等各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的电子开关接地IC的脚为低电平(V),IC的脚变为低电平(V)此时允许、脚输出脉宽调制信号。IC的脚(输出方式控制端)接稳压V(由IC内部脚稳压输出V电压)脉宽调制器为并联推挽式输出、脚输出相位差度的脉宽调制信号,输出频率为IC的、脚外接定时阻容元件R、C的振荡频率的一半控制推动三极管Q、Q的c极相连接的T次级绕组的激励振荡。T初级它激振荡第页wwwplcworldcn产生的电动势作用于T主电源开关变压器的初级绕组从T次级绕组的电动势整流输出V、V、V等各输出电压。D、D以及C用于抬高推动管Q、Q的e极电平使Q、Q的b极有低电平脉冲时能可靠截止。C用于通电瞬间关闭IC的、脚输出脉宽调制信号脉冲。ATX电源通电瞬间由于C两端电压不能突变IC的脚输出高电平、脚无驱动脉冲信号输出。随着C的充电IC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IC关闭为低电平时IC启动并开始工作。PG产生电由IC(电压比较器LMN)、R、C及其周围元件构成。待机时IC的脚(反馈控制端)为零电平经R使IC的脚正端输入低电位小于脚负端输入的固定分压比IC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IC的脚电位上升IC的脚控制电平也逐渐上升一旦IC的脚电位大于脚的固定分压比经正反馈的迟滞比较器脚输出的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V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V输出电压必然下跌这种幅值变小的反馈信号被送到IC的脚(电压取样比较器同相输入端)使IC的脚电位下降经R使IC的脚电位迅速下降当脚电位小于脚的固定分压电平时IC的脚将立即从V下跳到零电平关机时PG输出信号比ATX开关电源+V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。、主电源电及多直流稳压输出电如图所示微机受控启动后PS信号由主板启动控制电的电子开关接地允许IC的、脚输出脉宽调制信号去控制与推动三极管Q、Q的c极相连接的T推动变压器次级绕组产生的激励振荡脉冲。T的初级绕组由它激振荡产生的电动势作用于T主电源开关变压器的初级绕组从T次级绕组产生的电动势经D、D整流、L(功率因素校正变压器也称低电压扼流线圈。以它为主来构成功率因素校正电简称PFC电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电就经过L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电通过L校正后为负载送出较小的功率从而达到节能的作用。)第绕组以及C滤波后输出V电压从T次级绕组产生的电动势经D、D整流、L第绕组及C滤波后输出V电压从T次级绕组产生的电动势经D、L第绕组以及C、C、C滤波后输出V电压从T次级绕组产生的电动势经L、L、D、L以及C滤波后输出V电压从T次级绕组产生的电动势经D、L第绕组以及C滤波后输出V电压。其中每两个绕组之间的R(ΩW)、C()组成尖峰消除网络以降低绕组之间的反峰电压电能够持续稳定地工作。ATX微机开关电源维修教程、自动稳压稳流控制电()V自动稳压电第页wwwplcworldcnIC(精密稳压电TL)、Q、R、R、R、R、R、R、R、D、D、D(场效应管)、R、C、C等组成V自动稳压电。如图所示。当输出电压(V)升高时由R、R、R取得升高的采样电压送到IC的G端使UG电位上升UK电位下降从而使Q导通升高的V电压通过Q的ec极R、D、D送至D的S极和G极使D提前导通控制D的D极输出电压下降经L使输出电压稳定在标准值(V)左右反之稳压控制过程相反。()V、V自动稳压电IC的、脚电压取样比较器正、负输入端取样电阻R、R、R、R、R、R、R、R构成V、V自动稳压电。如图所示。当输出电压升高时(V或V)由R、R、R并联后的总电阻取得采样电压送到IC的脚和脚与IC内部的基准电压相比较输出误差电压与IC内部锯齿波产生电的振荡脉冲在PWM(比较器)中进行比较放大使、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保持稳定。()V、V、V自动稳压电IC(精密稳压电TL)、IC、Q、R、R、R、R、R、R、D、C、C等组成V、V、V自动稳压电。如图所示。当输出电压升高时T次级绕组产生的电动势经D、C整流滤波后一经R限流送至IC的脚另一经R、R获得增大的取样电压送至IC的G端使UG电位上升UK电位下降从而使IC内发光二极管流过的电流增加使光敏三极管导通从而使Q导通同时经负反馈支R、C使开关三极管Q的e极电位上升使得Q的b极分流增加导致Q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范围之内。反之当输出电压下降时则稳压控制过程相反。()自动稳流电IC的、脚电流取样比较器正、负输入端取样电阻R、R、R构成负载自动稳流电。如图所示。负端输入端脚接稳压V正端输入端脚该脚外接的R、R、R与地之间形成回当负载电流偏高时T次级绕组产生的电动势经R、D、C整流滤波再经R、R降压后获得增大的取样电压同时与R、R、R支取得增大的采样电流一起送到IC脚和脚与IC内部基准电流相比较输出误差电流与IC内部锯齿波产生电产生的振荡脉冲在PWM(比较器)中进行比较放大使、脚输出脉冲宽度降低输出电流回落至标准值的范围之内。第页wwwplcworldcn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ATX微机开关电源维修教程三、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VSB、PS控制信号的组合来实现电源的自动和自动关闭。主机在通电的瞬间主机电源会向主板发送一个PowerGood(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(V输出为V以上)并且让时间延迟约ms~ms后(目的是让电源电压变得更加稳定)PG电就会发出“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。VSB是供主机系统在ATX待机状态时的电源以及和关闭自动管理模块及其远程通讯联络相关电的工作电源在待机及受控启动状态下其输出电压均为V高电平使用紫色线由ATX插头脚引出。如图所示。PS为主机或关闭电源以及网络计算机远程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V、V、V。当按下主机面板的POWER电源开关或实现网络远程开机时受控启动后PS由主板的电子开关接地使用绿色线从ATX插头脚输入。PG是供主板检测电源好坏的输出信号使用灰色线由ATX插头脚引出待机状态为低电平(V)受控启动电压输出稳定的高电平(V)。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脚除输出VSB外不输出其它任何电压。其次是将ATX开关电源进行人工方法是:用一根导线把ATX插头脚(绿色线)PS信号与任一地端(黑色线、、、、、)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电源由待机状态为启动受控状态此时PS信号变为低电平PG、VSB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V输出插头处再接一个开关电源风扇或CPU电源风扇也可在V与地之间并联一个ΩW左右的大功率电阻做假负载。然后通电测量各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。ATX微机开关电源维修教程四、故障检修实例实例一台LWT型开关电源供应器开机出现“三无(主机电源灯不亮开关电源风扇不转显示器点不亮)”。故障分析与维修:先采用替换法(用一个好的ATX开关电源替换原主机箱内的ATX电源)确认LWT型开关电源已坏。然后拆开故障电源外壳直观检查发现机板上辅助电源电部分的R、R、R呈开性损坏Q(C)、开关管Q(BUTA)呈短第页wwwplcworldcn性损坏如图所示。且R烧焦、Q的c、e极炸断保险管FUSE(AV)发黑熔断。经更换上述损坏元器件后采用二中的检修方法和技巧:用一根导线将ATX插头脚与脚(两脚相邻便于连接)连接并在V端接一个电源风扇。检查无误后通电发现两个电源风扇(开关电源自带一个V散热风扇)转速过快且发出很强的呜音迅速测得V上升为V且辅助电源电部分发出一股逐渐加强的焦味立即关电。分析认为输出电压升高一般是稳压电有问题。细查为IC、IC构成的稳压电部分的IC(光电耦合器Q)不良。由于IC不良当输出电压升高时IC内部的光敏三极管不能及时导通从而就没有反馈电流进入开关管Q的e极不能及时缩短Q的导通时间导致Q导通时间过长输出电压升高。如不及时关电(从发出的焦味来看Q很可能因导通时间过长功耗过重而损坏)又将大面积地烧坏元器件。将IC更换后重新检查、测量刚才更换过的元器件确认完好后通电。测各输出电压一切正常风扇转速正常(几乎听不到转动声)。通电观察半小时无异常现象。再接入主机内的主板上通电试机小时一直正常。至此检修过程结束。后又维修大量同型号或不同型号(其电大多数相同或类似)的开关电源其损坏的电及元器件大多雷同。实例一台银河YHA型开关电源供应器开机出现“三无”。故障分析与维修:先采用替换法确认该开关电源已坏。然后拆开故障电源外壳直观检查机板上辅助电源电部分发现D、ZD、R、Q(开关管)烧坏。根据实物绘制关键电如图所示经更换上述元器件后并按实例方法进行通电试机发现两个电源风扇时转时不转。怀疑电中有虚焊将整个电重新加焊一遍后通电故障如初。维修一时陷入困境。后经仔细分析电图在电源风扇时转时不转的瞬间测得开关电源输出电压波动很大莫非稳压电出了故障?经与实例中相关电相比较两种开关电源电有较大差别但所用的脉宽调制集成电都是双排脚前例采用的是IC(KAB)本例是IC(TL)(有些也采用BDL)分析、比较两种不同标号的集成电得出两者的引脚、功能完全相同可以直接互换。以此推测出IC(TL)的稳压原理如下:IC(TL)的、脚电压取样比较器正、负输入端取样电阻R、R、R、R、R构成V、V自动稳压电。如图所示。当输出电压升高时(V或V)由R取得采样电压送到IC脚和脚并与IC内部基准电压相比较输出误差电压与IC内部锯齿波产生电的振荡脉冲在PWM(比较器)中进行比较放大使、脚输出脉冲宽度降低输出电压回落至标准值的范围内。当输出电压降低时稳压控制过程相反从而使开关电源输出电压保持稳定。开测量R、R、R、R、R阻值正常在检测IC(TL)的、脚电阻值与IC(KAB)、脚电阻值相比较差别很大。试用一只KAB集成电代换TL后经查无误后通电试机测得各输出电压值正常风扇转速正常。接入主机内通电试机一切正常。检修过程结束。实例一台ATXL型开关电源供应器(简称电源)开机出现“三无”。第页wwwplcworldcn故障分析与维修:如图所示。先用代换法确认该电源已烧坏然后拆开外壳直观检查保险丝烧黑用表测量主电源开关三极管Q、Q(两者型号均为C)击穿短整流电部分印制线板烧黑。将Q、Q用同型号换新(注:两者必须同型号否则将导致带载能力下降输出电压不稳定从而引起主电源开关管再次击穿。如推动三极管Q、Q损坏其更换方法类似)并将印制线板烧黑部分用小刀剥开划断再用导线按原线接好(必须做好这一步因板烧黑被炭化后易导电)。由于保险管焊在板上(维修多台开关电源都是如此其作用是接触良好)焊下坏管用一新的AV保险管焊上。经检查无误后通电开机电源风扇旋转各输出电压正常。接入主机板开机时CPU风扇旋转但显示器黑屏测V、V电压在电压值内波动不稳定。仔细观察发现电源风扇转速过快测IC(KAB)的脚(VCC电源端)电压高达V(正常时一般为V)且抖动测、、脚有正常的V电压输出。怀疑IC内部不良果断更换IC再开机显示器点亮各输出电压正常故障排除。ATX微机开关电源维修教程附:ATX开关电源电压比较器LMN和脉宽调制集成电KAB各引脚功能及实测数据表中电压数据以伏特(V)为单位用南京产MF型万用表V、V、V直流电压挡在ATX电源脱机检后连接主机内各部件正常工作状态下测得在电阻数据以千欧(KΩ)为单位用RK挡测得正向电阻用红表笔测量反向电阻用黑表笔测量另一表笔接地。表:电压比较器LMN引脚功能及实测数据引脚号引脚功能工作电压(V)在电阻值(KΩ)正向反向电压取样输出端电压取样输出端电源输入端电压取样反相输入端电压取样同相输入端电子开关启动端电压取样同相输入端电压取样反相输入端PG信号同相控制端电压取样反相输入端电压取样同相输入端地PG信号输出端电压取样输出端说明:当用表笔测量LMN的第脚电压时将引起电脑重新启动属于正常现象。第页wwwplcworldcnATX微机开关电源维修教程表:脉宽调制集成电KAB各引脚功能及实测数据引脚号引脚功能工作电压(V)在电阻值(KΩ)正向反向电压取样比较器同相输入端电压取样比较器反相输入端反馈控制端脉宽调制输出控制端(死区控制端)振荡振荡地脉宽调制输出地地脉宽调制输出电源输入端输出方式控制端电压取样比较器负端电流取样比较器反相输入端电流取样比较器同相输入端表:开关电源电主要三极管实测电压值(单位:V)电符号元器件型号电压值(V)BCEQA.QCQCQCQCQBUTA电符号元器件型号电压值(V)第页wwwplcworldcnGSDDSSCMDBYQEDB电符号元器件型号电压值(V)KAGICTLICTL如何得知我们买到的电源是多大功率呢?DIYer们常用两种方法:一种方法是看电源上的型号一般来说电源的型号和它本身的功率有着密切的联系。例如我们买到一台银河YHC电源有的人就说该电源是W的另一种方法是把标称的各输出电压乘以对应的输出电流后相加得出该电源的功率。许多刊物上是这样介绍的买电源时商家是这么给我们介绍的大部分爱好者们也是这样计算的。其实两种计算方法都是片面和一厢情愿的。从银河网站上找到的银河电源的型号及相应的参数见表从表中可以看出型号为YHC的电源其实际功率只有W我们不明白型号后面的数字具体表示什么含义但表中数据却说明了型号后面的数字和功率并不等同所以买电源时不要为型号后面的数字所。而如果按第二种计算方法很多电源都是W的甚至功率还要高。表中为市售LS-AATX电源标签上的输出参数值根据表中的数据按上述方法计算得出的输出功率高达W。那么这台电源的实际功率到底是多大?表YH系列ATX智能化绿色开关电源参数产品型号交流电压输入范围输入频率范围输出功率各输出电流输出电压变化范围效率+V电压范围YH-CYHCYHSFXAC-VHZ-HZWWW+V:A+:A-V:A-V:A+V:A+VSB:A+V:A+:A-V:A-V:A+V:A+VSB:A+V:+:-V:-V:+V:+VSB:满载时>VV表LS-A电源各输出电流值第页wwwplcworldcn有一个很重要的问题输出电压负载电流+VA-VAVAVAVA+VSBA各直流输出的最大电流是不可能同时得到的所以标出的功率也是无法达到的。解剖一下ATX电源的电我们会发现ATX电源的主电是在AT电源的主电的基础上发展而来的部分电见图从图中可以发现+V电压是将+V绕组的交流电压经L降压后整流滤波输出的也就是说+V和+V电压共用一个绕组。在标准的AT电源中+V电压输出的最大工作电流为A比较一下二者的开关变压器的磁芯截面积和线圈的线径二者并无什么不同,从而证明了+V和+V电压的工作电流不可能同时达到最大。所以的标称的功率是无法达到的。很明显能同时输出的实际最大功率才是有意义的。简单地地将各输出相乘再相加是不科学的。要检测电源各输出的最大电流比较麻烦但我们可以简单地做一个实验。衡量一台电源合格与否的一个重要参数是各输出电压的误差范围从ATX网站上我们得知对+V、+V和+V电压的误差率为%对-V和-V电压的误差率为%这是一个至关重要的指标电压太低计算机无法工作电压太高会烧了你的宝贝。其电压范围应该如表所示。表输出电压的稳定性输出电压+V+V-V-V+VSB+V最小标准最大++--++单位VVVVVV另外我们对输出电压的纹波还有较高的要求电源输出的各直流电压其交流成分越小越好纹波太大会对各种芯片有不良影响。比较合适的纹波大小如表所示。表输出电压的纹波电压的标准输出电压纹波(mv)VVVVVSBV实验是通过检测电源的各主电压的负载压降和纹波系数来得出各输出电压的最大电流。第页wwwplcworldcn、测各输出电压的最大输出电流:要注意的是由于电中都是以+V电压为基准来调整各电压的如果+V电压空载其它各电压的输出会大幅降低因此测其它各电压的最大电流时+V电压输出端的负载电阻不能去掉。测量的方法是在各电压输出端接上不同阻值的电阻然后将该负载电阻值逐渐减少当所测的输出电压值低于该电压的稳定范围时记录下此时的电流值作为最大电流。测量的数据见表。表电源各输出的最大电流电压输出端负载电阻(Ω)负载电流(A)电压值(V)VVV::深威志电子热销:电能表IC,计量芯片,存储器芯片,时钟芯片,通讯接口芯片,单片机芯片很抱歉从表中的数据可以看出电源能工作的最大电流和电源盒上的标称值是有很大的差距的。如果按电压乘电流的方法计算功率的话以上三输出的功率只有***近似等于W再加上其它各输出该电源的实际输出功率也就W左右。另外由于各输出最大电流不可能同时达到因此测得能同时达到的最大输出电流才有意义。、测量电源各电压同时输出时各自的最大电流值:在各电压输出端同时接上最小负载此时电源以满负荷运行因此测量的速度要快。接通电源开关此时电源内发出过载的“吱吱“声让人胆颤心惊怕继续操作下去把电源该实验没有继续做下去但说明了电源的各输出同时能达到的最大输出电流比表中的值还要小得多。最终的输出功率还不到W!实验的结果实在让人很沮丧为什么会出现这样的结果呢?实际解剖一下买来的ATX电源你就会发现:厂家为节省成本在元件选择上偷工减料偷工减料是市售ATX电源功率不足的。首先看一下电源中采用的功率开关管市售电源中大部分兼容电源中采用的功率开关管型号都为MJE(有的只采用MJE),见图中的晶体管。查一下晶体管手册得知该管的参数为W/V/A双管功率只有W再算上开关电源最大约%的转换效率能输出的功率只有W左右这和实验得出的数值是相符的从而我们买到的电源第页wwwplcworldcn标称W也好、W也好功率只有这么W。顺便说一句这种型号的晶体管更多地被用于电子日光灯中因其耐压较高被厂家移花接木于开关电源中。其次看一下整流输出电中采用的快速整流对管市售廉价电源中不论是+V还是+V或+V其整流对管一律采用MUR(A/V)要知道厂家标称的+V电压的输出电流可是A啊?可能是厂家有自知之明反正电源能输出的最大电流也不会超过此值(开关功率管根本就提供不了)整流管的额定电流取得再大也没有用处省得再增加成本了。最后看一下电源开关电中采用的开关变压器如今的变压器的大小比起时的可要小得多了那时的电源的标称一般比较实在是多少瓦就标多少瓦对比现在的电源变压器磁芯截面积小了所用的漆包线的线径细了变压器的功率又怎能上得去呢?很明在市场上销售的电源质量、元件用料、产品的合格程度已和以前有了较大的不同不看别的只从电源的重量对比上就可以猜测出现在标称W的电源中蕴藏着多少水分因为重量的减轻意味着电源盒内部元件数量和质量上的偷工减料、散热片重量的减轻、开关变压器和功率开关管的功率下降以及电源盒外壳铁皮厚度的锐减等。由此我们从市场上购买的电源会出现功率不足的现象就很正常了那是一些小厂为了迎合用户口味把电源的功率使劲地往大里标其实际功率又实在有限再加上销售上的形成了购买电源要功率越大越好的误区。目前市场上部分比较负责任的品牌的电源除了标出各电压、电流的输出值外还专门指出电源总功率不超过W或总电流不超过A只有这样能同时输出的实际最大功率才有意义。所以说不能盲目地追求功率关键在于电源的性能和质量。计算电源的功率时如果电源限定了某几输出的最大功率就按功率的限定值计算如果限定了某几输出的最大电流就按其中的最大电压输出乘以最大的电流计算简单地地将各输出相乘再相加是不科学的。由于计算方法不同各厂商的电源功率就不完全可比虽然多数厂商没有提供合理的计算数据但大都会提供电压和电流的参数根据这些虽然不能准确地计算出电源的功率但同类参数之间还是有可比性的。ATX电源工作原理及检修检修ATX开关电源从VSB、PSON和PWOK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、VSB、PSON、PWOK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VSB、PSON控制信号的组合来实现电源的和关闭。VSB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通讯联络相关电的工作电源在待机及受控启动状态下其输出电压均为V高电平使用紫色线由ATX插头脚引出。PSON为主机启闭电源或网络计算机远程电源的控制信号不同型号的ATX开关电源待机时电压值为V、第页wwwplcworldcnV、V各不相同。当按下主机面板的POWER开关或实现网络远程开机受控启动后PSON由主板的电子开关接地使用绿色线从ATX插头脚输入。PWOK是供主板检测电源好坏的输出信号使用灰色线由ATX插头脚引出待机状态为零电平受控启动电压输出稳定后为V高电平。脱机带电检测ATX电源首先测量在待机状态下的PSON和PWOK信号前者为高电平后者为低电平插头脚除输出VSB外不输出其它电压。其次是将ATX开关电源人为用一根导线把ATX插头脚PSON信号与任一地端(、、、、、、)中的一脚短接这一步是检测的关键将ATX电源由待机状态为启动受控状态此时PSON信号为低电平PWOK、VSB信号为高电平ATX插头V、V、V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、控制电的工作原理ATX开关电源电按其组成功能分为:交流输入整流滤波电、脉冲半桥功率变换电、辅助电源电、脉宽调制控制电、PSON和PWOK产生电、自动稳压与控制电、多直流稳压输出电。请参照下图。辅助电源电只要有交流市电输入ATX开关电源无论是否其辅助电源一直在工作为开关电源控制电提供工作电压。市电经高压整流、滤波输出约V直流脉动电压一经R、R至辅助电源开关管Q基极另一经T开关变压器的初级绕组加至Q集电极使Q导通。T反馈绕组的电势(上正下负)通过正反馈支C、R加至Q基极使Q饱和导通。反馈电流通过R、R、Q的b、e极等效电阻对电容C充电随着C充电电压增加流经Q基极电流逐渐减小T反馈绕组电势反相(上负下正)与C电压叠加至Q基极Q基极电位变负开关管迅速截止。Q截止时ZD、D、C、R组成Q基极负偏压截止电。反馈绕组电势的正端经C、R、D至电势负端形成充电回C负极负电压Q基极电位由于D、ZD的导通被箝位在比C负电压高约V(二极管压降和稳压值)的负电位上。同时正反馈支C的充电电压经T反馈绕组RQ的b、e极等效电阻R形成放电回。随着C充电电流逐渐减小Ub电位上升当Ub电位增加到Q的b、e极的电压时Q再次导通又进入下一个周期的振荡。Q饱和期间T二次绕组输出端的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T辅助电源变压器中。当Q由饱和转向截止时二次绕组两个输出端的电势为正T储存的磁能为电能经BD、BD整流输出。其中BD整流输出电压供Q三端稳压器工作Q输出VSB若该电压丢失主板就不会自动ATX电源启动。BD整流输出电压供给IC脉宽调制TL的脚电源输入端该芯片脚输出稳压V提供ATX开关电源控制电所有元件的工作电压。PSON和PWOK、脉宽调制电第页wwwplcworldcnPSON信号控制IC的脚死区电压待机时主板启闭控制电的电子开关断开PSON信号高电平VIC精密稳压电WL的Ur电位上升Uk电位下降Q导通稳压V通过Q的e、c极R、D和D送入IC的脚当脚电压超过V时、脚的调制脉宽输出使T推动变压器、T主电源开关变压器停振停止提供V、V、V的输出电压。受控启动后PSON信号由主板启闭控制电的电子开关接地IC的Ur为零电位Uk电位升至VQ截止c极为零电位IC的脚低电平允许、脚输出脉宽调制信号。IC的输出方式控制端脚接稳压V脉宽调制器为并联推挽式输出、脚输出相位差度的脉宽调制控制信号输出频率为IC的、脚外接定时阻容元件的振荡频率的一半控制Q、Q的c极所接T推动变压器初级绕组的激励振荡T次级它激振荡产生的电势作用于T主电源开关变压器的一次绕组二次绕组的电势经整流形成V、V、V的输出电压。推动管Q、Q发射极所接的D、D以及C用于抬高Q、Q发射极电平使Q、Q基极有低电平脉冲时能可靠截止。C用于通电瞬间IC的、脚输出脉冲ATX电源带电瞬间由于C两端电压不能突变IC的脚出现高电平、脚无驱动脉冲输出。随着C的充电IC的启动由PSON信号控制。PWOK产生电由IC电压比较器LM、Q、C及其周边元件构成。待机时IC的反馈控制端脚为低电平Q饱和导通IC的脚正端输入低电位小于脚负端输入的固定分压比脚低电位PWOK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IC的脚电位上升Q由饱和导通进入放大状态e极电位由稳压V经R对C充电来建立随着C充电的逐渐进行IC的脚控制电平逐渐上升一旦IC的脚电位大于脚的固定分压比经正反馈的迟滞比较器脚输出高电平的PWOK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V主机检测到PWOK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V输出端电压必下跌这种幅值变小的反馈信号被送到IC组件的电压取样放大器同相端脚后将引起如下的连锁反应:使IC的反馈控制端脚电位下降经R耦合到Q的基极随着Q基极电位下降一旦Q的e、b极电位达到VQ饱和导通IC的脚电位迅速下降当脚电位小于脚的固定分压电平时IC的输出端脚将立即从V下跳到零电平关机时PWOK输出信号比ATX开关电源V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。自动稳压控制电IC的、脚电压取样放大器正、负输入端取样电阻R、R、R构成V、V自动稳压电。当输出电压升高时(V或V)由R取得采样电压送到IC的脚和脚基准电压相比较输出误差电压与芯片内锯齿波产生电的振荡脉冲在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。IC的电流取样放大器负端输入脚接稳压V正端输入脚接地电流取样放大器在脉宽调制控制电中没有使用。第页wwwplcworldcn.ATX电源的工作原理方框图ATX电源方框图如图所示。从图可以看出ATX电源的主变换电和AT电源相似采用双管半桥它激式电。整个电的核心是脉宽调制(PWM)控制芯片多数ATX电源都采用TL(或其替代芯片)利用TL的脚“死区控制”功能来实
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