【正文】 ATX 開(kāi)關(guān)電源工作原理與維修實(shí)例 來(lái)源 : 時(shí)間 : 20200517 作者 : apollo ATX 是計(jì)算機(jī)的工作電源，作用是把交流 220V 的電源轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用的直流 5V， 12V， 24V 的電源。本文對(duì) ATX 電源的組成及工作原理做了詳細(xì)的講解，最后并附上 ATX 電源維修實(shí)例供大家參考，希望對(duì)大家解決 ATX 電源故障問(wèn)題有所幫助。 ATX型電源電路的組成及工作原理 ATX 開(kāi)關(guān)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、 PSON 和 PWOK 產(chǎn)生電路、自動(dòng)穩(wěn)壓與保護(hù)控制電路、多路直流穩(wěn)壓輸出電路。 請(qǐng)參照?qǐng)D 1 和 ATX 電源電路原理圖。 和 PWOK、脈寬調(diào)制電路 PSON 信號(hào)控制 IC1 的 4 腳死區(qū)電壓，待機(jī)時(shí)，主板啟閉控制電路的電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)， PSON 信號(hào)高電 ， IC10 精密穩(wěn)壓電路 WL431 的 Ur 電位上升， Uk 電位下降， Q7導(dǎo)通，穩(wěn)壓 5V 通過(guò) Q7的 e、 c 極， R80、 D25 和 D40 送入 IC1 的 4 腳，當(dāng) 4 腳電壓超過(guò) 3V 時(shí)，封鎖 11 腳的調(diào)制脈寬輸出，使 T2 推動(dòng)變壓器、 T1 主電源開(kāi)關(guān)變壓器停振，停止提供 +、 177。5V、 177。12V 的輸出電壓。 受控啟動(dòng)后， PSON信號(hào)由主板啟閉控制電路的電子開(kāi)關(guān)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，允許 11 腳輸出脈寬調(diào)制信號(hào)。 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， 11 腳輸出相位差 180 度的脈寬調(diào)制控制信號(hào)，輸出頻率為 IC1 的 6 腳外接定時(shí)阻容元件的振蕩頻率的一半，控制 Q Q4的 c 極所接 T2 推動(dòng)變壓器初級(jí)繞組的激勵(lì)振蕩， T2次級(jí)它激振蕩產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)作用于 T1 主電源開(kāi)關(guān)變壓器的一次繞組，二次繞組的感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)整流形成 +、 177。5V、 177。12V 的輸出電壓。 推動(dòng)管 Q Q4 發(fā)射極所接的 D1 D18 以及 C17 用于抬高 Q Q4發(fā)射極電平，使 Q Q4基極有低電平脈沖時(shí)能可靠截止。 C31 用于通電瞬間封鎖 IC1 的 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， 11 腳無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。隨著 C31 的充電， IC1 的啟動(dòng)由 PSON 信號(hào)控制。 PWOK 產(chǎn)生電路由 IC5 電壓比較器 LM39 Q2 C60 及其周邊元件構(gòu)成。 待機(jī)時(shí) IC1 的反饋控制端 3 腳為低電平， Q21 飽和導(dǎo)通， IC5 的 3 腳正端輸入低電位，小于 2 腳負(fù)端輸入的固定分壓比， 1 腳低電位， PWOK 向主機(jī)輸出零電平的電源自檢信號(hào)，主機(jī)停止工作處于待命休閑狀態(tài)。受控啟動(dòng)后 IC1 的 3 腳電位上升， Q21由飽和導(dǎo)通進(jìn)入放大狀態(tài)， e 極電位由穩(wěn)壓 5V 經(jīng) R104 對(duì) C60 充電來(lái)建立，隨著C60 充電的逐漸進(jìn)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 PWOK 信號(hào)。該信號(hào)相當(dāng)于 AT 電源的 PG 信號(hào)，在開(kāi)關(guān)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(jī)檢測(cè)到 PWOK 電源完好的信號(hào)后啟動(dòng)系統(tǒng)。在主機(jī)運(yùn)行過(guò)程中若遇市電掉電或用戶關(guān)機(jī)時(shí)， ATX 開(kāi)關(guān)電源 +5V 輸出端電壓必下跌，這種幅值變小的反饋信號(hào)被送到 IC1 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(yīng)：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(dá)到 ， Q21 飽和導(dǎo)通， IC5 的 3 腳電位迅速下降，當(dāng) 3 腳電位小于 2 腳的固定分壓電平時(shí)， IC5 的輸出端 1 腳將立即從 5V 下跳到零電平，關(guān)機(jī)時(shí) PWOK 輸出信號(hào)比 ATX 開(kāi)關(guān)電源 +5V 輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機(jī)觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動(dòng)關(guān)閉，防止突然掉電時(shí)硬盤(pán)磁頭來(lái)不及移至著陸區(qū)而劃傷硬盤(pán)。 只要有交流市電輸入， ATX 開(kāi)關(guān)電源無(wú)論是否開(kāi)啟，其輔助電源一直在工作，為開(kāi)關(guān)電源控制電路提供工作電壓 。市電經(jīng)高壓整流、濾波，輸出約 300V 直流脈動(dòng)電壓，一路經(jīng) R7 R76 至輔助電源開(kāi)關(guān)管 Q15 基極，另一路經(jīng) T3 開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)繞組加至 Q15 集電極，使 Q15 導(dǎo)通。 T3 反饋繞組的感應(yīng)電勢(shì)（上正下負(fù)）通過(guò)正反饋支路 C4 R74 加至 Q15 基極，使 Q15 飽和導(dǎo)通。反饋電流通過(guò) R7R7 Q15 的 b、 e 極等效電阻對(duì)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(yīng)電勢(shì)反相（上負(fù)下正），與 C44 電壓疊加至Q15 基極， Q15 基極電位變負(fù)，開(kāi)關(guān)管迅速截止。 Q15 截止時(shí)， ZD D C4R70 組成 Q15 基極負(fù)偏壓截止電路。反饋繞組感應(yīng)電勢(shì)的正端經(jīng) C4 R70、 D41至感應(yīng)電勢(shì)負(fù)端形成充電回路， C41 負(fù)極負(fù)電壓， Q15 基極電位由于 D ZD6 的導(dǎo)通，被箝位在比 C41 負(fù)電壓高約 （二極管壓降和穩(wěn)壓值）的負(fù)電位上。同時(shí)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(dāng) Ub 電位增加到 Q15的 b、 e 極的開(kāi)啟電壓時(shí)， Q15 再次導(dǎo)通，又進(jìn)入下一個(gè)周期的振蕩。 Q15 飽和期間， T3 二次繞組輸出 端的感應(yīng)電勢(shì)為負(fù)，整流管截止，流經(jīng)一次繞組的導(dǎo)通電流以磁能的形式儲(chǔ)存在 T3 輔助電源變壓器中。當(dāng) Q15 由飽和轉(zhuǎn)向截止時(shí)，二次繞組兩個(gè)輸出端的感應(yīng)電勢(shì)為正， T3 儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng) BD 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 +5VSB，若該電壓丟失，主板就不會(huì)自動(dòng)喚醒 ATX 電源啟動(dòng)。 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 ATX 開(kāi)關(guān)電源控制電路所有元件的工作電壓。 IC1 的 2 腳電壓取樣放 大器正、負(fù)輸入端，取樣電阻 R3 R3 R33 構(gòu)成+5V、 +12V 自動(dòng)穩(wěn)壓電路。 當(dāng)輸出電壓升高時(shí)（ +5V 或 +12V），由 R31 取得采樣電壓送到 IC1 的 1 腳和 2腳基準(zhǔn)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(jìn)行比較放大，使 11 腳輸出脈沖寬度降低，輸出電壓回落至標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi)，反之穩(wěn)壓控制過(guò)程相反，從而使開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定。 IC1 的電流取樣放大器負(fù)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(méi)有使用。 ATX 開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)，依靠+5VSB、 PSON 控制信號(hào)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)啟和關(guān)閉。 +5VSB 是供主機(jī)系統(tǒng)在 ATX 待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電源，以及開(kāi)閉自動(dòng)管理和遠(yuǎn)程喚醒通訊聯(lián)絡(luò)相關(guān)電路的工作電源，在待機(jī)及受控啟動(dòng)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。 PSON 為主機(jī)啟閉電源或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程喚醒電源的控制信號(hào)，不同型號(hào)的 ATX 開(kāi)關(guān)電源，待機(jī)時(shí)電壓值為 3V、 、 各不相同。當(dāng)按下主機(jī)面板的 POWER 開(kāi)關(guān)或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)，受控啟動(dòng)后 PSON 由主板的電子開(kāi)關(guān)接地， 使用綠色線從 ATX 插頭 14 腳輸入。 PWOK 是供主板檢測(cè)電源好壞的輸出信號(hào)，使用灰色線由 ATX 插頭 8 腳引出，待機(jī)狀態(tài)為零電平，受控啟動(dòng)電壓輸出穩(wěn)定后為 5V 高電平。電源輸出插頭如圖 3所示 電源的檢測(cè) 脫機(jī)帶電檢測(cè) ATX 電源，首先測(cè)量在待機(jī)狀態(tài)下的 PSON 和 PWOK 信號(hào)，前者為高電平，后者為低電平，插頭 9 腳除 輸出 +5VSB 外，不輸出其它電壓。其次是將 ATX 開(kāi)關(guān)電源人為喚醒，用一根導(dǎo)線把 ATX 插頭 14 腳 PSON 信號(hào)，與任一地端（ 1 1 1 17）中的一腳短接，這一步是檢測(cè)的關(guān)鍵，將 ATX電源由待機(jī)狀態(tài)喚醒為啟動(dòng)受控狀態(tài)，此時(shí) PSON 信號(hào)為低電平， PWOK、 +5VSB信號(hào)為高電平， ATX 插頭 +、 177。5V、 177。12V 有輸出，開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。上述操作亦可作為選購(gòu) ATX 開(kāi)關(guān)電源脫機(jī)通電驗(yàn)證的方法。 電源的維修 我們已經(jīng)知道計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)電源的工作原理。只要將交流電源（ 220V）接通，全橋 或二極管（圖 圖 5） 將交流電（ 220V）整流成為高電壓的脈沖直流電，再經(jīng)過(guò)電容（圖 6）濾波后成為 300V 的高壓直流電壓， 而后進(jìn)入控制電路。此時(shí)，控制電路控制大功率開(kāi)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（圖 7）的初級(jí)。在高頻變壓器的次級(jí)線圈輸出的降壓后的高頻低壓交流電通過(guò)整流濾波轉(zhuǎn)換為能使電腦工作的低電壓強(qiáng)電流的直流電壓。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(kāi)關(guān)三極管發(fā)出信號(hào)控制電壓上下調(diào)整的幅度。在計(jì)算機(jī)開(kāi)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)下一些電子元件，故障率最高；如限流電阻、熱敏電阻（ NTC）、整流橋或整流二極管，其次輸出直流部分的整流二極管、保護(hù)二極管、大功率開(kāi)關(guān)三極管較易損壞。 當(dāng)計(jì)算機(jī)電源出故障時(shí)，怎樣著手檢修呢？通過(guò)對(duì)多臺(tái)電源的維修，總結(jié)出了對(duì)付電源常見(jiàn)故障的方法。一 是用萬(wàn)用表測(cè)量脈寬調(diào)制器 TL494 的 4 腳電壓，它是保護(hù)電路的關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)。二是從 +5VSB、 PSON 和 PWOK 信號(hào)入手來(lái)定位故障區(qū)域，是快速檢修中行之有效的方法。具體操作原則是： 在斷電情況下， “望、聞、問(wèn)、切 ” 由于檢修電源要接觸到 220V 電壓，人體一旦接觸 36V 以上的電壓就有生命危險(xiǎn)。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(wú)明顯的短路、元器件損壞故障。首先，打開(kāi)電源的外殼，檢查保險(xiǎn)絲（圖 8）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(diǎn)檢查此元件， 一般來(lái)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(wèn)一下電源損壞的經(jīng)過(guò)，是否對(duì)電源進(jìn)行違規(guī)的操作，這一點(diǎn)對(duì)于維修任何設(shè)備都是必須的。在初步檢查以后，還要對(duì)電源進(jìn)行更深入地檢測(cè)。 用萬(wàn)用表測(cè)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(guò)低，說(shuō)明電源內(nèi)部存在短路，正常時(shí)其阻值應(yīng)能達(dá)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(kāi)關(guān)三極管 Q Q2擊穿。 然后檢查直流輸出部分。脫開(kāi)負(fù)載，分別測(cè)量各組輸出端的對(duì)地電阻，正常時(shí)，表針應(yīng)有電容器充放電擺動(dòng)，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。 加電檢測(cè) 在通過(guò)上述檢查后，就可通電測(cè)試。這時(shí)候才是關(guān)鍵所在，需要有一定的經(jīng)驗(yàn)、電子基礎(chǔ)及維修技巧。 一般來(lái)講應(yīng)重點(diǎn)檢查一下電源的輸入端、開(kāi)關(guān)三極管、電源保護(hù)電路以及電源的輸出電壓、電流等。如果電源啟動(dòng)一下就停止，則 該電源處于保護(hù)狀態(tài)下，可直接測(cè)量 TL494 的 4 腳電壓，正常值應(yīng)為 以下，若測(cè)得電壓值為 +4V 以上，則說(shuō)明電源的處于保護(hù)狀態(tài)下，應(yīng)重點(diǎn)檢查產(chǎn)生保護(hù)的原因。 另外， +5VSB 是供主機(jī)系統(tǒng)在 ATX 待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電源，所以當(dāng)電源一加入市電 220V 后， +5VBS 端就應(yīng)有 +5V 電壓輸出的特點(diǎn)，可先檢測(cè)這一點(diǎn)電壓的有無(wú)，若有 +5V 電壓說(shuō)明輔助電源是好的，故障在主控電源電路中，應(yīng)在主控電源電路中查明故障的原因。由于接觸到高電壓，建議沒(méi)有電子基礎(chǔ)的朋友要小心操作。 常見(jiàn)故障實(shí)例 一般情況下，保險(xiǎn)絲熔斷 說(shuō)明電源的內(nèi)部線路有問(wèn)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(dòng)、浪涌都會(huì)引起電源內(nèi)電流瞬間增大而使保險(xiǎn)絲熔斷。重點(diǎn)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(kāi)關(guān)管等，檢查一下這些元器件有無(wú)擊穿、開(kāi)路、損壞等。如果確實(shí)是保險(xiǎn)絲熔斷，應(yīng)該首先查看電路板上的各個(gè)元件，看這些元件的外表有沒(méi)有被燒糊，有沒(méi)有電解液溢出。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)上述情況，則用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，如果測(cè)量出來(lái)兩個(gè)大功率開(kāi)關(guān)管 e、 c 極間的阻值小于 100kΩ，說(shuō)明開(kāi)關(guān)管損壞。其次測(cè)量輸入端的電阻值，若小于 200kΩ，說(shuō)明后端 有局部短路現(xiàn)象。 如果保險(xiǎn)絲是完好的，可是在有負(fù)載情況下，各級(jí)直流電壓無(wú)輸出。這種情況主要是以下原因造成的： 電源中出現(xiàn)開(kāi)路、短路現(xiàn)象，過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路出現(xiàn)故障，振蕩電路沒(méi)有工作，電源負(fù)載過(guò)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(shí)，首先用萬(wàn)用表測(cè)量系統(tǒng)板 +5V 電源的對(duì)地電阻，若大于 ，則說(shuō)明電路板無(wú)短路現(xiàn)象；然后將電腦中不