ATX電源工作原理圖

ATX電源工作原理圖:自從IBM推出第一臺(tái)PC至今，微機(jī)電源已從AT電源發(fā)展到ATX電源。時(shí)至今日，微機(jī)電源仍是根據(jù)IBM公司的個(gè)人電腦標(biāo)準(zhǔn)制造的。市場(chǎng)上的ATX電源，不管是品牌電源還是雜牌電源，從電路原理上來(lái)看，一般都是在AT電源的基礎(chǔ)上，做了適當(dāng)?shù)母膭?dòng)發(fā)展而來(lái)的，因此，我們買到的ATX電源，在電路原理上一般都大同小異。在微機(jī)國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程上，微機(jī)電源技術(shù)也由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家逐漸消化吸收，生產(chǎn)出了眾多國(guó)有品牌的電源。微機(jī)電源并非高科技產(chǎn)品，以國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家的技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)力，應(yīng)該可以生產(chǎn)出物美價(jià)廉的電源產(chǎn)品。然而，縱觀整個(gè)微機(jī)電源市場(chǎng)情況卻不盡人意，許多電源產(chǎn)品存在著各種選料和質(zhì)量問(wèn)題，故障率較高。

ATX電源電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，各部分電路不但在功能上相互配合、相互滲透，且各電路參數(shù)設(shè)置非常嚴(yán)格，稍有不當(dāng)則電路不能正常工作。其主電路原理圖見圖１，從圖中可以看出，整個(gè)電路可以分成兩大部分：一部分為從電源輸入到開關(guān)變壓器T1之前的電路(包括輔助電源的原邊電路)，該部分電路和交流220V電壓直接相連，觸及會(huì)受到電擊，稱為高壓側(cè)電路；另一部分為開關(guān)變壓器T1以后的電路，不和交流220V直接相連，稱為低壓側(cè)電路。二者通過(guò)C03、C04、C05高壓瓷片電容構(gòu)成回路，以消除靜電干擾。其原理方框圖見圖2，從圖中可以看出整機(jī)電路由交流輸入回路、整流濾波電路、推挽開關(guān)電路、輔助開關(guān)電源、PWM脈寬調(diào)制電路、PS-ON控制電路、保護(hù)電路、輸出電路和PW-OK信號(hào)形成電路組成。弄清各部分電路的工作原理及相互關(guān)系對(duì)我們維修判斷故障是很有用處的，下面簡(jiǎn)單介紹一下各組成部分的工作原理。

1、交流輸入回路

交流輸入回路包括輸入保護(hù)電路和抗干擾電路等。輸入保護(hù)電路指交流輸入回路中的過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)及限流電路；抗干擾電路有兩方面的作用：一是指微機(jī)電源對(duì)通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)入的干擾信號(hào)的抑制能力：二是指開關(guān)電源的振蕩高次諧波進(jìn)入電網(wǎng)對(duì)其它設(shè)備及顯示器的干擾和對(duì)微機(jī)本身的干擾。通常要求微機(jī)對(duì)通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)入的干擾信號(hào)抑制能力要強(qiáng)，通過(guò)電網(wǎng)對(duì)其它微機(jī)等設(shè)備的干擾要小。

２、整流電路：

包括整流和濾波兩部分電路，將交流電源進(jìn)行整流濾波，為開關(guān)推挽電路提供紋波較小的直流電壓。

3、輔助電源：輔助電源本身也是一個(gè)完整的開關(guān)電源。只要ATX電源一上電，輔助電源便開始工作，輸出的兩路電壓，一路為+5VSB電源，該輸出連接到ATX主板的“電源監(jiān)控部件”，作為它的工作電壓，使操作系統(tǒng)可以直接對(duì)電源進(jìn)行管理。通過(guò)此功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開機(jī)，完成電腦喚醒功能；另一路輸出電壓為保護(hù)電路、控制電路等電路供電。

4、推挽開關(guān)電路：

推挽開關(guān)電路是ATX開關(guān)電源的主要部分，它把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起著將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。推挽開關(guān)管是該部分電路的核心元件，受脈寬調(diào)制電路輸送的信號(hào)作激勵(lì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)脈寬調(diào)制電路因保護(hù)電路動(dòng)作或因本身故障不工作時(shí)，推挽開關(guān)管因基級(jí)無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖故不工作，電路處于關(guān)閉狀態(tài)，這種工作方式稱作它激工作方式。

５、PWM脈寬調(diào)制電路：

PWM（Pules Width Modulation）即脈寬調(diào)制電路，其功能是檢測(cè)輸出直流電壓，與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大，控制振蕩器的脈沖寬度，從而控制推挽開關(guān)電路以保持輸出電壓的穩(wěn)定，主要由IC TL494及周圍元件組成。

６、PS-ON控制電路：

ATX電源最主要的特點(diǎn)就是，它不采用傳統(tǒng)的市電開關(guān)來(lái)控制電源是否工作，而是采用“＋5VSB、PS－ON”的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的開啟和關(guān)閉，只要控制“PS－ON”信號(hào)電平的變化，就能控制電源的開啟和關(guān)閉。電源中的S-ON控制電路接受PS－ON 信號(hào)的控制，當(dāng)“PS－ON”小于1V伏時(shí)開啟電源，大于4.5伏時(shí)關(guān)閉電源。主機(jī)箱面上的觸發(fā)按鈕開關(guān)(非鎖定開關(guān))控制主板的“電源監(jiān)控部件”的輸出狀態(tài)，同時(shí)也可用程序來(lái)控制“電源監(jiān)控件”的輸出，如在WIN9X平臺(tái)下，發(fā)出關(guān)機(jī)指令，使“PS－ON”變?yōu)椋?V，ATX電源就自動(dòng)關(guān)閉。

７、保護(hù)電路
為了保證安全工作，ATX電源中設(shè)置了各種各樣的保護(hù)電路，當(dāng)開關(guān)電源發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流故障時(shí)，保護(hù)電路啟動(dòng)，開關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。

８、輸出電路：

輸入整流濾波電路將交流電源進(jìn)行整流濾波，為主變換電路提供紋波較小的直流電壓。接插到主板上的排線包含了電源輸出的各路電壓及控制信號(hào)，ATX電源輸出排線各腳定義見表1，各路輸出的額定電流見表2。

表1 電源輸出排線功能一覽表

表2 ATX電源各路電壓的額定輸出電流：（單位：A）

9、PW-OK信號(hào)的形成：

PW-OK信號(hào)（在AT電源中及部分電源板上稱P.G信號(hào)）為微機(jī)開機(jī)自檢啟動(dòng)信號(hào)，為了防止開機(jī)時(shí)各路輸出電路時(shí)序不定，CPU或各部件未進(jìn)入初始化狀態(tài)造成工作錯(cuò)誤及突然停電時(shí)，硬盤磁頭來(lái)不及移至著陸區(qū)造成盤片劃傷，微機(jī)電源中均設(shè)置了PW-OK 信號(hào)。

10、＋3.3V電壓二次穩(wěn)壓電路：
輸出到主板上的＋3.3V電壓一般為CPU等配件供電，因此，ATX電源在總體自動(dòng)控制穩(wěn)壓的基礎(chǔ)上，在T1的次級(jí)＋3.3V電壓的輸出負(fù)載網(wǎng)絡(luò)增設(shè)了二次自動(dòng)穩(wěn)壓控制電路，以使＋3.3V輸出電壓更精確穩(wěn)定。

縱上所述，接通電源后，220V交流電壓經(jīng)整流濾波電路，輸出＋300V 直流高壓。此電壓同時(shí)加到推挽開關(guān)電路和輔助電源上，因推挽開關(guān)電路的開關(guān)功率管沒(méi)有激勵(lì)脈沖而處于待機(jī)狀態(tài)。輔助電源一經(jīng)得到工作電壓便開始工作，送出脈寬調(diào)制電路、PS-ON控制電路、保護(hù)電路的工作電壓以及主板的+5VSB待機(jī)電壓，但因此時(shí)沒(méi)有得到PS-ON主機(jī)的控制信號(hào)，PS-ON控制電路輸出高電平鎖住PWM脈寬調(diào)制電路使其不起振，此時(shí)電源處于待機(jī)狀態(tài)。按下面板的開機(jī)觸發(fā)開關(guān)，PS-ON控制電路得到控制信號(hào)，解除對(duì)脈寬調(diào)制電路的鎖定，PWM電路開始工作，輸出受控的脈寬可變的交流脈沖推動(dòng)推挽開關(guān)電路中的推挽功率管，并時(shí)刻根據(jù)輸出電壓的脈動(dòng)來(lái)調(diào)整脈沖寬度，以保證輸出電壓的穩(wěn)定。推挽開關(guān)電路中，推挽功率管依次開關(guān)，產(chǎn)生的脈動(dòng)交變電壓被開關(guān)變壓器感應(yīng)到副級(jí)，經(jīng)輸出電路整流濾波，形成主機(jī)所需各路電壓。保護(hù)電路則監(jiān)視各路輸出電壓，當(dāng)發(fā)生過(guò)壓、欠壓故障時(shí)及時(shí)啟動(dòng)，使PWM電路停止工作，以保證電路及主機(jī)的安全。

精密電壓基準(zhǔn)IC TL431

精密電壓基準(zhǔn)IC TL431是T0—92封裝如圖1所示。其性能是輸出壓連續(xù)可調(diào)達(dá)36V，工作電流范圍寬達(dá)0．1。100mA，動(dòng)態(tài)電阻典型值為0．22歐,輸出雜波低。圖2是TL431的典型應(yīng)用，其中③、②腳兩端輸出電壓V=2．5(R2十R3)V／R3。如果改變R2的阻值大小，就可以改變輸出基準(zhǔn)電壓大小。

ATX電源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

ATX電源是近年來(lái)在電腦中廣泛采用的新型電源，它配合ATX主板，除了可以手動(dòng)開關(guān)電源外，還支持軟件開 關(guān)電源以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。

ATX電源是在AT電源的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它的主變換電路也是采用了半橋式開關(guān)電源，但從結(jié)構(gòu)上講ATX電源作了如下改進(jìn)：

1.ATX電源增加了一個(gè)輔助開關(guān)電源，如圖所示。當(dāng)ATX電源交流輸入端一旦有220V的交流電時(shí)，輔助電源就開始工作，一路經(jīng)整流 7805三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，輸出+5V電壓供給ATX主板內(nèi)部一部分在關(guān)機(jī)狀態(tài)下要保持工作的芯片，如網(wǎng)絡(luò)通信接口 電源監(jiān)控單元 系統(tǒng)時(shí)鐘等部分芯片使用；另一路經(jīng)整流濾波，輸出輔助+12V電源，供給ATX電源內(nèi)部TL494等芯片工作，為ATX電源主變換電路的啟動(dòng)作準(zhǔn)備。

2. 綜合供電接插件接口不同。ATX電源采用了20腳長(zhǎng)方型雙排綜合插件向主板供電。

3.輸出電壓不同。ATX電源增加了3.3V +5V供電和一個(gè)PS-ON控制輸入端口，其中3.3V電壓主要為CPU PCI總線供電。

4.電源的啟動(dòng)方式不同，ATX電源一般不設(shè)市電開關(guān)，而采用TL494脈寬控制芯片和LM339比較放大器作為其控制的核心。其特點(diǎn)是引用TL494第4腳的死區(qū)控制功能，當(dāng)輔助電源工作時(shí)，一路輸出+5V到主板，另一路輸出+12V供給TL494電源，經(jīng)過(guò)該芯片內(nèi)部穩(wěn)壓電路，由14腳輸出+5V，并和13 15腳相接，再經(jīng)分壓電路到LM339電壓比較器的反向端，其反向端電壓約為4.5V.當(dāng)PS-ON為+5V時(shí)，LM339輸出為高電平5V,TL494的8 11腳無(wú)輸出脈沖，主變換電路截止，電源處于休眠狀態(tài)。當(dāng)PS-ON為0V時(shí)，輸出為0V,TL494的8 11腳有輸出脈沖，主變換電路開始工作。因此，我們不僅可以手動(dòng)按下主機(jī)上的觸發(fā)按鈕開關(guān)使PS-ON為低電平啟動(dòng)電源，還可以通過(guò)程序或鍵盤等其他方式使PS-ON為低電平啟動(dòng)電源，從而使ATX電源具有遠(yuǎn)程控制功能。