长城ATX-300P4--PFC电脑电源辅助电路工作原理

长城ATX-300P4--PFC电脑电源辅助电路工作原理

长城ATX-300P4-PFC电脑电源的辅助电源电路如附图所示。

一、电路组成与作用简介

附图是一款完善的开关电源电路，它的组成主要包含有开关振荡电路『由开关管Q2(C 3866)、启动电阻Rl0、RlOA、RlOB、R15和开关变压器T3等组成1；自动稳压控制电路f 由精密稳压器IC1(TLA31AC)、光耦U1(P421)、三极管Q4、电阻R16_R19、J2等组成]；过流保护电路（由三极管Q4、电阻R14、R13、电容C9、二极管D5、T3的N2绕组和光耦次级光敏管等组成）等。

本电路的作用与普通开关电源有所不同（它置于长城ATX-300P4-PFC电源内同一块电路板上），工作时能产生约15V和稳定的5v直流电压。

这两组电压的作用是：15V电压专为ATX电源提供启动电压（待机）；5v电压则通过紫线端(+5VSB)送往电脑主板待机。但当ATX电源受控启动后．15V电压就退居二线不起作用了，其原因下文分析工作原理时将进一步说明。

二、工作原理

1．开关振荡电路和待机电压产生电路工作原理

辅助电源电路从整机整流滤波后输出直流300V电压：一路经开关变压器T3的初级Nl 绕组加至开关管02集电极（为开关管振荡提供电压）；另一路经启动电阻Rl0、RIOA、Rl OB送到02基极，并与R15分压后，为开关管振荡工作提供偏置。一旦接通220V交流市电，上述两个条件就同时具备，电路便开始自激振荡工作。初始阶段Q2工作在放大区．T 3的初级Nl绕组上正下负，这时T3次级N2反馈绕组就感应出上正下负的电动势，经正反馈电路（由R12、D6、C8等组成）对Q2基极正反馈，使Q'2的激励信号加强，Q2迅速进入饱和导通。在此期间N2上端正电压继续通过R12对c8充电，充到一定程度时，c8极性为上负下正，使Q2基极电位下降，Q2退出饱和进人放大状态；另一方面+Q2饱和期间N 2上端感应的正电压使二极管D7导通，对电容Cl0充电，使光耦Ul(4)脚电位迅速升高．UI 内部光敏管导通程度加强，经电阻J2使三极管04基极电位升高（Q4深度导通），Q4与c 8构成Q2负偏置电路，使Q2反偏而退出放大区截止。从放大到截止阶段Q2集电极电流逐渐减小，T3的Nl、N2绕组所感应的电动势则为上负下正（此时c8上的电荷通过D6、R 12和N2迅速泄放），为下一个周期做准备。又因N2上端为负D7反偏截止．UI内光敏管也截止，04失去偏置而截止，这时启动电阻Rl0、RlOA、RIOB与R15的分压值又使02基极正偏而进入放大区，继而在正反馈电路作用下迅速饱和导通。如此周而复始，02工作在导通与截止的开关状态（所以称它为开关管，02是开关振荡电路的核心器件）．使电路维持自激振荡，那么T3的次级N3、N4绕组便感应出交流电动势，分别经商频整流二极管Dll、Dl0整流和电解电容C29、Cll和C12的滤波，输出约15V和5v电压。15V电压直接送往开关电源专用芯片(KA7500B)的电源端(12)脚，为ATX电源启动作待机准备，而5v 电压又通过电感Ll和稳压管ZD6(IN4735A)的稳压后作为+5VSB．并利用特定的紫色导线输送到电脑主板待机。

为了减轻辅助电源的负担和使KA7500B有更可靠的工作电压幅值，电源特设计由肖特基二极管D39、限流电阻R78和隔离二极管D3等组成的反馈启动电源电路。在待机状态下，D3起隔离作用，防止辅助电源15V待机电压窜人低压电路。当ATX电源受控启动后，此反馈启动电源电路便产生约27V电压，经D3整流后送往KA7500B(12)脚，取代辅助电源的1 5V待机电压。这时Dll两端电位为左低右高．Dll反偏截止，阻断了27V反馈电压，Dll起到隔离作用；这时N3绕组便没有负荷．从而减轻了辅助电源的损耗负担，又提高了KA7500 B的工作可靠性。如要验证这一特点，可在电源受控启动后，断开R14-端（此举要事前把R 14移到反面以便操作．在高压部分带电操作要小心谨慎）。更便捷的方法是把开关管Q2的基极直接对地短路，使辅助电源电路停振，电源仍然会保持启动工作，输出端仍有正常的±12V、±5V和+3.3V电压输出。但+5VSB送往主板的待机电压却丢失了，所以要使电脑正常开机运行，辅助电源工作不能停。

2．自动稳压控制电路工作原理

这部分电路的工作过程是：Dl0负端输出的5v电压首先通过R17和R18分压，此分压值（约为2.5V）作为精密稳压器ICl(TL431AC)(1)脚的参考电压。倘若某种原因使得Sv电压升高，那么ICI(1)脚的电位也随之升高，经IC1(1)脚检测并经内部比较器比较放大后，I C1的输出端(3)脚电位便下降，即Ul(2)脚的电位下降，另一方面升高的Sv电压又经R16取样，使Ul(1)脚的电位也升高，这样Ul(1)、(2)脚之间的电位差增大，即Ul内部发光管的发光程度加强，光敏管导通的程度加深，UI的(3)、(4)脚间的电压降变小，即T3的N2反馈绕组所感应的电压经D7和C1O的整流滤波后加至Q4的基极（Q4的偏置就升高），Q4导通的程度就加深，使Q2基极的偏置电位下降，Q2的振荡减弱，T3的次级N3、N4两绕组感应的电动势也随之减弱，N4绕组的电动势经Dl0、Cll、C12整流滤波得到5v电压就降低了；反过来如果某种原因使得5v电压降低了，经R17、R18的分压值也相应降低了，经IC 1(1)脚检测和内部比较放大，使(3)脚输出的电位就升高，即Ul(2)脚的电位升高了。同样，降低的Sv电压经R16取样，使Ul(1)脚电位也降低，这样Ul(1)、(2)脚之间电位差变小，内部发光管发光程度减弱，使光敏管导通的程度也减弱。那么，N2绕组的电动势对04基极的反馈量就减小，使Q4基极的偏置降低，Q4的导通程度就减弱了，这样02基极的电位就回升，使02的振荡变强，T3次级N4绕组所感应的电动势就上升了，经Dl0和Cll、C12的整流滤波后，输出的5v电压就升高了，从而达到自动稳压控制。

在自动稳压过程中，Q4起调整控制Q2的偏置电位升降变化的作用，称Q4为控制管。

3．过流保护电路工作原理

如果负载过重或输出短路，或市电电压升得过高，流经开关管02的ce极间电流将会剧增．02发射极电阻R14两端的电压降就增大，经由D5、R13和C8组成的检测电路取样，使04基极电位上升，此时检测电路的D5反偏截止，而C9两端电压与R14两端电压叠加届加至Q4基极，使04基极电位迅速升高；同时T3的N2绕组感应的电动势也剧增，经D 7、Ul的光敏管和电阻J2的反馈，又使Q4的基极电位剧升．Q4饱和导通，把Q2基极电位下拉为0．迫使02截止，电路停振无输出，02就不会因过流被烧坏，达到过流保护的目的。在此期间Q4的作用是强迫开关管关闭，起过流保护控制作用，故称04为保护管。

另外，由D8、Rll和C7组成的反峰电压吸收电路，为02振荡工作时所产生的反峰电压提供回路和吸收，以保护02的安全工作，不至于被反峰击穿损毁。