电脑ATX电源电路原理分析与维修教程整理

ATX 电源的经典维修

ATX电源结构简介

ATX电源电路结构较复杂，各部分电路不但在功能上相互配合、相互渗透，且各电路参数设置非常严格，稍有不当则电路不能正常工作。下面以市面上使用较多的银河、世纪之星ATX电源为例，讲述ATX电源的工作原理、使用与维修。其主电路整机原理图见图13-10，从图中可以看出，整个电路可以分成两大部分：一部分为从电源输入到开关变压器T3之前的电路(包括辅助电源的原边电路)，该部分电路和交流220V电压直接相连，触及会受到电击，称为高压侧电路；另一部分为开关变压器T3以后的电路，不和交流220V直接相连，称为低压侧电路。二者通过C2、C3高压瓷片电容构成回路，以消除静电干扰。其原理方框图见图13-1，从图中可以看出整机电路由交流输入回路与整流滤波电路、推挽开关电路、辅助开关电源、PWM脉宽调制及推动电路、PS-ON控制电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路和PW-OK信号形成电路组成。弄清各部分电路的工作原理及相互关系对我们维修判断故障是很有用处的，下面简单介绍一下各组成部分的工作原理。

图13-1 主机电源方框原理图

1、交流输入、整流、滤波与开关电源电路

交流输入回路包括输入保护电路和抗干扰电路等。输入保护电路指交流输入回路中的过流、过压保护及限流电路；抗干扰电路有两方面的作用：一是指电脑电源对通过电网进入的干扰信号的抑制能力：二是指开关电源的振荡高次谐波进入电网对其它设备及显示器的干扰和对电脑本身的干扰。通常要求电脑对通过电网进入的干扰信号抑制能力要强，通过电网对其它电脑等设备的干扰要小。

推挽开关电路由Q1、Q2、C7及T3，组成推挽电路。推挽开关电路是ATX开关电源的主要部分，它把直流电压变换成高频交流电压，并且起着将输出部分与输入电网隔离的作用。推挽开关管是该部分电路的核心元件，受脉宽调制电路输送的信号作激励驱动信号，当脉宽调制电路因保护电路动作或因本身故障不工作时，推挽开关管因基级无驱动脉冲故不工作，电路处于关闭状态，这种工作方式称作他激工作方式。

本章介绍的ATX电源在电路结构上属于他激式脉宽调制型开关电源，220V市电经BD1～BD4整流和C5、C6滤波后产生+300V直流电压，同时C5、C6还与Q1、Q2、C8及T1原边绕组等组成所谓“半桥式”直流变换电路。当给Q1、Q2基极分别馈送相位相差180°的脉宽调制驱动脉冲时，Q1和Q2将轮流导通，T1副边各绕组将感应出脉冲电压，分别经整流滤波后，向电脑提供＋3.3V、±5V、±12V ５组直流稳压电源。

THR为热敏电阻，冷阻大，热阻小，用于在电路刚启动时限制过大的冲击电流。D1、D2是Q1、Q2的反相击穿保护二极管，C9、C10为加速电容，D3、D4、R9、R10为C9、C10提供能量泄放回路，为Q1、Q2下一个周期饱和导通作好准备。主变换电路输出的各组电源，在主机未开启前均无输出。其单元电路原理如下图13.2所示：

图13-2 交流输入、整

流、滤波与开关电源单元电路图

2、辅助电源电路

整流滤波后产生的+300V直流电压还通过R72向以Q15、T3及相关元件组成直流辅助电源供电电路。R76和R78用来向Q15提供起振所需的初始偏流，R74和C44为正反馈通路。

该辅助电源输出两路直流电源：一路经Q16稳压后送出+5VSB电源，作为电脑中主板“电源监控”部件的供电电源；另一路经BD6、C29整流滤波后向由IC1及Q3、Q4等组成的脉宽调制及推动组件供电。正常情况下，只要接通220伏市电，该辅助电源就能启动工作，产生上述两路直流电压。其单元电路原理如下图13.3所示：

图13-3 直流辅助电源单元电路图

3、PWM脉宽调制及推动电路

IC1（TL494）等组成PWM电路。PWM（Pules Width Modulation）即脉宽调制电路，其功能是检测输出直流电压，与基准电压比较，进行放大，控制振荡器的脉冲宽度，从而控制推挽开关电路以保持输出电压的稳定，主要由IC1 TL494及周围元件组成。其单元电路原理如下图13.4所示：

图13-4 PWM脉宽调制及推动单元电路图

TL 494的简单工作原理是：当IC1的VCC端{12}脚得电后，部基准电源即从其输出端{14}脚向外提供＋５Ｖ参考基准电压（Vref）。首先，该参考电压分两路为IC1组件的各控制端建立起它们各自的参考基准电平：一路经由R38、R37组成的分压器为部采样放大器的反相输入端{2}脚建立+2.5V的基准电平，另一路经由电阻R90、R40组成的分压器为“死区”电平控制输入端{4}脚建立约+0.15V的低电平；其次，Vref还向PS-ON软开/关机电路及自动保护电路供电。

在IC1{12}脚得电，且{4}脚为低电平的情况下，其{8}脚和{11}脚分别输出频率为50ｋＨｚ（由定时元件C30、R41确定），相位相差180°的脉宽调制信号，经Q3、Q4放大，T2耦合，驱动Q1和Q2轮流导通工作，电源输出端可得到电脑所需的各组直流稳压电源。若使{4}脚为高电平，则进入IC1的“死区”，IC1停止输出脉冲信号，Q1、Q2截止，各组输出端无电压输出。电脑正是利用此“死区控制”特性来实现软开/关机和电源自动保护的。

D17、D18及C27用于抬高推动管Q3、Q4射极电平，使得当基极有脉冲低电平时Q3、Q4能可靠截止。

4、自动稳压电路

（1）+3.3V自动稳压控制电路

ATX电源在T1副边+3.3V输出端设置了二次自动稳压控制电路，通过改变L6可变感抗，控制3.3V输出电压精确稳定。若输出电压上升，经R31、R30取样的IC4（WL431）Ur电位上升，Uk电位下降，Q11饱和导通。在T1副边N2绕组L6侧交变矩形脉冲正半周期间D11截止，D13导通，Q11的c极电位0.7V；在负半周期间，D13截止，D11导通，由Q11的e、c极饱和导通向L6注入的反向电流使L6可变感抗增大，导致D12整流输出电压降低。反之，Q11导通程度减弱，注入L6的反向电流使L6可变感抗减小D12整流输出电压上升。图中R29、c25组成IC4（WL641）的负反馈控制电路。