计算机维护与维修第05章
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❖ 过流保护及过压保护环节是在电源发生故障或负载 出现异常时提供对开关管的保护作用。
5.2.2 ATX开关电源的工作原理详述
❖ ATX开关电源，电路按其组成功能分为： 1．输入整流滤波电路 2．高压尖峰吸收电路 3．辅助电源电路 4．PS信号和PG信号产生电路以及脉宽调制控
制电路 5．主电源电路及多路直流稳压输出电路 6．自动稳压稳流控制电路
计算机维护与维修 电子教案
第5章 微机电源
❖ 微机系统的电源均采用无工频变压器的脉宽调制变 压器开关稳压电源。这种电源采用直流整流、高频 变换和脉宽调制技术，使整个电源具有体积小、重 量轻、输出保持时间长、输出不易过压、性能稳定 可靠等优点。
❖ 早期微机一般采用AT型电源，现在均采用ATX型电 源。ATX电源是在AT电源的基础上发展起来的，工 作原理与AT电源基本相同，其区别在于ATX电源与 主机板有一根连线，可实现自动关机功能，输出电 压路数比A电源简介 5.2 开关电源的基本结构和工作原理 5.3 电源规范及主要输出接口 5.4 微机电源故障的检查方法 5.5 常见故障处理与维修举例 5.6 不间断电源（UPS）
5.1 微机开关电源简介
5.1.1 AT电源
❖ AT电源有四种直流电压输出：+5V向系统部 件、选件和键盘供电；-5V用于软盘适配器 中锁相式数据分离电路；+12V主要向软盘和 硬盘驱动器供电；+12V和-12V用于向异步 通信适配器提供接口电源。
5.3 电源规范及主要输出接口
5.3.1 电源规范简介
❖ ATX规范是1995年Intel公司制定的主板及 电源结构标准， ATX电源规范经历了ATX 1.1、ATX 2.0、ATX 2.01、ATX 2.02、 ATX 2.03和ATX 12V系列等阶段。
❖ 同时主板上的“电源监控”部分电路结合 BIOS软件控制，可实现网络唤醒、远程开机 等ATX主板特有的功能。
5.1.2 ATX电源
❖ ATX电源输出路数与AT电源输出路数的主要 区别是：为主板提供电源的电缆线不是6芯的， 而是一根20芯的插头。另外还有3.3V输出， 此项输出主要为CPU提供电源。其中各引脚 信号标志如图1所示。
❖ 通过此项改进，实现了电脑的软关机。
5.1.2 ATX电源
❖ 在退出Windows时，选中“关闭计算机”退 出系统后，ATX会自动切断对主板大部分电 路的供电（仍然保持对主板上“电源监控” 部分电路的供电），同时，关闭自身绝大部 分电路的工作电源，等待主机的POWER轻 触开关再次发出启动信号，不像AT电源每次 开机都要按动电源开关。
5.1.1 AT电源
❖ 电源盒的直流引出线插头有4种类型： 1)2个6芯插头是为主机板供电的主电源插头，
除地线外，它们分别向主机提供±12V和 ±5V稳定的直流电压，一个P.G信号； 2)4个标准4芯插头，分别提供+5V、+12V直 流电压和地线，为硬盘、光驱等其他外部设 备提供电源； 3)一个4芯小插头，为软驱等小型外设供源； 4)一个2芯小插头，为机箱上数显面板供电， 此插头的红色为+5V，另一条线是地线。
图1 ATX电源输出信号
5.2 开关电源的基本结构和工作原理
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
❖ 交流输入后，经整流和滤波电路变成300V直流电 压。
❖ 该直流电压通过高频振荡器变成幅值300V的矩形 波，再经高频变压器降压及整流滤波，输出±12V、 ±5V的直流电压。调节300V矩形波的占空比即可 调节直流输出值，从而得到稳定的直流电压输出。 由于高频振荡器的振荡频率比输入的交流电压的频 率高得多，这样使所用的变压器及滤波元件的体积、 重量都大大减小，而振荡器中的三极管均工作在开 关状态，所以减小了功率损耗，提高了电路的效率。 如图2所示。
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
❖ 脉宽调制控制集成电路的作用除了提供功率开关管 基极驱动脉冲外，还要对输出电压取样并经放大器 放大后再和锯齿波进行比较，以调制输出脉冲的宽 度。控制脉冲的宽度可以改变功率开关管的导通时 间，以改变输出电压的大小，实现对输出电压的调 节。
❖ 辅助电源提供控制电路的自用电源，可以通过一个 小变压器整流获得，也可以取自低压整流滤波后的 直流电压再经变换后得到。
5.1.2 ATX电源
❖ ATX电源和AT电源的最大不同是ATX电源取 消了电源开关，取而代之以机箱面板上的轻 触开关。
❖ 机箱面板上的电源开关直接接到主板的 “Power Switch”引出针上，它不再用市 电开关来控制电源是否工作，而是采用 “+5VSB”和“PS-ON”的组合来实现电 源的开启和关闭。
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
直流变换器
交
流 输
低频 直流 整流滤波
振荡器
高频 交流
高频 低压 整流滤波 直流
负载
入
控制电路
图2 ATX开关电源工作原理
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
❖ ATX电源基本上都是脉宽调制变换型开关直流稳压 电源，它由输入电路、功率变换电路、控制电路、 保护电路以及主机启动电路构成。如图3所示。
5.1.2 ATX电源
黄色 +12V +5V 紫色 +5VSB +5V
红黄 红黄
灰色 黑色 红色 黑色 红色 黑色 桔黄
桔黄
PW-OK GND +5V GND +5V GND +3.3V +3.3V
-5V GND GND GND PS-ON GND -12V +3.3V
白色 黑色 黑色 黑色
绿色 黑色 兰色 桔黄
低通
输入 高压 功率
滤波器 整流滤波 DC 变换
输出整流 低压DC输出 滤波器
内部辅助 直流电源
脉宽 调制
控制线路
反馈 信号
自动保 护线路
图3 ATX开关电源结构图
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
❖ 图中没有工频变压器，输入的交流电经低通滤波后 直接整流变换成未经调节的直流电压，该电压供给 由功率开关管及高频变压器组成的功率变换电路。 开关管由脉宽调制控制集成电路发出的驱动脉冲信 号触发，通过开关管的通断变换，将直流电压变换 成较高频率的交变矩形波电压（这种变换称为逆 变），经高频变压器将此电压降低到各档需要的电 压值，然后经高频二极管整流以及L、C平滑滤波后 送至负载。
5.2.2 ATX开关电源的工作原理详述
❖ ATX开关电源，电路按其组成功能分为： 1．输入整流滤波电路 2．高压尖峰吸收电路 3．辅助电源电路 4．PS信号和PG信号产生电路以及脉宽调制控
制电路 5．主电源电路及多路直流稳压输出电路 6．自动稳压稳流控制电路
计算机维护与维修 电子教案
第5章 微机电源
❖ 微机系统的电源均采用无工频变压器的脉宽调制变 压器开关稳压电源。这种电源采用直流整流、高频 变换和脉宽调制技术，使整个电源具有体积小、重 量轻、输出保持时间长、输出不易过压、性能稳定 可靠等优点。
❖ 早期微机一般采用AT型电源，现在均采用ATX型电 源。ATX电源是在AT电源的基础上发展起来的，工 作原理与AT电源基本相同，其区别在于ATX电源与 主机板有一根连线，可实现自动关机功能，输出电 压路数比A电源简介 5.2 开关电源的基本结构和工作原理 5.3 电源规范及主要输出接口 5.4 微机电源故障的检查方法 5.5 常见故障处理与维修举例 5.6 不间断电源（UPS）
5.1 微机开关电源简介
5.1.1 AT电源
❖ AT电源有四种直流电压输出：+5V向系统部 件、选件和键盘供电；-5V用于软盘适配器 中锁相式数据分离电路；+12V主要向软盘和 硬盘驱动器供电；+12V和-12V用于向异步 通信适配器提供接口电源。
5.3 电源规范及主要输出接口
5.3.1 电源规范简介
❖ ATX规范是1995年Intel公司制定的主板及 电源结构标准， ATX电源规范经历了ATX 1.1、ATX 2.0、ATX 2.01、ATX 2.02、 ATX 2.03和ATX 12V系列等阶段。
❖ 同时主板上的“电源监控”部分电路结合 BIOS软件控制，可实现网络唤醒、远程开机 等ATX主板特有的功能。
5.1.2 ATX电源
❖ ATX电源输出路数与AT电源输出路数的主要 区别是：为主板提供电源的电缆线不是6芯的， 而是一根20芯的插头。另外还有3.3V输出， 此项输出主要为CPU提供电源。其中各引脚 信号标志如图1所示。
❖ 通过此项改进，实现了电脑的软关机。
5.1.2 ATX电源
❖ 在退出Windows时，选中“关闭计算机”退 出系统后，ATX会自动切断对主板大部分电 路的供电（仍然保持对主板上“电源监控” 部分电路的供电），同时，关闭自身绝大部 分电路的工作电源，等待主机的POWER轻 触开关再次发出启动信号，不像AT电源每次 开机都要按动电源开关。
5.1.1 AT电源
❖ 电源盒的直流引出线插头有4种类型： 1)2个6芯插头是为主机板供电的主电源插头，
除地线外，它们分别向主机提供±12V和 ±5V稳定的直流电压，一个P.G信号； 2)4个标准4芯插头，分别提供+5V、+12V直 流电压和地线，为硬盘、光驱等其他外部设 备提供电源； 3)一个4芯小插头，为软驱等小型外设供源； 4)一个2芯小插头，为机箱上数显面板供电， 此插头的红色为+5V，另一条线是地线。
图1 ATX电源输出信号
5.2 开关电源的基本结构和工作原理
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
❖ 交流输入后，经整流和滤波电路变成300V直流电 压。
❖ 该直流电压通过高频振荡器变成幅值300V的矩形 波，再经高频变压器降压及整流滤波，输出±12V、 ±5V的直流电压。调节300V矩形波的占空比即可 调节直流输出值，从而得到稳定的直流电压输出。 由于高频振荡器的振荡频率比输入的交流电压的频 率高得多，这样使所用的变压器及滤波元件的体积、 重量都大大减小，而振荡器中的三极管均工作在开 关状态，所以减小了功率损耗，提高了电路的效率。 如图2所示。
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
❖ 脉宽调制控制集成电路的作用除了提供功率开关管 基极驱动脉冲外，还要对输出电压取样并经放大器 放大后再和锯齿波进行比较，以调制输出脉冲的宽 度。控制脉冲的宽度可以改变功率开关管的导通时 间，以改变输出电压的大小，实现对输出电压的调 节。
❖ 辅助电源提供控制电路的自用电源，可以通过一个 小变压器整流获得，也可以取自低压整流滤波后的 直流电压再经变换后得到。
5.1.2 ATX电源
❖ ATX电源和AT电源的最大不同是ATX电源取 消了电源开关，取而代之以机箱面板上的轻 触开关。
❖ 机箱面板上的电源开关直接接到主板的 “Power Switch”引出针上，它不再用市 电开关来控制电源是否工作，而是采用 “+5VSB”和“PS-ON”的组合来实现电 源的开启和关闭。
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
直流变换器
交
流 输
低频 直流 整流滤波
振荡器
高频 交流
高频 低压 整流滤波 直流
负载
入
控制电路
图2 ATX开关电源工作原理
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
❖ ATX电源基本上都是脉宽调制变换型开关直流稳压 电源，它由输入电路、功率变换电路、控制电路、 保护电路以及主机启动电路构成。如图3所示。
5.1.2 ATX电源
黄色 +12V +5V 紫色 +5VSB +5V
红黄 红黄
灰色 黑色 红色 黑色 红色 黑色 桔黄
桔黄
PW-OK GND +5V GND +5V GND +3.3V +3.3V
-5V GND GND GND PS-ON GND -12V +3.3V
白色 黑色 黑色 黑色
绿色 黑色 兰色 桔黄
低通
输入 高压 功率
滤波器 整流滤波 DC 变换
输出整流 低压DC输出 滤波器
内部辅助 直流电源
脉宽 调制
控制线路
反馈 信号
自动保 护线路
图3 ATX开关电源结构图
5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理
❖ 图中没有工频变压器，输入的交流电经低通滤波后 直接整流变换成未经调节的直流电压，该电压供给 由功率开关管及高频变压器组成的功率变换电路。 开关管由脉宽调制控制集成电路发出的驱动脉冲信 号触发，通过开关管的通断变换，将直流电压变换 成较高频率的交变矩形波电压（这种变换称为逆 变），经高频变压器将此电压降低到各档需要的电 压值，然后经高频二极管整流以及L、C平滑滤波后 送至负载。