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1、ATX 开关电源的工作原理和检修方法随着电脑的逐渐普及和深入到家庭，显示器已经成为维修界的一个亮点，ATX开关电源又将成为维修界的一个新 的亮点。本文以市面上最常见的LWT2005型开关电源供应器为例，详细讲解ATX开关电源的工作原理和检修方法，对 其它型号的开关电源供应器，也起到一个抛砖引玉的作用。一、概述计算机电源的主要功能是向计算机系统提供所需的直流电源。一般计算机电源所采用的都是双管半桥式无工频变 压器的脉宽调制变换型稳压电源。它将市电整流成直流后，通过变换型振荡器变成频率较高的矩形或近似正弦波电压， 再经过高频整流滤波变成低压直流电压的目的。电源功率一般为250300W，通过高频滤波
2、电路共输出六组直流电压: +5V (25A)、-5V (0.5A)、+12V(10A)、-12V (1A)、+3.3V (14A)、+5VSB (0.8A)。为防止负载过流或过压损坏电 源，在交流市电输入端设有保险丝，在直流输出端设有过载保护电路。二、工作原理ATX 开关电源，电路按其组成功能分为:输入整流滤波电路、高压反峰吸收电路、辅助电源电路、脉宽调制控制 电路、PS信号和PG信号产生电路、主电源电路及多路直流稳压输出电路、自动稳压稳流与保护控制电路。参照实物 绘出电路图，如图 1 所示。2.1、输入整流滤波电路只要有交流电AC220V输入，ATX开关电源，无论是否开启，其辅助电源就一直在
3、工作，直接为开关电源控制电路 提供工作电压。图1中，交流电AC220V经过保险管FUSE、电源互感滤波器L0,经BD1BD4整流、C5和C6滤波，输 出 300V 左右直流脉动电压。 C1 为尖峰吸收电容，防止交流电突变瞬间对电路造成不良影响。 TH1 为负温度系数热敏电 阻，起过流保护和防雷击的作用。LO、R1和C2组成n型滤波器，滤除市电电网中的高频干扰。C3和C4为高频辐射 吸收电容，防止交流电窜入后级直流电路造成高频辐射干扰。2.2、高压尖峰吸收电路D18、R004和C01组成高压尖峰吸收电路。当开关管Q03截止后，T3将产生一个很大的反极性尖峰电压，其峰值 幅度超过Q03的C极电压很
4、多倍，此尖峰电压的功率经D18储存于C01中，然后在电阻R004上消耗掉，从而降低了 Q03的C极尖峰电压，使Q03免遭损坏。M RK/?1 T必2- w,：rilOJT4”X 3tL CK) IXBuMVan?. 7iKQV 1K-ilGX4:Z XWu2KW1a 4?R/2?5VC4: gS-Hit*TICtiLbICSCM13127UKTl ciD射旳R!蜩幼220V 交施 綸入 市电时？ aUM JR7IHfPS IN dDl Dll7U14Kcw1O1IZrEVILU1 h丄ai-心巩:毎PMMQtMuTXH1O因正擦功索叟集戒內部粒医输出n wjT-t 11N：14RJK5lf,I
5、WUP07i(nM9 IMilU出i:o too QM3 lax19ISH1211109IC2KA75OOB1 2 8 s eaUJOU一I2V创:+】2V：iii!_+3.3V：J14KJ-08wosR16 IkXtIS 1541IM仙 ill? 10X eDM 1M1BS1 I7H： IM731-12V 111 109M1C1LM339N23Ml HK7 iDJB 佛 IMllil IdXH11-2KLWT2005型ATX开关电源电路图说明：按印制板元器件实际布局绘制绘图：李7K芳 时间：2004年8月2.3、辅助电源电路整流器输出的300V左右直流脉动电压，一路经T3开关变压器的初级绕组
6、送往辅助电源开关管Q03的c极， 另一路经启动电阻R002给Q03的b极提供正向偏置电压和启动电流，使Q03开始导通。Ic流经T3初级绕组， 使T3反馈绕组产生感应电动势（上正下负），通过正反馈支路C02、D8、R06送往Q03的b极，使Q03迅速饱和导 通，Q03上的Ic电流增至最大，即电流变化率为零，此时D7导通，通过电阻R05送出一个比较电压至IC3 （光电耦合 器Q817）的脚，同时T3次级绕组产生的感应电动势经D50整流滤波后一路经R01限流后送至IC3的脚，另一路 经R02送至IC4（精密稳压电路TL431），由于Q03饱和导通时次级绕组产生的感应电动势比较平滑、稳定，经IC4的
7、K端输出至IC3的脚电压变化率几乎为零，使IC3内发光二极管流过的电流几乎为零，此时光敏三极管截止，从而 导致Q1截止。反馈电流通过R06、R003、Q03的b、e极等效电阻对电容C02充电，随着C02充电电压增加，流经Q03 的b极电流逐渐减小，使反馈绕组上的感应电动势开始下降，最终使T3反馈绕组感应电动势反相（上负下 正），并与C02电压叠加后送往Q03的b极，使b极电位变负，使开关管Q03迅速截止。开关管Q03截止时，T3反馈绕组、D7、R01、R02、R03、R04、R05、C09、IC3、IC4组成再起振支路。当Q03 导通的过程中，T3初级绕组将磁能转化为电能为电路中各元器件提供电
8、压，同时T3反馈绕组的端感应出负电压， D7导通、Q1截止；当Q03截止后，T3反馈绕组的端感应出正电压，D7截止，T3次级绕组两个输出端的感应电动势 为正，T3储存的磁能转化为电能经D50、C04整流滤波后为IC4提供一个变化的电压，使IC3的、脚导通，IC3内 发光二极管流过的电流增大，使光敏三极管发光，从而使Q1导通，给开关管Q03的b极提供启动电流，使开关管Q03 由截止转为导通。同时正反馈支路C02的充电电压经T3反馈绕组、R003、Q03的be极等效电阻、R06形成放电回路。 随着C41充电电流逐渐减小，开关管Q03的Ub电位上升，当Ub电位增加到Q03的be极的开启电压时，Q03
9、再次导通, 又进入下一个周期的振荡。如此循环往复，构成一个自激多谐振荡器。Q03饱和期间，T3次级绕组输出端的感应电动势为负，整流二级管D9和D50截止，流经初级绕组的导通电流以磁 能的形式储存在T3辅助电源变压器中。当Q03由饱和转向截止时，次级绕组两个输出端的感应电动势为正，T3储存 的磁能转化为电能经D9、D50整流输出。其中D50整流输出电压经三端稳压器7805稳压，再经电感L7滤波后输出+5VSB。 若该电压丢失，主板就不会自动唤醒ATX电源工作。D9整流输出电压供给IC2 （脉宽调制集成电路KA7500B）的012 脚（电源输入端），该芯片第014脚输出稳压+5V，提供ATX开关电
10、源控制电路中相关元器件的工作电压。T2为主电源激励变压器，当副电源开关管Q03导通时，Ic流经T3初级绕组，使T33反馈绕组产生感应 电动势（上正下负），并作用于T2初级绕组，产生感应电动势（上负下正），经D5、D6、C8、R5给Q02的b极提供 启动电流，使主电源开关管Q02导通，在回路中产生电流，保证了整个电路的正常工作；同时，在T2初级反馈 绕组产生感应电动势（上正下负），D3、D4截止，主电源开关管Q01处于截止状态。在电源开关管Q03截止期间，工作 原理与上述过程相反，即Q02截止，Q01工作。其中，DI、D2为续流二极管，在开关管Q01和Q02处于截止和导通期 间能提供持续的电流。
11、这样就形成了主开关电源它激式多谐振电路，保证了T2初级绕组电路部分得以正常工作，从而 在T2次级绕组上产生感应电动势送至推动三极管Q3、Q4的c极，保证整个激励电路能持续稳定地工作，同时，又通 过T2初级绕组反作用于T1主开关电源变压器，使主电源电路开始工作，为负载提供+3.3V、5V、12V工作电压。二、工作原理2.4、PS信号和PG信号产生电路以及脉宽调制控制电路微机通电后，由主板送来的PS信号控制IC2的脚（脉宽调制控制端）电压，待机时，主板启动控制电路的电子开 关断开，PS信号输出高电平3.6V，经R37到达IC1 （电压比较放大器LM339N）的脚（启动端），由内部经IC1的 脚，对
12、C35进行充电，同时IC1的脚经R41送出一个比较电压给IC2的脚，IC2的脚电压由零电位开始逐渐上 升，当上升的电压超过3V时，封锁IC2、Oil脚的调制脉宽电压输出，使T2推动变压器、T1主电源开关变压器停 振，从而停止提供+3.3V、5V、12V等各路输出电压，电源处于待机状态。受控启动后，PS信号由主板启动控制电 路的电子开关接地，IC1的脚为低电平（OV） ,IC2的脚变为低电平（0V），此时允许、Oil脚输出脉宽调制信 号。IC2的O13脚（输出方式控制端）接稳压+5V （由IC2内部稳压输出+5V电压），脉宽调制器为并联推挽式输出， 、Oil脚输出相位差180度的脉宽调制信号，输
13、出频率为IC2的、脚外接定时阻容元件R30、C30的振荡频率的 一半，控制推动三极管Q3、Q4的c极连接的T2次级绕组的激励振荡。T2初级它激振荡产生的感应电动势作用于T1 主电源开关变压器的初级绕组，从T1次级绕组的感应电动势整流输出+3.3V、5V、12V等各路输出电压。D12、D13以及C40用于抬高推动管Q3、Q4的e极电平，使Q3、Q4的b极有低电平脉冲时能可靠截止。C35用于 通电瞬间封锁IC2的、Oil脚输出脉宽调制信号脉冲，ATX电源通电瞬间，由于C35两端电压不能突变，IC2的 脚输出高电平，、Oil脚无驱动脉冲信号输出。随着C35的充电，IC2的启动由PS信号电平高低来加以
14、控制，PS 信号电平为高电平时IC2关闭，为低电平时IC2启动并开始工作。PG产生电路由IC1 （电压比较放大器LM339N）、R48、C38及其周围元件构成。待机时IC2的脚（反馈控制端） 为零电平，经R48使IC1的脚正端输入低电位，小于Oil脚负端输入的固定分压比，013脚（PG信号输出端）输 出低电位，PG向主机输出零电平的电源自检信号，主机停止工作处于待机状态。受控启动后IC2的脚电位上升，IC1 的脚控制电平也逐渐上升，一旦IC1的脚电位大于Oil脚的固定分压比，经正反馈的迟滞比较放大器，013脚输 出的PG信号在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒由零电平起跳到+5V,主机检测到
15、PG电源完好的信号后启动系 统，在主机运行过程中若遇市电停电或用户执行关机操作时，ATX开关电源+5V输出电压必然下跌，这种幅值变小的反 馈信号被送到IC2的脚（电压取样放大器同相输入端），使IC2的脚电位下降，经R48使IC1的脚电位迅速下 降，当脚电位小于Oil脚的固定分压电平时，IC1的013脚将立即从+5V下跳到零电平，关机时PG输出信号比ATX 开关电源+ 5V输出电压提前几百毫秒消失，通知主机触发系统在电源断电前自动关闭，防止突然掉电时硬盘的磁头来 不及归位而划伤硬盘。2.5、主电源电路及多路直流稳压输出电路插图 75微机受控启动后，PS信号由主板启动控制电路的电子开关接地，允许IC2的、Oil脚输出脉宽调制信号，去控 制与推动三极管Q3、Q4的c极相连
