计算机ATX250开关电源原理图
- 格式:doc
- 大小:256.00 KB
- 文档页数:1
计算机开关电源工作电压较高,通过的电流较大,又工作在有自感电动势的状态下,因此,使用过程中故障率较高。
对于电源产生的故障,不少朋友束手无策,其实,只要有一点电子电路知识,就可以轻松的维修电源。
下边我们就来具体讲解一下电源的构造以及工作流程。
首先,我们要知道计算机开关电源的工作原理。
电源先将高电压交流电(220V)通过全桥二极管(图1、2)整流以后成为高电压的脉冲直流电,再经过电容滤波(图3)以后成为高压直流电。
二极管(图1)整流全桥(图2)滤波电容(图3)此时,控制电路控制大功率开关三极管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级(图4)。
接着,把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使电脑工作的低电压强电流的直流电。
其中,控制电路是必不可少的部分。
它能有效的监控输出端的电压值,并向功率开关三极管发出信号控制电压上下调整的幅度。
在计算机开关电源中,由于电源输入部分工作在高电压、大电流的状态下,故障率最高;其次输出直流部分的整流二极管、保护二极管、大功率开关三极管较易损坏;再就是脉宽调制器TL494的4脚电压是保护电路的关键测试点。
通过对多台电源的维修,总结出了对付电源常见故障的方法。
高频变压器(图4)一、在断电情况下,“望、闻、问、切”由于检修电源要接触到220V高压电,人体一旦接触36V以上的电压就有生命危险。
因此,在有可能的条件下,尽量先检查一下在断电状态下有无明显的短路、元器件损坏故障。
首先,打开电源的外壳,检查保险丝(图5)是否熔断,再观察电源的内部情况,如果发现电源的PCB板上元件破裂,则应重点检查此元件,一般来讲这是出现故障的主要原因;闻一下电源内部是否有糊味,检查是否有烧焦的元器件;问一下电源损坏的经过,是否对电源进行违规的操作,这一点对于维修任何设备都是必须的。
在初步检查以后,还要对电源进行更深入地检测。
保险管(图5)用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况,如果电阻值过低,说明电源内部存在短路,正常时其阻值应能达到100千欧以上;电容器应能够充放电,如果损坏,则表现为AC电源线两端阻值低,呈短路状态,否则可能是开关三极管VT1、VT2击穿。
电脑ATX电源控制电路的工作原理(带图)电脑ATX电源控制电路的工作原理(带图)ATX电源的控制电路见图1。
控制电路采用TL494(有的电源采用KA7500B,其管脚功能与TL494相同,可互换)及LM339集成电路(以下简称494和339)。
494是双排16脚集成电路,工作电压7~40V。
它含有由{14}脚输出的+5V基准电源,输出电压为+5V(±0.05V),最大输出电流250mA;一个频率可调的锯齿波产生电路,振荡频率由{5}脚外接电容及{6}脚外接电阻来决定。
{13}脚为高电平时,由{8}脚及{11}脚输出双路反相(即推挽工作方式)的脉宽调制信号。
本例为此种工作方式,故将{13}脚与{14}脚相连接。
比较器是一种运算放大器,符号用三角形表示,它有一个同相输入端“+”;一个反相输入端“-”和一个输出端。
比较器同相端电平若高于反相端电平,则输出端输出高电平;反之输出低电平。
494内的比较放大器有四个,为叙述方便,在图1中用小写字母a、b、c、d来表示。
其中a是死区时间比较器。
因两个作逆变工作的三极管串联后接到+310V的直流电源上,若两个三极管同时导通,就会形成对直流电源的短路。
两个三极管同时导通可能发生在一个管子从截止转为导通,而另一个管子由导通转为截止的时候。
因为管子在转换时有时间的延迟,截止的管子已经转为导通了,但导通的管子尚未完全转为截止,于是两个管子都呈导通状态而形成对直流电源的短路。
为防止这样的事情发生,494设置了死区时间比较器a。
从图1可以看出,在比较器a的反相输入端串联了一个“电源”,正极接反相端,负极接494的{4}脚。
A比较器同相端输入的锯齿波信号,只有大于“电源”电压的部分才有输出,在三极管导通变为截止与截止转为导通期间,也就是死区时间,494没有脉冲输出,避免了对直流电源的短路。
死区时间还可由{4}脚外接的电平来控制,{4}脚的电平上升,死区时间变宽,494输出的脉冲就变窄了,若{4}脚的电平超过了锯齿波的峰值电压,494就进入了保护状态,{8}脚和{11}脚就不输出脉冲了。
一、概述ATX开关电源的主要功能是向计算器系统提供所需的直流电源。
一般计算器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。
其外观图和内部结构实物图见图1和图2所示。
ATX开关电源的功率一般为250W~300W,通过高频滤波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。
参照实物绘出整机电路图,如图3所示。
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,其辅助电源就会一直工作,直接为开关电源控制电路提供工作电压。
如图4所示,交流电AC220V经过保险管FUSE、电源互感滤波器L0,经BD1—BD4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。
L0、R1和C2组成Π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。
R2和R3为隔离平衡电阻,在电路中对C5和C6起平均分配电压作用,且在关机后,与地形成回路,快速泄放C5、C6上储存的电荷,从而避免电击。
2、高压尖峰吸收电路如图5所示,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。
电脑ATX开关电源工作原理与维修技巧一、原理分析1.待机电源待机电源又称辅助电源,电路见附图。
自激振荡部分由Q03,T3,C14,D04,2R21,2R22,2R4等元件组成;稳压部分由IC5(电压基准源),IC1(光祸),Q4(PWM)等元件组成;保护和尖峰吸收部分由Q4,2823、2R10,C02及2R5、C05A,D06等元件组成。
可见待机电源的构成与部分彩电开关电源(带光祸的)基本一致,详细工作过程也大致相同。
T3次级,一路由DOIA和C09整流滤波输出十22V,为驱动电路T2初级和IC2 (TIA94CN )⑩脚提供工作电压。
一路由DOf、C03、IA, C05整流滤波输出+5VSB (Stand By),由一根紫色导线经ATX插头送到主板上“电源监控部件”电路,为该电路提供待机电压。
别看待机电源结构简单,在微机系统中却占据着重要地位,一方面它给主控PWM电路和担任多种信号处理的四比较器供电,保障A TX开关电源自行运转;另一方面,它又像永不熄灭的“火种”,向主机提供待机电压。
2.主开关电源(1)主控PWM型集成电路TL494CN简介TLA94CN内部由振荡器、“死区”比较器、PWM 比较器、两个误差放大器1和2、触发器、逻辑门、三极管Q1,Q2,基准电压调节器以及由两个滞回比较(器施密特触发器)组成的欠压封锁电路等部分组成。
其中⑤脚、⑥脚外接定时电容和定时电阻;由触发器和逻辑门构成的逻辑电路由⑩脚控制输出方式,在电脑A TX开关电源中(13)脚接5V基准电压,使内部三极管QI,Q2工作在推挽输出方式;基准电压调节器将待机电源经(12)脚提供的22V工作电压转换为5V基准电压,由(14)脚输出。
(2)脉宽调制与驱动电路得到主机启动指令后IC2(TL494CN)立刻由待机状态转人工作状态,⑧脚、⑧脚输出相位差为1800的PWM信号,使17初级一侧的Q1,Q2轮流导通或截止,并经T2次级L3 ,LA绕组的藕合,驱动QO1,Q02也为轮流导通或截止,共处于“双管推挽”工作方式。
电脑ATX开关电源工作原理与维修技巧一、原理分析1.待机电源待机电源又称辅助电源,电路见附图。
自激振荡部分由Q03,T3,C14,D04,2R21,2R22,2R4等元件组成;稳压部分由IC5(电压基准源),IC1(光祸),Q4(PWM)等元件组成;保护和尖峰吸收部分由Q4,2823、2R10,C02及2R5、C,D06等元件组成。
可见待机电源的构成与部分彩电开关电源(带光祸的)基本一致,详细工作过程也大致相同。
T3次级,一路由DOIA和C09整流滤波输出十22V,为驱动电路T2初级和IC2 (TIA94CN )⑩脚提供工作电压。
一路由DOf、C03、IA, C05整流滤波输出+5VSB (Stand By),由一根紫色导线经ATX插头送到主板上“电源监控部件”电路,为该电路提供待机电压。
别看待机电源结构简单,在微机系统中却占据着重要地位,一方面它给主控PWM电路和担任多种信号处理的四比较器供电,保障ATX开关电源自行运转;另一方面,它又像永不熄灭的“火种”,向主机提供待机电压。
2.主开关电源(1)主控PWM型集成电路简介TLA94CN内部由振荡器、“死区”比较器、PWM比较器、两个误差放大器1和2、触发器、逻辑门、三极管Q1,Q2,基准电压调节器以及由两个滞回比较(器施密特触发器)组成的欠压封锁电路等部分组成。
其中⑤脚、⑥脚外接定时电容和定时电阻;由触发器和逻辑门构成的逻辑电路由⑩脚控制输出方式,在电脑ATX开关电源中(13)脚接5V基准电压,使内部三极管QI,Q2工作在推挽输出方式;基准电压调节器将待机电源经(12)脚提供的22V工作电压转换为5V基准电压,由(14)脚输出。
(2)脉宽调制与驱动电路得到主机启动指令后IC2()立刻由待机状态转人工作状态,⑧脚、⑧脚输出相位差为1800的PWM信号,使17初级一侧的Q1,Q2轮流导通或截止,并经T2次级L3 ,LA绕组的藕合,驱动QO1,Q02也为轮流导通或截止,共处于“双管推挽”工作方式。
上图工作原理简述:220V交流电经过第一、二级EMI滤波后变成较纯净的50Hz交流电,经全桥整流和滤波后输出300V 的直流电压。
300V直流电压同时加到主开关管、主开关变压器、待机电源开关管、待机电源开关变压器。
由于此时主开关管没有开关信号,处于截止状态,因此主电源开关变压器上没有电压输出,上图中的-12V至+3.3V,5组电压均没电压输出。
但我们同时注意到,300V直流电加到待机电源开关管和待机电源开关变压器后,由于待机电源开关管被设计成自激式振荡方式,待机电源开关管立即开始工作,在待机电源开关变压器的次级上输出二组交流电压,经整流滤波后,输出+5VSB和+22V电压,+22V电压是专门为主控IC供电的。
+5VSB加到主板上作为待机电压。
当用户按动机箱的Power启动按键后,(绿)色线处于低电平,主控IC内部的振荡电路立即启动,产生脉冲信号,经推动管放大后,脉冲信号经推动变压器加到主开关管的基极,使主开关管工作在高频开关状态。
主开关变压器输出各组电压,经整流和滤波后得到各组直流电压,输出到主板。
但此时主板上的CPU仍未启动,必须等+5V的电压从零上升到95%后,IC检测到+5V上升到4.75V时,IC发出P.G信号,使CPU启动,电脑正常工作。
当用户关机时,绿色线处于高电平,IC内部立即停止振荡,主开关管因没有脉冲信号而停止工作。
-12至+3.3的各组电压降至为零。
电源处于待机状态。
输出电压的稳定则是依赖对脉冲宽度的改变来实现,这就叫做脉宽调制PWM。
由高压直流到低压多路直流的这一过程也可称DC-DC变换,是开关电源的核心技术。
采用开关变换的显著优点是大大提高了电能的转换效率,典型的PC电源效率为70—75%,而相应的线性稳压电源的效率仅有50%左右。
保护电路的工作原理:在正常使用过程中,当IC检测到负载处于:短路、过流、过压、欠压、过载等状态时,IC内部发出信号,使内部的振荡停止,主开关管因没有脉冲信而停止工作。
电脑ATX开关电源工作原理与维修技巧辽宁高福永从事或爱好电脑维修,往往先从维修电脑的ATX开关电源起步。
本文以PDL-250型电脑ATX开关电源为例,介绍其工作原理和多种故障的维修思路以及维修技巧.供参考。
一、原理分析1.待机电源待机电源又称辅助电源,电路见附图。
自激振荡部分由Q03、T3、C14、D04、2R21、2R22、2R4等元件组成;稳压部分由IC5(电压基准源)、ICl(光耦)、04(PWM)等元件组成;保护和尖峰吸收部分由Q4、2R23、2R10、C02及2R5、C05A、D06等元件组成。
可见待机电源的构成与部分彩电开关电源(带光耦的)基本一致,详细工作过程也大致相同。
T3次级,一路由D0lA和C09整流滤波输出+22V,为驱动电路T2初级和IC2(TL494cN)○12脚提供工作电压。
一路由D01、C03、L4、C05整流滤波输出+5VSR(Stand Bva)由一根紫色导线经ATX插头送到主板上"电源监控部件"电路,为该电路提供待机电压。
别看待机电源结构简单,在微机系统中却占据着重要地位,一方面它给主控PWM电路和担任多种信号处理的四比较器供电,保障ATX开关电源自行运转;另一方面,它又像永不熄灭的"火种",向主机提供待机电压。
2.主开关电源(1)主控PWH型集成电路TL494CN简介TL494CN内部由振荡器、"死区"比较器、PWM比较器、两个误差放大器l和2、触发器、逻辑门、三极管Q1、Q2、基准电压调节器以及由两个滞回比较器(施密特触发器)组成的欠压封锁电路等部分组成。
其中⑤脚、⑥脚外接定时电容和定时电阻:由触发器和逻辑门构成的逻辑电路由⑩脚控制输出方式,在电脑ATX 开关电源中○13脚接5V基准电压,使内部三极管Q1、Q2工作在推挽输出方式;基准电压调节器将待机电源经○12脚提供的22V工作电压转换为5V基准电压,由○14脚输出。
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。
ATX电源的工作原理自从IBM推出第一台PC至今,微机电源已从AT电源发展到ATX电源。
时至今日,微机电源仍是根据IBM公司的个人电脑标准制造的。
市场上的ATX电源,不管是品牌电源还是杂牌电源,从电路原理上来看,一般都是在AT电源的基础上,做了适当的改动发展而来的,因此,我们买到的ATX电源,在电路原理上一般都大同小异。
在微机国产化的进程上,微机电源技术也由国内生产厂家逐渐消化吸收,生产出了众多国有品牌的电源。
微机电源并非高科技产品,以国内生产厂家的技术和生产实力,应该可以生产出物美价廉的电源产品。
然而,纵观整个微机电源市场情况却不尽人意,许多电源产品存在着各种选料和质量问题,故障率较高。
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。
其主电路原理图见图1,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T1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T1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C03、C04、C05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2,从图中可以看出整机电路由交流输入回路、整流滤波电路、推挽开关电路、辅助开关电源、PWM 脉宽调制电路、PS-ON控制电路、保护电路、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。
1、交流输入回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:一是指微机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微机本身的干扰。
ATX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。
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。