微机ATX电源原理与检修方法

会员703253 · 发表于 2014-9-3 13:41:04

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目前，市面上电脑配置的电源几乎都是ATX开关
电源。为方便维修人员检修此类电源，本文以威盛
HY一320TY+P4型开关电源为例，依据实物绘出电源电
路图(图l见下页)，并介绍其工作原理及检修方法。
一
、开关电源工作原理
TL494脉宽调制器、LM339四电压比较器的内部工
作原理，《家电检修技术》已有相关文章介绍，本文不再
赘述。
1．输入及整流、滤波电路
交流220 V电压先经过负温度系数热敏电阻CN2
(浪涌抑制电路)、交流保险Fl。然后再通过BDI~BD4
组成的桥式整流后，在C30、C31串联滤波电容上建立
起300 V左右的直流电压，为半桥功率变换电路及辅
助电源电路提供工作电源。
2．辅助电源电路
(1)开关变压器电路：300 V左右的直流电压，一
路通过开关变压器T3的①～②绕组加至开关管Q6的
漏极：另一路则通过启动电阻R71、限流电阻R78、R75
至开关管Q6的栅极，使Q6开始导通。
Q6导通后，电流逐渐增大，T3① ～② 绕组产生上
正下负的感应电动势，由于绕组间的电磁耦合，在绕组
T3③～④ 绕组中也产生上下负的感应电动势，经
C23、R78、R75反馈到Q6的栅极，使Q6进一步导通，Q6
迅速进入饱和状态。在Q6饱和期间，正反馈绕组上的
感应电势对C23进行充电(极性为上负下正)。随着
C23两端充电电压的上升，注入Q6的栅极电流越来越
少，Q6退出饱和状态而进入放大状态，Q6漏极电流减
小，T3③～④绕组感应电势反相(上负下正)，该电压促
使Q6漏极电流进一步减小直至截止。Q6截止期间，
C23通过T3的③ ～④绕组、地、R76、R74、R75、R78放
电。当C23放电至一定程度时，其两端电压不足以使
Q6保持截止状态，在R71的作用下，Q6又重新导通。
以上过程周而复始，从而形成自激振荡过程
考虑到场效应管的G、s极输入阻抗很高，输入电
流小，电路中设立电阻R74为反馈回路提供通路，保证
反馈电容C23有一定充放电流。
(2)稳压控制电路：开关电源稳压环路的取样电压
取自T3次级⑥脚，经整流、滤波后输出的+5 VSB电
压。其稳压过程为：当+5 VSB电压由于某种原因引起
升高时，经取样电阻R61、RB1A、R64分压后加至u5 R
端电位也升高，使得U5 K端电位下降，u4①、②脚内部
的发光二极管发光强度加大，u4的④ 、③脚内部的光
电管导通程度加强，脉宽调整管Q5的基极电位上升，
进而使Q5导通，将Q6的栅极电压短路接地，使Q6提
前截止，减少开关变压器的储能，降低输出电压。当次
级+5 VSB电压由于某种原因降低时，其稳压过程与之
相反，达到输出稳定电压的目的。
(3)输出电路：① T3⑤～⑥绕组输出的高频脉冲
经D19整流、C16滤波后产生+5 VSB电压，作为主机
唤醒ATX电源受控启动的工作电压。若该电压异常，
主机就不会自动唤醒ATX电源启动输出多路直流稳压
电源。
② T3⑤～⑦绕组输出的高频脉冲经D13整流、
C13滤波后产生l8 V左右直流电压，为推动电路和脉
宽调制电路供电。
(4)保护电路：① 尖峰脉冲吸收回路：由C25、
R77、D22构成尖峰脉冲电压吸收回路。在开关管Q6截
止期间，将开关变压器T3的① ～② 绕组感应的反尖峰
脉冲电压释放，以避免Q6的漏极电压过高而被击穿。
② 过流保护：由于某种原因使流经开关管Q6的
源极电流增大时，电流检测电阻R76上的电压降增大，
经R73加至Q5的基极电压也随之升高，从而使Q5导
通，Q6的栅极电压消失，开关电源停止工作，实现了过
流保护。
3．脉宽调制及推动电路
U2(TL494)脉宽调制器的任务是产生驱动脉冲，去
控制推动半桥电路正常工作。而推动电路的功能是将
u2输出的脉动电压进一步放火，并经T2耦合后驱动
半桥功率变换电路正常工作。当u2的⑩ 脚(V 端)得
电后，从其⑩脚输出5 V基准电源。该基准电源被分别
用于为下述控制电路建立参考电平及供电。
(1)经由电阻R18、R58组成的分压器为内部采样
放大器的反相输入⑦脚建立+4．5 V的基准电平
(2)经由电阻R34、R20、R42组成的分压器，分别为
U3(LM339)的⑧ 、⑨ 、⑩脚和⑩ 、⑩ 、⑩脚所组成的两组电
压比较器的反相输入端⑧脚和⑩脚建立起参考电平。
(3)经由电阻R28、R17、R15和二极管D2组成分压
器，分别为U3(LM339)的⑥、⑦、①脚和④ 、⑤、②脚所
组成的两个电压比较器的同相输入端⑦脚和反相输入
端④脚建立起参考电

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      在u2⑩脚得电后，且④脚为低电平的情况下，其
⑧脚和⑩ 脚输出两种相位相差180。的驱动脉冲信
号，经Q3、Q4放大，T2耦合，驱动Q7、Q8轮流导通，电
源输出端可得到主机所需的各种直流电压。当由于某
种原因使④ 脚为高电平(>3 V)时，封锁⑧ 、⑩ 脚的调
制脉宽输出。此时T2推动变压器原边绕组Q3、Q4推动
管分别在R53和R54直流偏置电阻的作用下，处于正
向偏置导通，两管导通电流在T2次级N3、N4绕组产生
的感应电压大小相等，极性相反，Q7、Q8基极失去正偏
而截止，各输出端电压为0 V。
D21、D17及C17用于抬高推动管Q3、Q4发射极电
平，保证Q3、Q4基极的有效低电平脉冲出现时能可靠
地截止。
4．半桥功率变换电路
半桥功率变换电路由、开关管Q7和Q8、T1原边绕
组、T2副边绕组、防偏磁电容C28等组成。
当按下主机“POWER”(电源)开关或实现网络唤醒
远程开机，PS-ON端被主板的电子开关接地，U3反相端
⑥脚电位低于同相端⑦脚，①脚输出高电平，D6截止。
此时，u3反相端④脚电位高于同相端⑤脚，②脚输出
低电平，u2的④脚为低电平，⑧ 、⑨脚输出两路相位相
差180。的脉宽调制信号到Q3、Q4的基极，经Q3、Q4
推挽放大，T2耦合后分别加至Q7和Q8的基极，使两
开关管轮流导通。当Q8导通而Q7截止时，300 V直流
电压和C31放电电流经Q8c、e极~T2N5绕组一T1原
边绕组一c28一c3O正极-C30负极形成对C30的充电
回路，充放电流在T1原边绕组上产生②+、①一的感应
电势；当Q7导通而Q8截止时，储存在C30电容上的
15O V直流电压由C30正极一c28一T1的原边绕组一
T2N5绕组-Q7c、e极一c3O负极形成放电回路，该回
路还包括300 V直流电压对c31形成的充电电流，充
放电流在T1原边绕组上产生②+、(I)-的感应电势。由
此可见，无论是Q7导通还是Q8导通，T1原边绕组中
均有电流流过，且两电流大小相等，方向相反。因此，
开关变压器T1副边各绕组中将会产生大小相等，极性
相反的双向感应电势。
D24、D25是Q7、Q8的反向击穿保护二极管，C25、
C26为加速电容，D20、R79，D26、R68分别为C25和C26
提供能量泄放回路，为下一个周期Q7、Q8导通做好准
备，C27、R83为抗干扰网络，用于消除Q7、Q8交替导通
所产生的高频尖峰干扰，C28开关电路工作不对称时，
防止T1出现磁饱和的电容。
5．PS一0N和P．G信号产生电路
ATX电源待机状态，辅助电源Q6起振，二次绕组
D13、C13整流、滤波输出约18 V直流电压，向u2⑩ 脚
提供工作电源，u2得电工作后，从其⑩脚输出+5 V参
考基准电压(Vref)。该参考电压至u3电压比较器③
脚，并经R12、R37等分压，在PS—oN端建立起约4．4 V
高电平。同时，在④ 、⑤脚分别建立起0．39 V和0．85 V
电压，由于同相端⑤ 脚电压高于反相端④脚，②脚输出
高电平，经R45、D9正反馈抬高⑤脚电位，锁住②脚高
电平，经R2加至U2④ 脚，高电平的死区控制电位使
⑧ 、⑩ 脚输出调制脉冲宽度为零，T1、T2停振，无输出
电压。
ATX电源受控启动后，PS一0N信号接地，cll经R37
放电后，u3⑥脚电位下降，同相端⑦脚电压高于反相端
⑥脚，①脚输出高电平，D5、D7截止。此时，反相端④脚
电高于同相端⑤ 脚，②脚输出低电平，u2④脚死区控制
电位低电平，⑧ 、⑩脚输出相位差180。的脉宽调制控
制信号，控制T2初级绕组的激励振荡，并在T2次级产
生感应电势，使Q7、Q8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，向微机提供+3．3 V、
±5 V、±12 V直流稳压电源。
P．G产生电路由U3电压比较器LM339及其外围
元件组成。待机时，T2、T1停振，无+5 V工作电压，P．G
向主机输出零电平的电源自检信号，主机停止工作处
于待命状态受控启动后，U2(TL494)进入正常工作状
态，由u2的⑩脚输出的5 V基准电压(Vref)给u3
(LM339)的③ 脚供电。5 V(Vref)经积分电路加至U3的
⑨ 脚，由于同相端⑨ 脚电压低于反相端⑩脚比较电压，
⑩ 脚输出低电平。随着c4上充电电压升高，则使⑨脚
电位高于⑩脚比较电位，从而导致⑩ 脚输出高电平的
P．G信号，主机检测到P．G电源完好的信号后启动系
统。
另外，u2的③ 脚输出电压(3．5 V)经R47、C8积分
电路加至u3的同相端⑨ 脚。而反相输入端⑧脚的电压
由5 V(Vref)经R34、R20和R42分压获得1．0 V。当
c8上充电电压大于1 V时，则比较器⑩脚输出高电
平，使c4的充电时间缩短，从而使P．G信号在规定时
间内完成(一般微机对P．G信号的要求是：在各组直流
稳压电源输出稳定后，再延长100~500 MS产生+5 v
高电平，作为主机自检的启动控制信号)。
家电检修技术<资料版>2006第5期(总297页)    6．自动稳压控制电路
由u2脉宽调制芯片TL494@ 、②脚、取样电阻R4、
R13、Rx、R51、R36、R16构成+3．3 V、+5 V、+l2 V 自动
稳压电路。当输出电压升高时(+3．3 V、+5 V或+12
v)，由R4、R13、Rx取得采样电压送到u2的① 脚，与②
脚基准电压比较，产生误差电压控制，
使⑧ 、⑩ 脚输出脉冲宽度降底，Q7、Q8
导通时间缩短，将导致直流输出电压
降低，达到稳定输出电压的目的。反
之，稳压控制过程相反，从而使开关电
源输出电压稳定。
7．自动保护控制电路
(1)过流保护控制电路：由B15、
C18组成半桥推动电路和一次绕组过
流检测取样电路。当负载短路或其他
原因引起高频变压器T1的原边(初
级)绕组中的电流过大时，将使与其串
联的T2的N5绕组电流过大，从而导
致Nl、N2绕组感应电压升高，该电压
经D15、C18、R44、R48、R57、R55整流、
滤波、分压后，一路送入U2的⑩ 脚，启
动控制放大器参与输出脉宽调制控
制；另一路经R33、C10降压、滤波加至
u3的⑤脚，其过流检测电压高于反相
端④ 脚参考电压，②脚输出高电平至
u2④脚，封锁⑧ 、⑥ 脚调制脉宽输出，
迫使电源进入自动保护停机状态。
(2)+5 V、+12 V过压，一5 V、一12
V欠压保护控制电路：ZD2、R21、ZD3、
R56、R19、D8组成+5 V、+l2 V过压，
一5 V．-12 V欠压取样电路。当+5 V、
+12 V输出任一路过压，一5 V．-12 V
输出任一路欠压时DIO导通，U3⑤脚
电位高于④脚基准比较电位，②脚输
出高电平，经R2、R46加至u2④脚，使
⑧ 、⑥脚无脉冲输出，电源停止工作             二、常见故障分析与检修流程图
1．各输出端电压为0 V
输出端电压为0 V，说明电源电路未工作。首先应
检查交流输入整流、滤波电路及辅助电路电源。该故障
检修流程如图2所示

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