电脑ATX开关电源工作原理与维修技巧

1、电脑ATX开关电源工作原理与维修技巧本文以PDL-250型电脑ATX开关甩源为例，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辅助电源，电电路见附图。自自激振荡部分分由Q03,T3,C114,D044,2R211,2R222,2R4等等元件组成；稳压部分由由IC5（电电压基准源）,IC1（光光祸）,Q44(PWM)等元件组成成；保护和尖尖峰吸收部分分由Q4,22823、22R10,CC02及2RR5、C055A,D066等元件组成成。可见待机机电源的构成成与部分彩电电开关电源（带带光祸的）基基本一致，详详细工作过程程也大致相同同。T3次级，一路

2、路由DOIAA和C09整整流滤波输出出十22V,为驱动电路路T2初级和和IC2 (TIA944CN )脚提供工作作电压。一路路由DOf、CC03、IAA, C055整流滤波输输出+5VSSB (Sttand BBy)，由一一根紫色导线线经ATX插插头送到主板板上“电源监监控部件”电电路，为该电电路提供待机机电压。别看看待机电源结结构简单，在在微机系统中中却占据着重重要地位，一一方面它给主主控PWM电电路和担任多多种信号处理理的四比较器器供电，保障障ATX开关关电源自行运运转；另一方方面，它又像像永不熄灭的的“火种”，向向主机提供待待机电压。2.主开关电源源(1）主控PWWM型集成电电路 HYP

3、ERLINK o TL494CN货源和PDF资料 t _blank o TL494CN货源和PDF资料 TL4994CN简介介TLA944CN内部由由振荡器、“死死区”比较器器、PWM比比较器、两个个误差放大器器1和2、触触发器、逻辑辑门、三极管管Q1,Q22,基准电压压调节器以及及由两个滞回回比较(器施施密特触发器器）组成的欠欠压封锁电路路等部分组成成。其中脚、脚外接定时时电容和定时时电阻；由触触发器和逻辑辑门构成的逻逻辑电路由脚控制输出出方式，在电电脑ATX开开关电源中(13)脚接接5V基准电电压，使内部部三极管QII,Q2工作作在推挽输出出方式；基准准电压调节器器将待机电源源经(12)脚

4、提供的222V工作电电压转换为55V基准电压压，由(144)脚输出。(2)脉宽调制制与驱动电路路得到主机启启动指令后IIC2( HYPERLINK o TL494CN货源和PDF资料 t _blank o TL494CN货源和PDF资料 TLL494CNN)立刻由待待机状态转人人工作状态，脚、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。电路通过D02,D03钳位，吸收反向尖峰电压，保护Q1,Q2不被击穿;C08,D12,D13用以抬高Q1、Q2的e极电平，保证

5、Q1,Q2的b极当“有效低电平脉冲”出现时可靠截止：由R10,D14,R54,R55、C36及R51、R56、R57、R58等组成“电流取样”支路，将QI,Q2工作电流从T2初级绕组抽头引出，经以上元件限流、整流、滤波、分压，完成“电流误差，信号的取样，送到IC2脚，即误差放大器2的同相输人端。IC2脚外围围4个电阻，组组成“电压取取样，支路路，分别经RR15,R116对+5VV,+12VV输出电压进进行取样、叠叠加，再与RR33、R669（并联）分分压，完成“电电压误差”信信号的取样，送送到IC2脚，即误差差放大器I的的同相输人端端。以上两个个误差信号，经经IC2内部部误差放大器器I和2放大

6、大、叠加，再再经PWM比比较器进行脉脉宽调制，改改变Ql、QQ2和QOII、Q02导导通截止时时间比，从而而达到自动稳稳压目的。另另外IC2、脚之间C331、R433组成误差放放大器1的消消振、校正电电路。(3）他激式双双管推挽半桥桥功率变换器器他激式双管管推挽半桥功功率变换器，简简称“半桥变变换”。“半半桥”是因对对功率开关变变压器的推动动只用了1组组双管推挽电电路而得名。采采用“半桥变变换”，有利利于转换效率率的提高和电电源功率的增增大，有利于于增加稳压宽宽度和提高负负载能力，并并且可缩小体体积、减轻重重量。当QO1导通,Q02截止止时，+3000V电压和和C5放电电电流经QO11的c,e

7、极极-T2绕组组L5-Tll初级绕组-C9-C66，构成对CC6的充电回回路，将电能能存储在C66中；当QOO1截止,QQ02导通时时，存储在CC6上的电能能及十3000V对C5的的充电电流，由由C6经-CC9-T1初初级绕组-TT2绕组L55-Q02的的。,e极叶叶“热”地，构构成对C6的的放电回路。从从以上这个振振荡周期中可可以看出：无无论QO1导导通或Q022导通，流经经T1初级绕绕组工作电流流大小相等、方方向相反。电电路中其他元元件功能：11）Dl、DD2功能同DD01、D002a2)CC7、C8加加速电容，利利用充Z放电电加速开关管管导通或截止止。3)D33,D4,RR4,R6和和D

8、5、D66,R5、RR7为加速电电容提供充放电回路，并并为开关管bb极建立负偏偏压。4)CC10,R88吸收开关管管电流换向时时所产生的谐谐振尖峰脉冲冲。5）C99隔直，隔断断流经T1初初级绕组电流流中的直流成成分，防止TT1产生偏磁磁。3.t5V,tt12V,33.3V整流流滤波输出电电路(1)由于流经经TI初级绕绕组工作电流流是大小相等等、方向相反反，因此在次次级绕组两端端所感应的脉脉冲电压也是是大小相等、方方向相反，这这样就可以方方便地利用“共共阴极”二极极管或“共阳阳极”二极管管进行全波整整流，用“共共阴极”整流流得正极性直直流电压，用用“共阳极”整整流得负极性性直流电压。DD21、D

9、222,D233外形参看附附图，D211和D23外外形像大功率率三极管，内内部是共阴极极肖特基二极极管，D222是用两个分分离的快恢复复二极管，将将阴极焊在一一个铁片上构构成的“共阴阴极”。它们们分别是+55V、+122V、+3.3V的全波波整流管。另另用D24,D25和DD27,D228在电路中中按“共阳极极”接法，分分别担任一55V和一122V全波整流流，也采用快快恢复二极管管。(2)各路输出出采用LC滤滤波，在这里里要注意L22的接法。LL2有5个线线圈（其中22、3并联）担担任15V、土土12V滤波波，为了利用用这种正负关关系，使L22发挥“共模模”扼流的效效应，线圈采采取共用磁芯芯，

10、并将两路路负电压进行行反接。(3)因IC22内部PWMM未对3.33V取样，该该电压另设由由IC4,QQ5,D300,D31等等组成的“反反向电流反馈馈”自动稳压压电路。ICC4及其外围围元件对3.3V电压取取样，经Q55放大并转换换成电流误差差输出。假设设输出电压上上升，将引起起IC4的KK极电平下降降，使Q5电电流上升，经经D30,DD31分别向向LO1、LL02注人反反向电流增加加，两个线圈圈的感抗增大大，使整流输输出电压下降降。反之，向向这两个线圈圈反向注人电电流减小，则则可使整流输输出电压上升升，从而达到到自动稳压目目的。4.过压、欠压压和过流自动动保护控制电电路本电路主要由IIC3

11、脚内部担任任“保护”比比较器和ICC2脚内部“死死区”比较器器组成。正常常情况下，IIC3同相输输人端脚电平低于于反相输入端端脚，输出端端脚输出低电电平，不影响响电源工作。一一旦脚电平高于于脚，则跳变变为高电平加加到IC2脚，通过内内部死区区”比较器，中中止ATX开开关电源工作作。当+5VV过压时，Z02fQQR17取样样会使脚电平升高高；当一V,-12V欠欠压时，经DD32,R441、R344取样会使脚电平升高高；当负载电电流加重（如如输出端严重重短路）时，也也会使脚电压升高高。以上三路路取样信号，只只要有一路超超限，就会引引起自动保护护控制电路发发生跳变，使使ATX开关关电源进人“死死区”

12、保护。辽辽宁高福永5.PS-ONN信号处理电电路本电路由IC33内部“启闭”比较器器担任。PSS-ON信号号是通过一根根绿色细导线线经ATX插插头、插座，与与主板启闭闭控制电路进进行通讯，当当启闭控制制电路的电子子开关处于断断开状态时，IIC2脚5V基准准电压经R336，作为高高电平通过绿绿色导线加到到主板启闭闭控制电路上上，同时5VV基准电压又又经R37加加到IC3启z闭”比比较器反相输输人端脚，输出端端脚输出低电电平，经D334将“保护护，比较器器同相输人端端电平拉低，使使其输出端脚输出高电电平加到ICC2脚，通过内内部“死区”比比较器使脚、脚无PWMM信号输出，也也即对主开关关电源进行封

13、封锁。当主板板启闭控制制电路的电子子开关接地时时，PS-OON信号变为为低电平，经经R37加到到“启闭”比比较器反相输输人端脚，脚输出高电电平，D344截止，使脚恢复正常常时的高电平平，脚则输出低低电平加到IIC2.脚，解解除“死区”封封锁，使ATTX开关电源源得以启动。6.P.G信号号处理电路及及断电应急处处理电路(11)P.G信信号处理由IIC3脚内部P.G比较器担担任。P.GG（或PW-OK）信号号是ATX开开关电源向主主机系统报告告可以正常工工作的信号，PP.G即为PPowerGGood的缩缩写。只有微微机系统检测测到是正常的的P.G信号号，才能启动动ATX开关关电源，如果果检测不到P

14、P.G信号或或P.G信号号延时不符合合要求，系统统则禁止对AATX开关电电源的启动。IIC2脚输出5VV基准电压经经R62与RR53、R660,R611分压加到IIC3脚，同时又又经R6433109充电电(R-Itt N7常数数320mss),再经RR63将充电电电压加到脚。因同相相输人端脚充电电压压上升较慢而而低于反相端端脚电平，使使输出端脚输出低电电平。当脚电平上升升并高于脚时，脚跳变为高高电平，输出出经过延时的的5VP.G信号。延延时要求1000-5000ms，实际际延时与电路路选择的RCC时间常数有有关。(2)断电应急急处理电路由由IC3脚内部“断断电”比较器器担任。电脑脑运行过程中中

15、难免发生意意外断电，如如跳闸、电业业拉闸、线被被刮断、遭雷雷击等等，为为此ATX开开关电压设置置了断电应急急处理电路。意意外断电，会会使IC2内内电流、电压压误差取样放放大器1和22输出突然下下降，IC22脚电平突然然变底，经RR48加到IIC3断电比比较器同相输输人端脚，使其输输出端脚输出低电电平，经R550,R633将脚电平拉低低，脚跳变为低低电平，以此此P.G信信号突然消失失”的方式，将将断电“噩耗耗”传送主机机，让主机停停止正常运行行，做好关机机处理。二、ATX开关关电源的维修修技巧1.ATX开关关电源电路板板特点是元件件高度密集，而而且“立体”分分布，最低的的元件只有22mm高，而而

16、最高的可达达50mm高高，中间可把把各种元件高高低分成4-5层，尤其其是两个大散散热片的遮挡挡，使许多元元件根本看不不到，不要说说进行检查和和测试，有些些大元件虽能能看到，但表表笔却无法插插到它的引脚脚上。若从背背面直接测试试焊点，又因因为大部分元元件连正面位位置都无法确确定，怎么与与背面焊点进进行对应？因因此，维修时时最好是先将将两个大散热热片拆除，这这样电路板上上各种元件会会透亮一些，维维修起来也更更方便和安全全。2.待机电源的的损坏往往都都很严重，而而且维修时经经常出现反复复，但ATXX开关电源印印刷电路一般般都很窄，焊焊盘也很小，经经不起多次焊焊接，容易脱脱落，导致故故障越修越糟糟。解

17、决方法法是，从有可可能需要多次次代换元件的的焊点上，引引出一根短线线，先将元件件焊在短线上上进行试验，以以减少对焊点点的焊接次数数。3.ATX开关关电源保险管管一般为4AA,5A或66A,在额定定输出功率条条件下有一定定的保护作用用，但在维修修时，因输出出功率很小，保保险管就起不不了保护作用用，如果盲目目通电，恰电电路仍存在隐隐患，就会出出现旧故障尚尚未排除又添添新故障。为为防患未然，首首次通电应串串联1A保险险管，如果IIA保险管烧烧断，说明待待机电源存在在短路，应先先修待机电源源。如果IAA保险管未烧烧断，将1AA保险管换成成2A保险管管后继续通电电，如果2AA保险管烧断断，说明主开开关电

18、源存在在短路，则将将主开关电源源修好。如果果2A保险管管未烧断，说说明整机虽有有故障，但不不属于短路性性故障，排查查顺序仍按先先待机电源后后主开关电源源，而且仍用用2A保险管管做维修过程程的意外保护护。4.空载能使+12V有00.6V上升升，而对于采采用“反向电电流反馈”自自动稳压的33.3V电压压，不但不上上升反而下降降到1.866V，这种情情况容易产生生误判，盲目目维修，可能能没病倒要修修出病来。为避免空载使输输出电压发生生变化，最好好用光驱做负负载。接上光光驱后各路电电压趋向正常常，不但有光光驱工作指示示灯可做电源源输出显示，而而且还可利用用耳机发出的的乐曲进行监监听。因为光光驱功率适中

19、中（5V/IIA，12VV/1.5AA），既满足足维修需要，又又不会使开关关管、整流管管发热，可以以放心将它们们的大散热片片拆除，且又又正好适合用用2A保险管管做意外保护护，真可谓一一举多得！三、故障检修例1电脑出出现无规律频频繁启动。用户反复检查无无结果，请求求支援。打开开机箱左侧盖盖，在ATXX插头上检测测各路直流电电压，有不稳稳现象。再打打开ATX开开关电源，发发现470LF/2000V的C55和C6顶部部凸起，说明明两个大电解解失效，造成成输出电压纹纹波增大，导导致电脑频繁繁启动。注：如果只有一一个大电解损损坏（漏液），多多为与其并联联的均压电阻阻开路，需要要一起更换。与此相关的故障障

20、还有待机电电源T3次级级两个滤波电电容C03和和C09，因因紧靠整流二二极管，使其其失效率增高高，出现类似似故障应注意意对它们的检检查。例2主板红红色LED指指示灯不亮。测ATX插头+5VSB电电压为OV，检检查待机电源源，发现Q003击穿,22823开路路,Q4炸裂裂，待机电源源损坏严重，因因而造成无+5VSB电电压输出。注注意：本文中中Q03为SSSP型场效效应管，其他他机型有采用用三极管的，在在路检查应首首先看清开关关管的类型，以以区别它们的的极性，否则则很容易产生生误判。与此相关的故障障还有启动电电阻变质（阻阻值增大）或或开路，反峰峰高压脉冲吸吸收元件D006,C055A击穿，稳稳压部

21、分ICCl、IC55损坏等。以以上元件的损损坏或击穿原原因，都是由由于待机电源源因不受控制制而长期工作作（大多数用用户长年不拔拔电脑电源插插头），饱受受高温老化导导致损坏率增增高，特别是是在雨季，还还可能遭雷击击危害。例3电脑无无法启动。观察主板红色LLED指示灯灯亮，测+55VSB电压压正常，但各各路输出电压压为OV。打打开ATX开开关电源，在在路检查发现现D23击穿穿。显然是由由此引起过流流保护，因而而造成ATXX开关电源无无输出。注意意：在3.33V输出端有有一个1W的的低阻值电阻阻R68，即即使D23未未击穿，在路路测试也呈短短路状态，因因此检查D223时，应将将该电阻断开开，以免产生

22、生误判。与此相关故障还还有驱动开关关管Q1,QQ2，半桥变变换开关管QQO1,Q002,整流输输出电路的全全波整流管DD21、D222。在它们们之中，只要要有1个元件件被击穿，都都会导致本故故障发生。注注意，所有整整流二极管必必须都是快速速恢复管（ll00kHzz），不能用用普通整流二二极管代换。例4叼故障障现象同例330先在路检查未发发现有击穿现现象，决定进进一步通电检检查（需将PPS-ON绿绿色导线接地地），测试TTO脚电压由正正常1.011V变为2.47V，高高于脚1.266V，脚输出高电电平3.9妙妙，IC2脚由低电平平0.04VV变为高电平平3.61VV，使ATXX开关电源进进人“死区”保保护。用一根根导线将ICC2脚对地短路路，迫使ATTX开关电源源退出“死区区”保护，结结果各路输出出电压正常，不不存在过压、欠欠压和过流，极极有可能是取取样支路有问问题。IC3有三路取取样支路，决决定先检查由由D37,RR34,R441、D322组成的一55V和一122V欠压保护护取样支路，结结果很快发现现R34开路路。由于R334开路，引引起取样电压压升高，导致致ATX开关关电源误人“死死区”保护，因因而造成各路路无输出。 例5ATTX开关电源源无输