12.1 计算机开关电源基本结构及原理
一、计算机开关电源的基本结构
1．ATX电源与AT电源的区别
目前计算机开关电源有AT和ATX两种类型。ATX电源与AT电源的区别为：1）待机状态不同
ATX电源增加了辅助电源电路，只要220V市电输入，无论是否开机，始终输出一组+5V SB待机电压，供PC机主板电源监控单元、网络通信接口、系统时钟芯片等使用，为ATX电源启动作准备。
2）电源启动方式不同
AT电源采用交流电源开关直接控制电源的通断，ATX电源则采用点动式电源启闭按钮，实质是用PS-ON直流控制信号启动/关闭电源。具有键盘开/关机、定时开/关机、Modem唤醒远程开／关机、软件关机等控制功能。
3）输出电压不同
AT电源共有四路输出(±5V、±12V)，另向主板提供一个PG电源准备就绪的信号。ATX电源PW-0K信号与PG信号功能相同，还增加了+3.3V、+5 V SB供电输出和PS-ON电源启闭控制信号，其中+3.3V向CPU、PCI总线供电。
各档电压的输出电流值大约如下：
+5V +12V -5V -12V +3.3V +5V SB
21A 6A 0.3A 0.8A 14A 0.8A
4）主板综合供电插头接口不同
AT电源的6芯P8和P9电源插头，在ATX结构中被20芯双列直排插头所替代，具有可靠的防插反装置。对于Pentium 4机型的ATX电源，除大4芯(D 形)和小4芯电源接口插头外，还增加4芯12V CPU专用电源插头及6芯+3. 3V、+5V电源增强型插头。
2．计算机开关电源的基本结构
目前，计算机电源大多采用他激双管半桥定频调宽式开关电源。电源中还输出一个特殊的“POWER GOOD”信号。电源开启后PG信号为低电平，送给系统时钟电路，由该信号产生一个复位信号(RESET)用于系统复位。经100～5 00ms的延时后，PG信号由低电平变成高电平，系统复位结束，主机启动并开始正常运行。PG信号作用就是当电源输出的直流电压均稳定后，才使系统初始化复位，以保证计算机系统状态的稳定与可靠。由此可见，当电源正常时，PG 信号也正常，系统能够正常启动，否则系统无法进入启动状态。
他激式脉宽调制ATX开关电源电路主要由交流输入整流滤波电路、辅助电源电路、TL494脉宽调制电路、半桥式功率变换电路、PS-ON和PW-OK产生电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路等组成。他激式开关稳压电源原理结构框图如图12-1所示。
二、他激式开关电源的基本原理
220V交流电经交流滤波电路滤除外来的杂波信号，再经桥式整流和滤波电路后得到约300V的直流电，送给半桥式功率变换电路进行功率转换。功率变换电路中的开关功率管在脉冲宽度调制控制组件(TL494)输出的脉冲控制和驱动下，工作在开关状态，从而将300V直流电切换成宽度可变的高频脉冲电压。高频脉冲电压经高频变压器向外输出脉冲交流电给高频整流滤波电路，经高频整流滤波后便可得到计算机所需的各种直流电压。输出电压下降或上升时，由取样电路将取样信号送入控制电路，经过其部调制，由控制电路的输出端将变宽的或变窄的驱动脉冲送至两个开关功率管(如图12-2所示)，使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄，由此改变输出电压平均值的大小，从而使直流电压基本稳定在所需的电压值上。
另外，ATX电源一般都具有保护电路，进行过压、过流保护和欠压保护，以保证计算机的安全。
12.2 他激半桥式开关电源电路原理分析
一、ATX开关电源电路组成
1．各功能电路组成
ATX开关电源由交流输入整流滤波电路，辅助电源电路，脉宽调制控制电路，半桥功率变换电路，PS-ON和PW-OK产生电路，自动稳压与保护控制电路，多路直流稳压输出电路等组成。
2．直流电源额定输出
ATX开关电源其20芯电源插头各引脚定义如图12-3所示。
3．脉宽调制芯片TL494
电压驱动型脉宽调制芯片TL494采用7～41V的工作电压，部基准电压为5 V，最高工作频率300kHz，可推挽/单端输出，最大输出电流为250mA。部框图如图12-4所示，引脚功能见表12-1。
二、ATX开关电源工作原理
ATX开关电源的电路图如图12-5所示。
1．ATX开关电源待机状态
1）交流输入整流滤波电路
220V交流电经热敏电阻THR、交流保险FU；C3、C4交流滤波电路，进入由VR1至VR4二极管组成的桥式整流电路。在C5、C6串联滤波电容和R2、R3均压电阻上得到300V的直流电压，作为半桥功率变换电路及辅助电源电路的工作电压。
热敏电阻用作开机瞬间的限流，以防烧断保险。交流滤波电路用来滤除外来的交流干扰。
2）辅助电源电路及+5V SB输出
300V直流电压经R72限流，向由振荡管VT15、变压器T3、定时电路C4 4、R74等组成的辅助电源电路供电，产生脉冲振荡。
图中C42、R77组成VT15集电极尖峰抑制电路，当VT15集电极电流被关断时，利用C42的充电特性，抑制集电极尖峰电压的上升速率，保护VT15振荡管不被瞬时击穿。
VT15饱和期间，T3二次绕组输出端的感应电势为负，整流管VR5、VR6截止，流经一次绕组的导通电流以磁能的形式储存在T3中。当VT15由饱和转向截止时，二次绕组的感应电势为正，VR5整流输出电压供IC16三端稳压器7 805，IC16输出+5V SB。若该电压丢失，主板就不能使ATX电源启动。VR 6整流输出电压供待机时IC1脉宽调制芯片TL494的12脚，此时14脚输出5 V基准电压，提供ATX开关电源控制电路的工作电压。
3）PS-ON高电平
待机状态，ATX主板启闭控制电路的电子开关断开，IC1的14脚5V基准电压，经R61、R62、IC10精密稳压调节器WL431控制端R、阳极A至直流地，组成PS-ON控制信号的直流分压电路，PS-ON信号为高电平(3.6V)。
4）PW-OK零电平
PW-OK产生电路由IC5电压比较器LM393(双运放)的1、2、3脚，VT2 1、C60及其周边元件构成。IC1反相输入2脚，接由基准电压5V经R38、R 37分压后的比较电压，待机时IC1同相输入1脚电位为0V，脉宽调制控制3脚为低电平。VT21导通，将IC5同相输入端3脚电位拉至低电平，小于反相输入端2脚由基准电压5V经R105和R106分压后的比较电位，输出端1脚低电位，PW-OK向主机输出零电平的电源自检信号，通知主机停止工作处于休眠待命状态。
5）停止提供+3.3V、±5V、±12V直流电源
PS-ON信号控制IC1的4脚死区电位，ICl0控制端R与阴极K之间的控制信号呈反相调节特性，待机时PS-ON为高电平，UR高电位，UK电位下降，VT7导通。5V基准电压由VT7的e、c极，经R100、R101加至VT20的b
极。VT20导通，c极接地，经VD51钳位，将IC5的3脚输入电位拉至低电平，使PW-OK变为零电平。另一路经R80、VD25、C50、C40送人IC1的4脚，当4脚电位超过3V时，封锁8、11脚的调制脉宽输出。T2推动变压器原边绕组VT3、VT4推动管，由于导通，T2付方无感应电压。VT1、VT2开关管截止，T1开关变压器无输出，停止提供+3.3V、±5V、±12V直流电源输出。
2．ATX开关电源受控启动状态
1）PS-ON零电平
当按主机面板的电源启闭按钮，或在BIOS电源自动管理程序中设置键盘开机、定时开机、网络开机等控制方式启动ATX电源后，PS-ON控制端被计算机主板启闭控制电路的电子开关接地，PS-ON信号零电平。
2）脉宽调制及推动电路
PS-ON零电位导致IC10的UR为零电位，UK电位升至5V，VT7截止，c 极零电位。IC1的4脚电位由5V基准电压经R90、R40所组成的分压电路被建立在一个约0.2V的正常低电平，允许8、11脚输出相位差180°的脉宽调制控制信号，频率为IC1的5、6脚外接定时阻容元件振荡频率的一半。脉宽调制控制信号控制VT3、VT4交替工作，继而推动VT1、VT2交替工作，C5、C 6通过VT1、VT2以不同方向交替作用于T1的一次绕组，二次绕组的感应电势经整流滤波形成+3.3V、±5V、±12V的输出电压。
VD17、VD18以及C27用于抬高VT3、VT4发射极电位，用以提高VT3、V T4的截止电平。
由于某种原因，PS-ON出现短时间的低电平，因C31两端电压不能突变，IC 1的4脚出现高电平，8、11脚无驱动脉冲输出，消除ATX电源输出误动作的可能性。随着5V基准电压对C31的充电，IC1的4脚电位由PS-ON信号控制。
3）半桥功率变换电路
T2副边绕组、开关管VT1、VT2及其周边元件，T1原边绕组，防偏磁电容C8构成半桥功率变换电路，C8和T1原边绕组构成半桥功率变换电路的输出。当IC1的8脚输出脉宽调制信号的低电平时，VT3截止，VT4导通，此时储存在T2原边N2绕组中的能量经VD16、N2、N1、VT4进行泄放的反向电流I 2，和N1绕组中的电流I1(经VD14、R54、N1、VT4形成回路)，在T2副边产生的感应电压使N3绕组上负下正，N4绕组上正下负，VT1因基极反偏截止，VT2因基极正偏导通。在此期间，储存在C6电容上的150V直流电压由C6正极→C8→T1原边绕组→T2的N5绕组→VT2c、e极→C6负极形成放电回路，该回路还包括300V直流电压对C5形成的充电电流。流经T2的N5绕组的电流在N3、N4绕组产生的感应电压加速VT2饱和，VT1截止。
当IC1的11脚输出脉冲低电平的控制信号时，VT4截止，VT3导通。储存在T2原边N1绕组中的能量，经VD15、N1、N2、VT3进行泄放的反向电流I1，与N2绕组中的电流I2(经VD14、R54、N2、VT3形成回路)，在T2副边绕组中产生的感应电压共同作用使N3绕组上正下负，N4绕组上负下正，VT 1导通，VT2截止，300V直流电压和C5放电电流经VT1的c、e极→T2的N5绕组→T1原边绕组→C8→C6正极→C6负极，形成对C6的充电回路。流经T2的N5绕组的反向电流在N3、N4绕组产生的感应电压加速VT1饱和，V T2截止。
当IC1的8、11脚均输出高电平的控制信号时，VT3、VT4因基极正偏导通，流经T2原边N1、N2绕组的电流，在T2副边N3、N4绕组产生的感应电压大小相等、极性相同均为上负下正，VT1、VT2基极反偏截止，此段时间称为死区控制时间。
C4、C10、VD3、VD4、R5至R10组成两组具有负偏压特性的基极触发电路，在正极性的脉冲电压作用期间，通过对加速电容C4或C10充电，充电电压值由VD3、R9或VD4、R10正向导通电压确定，瞬间提供很大的正向偏置基极电流，加速开关管的导通。在负极性的脉冲电压作用期间，由C4或C10的放电产生的反向电流加快开关管的关断速度。若C4经N3、R7、VT1的be 极等效电阻、R5，以及C10经N4、R8、VT2的be极等效电阻、R6所形成的负极性电压放电回路的时间常数，远大于IC1输出的脉宽调制周期的话，则经过若干个重复周期，会在VT1和VT2的基极最终形成负向偏压，减小开关时间，加速电路转换。
并接在VT1、VT2开关管及VT3、VT4推动管c、e极的换向二极管VD1、VD2、VD15、VD16，在晶体管截止瞬间，既能将可能出现在集电极上的负极性反向尖峰电压旁路，保护晶体管不被反向击穿，又能将电感线圈中储存的能量进行泄放。跨接在T1原边由R4、C7组成的缓冲回路，有效地抑制出现在高频开关变压器原边绕组上的尖峰干扰脉冲。
4）+3.3V、±5V、±12V直流稳压输出电路
T1副边降压绕组N2感应的矩形电压脉冲，一路经肖特基二极管VD12全波整流，电感L7、L5平滑滤波，在直流负载电阻R31、R30上得到+3.3V直流电压。
T1副边N3绕组感应的交变电压，经快恢复二极管VD6全波整流，一路经共模扼电感L1-1、电感L4、C16和R82滤波回路，输出+12V电压，ATX开关电源冷却风扇接在12V电压输出端上。另一路经快恢复二极管VD20，输出约25V直流电压，其值大于辅助电源变压器T3副边N3绕组整流输出的最大电压，ATX电源启动后，由它向IC1和T2原边绕组提供工作电压。
N3绕组感应的交变电压，另一路由快恢复二极管VD7、VD8的负向全波整流，经共模扼流电感L1-2、电感L3，一路经三端稳压器7905输出-5V电压。另一路经C20、R14、VD9整流滤波回路，输出-12V电压。并联在N3绕组上的C13、R13尖峰吸收回路，能有效抑制当整流管截止时出现在N3绕组上的尖峰干扰脉冲。
5）PW-OK高电平
受控启动后IC1误差放大器的输出导致3脚控制电位上升，VT21由导通进入截止状态，e极电压由基准电压5V经R104对C60充电来建立，随着C60充电的逐渐进行，IC5同相端3脚控制电平逐渐上升，一旦大于反相端2脚的固定分压比，经正反馈迟滞比较器，在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒，1脚输出由零电平起跳到+5V高电平的PW-OK信号。主机检测到PW-OK电源完好的信号后，进入系统初始化操作和自举启动的运行。
若主机运行过程中遇市电掉电或用户关机时，IC1的12脚的25V输入跌落至零的时间大于ATX电源+5V输出端的电压消失时间，则IC1同相端1脚误差采样电位提前下降到小于反相端2脚的基准电位，使IC1的3脚脉宽调制控制电位下降，经R63使VT21基极电位下降，一旦VT21的e、b极电压达到0. 7V时，VT21饱和导通，IC5的3脚电位迅速下降，当3脚电位小于2脚的基准电位时，IC5的1脚将立即从5V下跳至零电平。关机时PW-OK信号比AT
X开关电源输出电压提前100～200ms先行消失，若硬盘正在执行读写操作，通知主机硬盘控制系统立即将磁头回退到安全着陆区，防止突然掉电时硬盘盘片被划伤损坏。
3．自动稳压控制电路
1）+3.3V自动稳压输出电路
ATX电源在T1副边+3.3V输出端设置了二次自动稳压控制电路，通过改变L6可变感抗，控制+3.3V输出电压精确稳定。若输出电压上升，经R31、R3 0取样的IC4的UR电位上升，UK电位下降，VT11饱和导通。在T1副边N2绕组L6侧交变矩形脉冲的正半周期间，VD11截止，VD13导通，VT11的c 极电位0.7V；在负半周期间，VD13截止，VD11导通，由VT11的e、c极饱和导通向L6注入的反向电流使L6可变感抗增大，导致VD12整流输出电压降低。3.3V电压下降又使VT11导通程度减弱，注入L6的反向电流使L6可变感抗减小，VD12整流输出电压上升，最后使3.3V电压稳定。R29、C25组成IC4(WL431)的负反馈控制回路。
2）+5V、+12V自动稳压控制电路
IC1的1、2脚误差放大器，取样电阻R33、R34、R35构成+5V、+12V 自动稳压控制电路。R39、C32组成误差放大器负反馈回路。当+5V或+12V 输出电压升高时，IC1同相端1脚电位大于反相端2脚基准电压，使8、11脚输出相位差180°的低电平脉宽变窄，VT3、VT4截止时间变短，即VT1、VT 2导通时间变短，T1原边绕组的矩形脉宽变窄，经副边降压绕组整流输出的各组直流电压下降。反之稳压控制过程相反。
4．自动保护控制电路
1）+3.3V、+5V过压，-5V、-12V欠压保护电路
R32、VZ4组成+3.3V过压取样电路，+5V过压取样信号一路加至VZ5，另一路至R48，作为欠压取样电路的偏置电压；由R46、R47、R48、VD21组成欠压取样电路，-12V欠压取样信号接至R47，-5V欠压取样信号接至VD 21。ATX电源输出电压正常时，保护电路不影响IC1 4脚死区控制电平。当出现+3.3V输出过压时，稳压管VZ4击穿导通；+5V输出过压，稳压管VZ5击穿导通；-5V、-12V输出欠压，负电位的绝对值越小，在分压器R48、R46、R47、VD21的公共接点VD22正极处所形成的监控信号电位越高，导致VD2 2导通。过压、欠压保护信号最终汇集在VT5基极，只要取样信号有一路过压或欠压，VT5导通，c极零电位，VT6导通，基准电压5V经VT6的ec极，一路经VD23、R44加至VT5的b极，加强VT5导通，另一路经VD24加至IC 1的4脚，封锁8、11脚脉宽调制输出，使VT2、VT1截止，停止各路电压输出。
为防止ATX电源受控启动瞬间，电源输出电压尚未达到标称值时，出现-5V、-12V欠压保护误动作，从而使VT5、VT6导通，造成错误地向IC1的4脚送出约4.2V高电平，导致ATX电源不能被受控启动，引入了启动电容C34。开机瞬间电容C34两端电压不能突变，VT5、VT6截止，不影响此IC1的4脚死区控制电平。
2）过流保护控制电路
过流保护控制是根据输出负载越重，流过T1原边线圈N1的电流越大，同时流过T2副边线圈N5的电流也越大，T2原边线圈N1、N2的VT3、VT4集电极截止电压越高的规律，从T2原边绕组电源输人经VD14、R54进行取样，经VD19、R53、在C28建立累积电压，经R49至R52分压，一旦过流保护
的采样电压平均值超过稳压管VZ3的稳压值，VT5、VT6导通，使IC1的4脚电压为高电平，封锁8、11脚脉宽调制输出，使VT2、VT1截止，停止各路电压输出。
检修ATX开关电源，应从PS-ON和PW-OK、+5V SB信号人手。脱机带电检测ATX电源待机状态时，+5V SB、PS-ON信号高电平，PW-OK低电平，其他电压无输出。ATX电源由待机状态转为启动受控状态的方法是：用一根导线把ATX插头14脚PS-ON信号，与任一地端3、5、7、13、15、16、17中的一脚短接，此时PS-ON信号为零电平，PW-OK、+5V SB信号为高电平，开关电源风扇旋转，ATX插头+3.3V、+5V、+12V有输出。
一、常见故障分析与处理
1．电源无输出
当电源在有负载情况下，测量不出各输出端的直流电压时即认为电源无输出。这时应先打开电源检查保险丝，通过保险丝熔断情况来分析故障围。
1）保险丝熔断并发黑
说明有严重短路现象，应重点检查整流滤波和功率逆变电路。
(1)交流滤波电容C3、C4因交流浪涌电压击穿而短路，有些ATX电源交流滤波电路比较复杂，应检查是否有短路的元件。
(2)交流主回路桥式整流电路中某个二极管击穿。损坏原因：由于直流滤波电容C5、C6一般为330μF或470μF的大容量电解电容，瞬间充电电流可达2 0A以上。所以瞬间大容量的浪涌电流易造成整流桥中某个性能略差的整流管烧坏。另外交流浪涌电压也会击穿整流二极管而短路。
(3)整流滤波电路中的直流滤波电容C5、C6击穿，甚至发生爆裂现象。损坏原因：由于大容量的电解电容耐压一般为200V左右，而实际工作电压达到1 50V左右，接近额定值。因此，当输入电压产生波动或某些电解电容质量较差时，就容易发生击穿电容现象。另外当电解电容发生漏电时，就会严重发热而爆裂。
(4)直流变换电路中的功率开关晶体管VT1、VT2和换向二极管VD1、VD2击穿损坏。损坏原因：由于整流滤波后的输出电压一般高达300V左右，逆变功率开关管的负载又是感性负载，漏感所形成的电压峰值可能接近于600V，而V T1、VT2的耐压Vceo只有450V左右。因此当输入电压偏高时，某些耐压偏低的开关管将被击穿。所以可选择耐压更高的功率开关管。
2）保险丝熔断但不发黑
说明不是短路引起保险丝熔断。
(1)通电瞬间烧断保险，多为瞬间的大电流将保险冲断，如开机时直流滤波电容的充电电流。
(2)使用过程中烧断保险，多为负载过大所致。
3）保险丝未熔断
如电源无输出。而保险丝完好，则应检查电源控制线路中是否有开路、短路现象，以及过压、过流保护电路是否动作，辅助电源是否完好等。
(1)交流输入回路的限流电阻THR开路，此时测不到300V直流电压。开关电源采用220V直接整流滤波电路，当接通交流电压时会有较大的浪涌电流(电容充电电流)，浪涌电流易造成限流电阻或保险丝熔断。
(2)辅助电源无+5V电压输出。应重点检查辅助电源电路中的相关元件，如辅助电源电路VT15振荡管损坏，VZ16稳压管、VD30、VD41二极管击穿短路，限流电阻R72或启动电阻R76断路等。
(3)脉宽调制芯片TL494损坏，电压比较器LM393损坏。另外如IC10、V T7短路，会使IC1的4脚的电压为高电平，而处于待机状态。
(4)直流输出端有短路，此时短路保护会起作用。其现象是开机瞬间电源指示亮，然后马上又熄灭。应仔细检查±5V、±12V线路是否有破损或电路板上有击穿的器件。一般最为常见+5V直流回路的肖特基二级管被击穿。
(5)直流输出过压，此时过压保护会起作用。此时应检查+5V、+12V自动稳压控制电路是否损坏，使自动稳压控制失效。
2．受控启动后直流电源无输出
(1)T2原边VT3、VT4推动管损坏，R54电阻阻值变大；
(2)半桥功率变换电路开关管VT1、VT2至少有一个开路；
(3)防偏磁电容C8容量变小或开路。
3．电源有输出，但开机不自检
这主要是因为电源的PW-OK信号延迟时间不够或无输出造成的。开机后，用电压表测量PW-OK的输出端(电源插头的8脚)有无+5V。此时应检查比较器LM393是否损坏。如因延时不够，则应检查延时电路中的电阻R104和电容C60。
4．电源负载能力差
电源负载能力差主要表现为：电源在轻负载情况下，如只向系统板、软驱供电时，能正常工作，而在配上大硬盘、扩充其他设备时，往往电源工作就不正常。这种情况一般是功率变换电路的开关管VT1、VT2性能不好，滤波电容器C5、C6容量不足。更换滤波电容时应注意2个电容的容量和耐压值必须一致。
5．电源输出电压不准
如果只有一档电压偏离额定值，而其他各档电压均正常，则是该档电压的集成稳压电路或整流二极管损坏。如全部偏离额定值，则是由IC1的1、2脚误差放大器，R39、C32误差放大器负反馈回路，取样电阻R33、R34、R35、构成+5V、+12V自动稳压控制电路有故障。
在更换电源电路中的二级管时要注意，因为逆变器工作频率较高，一般大于20kHz，另外负载电流也较大，故电源中+5V档采用肖特基高频整流二极管S BD，其余各档也采用恢复特性的高频整流二极管FRD。所以在更换时要尽可能找到相同类型的整流二极管，以免再次损坏。
6．风扇不转或发生响声
计算机电源的风扇通常采用接在+12V直流输出端的直流风扇。如果电源输入输出一切正常，而风扇不转，多为风扇电机损坏。如果发出响声，其原因之一是由于机器长期的运转或运输过程中的激烈振动引起风扇的4个固定螺钉松动；其二是风扇部灰尘太多或含油轴承缺油，只要及时清理或加入适量的高级润滑油，故障就可排除。
三、计算机电源使用与维护
(1)对供电质量不太好、电压波动比较严重的地方应考虑选择交流稳压电源或选择UPS作为前置电源，以免由于电压的波动影响电源工作。
(2)半桥他激式电源具有空载保护特性，空载时，电源有时会自动切断输出。因此，空载时可能测量不到电源输出电压，这时可接一个3～5Ω功率25W左右的电阻，然后再进行测量。
(3)计算机电源稳压和过压采样保护均以+5V电压为基准，所以只有调试好+5V电压后，才能调试其他三档输出电压值。
(4)ATX电源由于没有电源开关，因此当采用软件关机后，应拔去电源插头或断开插座的电源，以保证安全。
1）无输出电压
无输出电压时，故障现象为无光栅无图像。应重点检查保险丝。
(1)保险丝熔断，且玻璃管严重发黑。说明电路存在严重短路，一般为交流滤波回路短路、整流二极管短路、直流滤波电容短路和开关管短路。
(2)保险丝熔断，但玻璃管不发黑。为开机时的瞬间大电流冲击所致，如在开机瞬间大消磁电流和300V直流滤波电容充电电流而熔断。只要换一只相同容量规格的延迟式保险丝即可使机器恢复正常。
(3)保险丝完好。此时应测量直流滤波电容上有无300V电压，如无300V 电压，一般为充电限流电阻开路和电源进线有问题。如有300V电压，则可能为启动电阻开路、UC3842损坏、产生了过压或过流保护等。此时可测量UC384 2的7脚电压(15～17V)，若无电压，则为启动电路损坏。若有电压，则可能U C3842损坏、产生了过压或过流保护等。
判断UC3842是否损坏可用以下方法：用外接稳压电源给UC3842的7脚提供17V电压，测量其8脚有无5V电压输出，若无输出，说明UC3842损坏。
2）输出电压过高
输出电压过高主要是开关电源的稳压电路不良造成的，应重点检查此部分电路。
3）输出电压过低
输出电压过低一般是由于电源负载过重(特别是二次电源开关管、行管、行输出变压器性能不良等)造成的。此时，应断开电源电路的所有负载，单独加假负载，以区分是电源电路不良还是负载电路有故障。若断开负载电路，电压输出正常，说明是负载过重，若仍不正常，说明电源电路有故障。对于由电源引起的输出电压过低，主要有以下几点：
(1)主电压整流二极管、滤波电容失效等；
(2)电源其他负载有短路故障；
(3)开关管性能下降，导致开关管不能正常导通，使电源的阻增加；
(4)开关变压器有匝间短路，不但造成输出电压下降、还会造成开关管过载损坏；
(5)300V滤波电容容量变小，造成电源带负载能力差；
(6)稳压控制电路不良，主要是误差取样、UC3842等损坏。
音响灯光汽车功放电源电路分析 时间:2010-09-20 10:13来源:unknown 作者:admin 点击:5次 汽车功放电源电路分析2010-06-10 18：43一。电源电路采用开关电源方式，将蓄电池的+12V直流电变换成为±22V供功放电路使用。它由一片集成电路TL494CN和几只大功率场效应管以及一只开关变压器等组成了比较典型的并联型开关稳压电路。为了提高输出功率。两路开关管均采用双管并联的方式，即Q1和Q2并联，Q3和Q4并联。在电路中，B+端接蓄电池的正极，REMOTE为开机控制端。开机时，控制电压+12V通过D4加到TL494的电源脚12脚，其14脚输出基准电压5V，13脚为输出状态控制端，当13脚接地时，两路输出晶体管同时导通或截止，形成单端工作状态。在图中，13脚与14脚相连，形成双端工作状态，其内部两路输出晶体管交替导通。TL494的⑤脚和⑥脚上外接的电阻R9和电容c4及内部电路组成振荡电路，可输出约几十千赫的振荡信号。该信号经片内处理后，从⑨脚和⑩脚输出两路相位差180度、宽度可变的调制脉冲，加到Q1、Q2和Q3、Q4的基极，使两路开关管轮流处于饱和与截止状态。在变压器B1初级得到的交流脉冲电压感应到次级绕组，经高频整流滤波后获得末级功放所需的±22V直流电压；再经过7815、7915稳压后得到±15V的直流电压作为功放前级的电源。从次级输出电压反馈回来的电压分别经R15与R13和R14与R12分压送到TL494的误差放大器的同相输入端①脚和反相输入端②脚。当输出的±22V电压不稳时，反馈到①脚和②脚的电压经片内误差放大器放大后，调整振荡脉
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。 本章介绍的ATX电源在电路结构上属于他激式脉宽调制型开关电源，220V市电经BD1～BD4整流和C5、C6滤波后产生+300V直流电压，同时C5、C6还与Q1、Q2、C8及T1原边绕组等组成所谓“半桥式”直流变换电路。当给Q1、Q2基极分别馈送相位相差180°的脉宽调制驱动脉冲时，Q1和Q2将轮流导通，T1副边各绕组将感应出脉冲电压，分别经整流滤波后，向电脑提供＋3.3V、±5V、±12V ５组直流稳压电源。 THR为热敏电阻，冷阻大，热阻小，用于在电路刚启动时限制过大的冲击电流。D1、D2是Q1、Q2的反相击穿保护二极管，C9、C10为加速电容，D3、D4、R9、R10为C9、C10提供能量泄放回路，为Q1、Q2下一个周期饱和导通作好准备。主变换电路输出的各组电源，在主机未开启前均无输出。其单元电路原理如下图13.2所示：
开关电源原理 一、开关电源的电路组成： 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值 降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及 杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。 当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是 负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。
时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增 大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量
开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析 第1页：前言：PC电源知多少 个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Sw itching Mode P ow er Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（sw itching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”） 配图1：标准的线性电源设计图
配图2：线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/W ii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。 事实上，终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案：闭回路系统（closed loop system）——负责控制开关管的电路，从电源的输出获得反馈信号，然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器（这个方法称作PW M，Pulse W idth Modulation，脉冲宽度调制）。所以说，开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整，从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量，而且降低发热量。 反观线性电源，它的设计理念就是功率至上，即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下，结果产生高很多的热量。 第2页：看图说话：图解开关电源 下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction，功率因素校正)电路的廉价电源，图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。 图3：没有PFC电路的电源 图4：有PFC电路的电源 通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处：一个具备主动式PFC电路而另一个不具备，前者没有110/220V转换器，而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。
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深入了解电源的滤波保护电路 电源的滤波、保护电路对电源有重要的意义，电脑能否安全使用，很大程度上取决于电源的稳定和保护。 电源的稳定性，一般表现在以下几个方面： 1、输出电压受输入电压波动的影响很小 电网电压在180~264V之间波动时，电源输出的低压直流电波动很小。 2、输出电压受负载影响很小 电源负载在轻载时和重载时，输出电压波动很小。 3、纹波输出很小。 一般来说，电源需要多路滤波和保护电路，磐石355电源是一款比较典型的具有四重滤波、四重保护电路的电源，下面我们以此电源为例，向大家详细介绍一下电源的滤波、保护电路。 一、磐石355的滤波电路 1、电磁干扰 电脑电源是把工频交流整流为直流，再通过开关变为高频交流，其后再整流为稳定直流的一种电源，这样就有工频电源的整流波形畸变产生的噪声与开关波形会产生大量的噪声，噪声在输入端泄漏出去就表现为辐射噪声和传导噪声，在输出端泄漏出去就表现为纹波。辐射噪声频率高于30MHZ，会传播到空间中；传导噪声频率在30MHZ以下，主要干扰音频设备，通过电源线传播到电网中。 外部噪声会进入到电网中的其它电子设备中影响电子设备的运行，而供给负载的电源产生的噪声也会泄漏到电源外部，因此，电脑电源必须有阻止这些噪声进出的功能。 在电脑电源的输入端，需要有由电容和电感构成的滤波器，用于抑制交流电产生的EMI。在 葫芦岛电器维修论坛 ｈｔｔｐ：／／ｈｌｄｙｏｎｇａｎ．５ｄ６ｄ．ｃｏｍ
汽车电子电路图
一、汽车整车电路的组成 汽车整车电路通常有电源电路、起动电路、点火电路、照明与灯光信号装置电路、仪表信息系统电路、辅助装置电路和电子控制系统电路组成。 ⒈电源电路:也称充电电路，是由蓄电池、发电机、调节器及充电指示装置等组成的电路，电能分配（配电）及电路保护器件也可归入这一电路。 ⒉起动电路 是由起动机、起动继电器、起动开关及起动保护电路组成的电路。也可将低温条件下起动预热的装置及其控制电路列入这一电路内。 ⒊点火电路 是汽油发动机汽车特有的电路。它由点火线圈、分电器、电子点火控制器、火花塞及点火开关组成。微机控制的电子点火控制系统一般列入发动机电子控制系统中。 ⒋照明与灯光信号装置电路 是由前照灯、雾灯、示廓灯、转向灯、制动灯、倒车灯、车内照明灯及有关控制继电器和开关组成的电路。 ⒌仪表信息系统电路 是由仪表及其传感器、各种报警指示灯及控制器组成的电路。
⒍辅助装置电路 是由为提高车辆安全安性、舒适性等而设置的各种电器装置组成的电路。辅助电器装置的种类随车型不同而有所差异，汽车档次越高，辅助电器装置越完善。一般包括风窗刮水及清洗装置、风窗除霜（防雾）装置、空调装置、音响装置等。较高级车型上还装有车窗电动举升装置、电控门锁、电动座椅调节装置和电动遥控后视镜等。电子控制安全气囊归入电子控制系统。 ⒎电子控制系统电路 主要有发动机控制系统（包括燃油喷射、点火、排放等控制）、自动变速器及恒速行驶控制系统、制动防抱死系统、安全气囊控制系统等电路组成。 二、三种电路图 1．布线图 布线图识按照汽车电器在车身上的大体位置来进行布线的，如图8－6所示。 其特点是：全车的电器（即电器设备）数量明显且准确，电线的走向清楚，有始有终，便于循线跟踪，查找起来比较方便。它按线束编制将电线分配到各条线束中去与各个插件的位置严格对号。在各开关附近用表格法表示了开关的接线与挡位控制关系，表示了熔断器与电线的连接关系，表明了电线的颜色与截面积。
LWT2005 [TL494(KA7500)+LM339] ATX电源电路工作原理与维修 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，详细讲解最新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，也借此起到一个抛砖引玉的作用。 一、概述 ATX开关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。其外观图和部结构实物图见图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
星期一, 05/11/2009 - 09:42 —陶显芳 1-7．反激式变压器开关电源 反激式变压器开关电源工作原理比较简单，输出电压控制范围比较大，因此，在一般电器设备中应用最广泛。 1-7-1．反激式变压器开关电源工作原理 所谓反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式开关电源。 图1-19-a是反激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-19-a中，Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，C是储能滤波电容，R是负载电阻。图1-19-b是反激式变压器开关电源的电压输出波形。 把图1-19-a与图1-16-a进行比较，如果我们把图1-16-a中开关变压器次级线圈的同名端对调一下，原来变压器输出电压的正、负极性就会完全颠倒过来，图1-19-b所示的电压输出波形基本上就是从图1-16-b的波形颠倒过来的。不过，因为图1-16-b的波形对应的是纯电阻负载，而图1-19-b的负载是一个储能滤波电容和一个电阻并联。由于储能滤波电容的容量很大，其两端电压基本不变，变压器次级线圈输出电压uo相当于被整流二极管和输出电压Uo进行限幅，因此，图1-16-b中输出电压uo的脉冲尖峰完全被削除，被限幅后的剩余电压幅值正好等于输出电压Uo的最大值Up，同时也等于变压器次级线圈输出电压uo的半波平均值Upa。
下面我们来详细分析反激式变压器开关电源的工作过程(参考图1-20)。 图1-19-a中，在控制开关K接通的Ton期间，输入电源Ui对变压器初级线圈N1绕组加电，初级线圈N1绕组有电流i1流过，在N1两端产生自感电动势的同时，在变压器次级线圈N2绕组的两端也同时产生感应电动势，但由于整流二极管的作用，没有产生回路电流。相当于变压器次级线圈开路，变压器次级线圈相当于一个电感。因此，流过变压器初级线圈N1绕组的电流就是变压器的励磁电流，变压器初级线圈N1绕组两端产生自感电动势可由下式表示： e1 = L1di/dt = Ui —— K接通期间(1-98) 或 e1 = N1dф/dt = Ui —— K接通期间(1-99) 上式中，e1为变压器初级线圈N1绕组产生的自感电动势，L1是变压器初级线圈N1绕组的电感，N1为变压器初级线圈N1绕组线圈绕组的匝数，ф为变压器铁心中的磁通。对(1-98)和(1-99)式进行积分，由此可求得： i1 =Ui*t/L1 ＋i(0) —— K接通期间(1-100) ф=Ui*t/N1 ＋ф (0) —— K关断瞬间(1-101) 上式中，i1是流过变压器初级线圈N1绕组的电流，ф为变压器铁心中的磁通；i1(0)为变压器初级线圈中的初始电流，即：控制开关刚接通瞬间流过变压器初级线圈N1绕组的电流；ф(0)为初始磁通，即：控制开关刚接通瞬间变压器铁心中的磁通。当开关电源工作于输出临界连续电流状态时，这里的i1(0)正好0，而ф(0)正好等于剩磁通S?Br。当控制开关K将要关断，且开关电源工作于输出电流临界连续状态时，i1和均达到最大值： i1m =Ui*Ton/L1 —— K关断瞬间(1-102)
[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图开关电源原理与维修开关电源原理图 电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。 二(开关电源的组成 开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成，见图1。 1( 主电路 冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。 整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。逆变:将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。 输出整流与滤波:根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 2( 控制电路 一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。 3( 检测电路 提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。 4( 辅助电源
实现电源的软件(远程)启动，为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。 开关电源原理图 三(开关电源的工作原理 开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量，当开关S断开时，电路中的储能装置(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量，使负载得到连续而稳定的能量。 VO=TON/T*Vi VO 为负载两端的电压平均值 TON 为开关每次接通的时间 T 为开关通断的工作周期
ATX电源工作原理及检修 检修ATX开关电源，从+5VSB、PS-ON和PW-OK信号入手来定位故障区域，是快速检修中行之有效的方法。 ATX开关电源与AT电源最显著的区别是，前者取消了传统的市电开关，依靠+5VSB、PS-ON控制信号的组合来实现电源的开启和关闭。+5VSB是供主机系统在ATX待机状态时的电源，以及开闭自动管理和远程唤醒通讯联络相关电路的工作电源，在待机及受控启动状态下，其输出电压均为5V高电平，使用紫色线由ATX插头9脚引出。PS-ON为主机启闭电源或网络计算机远程唤醒电源的控制信号，不同型号的ATX开关电源，待机时电压值为3V、3.6V、4.6V各不相同。当按下主机面板的POWER开关或实现网络唤醒远程开机，受控启动后PS-ON由主板的电子开关接地，使用绿色线从ATX插头14脚输入。PW-OK 是供主板检测电源好坏的输出信号，使用灰色线由ATX插头8脚引出，待机状态为零电平，受控启动电压输出稳定后为5V高电平。 脱机带电检测ATX电源，首先测量在待机状态下的PS-ON和PW-OK信号，前者为高电平，后者为低电平，插头9脚除输出+5VSB外，不输出其它电压。其次是将ATX开关电源人为唤醒，用一根导线把ATX插头14脚PS-ON信号，与任一地端(3、5、7、13、15、16、17)中的一脚短接，这一步是检测的关键，将ATX电源由待机状态唤醒为启动受控状态，此时PS-ON信号为低电平，P W-OK、+5VSB信号为高电平，ATX插头+3.3V、±5V、±12V有输出，开关电源风扇旋转。上述操作亦可作为选购ATX开关电源脱机通电验证的方法。 ATX开关电源，电路按其组成功能分为：交流输入整流滤波电路、脉冲半桥功率变换电路、辅助电源电路、脉宽调制控制电路、PS-ON和PW-OK产生电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路。请参照下图。 1.辅助电源电路 只要有交流市电输入，ATX开关电源无论是否开启，其辅助电源一直在工作，为开关电源控制电路提供工作电压。市电经高压整流、滤波，输出约300V直流脉动电压，一路经R 72、R76至辅助电源开关管Q15基极，另一路经T3开关变压器的初级绕组加至Q15集电极，使Q15导通。T3反馈绕组的感应电势(上正下负)通过正反馈支路C44、R74加至Q15基极，使Q15饱和导通。反馈电流通过R74、R78、Q15的b、e极等效电阻对电容C44
开关电源工作原理详细解析 个人PC所采用的电源都是基于一种名为―开关模式‖的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC 交流电转化为脉动电压（配图1和2中的―3‖）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的―4‖）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC 直流电输出了（配图1和2中的―5‖） 配图1：标准的线性电源设计图
配图2：线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60 KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的―开关电源‖其实是―高频开关电源‖的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。
A T X电源维修的简单方法 1、辅助电源部分的检修 如果紫色线没有5V（往往伴随绿线没有 3.6-5.2V）的话，就要检修辅助电源。 如果保险烧了，检查四个整流二极管（一般只坏两个和两个）， 330UF/250V 电容 有没有鼓包（一般只坏一个电容，但它所接的 150K 电阻绝对开路了），查辅 助电源开关管（绝大多数为XN60 系列场效应管，多彩、鑫谷、达硕多选用K3067 等，也有一些选用普通三极管的（如世纪之星多选用 TOP221Y 等）和两个 E13007 开关管或 C4242 有没有坏，这样检查过后就不会再烧保险了。如果辅助电源还 没有输出，就要检查300V 到辅助电源变压器初级的限流电阻（一般为1.5-4.7 欧）、辅助电源开关管 B 极所接电阻，还有输出电源变压器输出的两个整流管。检查到这 一步电源紫色线肯定有 5V，同时绿线应该有 3.6-5.2V 了。如果绿色线仍然没有 3.6v-5.2V 的电压，这时就需要检修 TL494 了(这里 TL494 是一个总称，它包括 TL494、LM339 及周边电路 )。 2、TL494(可与 KA7500 互换 )及后级输出的检修 接入市电后，紫色线有5V，绿色线没电压时，应检修TL494 。TL494 正常值是：12 脚应为 12V， 2 脚应为 2.5V ，13\14\15 脚为 5V，1 脚为 0V， 4 脚为 5V ，8\11脚为2.2V ，否则 TL494 坏了应更换或者 LM339 及外围有问题，实际应用中 LM339 及外围低压阻容极少损坏。如果上述电压都有了，说明TL494 及其外围没有问题，这时应检查末级的三个肖特基高速整流管有没有坏和末级输出电压的电容， 如果还不行，查 TL494 的 8\11 脚所接的两个推动管C945 或 C1815 肯定有一个 坏了。 测电源有没有问题时，一定要记住测紫 5V 和灰线待机0V 、启动后恒 5V ，至 于绿线有的为 5V 多，有的 3.6V，反正在 3.6V-5.2V之间的都是正常的。 ATX 电源维修笔记 一、简介 电脑硬件更新换代快，而主机电源更新较慢，十几年的发展，就是由AT 结构变 化为 ATX 电源。它一旦损坏，由于各种原因的影响，用户一般用新的更换，其 实，只要我们熟练掌握它的电路结构，工作原理及维修技巧，修复ATX 电源很 有必要。 1.整流输出的 +300V 分别通过两个脉冲变压器加到主电源、辅助电源的功率管集 电极，辅助电源开始工作，输出（ 1）+12V 供电 TL494:( 2)+5VSB 、PS-ON 到20 脚排插。 2.TL49412 脚得到 +12V ，开始工作，它的 13\14\15 输出 +5V，但它被④脚死区控制。当 PS-ON 端为低电平时，④脚电压跳变，解除控制，从⑧、 11 输出推挽波形，推动小功率对管工作，通过变压器耦合，使主电源功率对管工作，由主脉冲变压器 另一端后续电路输出各型电压。 3.TL494 输出的 +5V ，供电 LM339 ③脚，它由四个比较器构成，一般两个用来 完成启动控制，一个用来形成 power-good 信号，一个用来空载检测。 4.ATX 电源输出 14 脚（绿色线）为 PS-ON 信号，主板就是通过这个信号来控制 电源的开启和关闭的。当主板电源的“电源检测部件”使 PS-ON 信号为高电平时， 电源关闭，当主板使 PS-ON 信号为低电平时，电源工作，向主板供电。当 ATX 电 源不和主板相连时，电源内部提供 PS-ON 信号高电平，ATX 电源不工作，
反激开关电源 一．定义： 直流电压正好激励变压器的初级线圈时，变压器的次级线圈并没有向负载提供输出功率，而是仅在关断变压器初级线圈的激励电压后，才对负载提供输出功率。 二．反激开关电源的主电路 开关管导通时，反激开关电源将电能转化为磁能，存储在变压器中； 开关管关断时，发激开关电源再将存储的磁能转化为电能传送给负载。 电路特点： 1.结构简单，效率高，体积小，造价低 2.输出纹波电压比较大
3.输出功率一般在150W一下，经常作为辅助电源应用在控制系 统中 4.适合多输出小功率场合 三．反激开关电源原理分析 CCM模式 1.开关管T导通 电源电压 in V加在变压器的初级绕组1N上，在次级绕组2N 上产生感应电压 2 2 1 N in N u V N =-，初级绕组电流线性增加，in P P V di dt L =， 电流 P i最大值max min in P P P V I I DT L -- =+，变压器铁心被磁化，磁通线 性增加， () 1 in V DT N + ?Φ=。 2.开关管T关断 初级绕组开路，次级绕组工作，次级绕组电压 2 N o u V =，次级绕
组电流线性下降， S o S di V dt L =，电流S i 最小值 min m (1)o S S ax S V I I D T L --=- -，变压器铁心去磁，磁通线性减小，()2 (1)o V D T N -?Φ= -。 3. 基本关系： ()()+-?Φ=?Φ?211(1)(1)o in V N D D V N D n D =?=?--，其中12 N n N = 开关管T 电压应力：1 21in T in o V N V V V N D =+ =- 二极管D 的电压应力：2 1o D o in V N V V V N D =+ = 此时，负载电流o I 等于二极管电流的平均值，即 min m 1 ()(1)2 o S S ax I I I D --=+- 由变压器工作原理 1min 2min 1max 2m P S P S ax N I N I N I N I ----== 可得 2max 11 12in P o P V N I I DT N D L -= +- 11m max 22112in S ax P o P V N N I I I DT N D N L --= =+- 临界模式 此时有min 0P I -=且min 0S I -=，则有下列式子成立：
正激式变压器开关电源工作原理 正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。 1-6-1．正激式变压器开关电源工作原理 所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。 图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-17中Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R 是负载电阻。 在图1-17中，需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。 我们从（1-76）和（1-77）两式可知，改变控制开关K的占空比D，只能改变输出电压（图1-16-b中正半周）的平均值Ua ，而输出电压的幅值Up不变。因此，正激式变压器开关电源用于稳压电源，只能采用电压平均值输出方式。 图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是电压平均值输出滤波电路。其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同，这里不再赘述。关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2．串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。 正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此，在图1-17中，为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3。 反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式变压器开关电源是十分必要的，一方面，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅，并把限幅能量返回给电源，对电源进行充
12.1 计算机开关电源基本结构及原理 一、计算机开关电源的基本结构 1．ATX电源与AT电源的区别 目前计算机开关电源有AT和ATX两种类型。ATX电源与AT电源的区别为：1）待机状态不同 ATX电源增加了辅助电源电路，只要220V市电输入，无论是否开机，始终输出一组+5V SB待机电压，供PC机主板电源监控单元、网络通信接口、系统时钟芯片等使用，为ATX电源启动作准备。 2）电源启动方式不同 AT电源采用交流电源开关直接控制电源的通断，ATX电源则采用点动式电源启闭按钮，实质是用PS-ON直流控制信号启动/关闭电源。具有键盘开/关机、定时开/关机、Modem唤醒远程开／关机、软件关机等控制功能。 3）输出电压不同 AT电源共有四路输出(±5V、±12V)，另向主板提供一个PG电源准备就绪的信号。ATX电源PW-0K信号与PG信号功能相同，还增加了+3.3V、+5 V SB供电输出和PS-ON电源启闭控制信号，其中+3.3V向CPU、PCI总线供电。 各档电压的输出电流值大约如下：
+5V +12V -5V -12V +3.3V +5V SB 21A 6A 0.3A 0.8A 14A 0.8A 4）主板综合供电插头接口不同 AT电源的6芯P8和P9电源插头，在ATX结构中被20芯双列直排插头所替代，具有可靠的防插反装置。对于Pentium 4机型的ATX电源，除大4芯(D 形)和小4芯电源接口插头外，还增加4芯12V CPU专用电源插头及6芯+3. 3V、+5V电源增强型插头。 2．计算机开关电源的基本结构 目前，计算机电源大多采用他激双管半桥定频调宽式开关电源。电源中还输出一个特殊的“POWER GOOD”信号。电源开启后PG信号为低电平，送给系统时钟电路，由该信号产生一个复位信号(RESET)用于系统复位。经100～5 00ms的延时后，PG信号由低电平变成高电平，系统复位结束，主机启动并开始正常运行。PG信号作用就是当电源输出的直流电压均稳定后，才使系统初始化复位，以保证计算机系统状态的稳定与可靠。由此可见，当电源正常时，PG 信号也正常，系统能够正常启动，否则系统无法进入启动状态。 他激式脉宽调制ATX开关电源电路主要由交流输入整流滤波电路、辅助电源电路、TL494脉宽调制电路、半桥式功率变换电路、PS-ON和PW-OK产生电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路等组成。他激式开关稳压电源原理结构框图如图12-1所示。 二、他激式开关电源的基本原理
反激式开关电源电路图讲解 一，先分类 开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下： 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求) 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上全桥 二，重点 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。 优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出. 缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图! 三，画框图 一般来说，总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分，如图1
图1，反激开关电源框图 四，原理图 图2是反激式开关电源的原理图，就是在图1框图的基础上，对各个部分进行详细的设计，当然，这些设计都是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。 图2 典型反激开关电源原理图
五，保险管 图3 保险管 先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。 作用：安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。 技术参数：额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。 分类：快断、慢断、常规 计算公式：其中：Po：输出功率 η效率：(设计的评估值) Vinmin ：最小的输入电压 2：为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 0.98： PF值 六，NTC和MOV NTC 热敏电阻的位置如图4。 图4 NTC热敏电阻 图4中的RT为NTC，电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。
ATX开关电源工作原理浅析 由于ATX开关电源品牌繁多，电路各有千秋，但基本原理还是一致的，大同小异。只要弄明白其中的一种，就可触类旁通，举一反三，使问题迎刃而解。ATX开关电源整机电路，由220V交流输入回路、整流滤波电路、PWM脉宽调制控制电路、推挽驱动电路、半桥开关变换电路、辅助开关电源、PS-ON和PW-OK产生电路、+3.3V电压稳压控制电路、多路直流输出电路和稳压保护电路组成。如图所示。一、220V 交流输入电路220V交流输入电路主要包括保护电路和抗干扰电路。保护电路由F1、NTCR1、Z1、Z2组成，主要起到过流、过压保护和限流作用；抗干扰电路由C1、C4、R1、扼流圈T1、差模扼流圈T5组成，主要对由电网进入的干扰信号和由开关电源返出的干扰信号进行抑制。共模高压瓷片滤波电容C2、C3通过中点接地，消除静电干扰。二、整流滤波电路整流滤波电路由整流二极管D21~D24、高压滤波电容C5、C6组成。220V交流电经整流滤波后，为辅助开关电源和半桥开关变换电路，提供波纹较小的300V左右的直流电压。R2、R3为均压电阻。T为PFC功率因数校正线圈，用于提高电能利用率。三、辅助开关电源辅助开关电源为变压器耦合、并联型开关电路。只要一上电，它就开始工作。分析如下：从整流滤波电路引来的300V左右直流电压，一
路经R55、R56至开关管Q12基极，另一路经T6开关变压器初级绕组加到Q12集电极，使Q12导通。开关管Q12导通后，其集电极电流在T6初级绕组上产生上正下负的感应电动势，正反馈绕组也相应产生上正下负的感应电动势。于是，T6反馈绕组的感应电动势通过反馈支路C3、R56加到Q12的基极，使其迅速饱和导通。在开关管Q12饱和导通期间，T6次级绕组所接的整流滤波电路因感应电动势反相而截止，电能以磁能的方式存储在绕组内。同时，T6正反馈绕组的感应电压，通过R56、Q12的be结对电容C31（图中错标为C3）充电。随着C3充电过程的不断进行，其两端电位差升高，流经Q12基极电流不断减小，使Q12退出饱和状态，其内阻不断加大，导致集电极电流进一步下降，从而使T6各绕组的感应电动势反相（上负下正），正反馈绕组负的脉冲电压与定时电容C31所充电压叠加，经R56加至Q12基极，使其迅速截止。同时，正反馈绕组通过D28给C19充电，C19负端得负电位，通过ZD2使Q12基极被箝位在比C19负电位高约9V的负电位上。C19充电结束后，又通过R57放电，把电能以热能的方式释放出去。在开关管Q12截止期间，C3的充电电压经T6反馈绕组、Q12的be结、R56形成放电回路，以便为下一个正反馈电压脉冲提供通道，保证开关管Q12能够再次进入饱和导通状态。随着C19放电电流的不断减小，Q12基极电位不断上升，当上升到Q12的be结
车载电源逆变器电路原理图 一市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标 输入电压：DC 10V～14.5V；输出电压：AC 200V～220V±10％；输出频率：50Hz±5％；输出功率：70W ～150W；转换效率：大于85％；逆 变工作频率：30kHz～50kHz。 二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理 目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W－150W，逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。 一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。 车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分，每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路，其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电，通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz－50kHz、220V左右的交流电；第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术，将30kHz～50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。 图1电路中，由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5－VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路，最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。 图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片，构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片，其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构，工作温度范围为0℃-70℃，极限工作电源电压为7V～40V，最高工作频率为300kHz。