ATX电源维修技术
功率振荡部分主要由PWM控制和功率变换两部分构成,下面先介绍KA7500B脉宽控制原理。KA7500B是Fairchild Semiconductor International公司的产品,它由5V基准电压输出电路,两个误差放大电路,双稳态多谐振荡器,一个输出控制端口,一个PWM比较器,以及一个空载时间比较器和一个振荡电路几个部分组成。
KA7500B的12脚外接由T1提供的20V左右的电压。KA7500B电源电压可为16~24V。14脚输出的是由KA7500B内部所产生的基准电压。5脚和6脚分别接振荡电容和振荡电阻。振荡电路产生30K到50KHz左右的为锯齿波。该锯齿波与4脚输入的电压及比较放大器的输出相比较,得到PWM电压由8脚和11脚输出到Q5,Q6控制功率转换开关管Q31、Q32轮流导通。
有6个端子与PWM输出直接相关,即1、2、15、1*、13。V1大于V2、V16大于V15时,电路停止输出脉冲。13脚电压为0时,无脉冲输出,此处13脚直接与基准电压相连。
4脚为KA7500B的一个重要的控制端。4脚电压为4.5V时,输出的脉冲宽度为0,当4脚电压为0V时,输出脉冲宽度为最大。
除脉冲宽度控制电路外,低压产生电路的原理比较容易理解,在此不作详细的论述。
需要补充的是,由于通过Q11,Q31,Q31,D38,D39,D40的功率比较大,所以这些元件加了散热板。应注意元件与散热板之间都用石英片绝缘,在拆装时应注意不可去掉石英片。如果有电子爱好者需要打摩电源、增大电源功率时,可在充分散热的前提下将开关管E13007改为BU508A。
2.3.4 POWER GOOD 信号的产生
P.G.是提供给主机板的开机复位信号。如果各路直流输出电压已达到它们的最低检测电平(+5V输出在4.75V以上),则电源在开机后大约延时100到500毫秒后产生,产生延时的关键元件是C24。
图3是LM339比较器内部结构图。LM339上半部分用来产生P.G.信号。电源开始工作后,14脚输出高电平,向C24充电,经一定的充电时间后,11脚才建立起了高电平。当11脚电压高于10脚时,13脚输出高电平,这就是P.G.信号。这一高电平能被保持。
图3 LM339内部结构图
P.G.信号非常重要,即使电源的各路直流输出都正常,如果没有P.G.信号,主板还是没法,如果没有P.G.信号,主板还是没法工作。如果P.G.信号时序不对,可能会造成开不了机的情况。关机时,P.G.信号比ATX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,磁盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。
2.4 低压稳压,保护电路
图4 ATX电源电路图
2.4.1 +5,+12稳压电路
+5V、+12V的微小变化,经R68,R69、R610输入到KA7500B的1脚。由KA7500B内部误差放大器放大,比较后可调整驱动脉冲的宽度,可精确校正+5V、+12V电压的变化。
2.4.2 +3.3V稳压保护
+3.3V稳压保护电路由图5中5编号开头的元件组成。LM431是精密放大器,L51、L52是两个磁饱和变压器,当3.3V电压有微小变化时,经R58,R57反馈至LM431,LM431导通电流的大小影响Q52的基极电流的大小,使Q51趋于饱和或截止,改变了L51、L52初级线圈n1电流的大小,次级L51n2、L52n2的感抗发生变化,D39左边的电压变化,从而校正了3.3V电压的变化。
2.4.3 低压过电压保护电路
R27、ZD4、D29、R86、D26、R87、R84、R85及C22、D25等组成过电压保护电路。当+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V中有一路电压过高时,LM339的5脚电压升高,2脚输出高电平到KA7500B4脚使8、11输出脉冲宽度为0,使电路停止工作。D21、D23与5脚相连,可使2脚输出的高电平锁定,使过电压保护稳定。
3 ATX电源检修
为防止损坏主机板或其它部件,ATX电源出现故障后必须拆机检修。一般开关电源不能工作在空载状态下,ATX电源由于各电压输出端都并联了负载电阻,拆机后不会由于空载而扩大故障。
通电后,即使功率转换部分没有工作,辅助电源也应该有+5V电压输出。即测量接口19脚对地有+5V电压。无SB电压输出或电压不稳时要检查交直流变换和辅助电源电路。
交直流变换部分。测量D3负端电压是否为300V左右。保险丝烧毁后必须更换同型号的延时保险,不能随意用其它导线或保险代换,烧保险一般表明存在较严重的故障,此时应慎重对待。常见的原因有整流二极管损坏、滤波电容击穿或漏电、开关管Q11损坏,或者还有其它部分对地严重短路。
辅助电源部分检查的中心是Q11,正常情况下辅助电源工作在振荡状态下,用万用表测Q11基极为一负压。常见的现象是启动电阻R11、R12开路引起电路未起振,除此之外逐步检查Q12、ZD1、ZD2、Q21、LM431、IC11等。这些元件较之电阻更容易损坏,最后才检查电阻是否存在故障。SB电压不稳或偏离正常值主要是由于R24、R25阻值变化引起,这是两个精密电阻。
在正常情况下,PS/ON脚与地相连后,功率振荡电路即可启动。如果各电压输出正常,则一般说明电源工作良好,但要注意P.G.信号是否正常。 P.G.信号是电源输出到主机板的信号,表明电源工作良好,如果P.G.不正常也会引起主机板输出高电平到PS/ON,功率振荡部分不工作。
用示波器检查KA7500B的5、 8、11脚有没有振荡脉冲输出。检查的另一个关键点是KA7500B的控制脚4脚,当它为高电平时,电路没有脉冲输出。ATX电源的各保护电路非常严密,任何一路故障都会引起4脚电压异常。检修时注意分析引起4脚高电平的各种原因,同时分析LM339各个引脚电压,在可靠分析的基础上做出正确的判断。
4 结束语
本文分析了ATX电源的工作原理及常用的检修方法和步骤。电子工程师在设计电源时充分考虑到了电源的保护问题,使整个供电系统形成了一个完整的网络。达到了向主机提供安全、可靠、稳定的电源的目的。随着科技的进步和对使用经验的总结,采用新技术的更好的电源将不断地涌现。
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