ATX电源的工作原理与检修文档格式.docx
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包括整流和滤波两部分电路，将交流电源进行整流滤波，为开关推挽电路提供纹波较小的直流电压。
3、辅助电源：
辅助电源本身也是一个完整的开关电源。
只要ATX电源一上电，辅助电源便开始工作，输出的两路电压，一路为+5VSB电源，该输出连接到ATX主板的“电源监控部件”，作为它的工作电压，使操作系统可以直接对电源进行管理。
通过此功能，实现远程开机，完成电脑唤醒功能；
另一路输出电压为保护电路、控制电路等电路供电。
4、推挽开关电路：
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，这种工作方式称作它激工作方式。
５、PWM脉宽调制电路：
PWM（PulesWidthModulation）即脉宽调制电路，其功能是检测输出直流电压，与基准电压比较，进行放大，控制振荡器的脉冲宽度，从而控制推挽开关电路以保持输出电压的稳定，主要由ICTL494及周围元件组成。
６、PS-ON控制电路：
ATX电源最主要的特点就是，它不采用传统的市电开关来控制电源是否工作，而是采用“＋5VSB、PS－ON”的组合来实现电源的开启和关闭，只要控制“PS－ON”信号电平的变化，就能控制电源的开启和关闭。
电源中的S-ON控制电路接受PS－ON信号的控制，当“PS－ON”小于1V伏时开启电源，大于4.5伏时关闭电源。
主机箱面上的触发按钮开关（非锁定开关）控制主板的“电源监控部件”的输出状态，同时也可用程序来控制“电源监控件”的输出，如在WIN9X平台下，发出关机指令，使“PS－ON”变为＋5V，ATX电源就自动关闭。
７、保护电路:
为了保证安全工作，ATX电源中设置了各种各样的保护电路，当开关电源发生过电压、过电流故障时，保护电路启动，开关电源停止工作以保护负载和电源本身。
８、输出电路：
输入整流滤波电路将交流电源进行整流滤波，为主变换电路提供纹波较小的直流电压。
接插到主板上的排线包含了电源输出的各路电压及控制信号，ATX电源输出排线各脚定义见表1，各路输出的额定电流见表2。
表2ATX电源各路电压的额定输出电流：
（单位：
A）
电源各输出端
＋5V
＋12V
＋3.3V
－5V
－12V
＋5VSB
额定输出电流
21A
6A
14A
0.3A
0.8A
表1电源输出排线功能一览表
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
导线颜色
橘黄
黑色
红色
灰色
紫色
黄色
功能
3.3V提供+3.3V电源
3.3V提供+3.3V电源
地线
5V提供+5V电源
5V提供+5V电源
PowerOK电源正常工作
＋5VSB提供+5VStandby电源，供电源启动电路用
12V提供+12V电源
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
兰色
绿色
白色
-12V提供-12V电源
PS-ON电源启动信号，低电平-电源开启，高电平-电源关闭
-5V提供-5V电源
9、PW-OK信号的形成：
PW-OK信号（在AT电源中及部分电源板上称P.G信号）为微机开机自检启动信号，为了防止开机时各路输出电路时序不定，CPU或各部件未进入初始化状态造成工作错误及突然停电时，硬盘磁头来不及移至着陆区造成盘片划伤，微机电源中均设置了PW-OK信号。
10、＋3.3V电压二次稳压电路：
输出到主板上的＋3.3V电压一般为CPU等配件供电，因此，ATX电源在总体自动控制稳压的基础上，在T1的次级＋3.3V电压的输出负载网络增设了二次自动稳压控制电路，以使＋3.3V输出电压更精确稳定。
纵上所述，接通电源后，220V交流电压经整流滤波电路，输出＋300V直流高压。
此电压同时加到推挽开关电路和辅助电源上，因推挽开关电路的开关功率管没有激励脉冲而处于待机状态。
辅助电源一经得到工作电压便开始工作，送出脉宽调制电路、PS-ON控制电路、保护电路的工作电压以及主板的+5VSB待机电压，但因此时没有得到PS-ON主机的控制信号，PS-ON控制电路输出高电平锁住PWM脉宽调制电路使其不起振，此时电源处于待机状态。
按下面板的开机触发开关，PS-ON控制电路得到控制信号，解除对脉宽调制电路的锁定，PWM电路开始工作，输出受控的脉宽可变的交流脉冲推动推挽开关电路中的推挽功率管，并时刻根据输出电压的脉动来调整脉冲宽度，以保证输出电压的稳定。
推挽开关电路中，推挽功率管依次开关，产生的脉动交变电压被开关变压器感应到副级，经输出电路整流滤波，形成主机所需各路电压。
保护电路则监视各路输出电压，当发生过压、欠压故障时及时启动，使PWM电路停止工作，以保证电路及主机的安全。
精密电压基准ICTL431
精密电压基准ICTL431是T0—92封装如图1所示。
其性能是输出压连续可调达36V，工作电流范围宽达0．1。
100mA，动态电阻典型值为0．22欧,输出杂波低。
图2是TL431的典型应用，其中③、②脚两端输出电压V=2．5（R2十R3）V／R3。
如果改变R2的阻值大小，就可以改变输出基准电压大小。
2.综合供电接插件接口不同。
ATX电源采用了20脚长方型双排综合插件向主板供电。
3.输出电压不同。
ATX电源增加了3.3V+5V供电和一个PS-ON控制输入端口，其中3.3V电压主要为CPUPCI总线供电。
4.电源的启动方式不同，ATX电源一般不设市电开关，而采用TL494脉宽控制芯片和LM339比较放大器作为其控制的核心。
其特点是引用TL494第4脚的死区控制功能，当辅助电源工作时，一路输出+5V到主板，另一路输出+12V供给TL494电源，经过该芯片内部稳压电路，由14脚输出+5V，并和1315脚相接，再经分压电路到LM339电压比较器的反向端，其反向端电压约为4.5V.当PS-ON为+5V时，LM339输出为高电平5V,TL494的811脚无输出脉冲，主变换电路截止，电源处于休眠状态。
当PS-ON为0V时，输出为0V,TL494的811脚有输出脉冲，主变换电路开始工作。
因此，我们不仅可以手动按下主机上的触发按钮开关使PS-ON为低电平启动电源，还可以通过程序或键盘等其他方式使PS-ON为低电平启动电源，从而使ATX电源具有远程控制功能。
如图１是ATX电源的电路组成示意图。
ATX电源是一个电压变换和能量供给装置，能量是按电源输入→高压滤波电路→推挽电路→开关变压器→整流电路→输出电路的方向输出的，其中任何一部分电路的功率不达标，都会影响整个电路的输出功率。
对比名牌电源和普通兼容电源，我们发现，市场上销售的兼容电源在高压滤波电路、推挽电路、开关变压器、整流电路、输出电路等部分都和名牌电源有较大的差别，因而，二者的功率和质量存在较大的差距。
其实仅仅从电源的重量对比上就可以猜测出现在标称250W的电源中蕴藏着多少水分，因为重量的减轻意味着电源盒内部元件数量和质量上的偷工减料、散热片重量的减轻、开关变压器和功率开关管的功率下降，以及电源盒外壳铁皮厚度的锐减等。
下面跟我一步一步把兼容电源打摩成"
名牌"
电源。
电源输入电路的打摩
电源的输入电路主要包括保险丝、限流电路、抗干扰电路、过压保护电路，其具体的打摩方法，见＜电脑报＞第42期的相关文章。
高压整流滤波电路的打摩
整流滤波电路主要由全桥整流器、滤波电容、平衡电阻组成。
经抗干扰滤波器净化后无干扰的220V市电经过全波整流，高压滤波电容滤波后，在高压滤波电容上形成约300V（空载时）的直流电压，用来给电源开关功率管供电。
有的兼价电源中的全桥整流器元件只选用1N4007（1A／1000V），由于电源开机后要对大容量的高压滤波电容充电，1A的额定电流容量显然太小，导致的后果是这种电源常常在开机的瞬间将整流管击穿，选用1N5406（6A／1000V）代换比较可靠。
兼价电源中的高压滤波电容，容量一般为220μF/200V、工作温度为－15棧?
5℃，和品牌电源中的优质电容相比，有一定的差距。
在高压滤波电路中，一般来说，滤波电容的容量越大则滤波效果越好，选用适当容量的滤波电容，可使整流管的导通时间增长而令峰值电流减小，提高可靠性，防烧整流管，同时对电网的干扰也可以减小。
大容量的电容虽有较强大的储存能量能力，但其介质吸收、损耗、漏电量以及失真度会随容量加大而增加，容量过大，反而得不偿失，在品牌电源中，一般采用470μF。
高压滤波电容的耐压一般宜按实际工作电压的2倍选取。
交流电源在全波整流后，输出的直流电压为交流电压值的1.4倍，因此，220V的交流电压整流滤波后的直流电压为300V左右。
因为国内的电压夜间常达到240V以上，入迷的爱好者们也正在此时上网，此时的滤波电压将高达340V以上，此电压是由两个滤波电容串联分担的，因此，选用耐压250V的高压滤波电容串联工作才有保障。
同时为了保证良好的温度系数，选用的电容的工作温度范围要宽。
纵合以上几点，该电容应选市场上常见的470μF／250V，工作温度为－15棧?
5℃的高压滤波电容。
对电源中的高频成分干扰，靠电解电容是难以应付的，因此可以考虑在电解电容上并联一个小容量的高压薄膜电容，可以有效抑制频率高达几兆赫的高频信号。
薄膜电容的种类较多，以MKP（金属聚丙烯）、MKS（聚苯乙烯）性能最为优异，MKS的温度稳定性高，且电参数随频率变化极小，适用于开关电源电路，选用时耐压参数与滤波电容相同。
MKS的缺点是耐热性较差，焊接时要注意边散热边焊接，且每次焊接时间越短越好。
3、开关功率管的打摩
市售兼价的ATX电源中使用的功率管大多为TO－220封装的MJE13007。
该管额定功率70W，耐压400V，电流8A，由于功率和耐压余量小，在实际使用中，因此管损坏引发的故障较多。
实际上，这种功率管由于耐压较高，功率适中，一般用在电子日光灯的电路中。
被厂商"
移花接木"
地用在开关电源中，纯粹是属于"
小马拉大车"
。
在ATX电路的印刷电路板上一般都留有TO－220和TO－3两种封装管的位置，为了达到额定的功率，可以考虑用其它型号功率较大的功率管替换。
在TO－220封装管中，2SC3822（125W／500V／8A）的性能是较好的，单管功率可达到125W，但此管价格较高，且不易买到，不是首选代换元件。
市场上常见的TO－3形式的封装管中，BU508A（125W／700V／8A），比较容易买到，且价格不高，是比较理想的代换品，用该管代换后，双管推挽额定功率可达到250W，由于现在的PC机所需要的功率也就是100W左右，采用BU508A功率管后的电源具有较大的功率余量，可以较好地应付DIY电脑中添加的种种电脑配件。
图2为TO－3形式封装的BU508A和TO－220封装的MJE13007对比图，从图中可以看出二者的巨大差别。
功率管的额定功率是在一定的散热条件下达到的，因此，在功率管上都安装了大散热片，散热片的质量直接决定了功率管的散热效果。
好的电源使用的散热片应为铝制甚至为铜制，且体积较大，如果散热片的体积太小，晶体管的热量就不容易散发出去，由此导致晶体管不能发挥全额的功率，同时，热量的堆积会导致晶体管工作不稳定甚至烧毁。
为了增大散热片的有效散热面积，散热片都做成梳状，齿越深、分得越开、厚度越大，散热效果越好。
有的优质电源为了加强散热效果，采用了L形的散热片，同时，散热片表面为"
丰"
字形，且打孔，有效地增大了散热片的体积和面积。
劣质电源为了节省成本，使用的散热片小且薄，由于加工粗糙，梳状齿甚至没有冲开，部分电源甚至采用铁制的散热片（图3）。
电源中的功率管是和散热片固定在一起的，替换时，可象图３那样把二者一起焊下，拆下原功率管，再把新换的功率管在散热片上固定好，安装时必须注意功率管与散热片的良好接触，原散热片上的硅脂不要擦掉，如采用BU508A代换，要注意BU508A分全塑封和半塑封两种封装形式，采用后者时，要采取绝缘措施，否则安装后会通过散热片形成电气短路。
为了防止焊接时产生的应力把电路板损坏，要把二者一同安装到电路板上，先焊接固定好散热片，再焊接功率管。
4、开关整流对管的打摩
在ATX电源中，由于开关电源的工作频率相当高，因此，整流用的二极管必须用高速二极管，以提高工作效率，减少发热量，同时，由于输出的电压较低，为了减少电压损耗，应采用肖特基二极管。
在ATX电源中，＋5V、＋3.3V、＋12V的整流管采用的都是肖特基对管，但在兼价电源中，不管输出电流多大，一律采用了MUR1640（16A／40V）整流对管。
通过查看电源的标牌，我们得知，在250W的电源中，其各路输出电压的标称输出电流，＋5V为21A、＋3.3V为14A、＋12V为6A，再加上要考虑到功率要有一定的余额，＋5V和＋3.3V所用的整流管的电流参数远远不足。
为了保险起见，建议换用MUR3020（30A／20V），肖特基对管安装时也要注意散热问题，要点与开关功率管的散热一致。
图4为整流对管MUR3020和MUR1640的对比图。
5、开关变压器的打摩
ATX电源中，开关变压器负责高、低压能量的转换，其质量好坏和功率的大小，直接关系到电源的整体质量。
兼价电源中的变压器一般个头较小（磁芯小），所用的漆包线也较细，因而功率远远达不到要求。
改装变压器需要找到功率较大的磁芯，使用较粗的漆包线，绕线时也需要特别注意处理好高、低压线圈的绝缘，对工艺要求比较高，业余条件下难以做好，是打摩中的难点，因此有条件的朋友，可以从已损坏的名牌电源中拆下其原装变压器，既方便又具有质量保障。
6、输出滤波电容的打摩
为了滤除开关电源的高频干扰，在ATX电源的输出电路设置了多级LC滤波电路。
兼价电源中，输出滤波电路中的电解电容一般容量较小，可以考虑把电源输出端的所有用于滤波的电解电容，换成同体积的2200微法、耐压不低于25V的电容。
并在每个滤波电容上各并联一只0.1微法～0.22微法、耐压25V左右的薄膜电容，以滤除输出电压中的高频干扰，这对主机部件的超频起着关键性的作用。
7、辅助开关电源的打摩
在ATX电源中，辅助开关电源是一个独立的开关电源，只要ATX电源一上电，辅助电源便开始工作，输出的电压一路用来向电源板提供工作电压，另一路作为+5VSB电压向主机相关电路供电，以便在侍机状态机内主要设备停止工作的情况下维持部分设备工作，实现远程遥控和网络唤醒功能，因此，对辅助电源的质量要求更高。
+5VSB按标准规定输出为5V±
5%，ATX2.03标准从今后的实际应用情况考虑，推荐+5VSB的输出能力可以达到720mA，而Intel的Flex标准则要求输出电流最大可达1.5A或2A，以适应各种不同的需求。
兼价电源中，辅助电源采用的是单管自激振荡开关电路，为了节省成本，开关管一般也采用MJE13007。
由于很难有用户在电脑关机后拔下电源插头，因此只要插上电源插头，该管就一直处于高达300V的高压之下，一旦外界电压再有波动，便有击穿的危险。
建议换用BU508A功率管，可以很好地满足辅助电源大电流和抗高电压冲击的能力。
打摩结束的ATX电源必须在经过检验合格之后，才能上机使用。
由于电源是以＋5V输出电压作为基准电压的，在空载的情况下，各输出电压会大大超出其额定值，因此，必须要在＋5V端加接功率足够大的负载电阻才能通电，另外，由于ATX电源没有电源开关，通电后，要把电源输出的PS－ON脚（绿色线）和电源地（黑色线）用一个100电阻相联，电源才能正常启动（ATX电源插座管脚功能表见表1，插座管脚示意图见图5），此时，测各路输出电压符合标准，电源打摩才算成功。
ATX电源的输入电路主要由保险丝、交流抗干扰电路、限流电阻、过压保护电路等组成。
长城电源号称具备双重过压保护，其输入电路比较有特色，电路图见图3。
２２０Ｖ交流市电经过电源插座进入电源板上，先经延迟性保险丝（防止开机冲击电流烧坏保险丝）FD1，进入抗干扰滤波电路。
抗干扰滤波电路是由C01、C02和LF1及LF2、C03组成的两级共模滤波器，由于LF采用高导磁率（高μ值）磁芯和分段绕制，电感量较大、分布电容小。
同时两个绕组绕向一致，流过两个绕组中的电流方向（相位）始终相反，因此，对从市电进入的双线对称干扰形成的磁场方向相反而抵消。
而对于非对称性干扰信号来说，共模滤波器亦有很好的抑制作用。
因为对于非对称性干扰信号来说，每个共模滤波器是两个π形低通滤波器，它由线路滤波器LF1、LF2的两个绕组分别和C01、C02、C03组成，由于每个滤波器的电感量较大（0.8—1mH）、分布电容又很小，因此对很宽频率范围内的非对称性干扰有很好的滤波抑制作用。
另外，机内的高频干扰脉冲除了沿电源线向外传导辐射以外，还会通过机内各元件向空间辐射，电路中的ＣY3、ＣY4的等效电容和电源盒铁壳（机内地线）相连，这样就可有效地隔离从空间向外辐射的高次谐波，同样对外界的高频干扰也能有效隔离而不会使其进入机内。
电路中的CY是压敏电阻，作过压保护元件。
长城电源在电路中共设了两级过压保护电路，其作用是吸收从外界串入的高幅值的脉冲，当交流输入电压升高，超过了压敏电阻的额定电压值时，压敏电阻导通，产生的大幅值的电流将保险丝FD1烧毁，切断电源与外界交流电网的联系，以保证电源的安全。
判断ATX电源输入电路的好坏，最简单的方法是在断电的情况下，用万用表测试电源的输入端，正常情况下，由于整流滤波电路的影响，万用表呈现充电的状态，阻值由一个比较小的数值慢慢变化到接近∞。
注意有些电源的输入端之间接了一个100K的电阻，此时，测得的最大阻值为该电阻的阻值。
输入电路最主要的故障是由于通过的电流较大，而将相关的保护元件烧毁，此时，电源呈现断路状态，用万用表测电源输入端的阻值为零。
保险丝
保险丝是电子电路中最基本的保护元件，在ATX电源中，保险丝接在输入电路的前端（见图3中的FD1），一般安装在电路板上的插座内，以方便替换。
它的作用就是在输入电流出现异常，超过了保险丝的额定电流时，保险丝及时融断，切断电源与外界交流电源的联系，以防止故障范围进一步扩大，以至于影响到主机内配件的安全。
电路中出现过电流的原因不同，导致保险丝损坏的状况也不一样。
当保险丝出现玻壳爆裂、发黑、发亮等现象时，说明电源中有元件严重短路，产生的大电流导致保险丝在瞬间烧毁，由于在短时间内产生了大量的热，使保险丝在瞬间高温气化，气化的铅在玻壳上形成了一层发黑、发亮的镀层，严重时会使玻壳爆裂；
若保险丝只是在一端熔断，说明保险丝遭受了瞬间大电流脉冲冲击，电路中不一定有元件损坏，也可能是外界电压突然升高，导致输入电流增大所致；
若保险丝在中间部位出现断裂现象，说明电路中有过持续一个阶段的大电流，一般是电路中有元件损坏导致输入电流变大所致。
为了承受开机时较大的冲击电流，ATX电源中的保险丝的熔断电流多选在5~10A左右，而实际上，除了开机时冲击电流较大外，电源实际工作时的最大电流不超过2A。
因此最好采用延迟式保险丝，象用一般彩电上常用的2~3A延迟性保险丝代换，效果比采用的5Ａ左右的普通保险丝效果要得好，参考国外原装机电路，其采用的也是这种保险丝。
延迟性保险丝其玻管内的保险丝大多是螺旋形的，和普通保险丝不同。
限流电阻
在电源的输入电路中，整流电路后的高压滤波电容（图1中的C5、C6）的容量较大（330UF／200U，有的电源中采用470UF／250U），由于开机时要对滤波电容进行充电，会形成很大的冲击电流，常对保险丝和整流部件造成损坏，为避免这种故障的发生，在电源输入电路中一般接有限流电阻THR1。
THR1为负温度系数热敏电阻，在冷态时其阻值较大（6欧），限制开机接通电源瞬间产生的强大冲击电流，当开机大电流流过其上时，电阻变热，其阻值迅速减小，保证电源在正常工作时，消耗在其本身上的功率最小，从而降低了电源的损耗，提高了效率。
当限流电阻的引脚接触不良或因电流过大烧毁时，ATX电源将处于断路状态，通电后机器将没有任何反应，有人以为电源已烧毁，其实用万用表测试一下即知是THR1断路，更换THR1即可。
应注意的是，在许多ATX电源中，省略了该电阻，在电路板上设计有此元件的位置，但被用短路线短路掉了。
有条件的话，应加上这个电阻，以保证电源的安全。
当该热敏电阻损坏时，要选用冷态电阻为6Ω／3Ｗ左右的负温度系数的热敏电阻，若实在找不到，可用6Ω／3Ｗ的普通水泥电阻代用，只是功耗大了些，但千万不可直接将其短路，以免开机时对相关元件造成大电流冲击；
过压保护电路
ATX电源同普通的AT电源不同，AT电源有电源开关，当断开电源开关后，也同时断开了主机同外界电网的联系。
而ATX电源因为具有远程控制、网络唤醒功能，没有单纯的电源开关，只有主机面板上的电源触发开关，关机后，只是电源的推挽开关电路停止工作，电源的整流滤波电路、辅助开关电源、PS-ON控制电路等仍处于工作状态。
作为家用电脑来说，目前很少有家庭使用网络唤醒功能，由于使用上的习惯，电脑爱好者们在关机后也很少有人想到要拨下电源插头，造成的后果是ATX电源
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