ATX 微机开关电源维修教程2

ATX 微机开关电源维修教程2

 

电源输入端 电压取样反相输入 端 电压取样同相输入 端 电子开关启动端 电压取样同相输入 端 电压取样反相输入 端 PG 信号同相控制端 电压取样反相输入 端 电压取样同相输入 端 地 PG 信号输出端 电压取样输出端 在路电阻值(K ) 工作电压 (V) 正 向 反 向 4 8.5 1 0 8.5 2 5 4 3 4 1.2 11 0.8 1 1.2 1.2 1.2 1.4 1.6 0 4 1.8 10.5 10.5 11 9.5 11 10 11.5 0 3.6 9.5 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 说明: 说明:当用表笔测量 LM339N 的第 11 脚电压时,将引起电脑重新启动,属于正常现象. 表 2:脉宽调制集成电路 KA7500B 各引脚功能及实测数据 : 在路电阻值 (K ) 工作电压 (V) 正 向 反 向 1 2 3 电压取样比较器同相输入 端 电压取样比较器反相输入 端 反馈控制端 4.8 4.6 2.2 4.5 8 9.2 7 8.8 ∞ 引脚号 引脚功能 脉宽调制输出控制端 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14 15 16 (死区控制端) 振荡 1 振荡 2 地 脉宽调制输出 1 地 地 脉宽调制输出 2 电源输入端 输出方式控制端 电压取样比较器负端 电流取样比较器反相输入 端 电流取样比较器同相输入 端 0 0.6 0 0 2 0 0 2 19 5 5 5 2 9.5 9 9 0 7.5 0 0 7.5 6.2 4 4 4 7.5 19 12.6 21 0 21 0 0 21 17 4 4 4 8 表 3:开关电源电路主要三极管实测电压值(单位:V) :开关电源电路主要三极管实测电压值(单位: ) 电路符号 元器件型号 Q2 Q3 Q4 Q01 Q02 Q03 A1015 C1815 C1815 C4106 C4106 BUT11A 电压值(V) BCE 2.6 —2.5 1.8 4.4 1.84.4 —1.5 280 0 140 —2.2 280 3.3 1.4 1.4 140 0 0 电路符号 元器件型号 D21 D22 D23 S30SC4M BYQ28E B2060 电压值(V) GSD 0 0 5 5 0 0 5 12 3.3 电路符号 元器件型号 IC4 TL431 电压值(V) KAG 3.8 0 2.4 IC5 TL431 2.6 0 2.4 如何得知我们买到的电源是多大功率呢?DIYer 们常用两种方法:一种方法是看电源上的型号,一般来说,电源 的型号和它本身的功率有着密切的联系.例如我们买到一台银河 YH-2503C 电源,有的人就说该电源是 250W 的; 另一种方法是把标称的各路输出电压乘以对应的输出电流后相加得出该电源的功率.许多刊物上是这样介绍的, 买电源时,商家是这么给我们介绍的,大部分爱好者们也是这样计算的.其实,上面两种计算方法都是片面和一 厢情愿的.从银河网站上找到的银河电源的型号及相应的参数见表 4,从表中可以看出,型号为 YH-2503C 的电 源,其实际功率只有 200W,我们不明白型号后面的数字具体表示什么含义,但表中数据却说明了型号后面的数 字和功率并不等同,所以买电源时,不要为型号后面的数字所迷惑.而如果按上面第二种计算方法,很多电源都 是 250W 的,甚至功率还要高.表 5 中为市售 LS-280A ATX 电源标签上的输出参数值,根据表中的数据按上述方 法计算,得出的输出功率高达 262.3W.那么这台电源的实际功率到底是多大? 表 4 YH 系列 ATX 智能化绿色开关电源参数 产品型号 交流电压输入 范围 输入频率范围 输出功率 各路输出电流 YH-2503C AC 180-264V YH2508C YH150SFX 47HZ-63HZ 200W 200W 150W +5V:21A,+12:6A,-12V: +5V:21A,+12:6A,-12V: 0.8A, -5V: 0.3A, +3.3V: 14A, 0.8A,-5V:0.3A,+3.3V: +5VSB:1.5A 14A,+5VSB:1.5A +5V:5%,+12:5%,-12V:10%,-5V:10%,+3.3V:5%, +5VSB:5% 满载时>70% 5.6V-7.0V 输出电压变化 范围 效率 +5V 电压保护 范围表 5 LS- 280A 电源各路 输出电流值 输出电压 负载电流 +5V 21A -5V 0.3A +12V 8A -12V 0.8A +3.3V 14A +5VSB 0.8A 有一个很重要的问题,各路直流输出的最大电流是不可能同时得到的,所以标出的功率也是无法达到的. 解剖一下 ATX 电源的电路,我们会发现,ATX 电源的主电路是在 AT 电源的主电路的基础上发展而来的,部分电 路见图 4,从图中可以发现,+3.3V 电压是将+5V 绕组的交流电压经 L 降压后整流滤波输出的,也就是说,+ 3.3V 和+5V 电压共用一个绕组.在标准的 AT 电源中,+5V 电压输出的最大工作电流为 23A,比较一下二者的开 关变压器的磁芯截面积和线圈的线径, 二者并无什么不同,从而证明了+5V 和+3.3V 电压的工作电流不可能同时 达到最大.所以,上面的标称的功率是无法达到的.很明显,能同时输出的实际最大功率才是有意义的.简单地 独立地将各路输出相乘再相加是不科学的. 要检测电源各路输出的最大电流,比较麻烦,但我们可以简单地做一个实验.衡量一台电源合格与否的一个重要 参数是各路输出电压的误差范围,从 ATX 网站上我们得知,对+5V,+3.3V 和+12V 电压的误差率为 5%,对- 5V 和-12V 电压的误差率为 10%,这是一个至关重要的指标,电压太低计算机无法工作,电压太高会烧了你的 宝贝.其电压范围应该如表 6 所示. 表 6 输出电压的稳定性 输出电 压 +5V +12V -12V -5V +5VSB +3.3V 最小 标准 最大 单位 +4.75 +11.20 -11.00 -4.75 +4.75 +3.15 +5.00 +12.00 -12.00 -5.00 +5.00 +3.30 +5.25 +12.80 -13.00 -5.25 +5.25 +3.45 V V V V V V 另外,我们对输出电压的纹波还有较高的要求,电源输出的各路直流电压,其交流成分越小越好,纹波太大会 对各种芯片有不良影响.比较合适的纹波大小如表 7 所示. 表 7 输出电压的纹波电压的标准 输出电 压 纹波 (mv) +5V +12V -5V -12V +5VSB +3.3V 100 150 100 150 100 80 实验是通过检测电源的各路主电压的负载压降和纹波系数来得出各路输出电压的最大电流. 1,测各路输出电压的最大输出电流:要注意的是,由于电路中都是以+5V 电压为基准来调整各路电压的,如果 +5V 电压空载,其它各路电压的输出会大幅降低,因此测其它各路电压的最大电流时,+5V 电压输出端的负载 电阻不能去掉.测量的方法是在各路电压输出端接上不同阻值的电阻,然后将该负载电阻值逐渐减少,当所测的 输出电压值低于该路电压的稳定范围时,记录下此时的电流值作为最大电流.测量的数据见表 8. 表 8 电源各路输出的最大电流 电压输出端 +3.3V +5V 0.8 6.3 +4.5 +12V 5 2.4 +11 负载电阻 (Ω) 0.5 负载电流(A) 6.6 电压值(V) +3.1 很抱歉,从表中的数据可以看出,电源能工作的最大电流和电源盒上的标称值是有很大的差距的.如果按电压乘 电流的方法计算功率的话,以上三路输出的功率只有 3.3*6.6+5*6.3+12*2.4 近似等于 80W,再加上其它各路输 出,该电源的实际输出功率也就 100W 左右.另外,由于各路输出最大电流不可能同时达到,因此,测得能同时 达到的最大输出电流才有意义. 2,测量电源各路电压同时输出时各自的最大电流值: 在各路电压输出端同时接上最小负载,此时电源以满负荷运行,因此测量的速度要快.接通电源开关,此时电源 内发出过载的"吱吱"声,让人胆颤心惊,怕继续操作下去把电源烧毁,该实验没有继续做下去,但说明了电源 的各路输出同时能达到的最大输出电流比表 8 中的值还要小得多.最终的输出功率还不到 100W! 实验的结果实在让人很沮丧,为什么会出现这样的结果呢?实际解剖一下买来的 ATX 电源,你就会发现:厂家为 节省成本,在元件选择上偷工减料,偷工减料是市售 ATX 电源功率不足的罪魁祸首. 首先看一下电源中采用的功率开关管,市售电源中,大部分兼容电源中采用的功率开关管型号都为 MJE13007(有 的只采用 MJE13005),见图 5 中的晶体管.查一下晶体管手册,得知该管的参数为 75W/400V/8A,双管功率只 有 150W,再算上开关电源最大约 70%的转换效率,能输出的功率只有 100W 左右,这和上面实验得出的数值是相 符的,从而证实我们买到的电源,标称 230W 也好,200W 也好,功率只有这么 150W.顺便说一句,这种型号的晶 体管更多地被用于电子日光灯中,因其耐压较高,被厂家移花接木于开关电源中. 其次看一下整流输出电路中采用的快速整流对管,市售廉价电源中,不论是+3.3V 还是+5V 或+12V,其整流对 管一律采用 MUR1640 (16A/40V) 要知道厂家标称的+5V 电压的输出电流可是 21A 啊?可能是厂家有自知之明, , 反正电源能输出的最大电流也不会超过此值(开关功率管根本就提供不了),整流管的额定电流取得再大也没有 用处,省得再增加成本了. 最后看一下电源开关电路中采用的开关变压器,如今的变压器的大小比起 286 时的可要小得多了,那时的电源的 标称一般比较实在,是多少瓦就标多少瓦,对比现在的电源,变压器磁芯截面积小了,所用的漆包线的线径细了, 变压器的功率又怎能上得去呢? 很明显,现在市场上销售的电源质量,元件用料,产品的合格程度已和以前有了较大的不同,不看别的,只从电 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. 由此,我们从市场上购买的电源会出现功率不足的现象就很正常了,那是一些小厂为了迎合用户口味,把电源的 功率使劲地往大里标,其实际功率又实在有限,再加上销售上的误导,形成了购买电源要功率越大越好的误区. 目前市场上,部分比较负责任的品牌的电源除了标出各路电压,电流的输出值外,还专门指出电源总功率不超过 145W,或总电流不超过 35A,只有这样能保证同时输出的实际最大功率才有意义.所以说不能盲目地追求功率, 关键在于电源的性能和质量. 计算电源的功率时,如果电源限定了某几路输出的最大功率,就按功率的限定值计算,如果限定了某几路输出的 最大电流,就按其中的最大电压输出乘以最大的电流计算,简单地独立地将各路输出相乘再相加是不科学的.由 于计算方法不同,各厂商的电源功率就不完全可比,虽然多数厂商没有提供合理的计算数据,但大都会提供电压 和电流的独立参数,根据这些虽然不能准确地计算出电源的功率,但同类参数之间还是有可比性的. 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. 一,+5VSB,PS-ON,PW-OK 控制信号 +5VSB,PS-ON,PWATX 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,PW-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. 二, 控制电路的工作原理 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 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 R72,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, Q15 导通. 反馈绕组的感应电势(上正下负)通过正反馈支路 C44, 使 T3 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 充电,随着 C44 充电电压增加,流经 Q15 基极电流逐渐减小,T3 反馈绕组感应电势反相(上负下正),与 C44 电压叠加至 Q15 基极,Q15 基极电位变负,开关管迅速截止. Q15 截止时,ZD6,D30,C41,R70 组成 Q15 基极负偏压截止电路. 反馈绕组感应电势的正端经 C41,R70,D41 至感应电势负端形成充电回路,C41 负极负电压,Q15 基极电位由于 D30,ZD6 的导通,被箝位在比 C41 负电压高约 6.8V(二极管压降和稳压值)的负电位上.同时正反馈支路 C44 的 充电电压经 T3 反馈绕组,R78,Q15 的 b,e 极等效电阻,R74 形成放电回路.随着 C41 充电电流逐渐减小,Ub 电位上升,当 Ub 电位增加到 Q15 的 b,e 极的开启电压时,Q15 再次导通,又进入下一个周期的振荡. Q15 饱和 期间,T3 二次绕组输出端的感应电势为负,整流管截止,流经一次绕组的导通电流以磁能的形式储存在 T3 辅助 电源变压器中.当 Q15 由饱和转向截止时,二次绕组两个输出端的感应电势为正,T3 储存的磁能转化为电能经 BD5,BD6 整流输出.其中 BD5 整流输出电压供 Q16 三端稳压器 7805 工作,Q16 输出+5VSB,若该电压丢失,主板 就不会自动唤醒 ATX 电源启动.BD6 整流输出电压供给 IC1 脉宽调制 TL494 的 12 脚电源输入端,该芯片 14 脚输 出稳压 5V,提供 ATX 开关电源控制电路所有元件的工作电压. 2.PSPW-OK, 2.PS-ON 和 PW-OK,脉宽调制电路 PS-ON 信号控制 IC1 的 4 脚死区电压, 待机时, 主板启闭控制电路的电子开关断开, PS-ON 信号高电平 3.6V, IC10 精密稳压电路 WL431 的 Ur 电位上升,Uk 电位下降,Q7 导通,稳压 5V 通过 Q7 的 e,c 极,R80,D25 和 D40 送入 IC1 的 4 脚,当 4 脚电压超过 3V 时,封锁 8,11 脚的调制脉宽输出,使 T2 推动变压器,T1 主电源开关变压器停 振,停止提供+3.3V,±5V,±12V 的输出电压. 受控启动后,PS-ON 信号由主板启闭控制电路的电子开关接地, IC10 的 Ur 为零电位,Uk 电位升至+5V,Q7 截止,c 极为零电位,IC1 的 4 脚低电平,允许 8,11 脚输出脉宽调 制信号.IC1 的输出方式控制端 13 脚接稳压 5V,脉宽调制器为并联推挽式输出,8,11 脚输出相位差 180 度的 脉宽调制控制信号,输出频率为 IC1 的 5,6 脚外接定时阻容元件的振荡频率的一半,控制 Q3,Q4 的 c 极所接 T2 推动变压器初级绕组的激励振荡,T2 次级它激振荡产生的感应电势作用于 T1 主电源开关变压器的一次绕组, 二次绕组的感应电势经整流形成+3.3V,±5V,±12V 的输出电压. 推动管 Q3,Q4 发射极所接的 D17,D18 以及 C17 用于抬高 Q3,Q4 发射极电平,使 Q3,Q4 基极有低电平脉冲时能可靠截止.C31 用于通电瞬间封锁 IC1 的 8, 11 脚输出脉冲,ATX 电源带电瞬间,由于 C31 两端电压不能突变,IC1 的 4 脚出现高电平,8,11 脚无驱动脉冲 输出.随着 C31 的充电,IC1 的启动由 PS-ON 信号控制. PW-OK 产生电路由 IC5 电压比较器 LM393,Q21,C60 及 其周边元件构成. 待机时 IC1 的反馈控制端 3 脚为低电平,Q21 饱和导通,IC5 的 3 脚正端输入低电位,小于 2 脚负端输入的固定分压比,1 脚低电位,PW-OK 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休闲 状态.受控启动后 IC1 的 3 脚电位上升,Q21 由饱和导通进入放大状态,e 极电位由稳压 5V 经 R104 对 C60 充电 来建立,随着 C60 充电的逐渐进行,IC5 的 3 脚控制电平逐渐上升,一旦 IC5 的 3 脚电位大于 2 脚的固定分压比, 经正反馈的迟滞比较器,1 脚输出高电平的 PW-OK 信号.该信号相当于 AT 电源的 PG 信号,在开关电源输出电压 稳定后再延迟几百毫秒由零电平起跳到+5V,主机检测到 PW-OK 电源完好的信号后启动系统.在主机运行过程中 若遇市电掉电或用户关机时,ATX 开关电源+5V 输出端电压必下跌,这种幅值变小的反馈信号被送到 IC1 组件的 电压取样放大器同相端 1 脚后,将引起如下的连锁反应:使 IC1 的反馈控制端 3 脚电位下降,经 R63 耦合到 Q21 的基极,随着 Q21 基极电位下降,一旦 Q21 的 e,b 极电位达到 0.7V,Q21 饱和导通,IC5 的 3 脚电位迅速下降, 当 3 脚电位小于 2 脚的固定分压电平时,IC5 的输出端 1 脚将立即从 5V 下跳到零电平,关机时 PW-OK 输出信号 比 ATX 开关电源+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,防止突然掉电时硬 盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘. 3.自动稳压控制电路 3.自动稳压控制电路 IC1 的 1,2 脚电压取样放大器正,负输入端,取样电阻 R31,R32,R33 构成+5V,+12V 自动稳压电路.当输出电 压升高时(+5V 或+12V),由 R31 取得采样电压送到 IC1 的 1 脚和 2 脚基准电压相比较,输出误差电压与芯片内锯 齿波产生电路的振荡脉冲在 PWM 比较器进行比较放大,使 8,11 脚输出脉冲宽度降低,输出电压回落至标准值的 范围内,反之稳压控制过程相反,从而使开关电源输出电压稳定.IC1 的电流取样放大器负端输入 15 脚接稳压 5V,正端输入 16 脚接地,电流取样放大器在脉宽调制控制电路中没有使用. 1.ATX 电源的工作原理方框图 ATX 电源方框图如图所示.从图可以看出,ATX 电源的主变换电 路和 AT 电源相似,采用双管半桥它激式电路.整个电路的核心是脉宽调制(PWM)控制芯片, 多数 ATX 电源都采用 TL494(或其替代芯片),利用 TL494 的④脚"死区控制"功能来实现主 变换电路的开启和关闭. 2.如何 判定故障范围由于微机电源都设置了过压,过流保护电路,电源发生故障时,大多表现为主机 加电无任何指示,主机不启动,显示器无任何显示,电源风扇不转.由于 ATX 主板上有一部分 电路称为"电源检测模块",它可以控制电源的开启和关闭,这部分电路出现了故障,也表现 为上述故障现象.那么,怎样判定是 ATX 电源故障还是主板故障呢?ATX 电源和主板之间是通 过一个 20 脚长方形双排综合插件连接的,其中 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,处于待机状态.当计算机通电 后无法开启时,可将所有供电插头拔下,将 14 脚和地线(黑色线)用导线短接,若电源风扇 转动,各路输出正确,即可判定电源是正常的,否则是电源故障. 3.ATX 电源常见故障维修 (l)无 300V 直流电压. 这种故障,首先从交流输入插座查起,保险管,整流二极管(桥),滤波电容是常坏的元件. 找到损坏元件后,还要检查主变换电路大功率开关管及其附属电路,在保证其正常时,才可以 加电,因为这种故障通常是大功率元件损坏后引起的.大功率管多采用 MJE13007(400V/8A /75W),是故障率最高的元件,更换时要选用性能参数等于或高于原参数的管子,要注意两 个管子的参数应一致. (2)通电后辅助电源正常,启动电源各路主电压无输出. 这种故障有两种可能,一是主变换电路有故障,二是控制部分损坏.首先静态检查半桥功率管 及其附属电路和驱动电路,若无故障,检查 TL494④脚在 PS-ON 信号为低电平时是否变为低电 平, 若无变化, PS-ON 处理电路故障, 是 有变化, 再检查 8 , 脚有无脉冲输出, 11 若无则 TL494 损坏. (3)有 300v 直流电压,辅助电源不工作. 这是最常见的故障.表现为+300V 正常,无+5VSB 电压,Tl494 的 12 脚无电压,可以判定辅助 电源有故障,辅助电源常见电路简图如图三.这是典型的单管自激式开关电源电路,变压器 T3 次级有两路输出,一路经整流滤波再由 7805 稳压,输出 5VSB 电压;另一路整流滤波后, 直接加在 TL494 的 12 脚, 作为 TL494 的工作电源, 由于 TL494 的可工作电压范围较宽(7～40V) , 这一路没有稳压措施.TL494 的 14 脚输出基准+5V(VREF),提供给保护电路,P.G 产生电路 和 PS-ON 处理电路,作为这些电路的工作电压.由于电路简单,没有完善的稳压调控及保护电 路,使辅助电源电路成为 ATX 电源中故障率较高的部分,常损坏的元件是功率管和功率电阻 (4.7Ω),特别是功率管的启动电阻(300kΩ).另外,辅助电源出现故障,输出电过高时, 也可能造成其供电的电路无件损坏,如 TL494 等这是出 ATX 电源的特点决定的.当计算机软关 闭后,市电并没有断掉,辅助电源一直在工作,特别在夜间,市电有可能很高,并且辅助电源 也较为简易, 所以极易损坏辅助电源电路. 一般在没有特殊情况时, 软关机后若较长时间不用, 应切断市电. (4)各路电压正常,无 P.G 信号. 在电源加电后,辅助电源首先建立 VREF(LM393 的电源也为 VREF),TL494 的③脚提供较 低电压, 三极管 A733 导通, LM393 的①脚输出低电平. ATX 电源开启主变换电路工作, 当 TL494 的③脚维持较高电平,使二极管 A733 处于截止状态,VREF 通过电容(4.7uF)充电,延迟一 段时间后, 输出+5V 的 P.G 信号, 主机开始工作. 当电源输出电压降低时, 检测电路送到TL494 的检测电压也随之降低,如果电压降低超过额定范围,TL494 的③脚电平将降为低电平,三极 管 A733 导通,使 l.M393 的①脚输出低电平,主机停止工作.出现上述故障,一般是 LM393 集成电路坏,P.G 信号恒为低电平,也有可能是三极管 A733 短路,将 P.G 信号钳位在低电平. 这部分电路由于工作电压较低,阻容元件很少发生故障.将损坏的元件更交换后,即可排除该 故障. 长城 ATX-300P4 电源图纸 ATX 电源维修技巧 故障现象,无输出 测量发现插头 9 脚无+5VSB 电压,因此可以判断辅电源没有工作.测量 IC3 L7805 三端稳压输入端和输出端均无电压,但有时输入端有 20V 电压,输出端有 5V 电压,此 时短接 13,14 脚电压输出正常,但把短接线断开再次接通时电压又无输出.测量辅电源集电 极电压,从万用表的指示中发现已起振,因此怀疑故障出在变压器的二次绕组端.更换电容 C04,断开 L7805 的输入端,二次绕组仍无电压,再次按照电源未起振的故障来从初次绕组端 查找故障,后发现,当用万用表测量开关管的集电极时,电压有时能恢复正常,因此增强了按 未起振来查找故障的信心.测量发现 R02 电阻已变为无穷大,此电阻的作用是将市电整流滤波 后的电压引入开关管的基极,正是开产电源起振的前提条件,用一 390K 的电阻更换 R02,故 障排除. 集成电路应用电路识图方法在无线电设备中,集成电路的应用愈来愈广泛,对集成 电路应用电路的识图是电路分析中的一个重点,也是难点之一. 1.集成电路应用电路图功能 集成电路应用电路图具有下列一些功能: ①它表达了集成电路 各引脚外电路结构,元器件参数等,从而表示了某一集成电路的完整工作情况. ②有些集成 电路应用电路中,画出了集成电路的内电路方框图,这时对分析集成电路应用电路是相当方便 的,但这种表示方式不多. ③集成电路应用电路有典型应用电路和实用电路两种,前者在集 成电路手册中可以查到,后者出现在实用电路中,这两种应用电路相差不大,根据这一特点, 在没有实际应用电路图时可以用典型应用电路图作参考,这一方法修理中常常采用. ④一般 情况集成电路应用电路表达了一个完整的单元电路,或一个电路系统,但有些情况下一个完整 的电路系统要用到两个或更多的集成电路. 2.集成电路应用电路特点 集成电路应用电路图具有下列一些特点: ①大部分应用电路不画 出内电路方框图,这对识图不利,尤其对初学者进行电路工作分析时更为不利. ②对初学者 而言,分析集成电路的应用电路比分析分立元器件的电路更为困难,这是对集成电路内部电路 不了解的原缘,实际上识图也好,修理也好,集成电路比分立元器件电路更为方便. ③对集 成电路应用电路而言,大致了解集成电路内部电路和详细了解各引脚作用的情况下,识图是比 较方便的.这是因为同类型集成电路具有规律性,在掌握了它们的共性后,可以方便地分析许 多同功能不同型号的集成电路应用电路. 3. 集成电路应用电路识图方法和注意事项 分析集成电路的方法和注意事项主要有下列几点: (1)了解各引脚的作用是识图的关键 了解各引脚的作用可以查阅有关集成电路应用手册.知 道了各引脚作用之后,分析各引脚外电路工作原理和元器件作用就方便了.例如:知道①脚是 输入引脚, 那么与①脚所串联的电容是输入端耦合电路, 与①脚相连的电路是输入电路. (2) 了解集成电路各引脚作用的三种方法 了解集成电路各引脚作用有三种方法:一是查阅有关资 料;二是根据集成电路的内电路方框图分析;三是根据集成电路的应用电路中各引脚外电路特 征进行分析.对第三种方法要求有比较好的电路分析基础. (3)电路分析步骤 集成电路应 用电路分析步骤如下: ①直流电路分析.这一步主要是进行电源和接地引脚外电路的分析. 注意:电源引脚有多个时要分清这几个电源之间的关系,例如是否是前级,后级电路的电源引 脚,或是左,右声道的电源引脚;对多个接地引脚也要这样分清.分清多个电源引脚和接地引 脚,对修理是有用的. ②信号传输分析.这一步主要分析信号输入引脚和输出引脚外电路. 当集成电路有多个输入,输出引脚时,要搞清楚是前级还是后级电路的输出引脚;对于双声道 电路还分清左,右声道的输入和输出引脚. ③其他引脚外电路分析.例如找出负反馈引脚, 消振引脚等, 这一步的分析是最困难的, 对初学者而言要借助于引脚作用资料或内电路方框图. ④有了一定的识图能力后,要学会总结各种功能集成电路的引脚外电路规律,并要掌握这种规 律,这对提高识图速度是有用的.例如,输入引脚外电路的规律是:通过一个耦合电容或一个 耦合电路与前级电路的输出端相连;输出引脚外电路的规律是:通过一个耦合电路与后级电路 的输入端相连. ⑤分析集成电路的内电路对信号放大,处理过程时,最好是查阅该集成电路 的内电路方框图.分析内电路方框图时,可以通过信号传输线路中的箭头指示,知道信号经过 了哪些电路的放大或处理,最后信号是从哪个引脚输出. ⑥了解集成电路的一些关键测试点, 引脚直流电压规律对检修电路是十分有用的.OTL 电路输出端的直流电压等于集成电路直流工 作电压的一半;OCL电路输出端的直流电压等于0V;BTL电路两个输出端的直流电压是 相等的,单电源供电时等于直流工作电压的一半,双电源供电时等于0V.当集成电路两个引 脚之间接有电阻时,该电阻将影响这两个引脚上的直流电压;当两个引脚之间接有线圈时,这 两个引脚的直流电压是相等的,不等时必是线圈开路了;当两个引脚之间接有电容或接RC串 联电路时,这两个引脚的直流电压肯定不相等,若相等说明该电容已经击穿. ⑦一般情况下 不要去分析集成电路的内电路工作原理,这是相当复杂的. 1.保险丝熔断故障分析与排除出 现此类故障时,先打开电源外壳,检查电源上的保险丝是否熔断,据此可以初步确定逆变电路 是否发生了故障.若是,则不外如下三种情况造成:输入回路中某个桥式整流二极管被击穿; 高压滤波电解电容 C5,C6 被击穿·逆变功率开关管 Ql,Q2 损坏.其主要原因是因为 直流滤波及变换振荡电路长时间工作在高压(十 300V),大电流状态,特别是由于交流电压变 化较大,输出负载较重时,易出现保险丝熔断的故障.直流滤波电路由四只整流二极管,两只 100kΩ 左右限流电阻和两只 330uF 左右的电解电容组成;变换振荡电路则主要由装在同一散 热片上的两只型号相同的大功率开关管组成.交流保险丝熔断后,关机拔掉电源插头,首先仔 细观察电路板上各高压元件的外表是否有被击穿烧糊或电解液溢出的痕迹.若无异常,用万用 表测量输入端的值:若小于 2OOkΩ,说明后端有局部短路现象,再分别测量两个大功率开关 管 e,c 极间的阻值;若小于 100kΩ,则说明开关管已损坏,测量四只整流二极管正,反向电 阻和两个限流电阻的阻值, 用万用表测量其充放电情况以判定是否正常. 另外在更换开关管时, 如果无法找到同型号产品而选择代用品时,应注意集电极-发射极反向击穿电压 Vceo,集电极 最大允许耗散功率 Pcm, 集电极-基极反向击穿电压 Vcbo 的参数应大于或等于原晶体管的参数. 再一个要注意的是:切不可在查出某元件损坏时,更换后便直接开机,这样很可能由于其它高 压元件仍有故障,又将更换的元件损坏.一定要对上述电路的所有高压元件进行全面检查测量 后,才能彻底排除保险丝熔断故障. 2.无直流电压输出或电压输出不稳定若保险丝完好,在 有负载情况下,各级直流电压无输出,其可能原因有:电源中出现开路,短路现象;过压,过 流保护电路出现故障;振荡电路没有工作;电源负载过重;高频整流滤电路中整流二极管被击 穿; 滤波电容漏电等. 处理方法为; 用万用表测量系统板十 5V 电源的对地电阻, 若大于 0.8Ω, 则说明系统板无短路现象.将微机配置改为最小化,即机器中只留主板,电源,蜂鸣器,测量 各输出端的直流电压,若仍无输出,说明故障出在微机电源的控制电路中.控制电路主要由集 成开关电源控制器(TL-496,GS3424 等)和过压保护电路组成,控制电路工作是否正常直接关 系到直流电压有无输出.过压保护电路主要由小功率三极管或可控硅及相关元件组成,可用万 用表测量该三极管是否被击穿(若是可控硅则需焊下测量),相关电阻及电容是否损坏. 3.电 源有输出,但开机无显示出现此故障的可能原因是"POWER GOOD"输入的 Reset 信号延迟时间不 够,或"POWER GOOD"无输出.开机后,用电压表测量"POWER GOOD"的输出端(接主机电源插头 的 1 脚),如果无+5V 输出,再检查延时元器件;若有+5V 输出,则更换延时电路的延时电容即 可. 4.电源负载能力差电源在只向主板,软驱供电时能正常工作,当接上硬盘,光驱或插上 内存条后,屏幕变自而不能正常工作.其可能原因有:晶体管工作点未选择好,高压滤波电容 漏电或损坏,稳压二极管发热漏电,整流二极管损坏等.调换振荡回路中各晶体管,使其增益 提高,或调大晶体管的工作点.用万用表检测出有问题的部件后,更换可控硅,稳压二极管, 高压滤波电容或整流二极管即可. 修了一只北斗星的电源,故障为不能启动主板,短接测试点,电源风扇会转,量各组电压输出 完全正常,但细听内部有吱声,拆开发现 12V 的滤波电容鼓泡,更换后正常工作. 最近有修一只多彩(DELUX)电源,是这样的,故障是不通电,打开电源外壳,发现玻璃的保 险丝已破裂说明内部的电流很大,存在短路点,待我翻开底板发现一只小蟑螂粘死在板上,且 电源的铁壳底上有烧黑,电路板上有烧融的一点电路板,先量几个功率管,好的,再细看,小 蟑螂刚好死在电源滤波电容的 300V 的两端,有无水酒精清洁电路板后,测电源输入部分的整 流二极管,4 只就坏了两只.这整流二极管不好找一样型号(这玩艺一定要同一型号的,不然 不久就会坏),而后找了一只整流桥更换后一切正常. 金长城微机原装 PS-200ATX 电源,开机没反应,测+5VSB 为 6.7v,PWON 为 3.4v,但保险及 开关管正常,观察推动变压器初级中心绕组一电阻 R11 烧黑断路,该电阻为副电源+13.8v 为 两推动三极管 c9015 供电限流电阻,查相似电路,更换为 1.5k 电阻.TL494 变色,测+5V 基 准输出为 8.4v,该块坏,更换.+5VSB 滤波电容(16V,470UF)鼓起,更换.在副电源光电 耦合器次级输出限流电阻 R33(2.7K)断路,更换电正常.分析故障原因为电阻 R33 开路引起 副电源电压升高引起一串器件损坏. 银河 ATX 电源检修实例 故障现象一:受控启动后直流电压无输出. 例 1:交流保险管烧黑炸裂,检测 BD1 至 BD4 四个整流二极管,辅 助电源电路 Q15 开关三极管,ZD8 稳压管,D30,D41 二极管击穿短路,限流电阻 R72 断路.更换上述元件,启动 ATX 电源恢复正常.Q15 的 c,e 极内含阻尼二极管,其替代型号为 2SC2979,2SC3148,2SC3178. 例 2:待机, 启动状态时,PS-ON,PW-OK 均为低电平,检查 IC1 脉宽调制芯片 TL494 的 12 脚有电压输入,14 脚无稳压 5V 输 出, 断电后在线测 14 脚对地阻值几乎为零,吸锡起拔 TL494 后测电路板 IC1 的 14 脚对地阻值在 3kΩ 以上,正 常.焊上 16 脚插座,用另一片 TL494 替代时,带电受控启动后风扇转了一下即停,启动后开关电源风扇能微动, 说明交流输入整流滤波电路,辅助电源电路正常,故障一般在脉宽调制控制电路及推动级,自动稳压与保护控制 电路.检测 IC1 周围元件正常,手摸 IC1 芯片发烫,再测 14 脚对地又短路,连换几片 TL494,带电启动电源后 芯片不是发烫就是冒烟炸裂,仔细检查替换下的芯片,发现管脚被重新浸锡过,疑是拆机件的翻新品.重新换上 一片本色管脚的正品 TL494,带电测量正常.银河 ATX 开关电源 IC1 常见故障是 12 脚,14 脚对地短路,12 脚对 11 脚击穿短路.更换 IC1,要谨防该器件是管脚被浸锡后的翻新品,这种芯片经常造成 TL494 上电烧毁,炸裂, 或造成 ATX 开关电源工作几天又坏, 可靠性极差的故障. 检修后的 ATX 开关电源, 应按一定间隔和次数人为短接, 断开 ATX 插头 14 脚的 PS-ON 与接地端,在待机,启动状态下考查 ATX 电源工作的可靠性. 例 3:辅助电源电路 T3 变压器次级整流二极管 BD6 击穿短路,IC1 崩裂,BD6 整流输出是向 IC1 的 12 脚提供输入电源,BD6 短路,辅 助电源次级交流电压直接加截在 TL494 芯片上, 导致击穿. 更换损坏元件, 在待机, 启动状态下测量 PS-ON, PW-OK, +5VSB 信号,ATX 电源输出电压均正常. 例 4:IC1 的 11,12,14 脚对地短路,脉冲半桥功率变换电路 T2 推动 变压器一次绕组振荡管 Q3 的 b,e 极击穿短路,辅助电源变压器 T3 次级滤波电容 C16 炸裂.检修中发现,当 IC1 的 14 脚内部断路无稳压 5V 输出时,T3 次级 BD5,BD6 整流输出电压升高,C16 标称耐压值 16V,极易炸裂爆壳, 同时 TL494 击穿短路.用标称耐压值 25V 以上的电容替代,并更换 IC1,Q3 管后,电源正常.IC1 损坏除了可以 用 494 系列的芯片替换外,还可用 TL594,IR3M02,MB3670,ULN8186,ULS8194R 等直接替代. 故障现象二:ATX 开关电源接主板, 启动后 PW-OK 信号常低, 主机不能进入 Windows 画面. 在线测 ATX 插头 8 脚 PW-OK 信号为 0.7V 低电平,有直流稳压输出. ATX 电源空载,受控启动后 PW-OK 高电平,故障属空载正常,加载异常.PW-OK 信号 变化由 Q21 e 极电位确定,试换 Q21,C60 无效,更换 C32 后正常. 故障现象三:ATX 电源刚接入市电,未经启 动,风扇有时转动一下即停,瞬间有直流稳压输出. 接通市电,待机状态在线测 IC10 精密稳压电路 WL431,Uk 电位时高时低不稳,导致 PS-ON 控制信号异常,更换 C49,C51 无效,替换 IC10 后正常. 长城 ATX-250S 电源无输出,每次插上电源风扇微动一下.经测试直流 300 伏正常,辅助电压正常,其余无输出, 检查发现 5 伏电路的整流块 1545CT 击穿,更换后恢复正常. 长城 ATX-300P4 电源图纸 检查 TL494④脚在 PS-ON 信号为低电平时是否变为低电平,若无变化,是 PS-ON 处理电路故障,有变化,再检 P.G 查 TL494 的 14 脚输出?5V(VREF),提供给保护电路, 产生电路和 PS-ON 处理电路,作为这些电路的工作电压. TL494 是 AT 或 ATX 电愿电路中长用的脉宽调制电路,在修理电愿时如怀疑 TL494 有故障,可使用静态 测试法,既在不加市电的情况下,在 TL494 的 12 脚和 7 脚之间加+12V 直流电压{此值可在 6---36V 之间},此 时在 14 脚可测得+5V 的基准电压,5 脚有 3V 的锯齿波,频率为 50KHZ 左右,在 8---11 脚可以看到相位相差 180 度,幅度为 1.5V,频率为 30KHZ 左右的方波脉冲. 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. +5VSB,PS-ON,PW-OK 控制信号 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(图 1)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,PW-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 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 13 15 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 8 11 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 8 11 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. 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 橘黄 黑色 红色 黑色 红色 黑色 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 地线 5V 提供 +5V 电源 地线 Power OK 电源 正常工作 +5VSB 提供 +5V Stand by 电源,供电源启动电路用 12V 提供 +12V 电源 Pin 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 导线颜色 橘黄 兰色 黑色 绿色 黑色 黑色 黑色 白色 红色 红色 功能 3.3V 提供 +3.3V 电源 -12V 提供 -12V 电源 地线 PS-ON 电源启动信号,低电平-电源开启,高电平-电源关闭 地线 地线 地线 -5V 提供-5V 电源 5V 提供 +5V 电源 5V 提供 +5V 电源