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电脑开关电源维修图解(3)

2017-04-28  猫二哥

 

主板20针电源插口及电压: 
在主板上看: 
编号 输出电压 编号 输出电压 
1        3.3V       11    3.3V 
2        3.3V       12   -12V 
3          地         13    地 
4          5V       14   PS-ON 
5          地          15    地 
6          5V        16    地 
7          地         17    地 
8     PW+OK     18   -5V 
9     5V-SB       19    5V 
10      12V        20    5V

在电源上看: 
编号 输出电压 编号 输出电压 
20     5V          10    12V 
19     5V            9   5V-SB 
18    -5V            8   PW+OK 
17     地            7    地 
16     地            6    5V 
15     地             5    地 
14   PS-ON        4    5V 
13     地             3    地 
12   -12V           2   3.3V 
11   3.3V            1   3.3V 
可用万用电表分别测量。

另附:24 PIN ATX电源电压对照表


 


 


 



 

 

ATX电源几组输出电压的用途

+3.3V:最早在ATX结构中提出,现在基本上所有的新款电源都设有这一路输出。而在AT/PSII电源上没有这一路输出。以前电源供应的最低电压为+5V,提供给主板、CPU、内存、各种板卡等,从第二代奔腾芯片开始,由于CPU的运算速度越来越快,INTEL公司为了降低能耗,把CPU的电压降到了3.3V以下,为了减少主板产生热量和节省能源,现在的电源直接提供3.3V电压,经主板变换后用于驱动CPU、内存等电路。
         +5V:目前用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路,包括磁盘、光盘驱动器的控制电路。
         +12V:用于驱动磁盘驱动器马达、冷却风扇,或通过主板的总线槽来驱动其它板卡。在最新的P4系统中,由于P4处理器能能源的需求很大,电源专门增加了一个4PIN的插头,提供+12V电压给主板,经主板变换后提供给CPU和其它电路。所以P4结构的电源+12V输出较大,P4结构电源也称为ATX12V。
         -12V:主要用于某些串口电路,其放大电路需要用到+12V和-12V,通常输出小于1A.。
         -5V:在较早的PC中用于软驱控制器及某些ISA总线板卡电路,通常输出电流小于1A.。在许多新系统中已经不再使用-5V电压,现在的某些形式电源如SFX, 
         FLEX ATX 一般不再提供-5V输出。在INTEL发布的最新的ATX12V 1.3版本中,已经明确取消了-5V的输出。
         +5V Stand—By, 
         最早在ATX提出,在系统关闭后,保留一个+5V的等待电压,用于电源及系统的唤醒服务。以前的PSII、AT电源都是采用机械式开关来开机关机,从ATX开始(包括SFX)不再使用机械式开关来开机关机,而是通过键盘或按钮给主板一个开机关机信号,由主板通知电源关闭或打开。由于+5V 
         Stand-by是一个单独的电源电路,只要有输入电压,+5VSB就存在,这样就使电脑能实现远程Modem唤醒或网络唤醒功能。最早的ATX1.0版只要求+5VSB达到0.1A,随着CPU及主板的功能提高,+5VSB 
         0.1A已不能满足系统的要求,所以INTEL公司在ATX2.01版提出+5VSB不低于0.72A。随着互联网应用的不断深入,一些系统要求+5VSB提供2A、3A,甚至更大的电流输出,以保障系统功能的实现,因此对电源提出了更高的设计要求。


ATX各线路输出电压值及对应导线的颜色

电脑电源上的输出线共有九种颜色,其中在主板20针插头上的绿色(POWER-ON)和灰色线(POWER-GOOD),是主板启动的信号线,而黑色线则是地线(G),其他的各种颜色的输出线的含义如下: 
  红色线:+5VDC输出,用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路,包括磁盘、光盘驱动器的控制电路,在传统上CPU、内存、板卡的供电也都由+5VDC供给,但进入PII时代后,这些设备的供电需求越来越大,导致+5VDC电流过大,所以新的电源标准将其部分功能转移到其他输出上,在最新的Intel ATX12V 2.2版本加强了+5V的供电能力,加强双核CPU的供电。它的电源质量的好坏,直接关系着计算机的系统稳定性。

  黄色线:+12VDC输出,用于驱动磁盘驱动器马达、冷却风扇,或通过主板的总线槽来驱动其它板卡。在最新的P4系统中,由于P4处理器能源的需求很大,电源专门增加了一个4PIN的插头,提供+12V电压给主板,经主板变换后提供给CPU和其它电路而不再使用+5VDC,所以P4结构的电源+12V输出较大。如果+12V的电压输出不正常时,常会造成硬盘、光驱、软驱的读盘性能不稳定。当电压偏低时,表现为光驱挑盘严重,硬盘的逻辑坏道增加,经常出现坏道,系统容易死机,无法正常使用。偏高时,光驱的转速过高,容易出现失控现象,较易出现炸盘现象,硬盘表现为失速,飞转。随着加入了CPU和PCI-E显卡供电成分,+12V的作用在电源里举足轻重。目前,如果+12V供电短缺直接会影响PCI-E显卡性能,并且影响到CPU,直接造成死机。

  橙色线:+3.3VDC输出,是ATX电源设置为内存提供的电源。以前AT电源供应的最低电压为+5V,提供给主板、CPU、内存、各种板卡等,从PII时代开始,INTEL公司为了降低能耗,把CPU、内存等的电压降到了3.3V以下。在新的24pin主接口电源中,着重加强了+3.3V供电。该电压要求严格,输出稳定,纹波系数要小,输出电流大,要20安培以上。一些中高档次的主板为了安全都采用大功率场管控制内存的电源供应,不过也会因为内存插反而把这个管子烧毁。使用+2.5V DDR内存和+1.8V DDR2内存的平台,主板上都安装了电压变换电路。

  白色线:-5VDC输出,5V是为逻辑电路提供判断电平的,需要的电流很小,一般不会影响系统正常工作,出现故障机率很小,在较早的PC中用于软驱控制器及某些ISA总线板卡电路.。在许多新系统中已经不再使用-5V电压,现在的某些形式电源一般不再提供-5V输出。-在INTEL发布的标准ATX12V 1.3版本中,已经明确取消了-5V的输出,但大多数电源为了保持向上兼容,还是有这条输出线。

  蓝色线:-12VDC输出,是为串口提供逻辑判断电平,需要电流较小,一般在1安培以下,即使电压偏差较大,也不会造成故障,因为逻辑电平的0电平为-3到-15V,有很宽的范围。在目前的主板设计上也几乎已经不使用这个输出,而通过对+12VDC的转换获得需要的电流。

  紫色线:+5V Stand—By,最早在ATX提出,通过PIN9向主板提供+5V 720MA的电源,在系统关闭后,保留一个+5V的等待电压,用于电源及系统的唤醒服务。这个电源为WOL(Wake-up On Lan)和开机电路,USB接口等电路提供电源。如果你不使用网络唤醒等功能时,请将此类功能关闭,跳线去除,可以避免这些设备从+5VSB供电端分取电流。这路输出的供电质量,直接影响到了电脑待机是的功耗,与我们的电费直接挂钩。

  绿色线:PS-ON(电源开关端)通过电平来控制电源的开启。当该端口的信号电平大于1.8V时,主电源为关;如果信号电平为低于1.8V时,主电源为开。使用万用表测试该脚的输出信号电平,一般为4V左右。因为该脚输出的电压为信号电平。这里介绍一个初步判断电源好坏的土办法:使用金属丝短接绿色端口和任意一条黑色端口,如果电源无反应,表示该电源损坏。现在的电源很多加入了保护电路,短接电源后判断没有额外负载,会自动关闭。因此大家需要仔细观察电源一瞬间的启动。

  灰色:PG(POWER-GOOD电源信号线)一般情况下,灰色线PS的输出如果在2V以上,那么这个电源就可以正常使用;如果PS的输出在1V以下时,这个电源将不能保证系统的正常工作,必须被更换。这也是判断电源寿命及是否合格的主要手段之一。

  很明显,要考量一个电源的功率支持能力,最主要就是要看红色、黄色、橙色三条线的最大输出能力。

电脑的ATX电源输出电压对照表 
计算机的ATX电源脱离主板是需要短接一下20芯接头上的绿色(power on)和黑色(地)才能启动的。启动后把万用表拨到主流电压20V档位,把黑表笔插入4芯D型插头的黑色接线孔中,用红表笔分别测量各个端子的电压。上列的是20芯接头的端子电压,4芯D型插头的电压是黄色+12V,黑色地,红色+5V。主板电源分配图解

 


 


 


 


 


 


 



电脑机箱电源连线定义

机箱电源线接法
HDD LED( “IDE LED”或“H.D.D LED”)是硬盘灯
POWER LED 电源灯
RESET( RESET SW)重启
POWER SWY (PWR SW或S/B SW)是电源开关。
SPEAK 就是嗽叭
还有就是USB和音频接线看看说明书。

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电源开关:POWER SW(PWR SW)(接线的颜色不定)



   ATX结构的机箱上有一个总电源的开关接线,是一个两芯的接头,它和Reset接头一样,按下时就短路,松开时就开路,按一下电脑的总电源就开通了,再按一下就关闭。

从面板引入机箱中的连接线中找到标有“PWR SW”字样的接头(有的主板则标“S/B
SW”等),这便是电源的连线了,然后在主板信号插针中,找到标有“PWRBT(或PW2,因主板不同而异)”字样的插针,然后对应插好就可以了。

电源指示灯:POWER LED(1线为绿色)



电源指示灯的接线只有1、3位,l线通常为绿色,在主板上接头通常标为“POWER LED”。连接时注意绿线对应第1针。当它连接好后,电脑一打开,电源指示灯就一直亮着,表示电源已经打开了。

重启:RESET SW



Reset连接线有两芯接头,连接机箱的“Reset”按钮,它接到主板的“Reset”插针上,并且此接头无方向性,只需短路即可进行“重启”动作。
主板上“Reset”针的作用是这样的:当它们短路时,电脑就会重新启动。“Reset”按钮是一个开关,按下时产生短路,松开时又恢复开路,瞬间的短路就可以使电脑重新启动。偶尔会有这样的情况,当您按下“Reset”按钮并且松开,但它并没有弹起来,一旦保持着短路状态,电脑就会不停地重新启动。

HDD LED:硬盘指示灯(1线为红色)



 

   在主板上这样的接头通常标着“IDE LED”或“H.D.D LED”字样,硬盘指示灯为两芯接头,一线为红色,另一线为白色,一般红色(深颜色)表示为正,白色表示为负。在连接时要红线对应第 1针上。
注意:这条线接好后,当电脑在读写硬盘时,机箱上的硬盘指示灯会亮,但这个指示灯可能只对IDE硬盘起作用,对SCSI硬盘将不起作用。

SPEAK :嗽叭 (1线为红色)



    这是 PC喇叭的 4芯接头。实际上只有l、4两根线,回线通常为红色,它主要接在主板的“SPEAKER”插针上,这在主板上有标记。在连接时注意红线对应“1”的位置,但该接头具有方向性,必需按照正负连接才可以。

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一些整合的接线接头

连接前置USB接口


其他一些接头



 


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接线常识:

9Pin定义开关/复位/电源灯/硬盘灯的示意图,在这里需要注意的是其中的第9Pin并没有定义,所以插跳线的时候也不需要插这一根。连接的时候只需要按照上面的示意图连接就可以,很简单。其中,电源开关(Power SW)和复位开关(都是不分正负极的),而两个指示灯需要区分正负极,正极连在靠近第一针的方向(也就是有印刷粗线的方向)。

        机箱上的线区分正负极也很简单,一般来说彩色的线是正极,而黑色/白色的线是负极(接地,有时候用GND表示)。

为了方便大家记忆,这里我们用4句话来概括9Pin定义开关/复位/电源灯/硬盘灯位置:

1、缺针旁边插电源

2、电源对面插复位

3、电源旁边插电源灯,负极靠近电源跳线

4、复位旁边插硬盘灯,负极靠近复位跳线

下面我们来找一下这个的规律。首先,SPEAKER的规律最为明显,4Pin在一起,除了插SPeaker其他什么都插不了。所以以后看到这种插针的时候,我们首先确定SPeaker的位置。然后,如果有3Pin在一起的,必然是接电源指示灯,因为只有电源指示灯可能会出现3Pin;第三,Power开关90%都是独立在中间的两个Pin,当然也可以自己用导体短接一下这两个pin,如果开机,则证明是插POWER的,旁边的Reset也可以按照同样的方法试验。剩下的当然是插硬盘灯了,注意电源指示灯和硬盘工作状态指示灯都是要分正负极的,实际上插反了也没什么,只是会不亮,不会对主板造成损坏。


ATX电源原理与检修

    方正Xk09-104-1001型电脑主机电源采用FSP GROUP INC公司新生产的FSP145-60SP型ATX开关电源。它由主电源、辅助电源(副电源)及保护电路构成。辅助电源主要用来给微机主板“电源监控”电路、脉宽调制芯片及推动组件供电;主电源用来给微机主板其它电路供电。主电源受控于辅助电源,只有在辅助电源工作正常的情况下,主电源才能工作。 
    一、交流输入及整流滤波电路 
    根据实物绘出开关稳压电源的原理图如图1所示。当接通电源时,220V或110V交流市电经CX1-2、CY1-2、L1等组成的抗干扰电路,将交流供电网中高频杂波滤除后,送入BD1构成的整流电路(220V时为桥式整流;110V时为半波倍压整流),经整流后,在C1、C2及R2、R3均压电阻上得到300V左右的直流电压,作为主电源电路及辅助电源电路的工作电压。负温度系数热敏电阻TH1限制开机瞬间因C1、C2充电产生的冲击大电流。M1、M2为压敏电阻,其作用有两个方面:一是SA1误切换防护。当输入电压220V时,如果SA1开关误拨在110V一侧,则因整流滤波电路处于倍压工作状态,会引起整流滤波电路的输出电压过高(600V)而损坏开关电路,甚至损坏主机。加入压敏电阻以后,当SA1误动作时,压敏电阻承受的电压高于其标称电压而短路,并引起保险管F1断路,从而切断交流电源输入,保护设备和电源本身;二是用来防止市电过高带来的危害。 
 
    二、辅助电源 
    (1)1H0165R芯片简介 
    1H0165R是一种新型的四端离线式单片电源集成电路。它内含振荡器、复位电路、脉宽调制电路及MOS-FET场效应管,并具有过压、欠压、过流等保护功能。其引脚功能与实测数据见附表1。 
    (2)工作原理 
    300V左右的直流电压,一路经过开关变压器T3的①-②绕组,加至电源厚膜块Q3(1H0165R)的②脚,为电源电路提供工作电源;另一路经过启动电阻R4后,对C28充电,当C28两端的电压达到15V时,Q3内部的振荡电路开始工作,输出可控脉宽的PWM脉冲信号,使Q3内部的功率开关管工作在开关状态,T3的初级绕组上就有脉冲电流流过。根据电磁感应原理,T3的③-④绕组便会产生感应脉冲电压。该电压经D5控流C28滤波后得到约16.5V的直流电压,并加至Q3③脚给Q3提供正常工作所需的工作电压。 
    (3)稳压控制电路 
    稳压控制电路由误差取样电路IC2、光电耦合器IC1、Q3的④脚内部电路及其外围元件组成。稳压取样输入信号,直接从D11、L8、C10、L7、C30整流滤波所产生的非受控+5SB电压上进行取样,经IC2内部比较电路处理后,从IC2的K端输出控制信号,去控制IC1中发光二极管发光强度,使之随+5SB电压的变化而变化。并作用于光敏管以改变其导通程度,通过脉宽调制电路来控制开关管的导通时间,从而获得稳定的直流电压输出。 
    (4)保护电路 
    该机中的D1、D2构成了尖峰吸收回路。其作用是在Q3内部开关管由导通转为截止时,将开关变压器T3初级绕组所产生的反向高压吸收,以免其叠加在+300V电压上。使Q3内部的开关管击穿损坏。过压、欠压、过流等保护功能由1H0165R内部电路完成。 
    (5)输出电路 
    该机辅助电源二次回路共提供3组电压。其中⑤-⑦绕组上产生的高频感应电压经D12整流、C7滤波后得到约28V电压,为开关电源智能控制电路及推动电路(由q1、q2、C1、R11等组成)提供工作电压。⑤-⑥绕组上产生的高频感应电压经D11整流,C9、L8、C10、L7滤波获得+5VSB电压,为微机主板“电源监控”电路提供工作电源。若该电源异常,当采用键盘、鼠标、网络远程方式开机或按下机箱面板启动按钮时,ATX开关电源无法受控启动输出多路直流稳压电源。” 
    三、主电源 
    (1)KA3511D芯片简介 
    KA3511D的控制方式为脉宽调制型。其内部设有精密稳压源、振荡器、PWM控制及过压保护、欠压保护、模糊开关控制、P、G信号发生器等电路。其引脚功能与实测数据见附表2。 
 
    (2)脉宽调制及推动电路 
    当U1(KA3511D)的Vcc端①脚得电后,其内部振荡器、基准电压发生器便开始工作。只要ATX开关电源受控启动,即PS-ON控制端⑥脚被PC机主板启闭控制电路的电子开关接地,就从其22、24脚输出相位相差180°的脉冲控制信号,经推动电路(q1、q2)放大,T2耦合,控制半桥功率变换电路(Q1、Q2)轮流导通或截止,在T1次级端可得到主机所需要的各种直流电压。 
    R6、R7分压值设定死区控制端21脚的电位。限定最大导通占空比。21脚电位越高,死区时间越长,输出脉宽越窄。C7是缓启动电容,刚接通电源时,因电容两端电压不能突变,故C7两端电压为零,21脚的电位近似为+5V,输出脉冲占空比为零。随着c7的充电,21脚电压逐渐降低,导通占空比逐渐增大,输出电压逐渐受控,从而避免开机瞬间稳压控制电路未及时工作,导致开关管Q1、Q2损坏。当C7两端的充电电压达到一定值后,软启动作用结束。 
    D3、D4是两只钳位二极管,保护推动管q1、q2。D1、D2及C1用于抬高推动管q1、q2发射极电平,保证q1、q2基极的有效低电平脉冲出现时能可靠地截止。 
    (3)半桥功率变换电路 
    ATX电源受控启动后,半桥变换输出管Q1、Q2,其基极在驱动脉冲的作用下,两管轮流导通或截止。当Q1导通而Q2截止时,300V直流电压和C2放电电流经Q1 c/e极→T2N5绕组→②-①绕组→C3→C1形成放电回路。该电流在T1②-①绕组上产生②+、①-的感应电势;当Q2导通而Q1截止时,储存在C1电容上的150V直流电压由C1→c3→T1初级绕组→T2N5绕组→Q2c/e极→C1形成放电回路。该回路还包括300V直流电压对C2形成的充电电流.充放电流在T1初级绕组上产生①+、②-的感应电势。由此可见,无论是Q1导通还是Q2导通,T1初级组中均有电流流过,且两电流大小相等,方向相反。因此.开关变压器T1次级各绕组中将会产生大小相等.方向相反的双向感应电压,分别经整流滤波后,向微机主板提供各种直流工作电源。 
    D3、D4分别是Q2和Q1的反向击穿保护二极管。D6与R6、D7与R8分别为C4和C5提供能量泄放回路,为Q1、Q2下一个周期饱和导通作好准备。C6、R35为尖峰吸取网络。C3为T1的防偏磁电容。 
    (4)PS-ON控制电路 
    ATX电源待机状态,ATX主板启闭控制电路的电子开关断开,开关电源智能控制芯片U1⑥脚输出高电平PS-ON控制信号。 
    ATX电源受控启动,PS-ON控制端被PC机主板启闭控制电路的电子开关接地,U1内部的PWM控制电路开始工作,通过其22脚和24脚向外输出相位相差180°的控制脉冲,去控制T2初级绕组的激励振荡,并在T2次级感应电势,使Q1、Q2轮流导通或截止,T1次级各绕组将感应出脉冲电压,分别经整流滤波后,向微机提供+3.3V、+5V、+12V、-5V、-12V直流稳压电源。 
    (5)P、G信号形成电路 
    该机P、G信号形成电路由KA3511D组件⑩脚和11脚及其外围元件共同构成。C5是缓启动电容,当用户在刚启动电源时,因C5两端电压不能突变,使11脚输出零电平P.G信号。随着C5充电,大约100ms~500ms后,使得KA3511D的11脚所输出的P.G信号由0V跳到+5V。主机检测到P.G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。 
    (6)自动稳压控制电路 
    1)+3.3V、+5V、+12V自动稳压控制电路 
    本电路为多取样稳压电路(+3.3V、+5V、和+12V),通过③、④脚的误差放大电路来实现的。图中R3、C2组成误差放大器负反馈回路。当+3.3V、+5V或+12V输出电压升高时,由VR1、R24取得采样电压送到U1④脚与③脚电压比较,产生误差电压控制信号,使22、24脚输出脉宽变窄,开关管Q1、Q2导通时间缩短,将导致直流输出电压回落至标准值,反之亦然。 
    2)+3.3V自动二次稳压控制电路 
    +3.3V自动稳压控制电路由VR2、IC5、Q4、D16、L3等组成。其作用就是取样电路将电源输出的直流电压变化检测出来,通过控制电路来改变电感线圈可变感抗,从而保持输出电压精确稳定。若某种原因使输出电压上升,经VR2分压以后,送到控制极R的电位也随着上升,IC5阴极K的电位下降,Q4饱和导通,向L3注入的反向电流使L3可变感抗增大,导致BD2整流输出电压降低。反之,Q4导通程度减弱,注入L3的反向电流使L3可变感抗减小,BD2整流输出电压上升。 
    (7)自动保护控制电路 
    1)过流、短路保护控制电路 
    当负截短路或其他原因引起开关变压器T1的初级绕组中的电流过大时,将使与其串联的T2的N5绕组电流过大,由于互感使N1、N2线圈压降增大,q1、q2集电极截止电压升高。该电压经D9、R14、R15、VR3、C10整流、滤波和分压,将使KA3511D的18脚电压升高,其内部保护电路启动,关断22、24脚调制脉宽输出,迫使电源进入自动保护停机状态。 
    另外,可控硅VS1也具有过流保护功能。 
    2)3.3V、+5V、+12V过压/欠压保护 
    若开关电源的稳压控制电路异常,引起KA3511D 15脚(3.3V过压/欠压保护检测)、16脚(5V过压/欠压保护检测)、17脚(12V过压次压保护检测)的输入电压达到过压或低于欠压保护电路动作的阈值时,KA3511D内的过压/欠压保护电路动作,使KA3511D 22脚、24脚没有脉冲输出,开关管停止工作,实现过压欠压保护...................................................... ....   .四、常见故障分析与检修流程图 
    (1)各输出端电压为0V 
    输出端电压为0V,说明电源电路未工作。首先应检查交流输入整流滤波电路及辅助电源电路。该故障检修流程如图2所示。 
 
    (2)+5V SB输出正常,但其他各组输出电压均为0V,+5V SB电压输出正常,说明交流输入整流滤波电路及辅助电源工作正常,故障应在主电源部分,该故障检修流程如图3所示。 
    (3)+5V SB电压偏离正常值 
    电压输出过高或过低.一般是取样电压反馈网络出现故障,应检查IC1、IC2该故障检修流程如图4所示。 
    (4)刚启动时电源风扇微动一下即停,但各组输出电压均为0V。 
    ATX电源受控启动一瞬间电源风扇能激动,说明交流输入整流滤波电路、半桥功率变换电路及推动电路工作基本正常,故障部位可能在负载或高频脉冲整流滤波,即各过压过流保护电路。该故障检修流程如图5所示。 

 


 

 

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