电源电路讲解

电路图中的电源电路自从IBM推出第一台PC至今，微机电源已从AT电源发展到ATX电源。时至今日，微机电源仍是根据IBM公司的个人电脑标准制造的。市场上的ATX电源，不管是品牌电源还是杂牌电源，从电路原理上来看，一般都是在AT电源的基础上，做了适当的改动发展而来的，因此，我们买到的ATX电源，在电路原理上一般都大同小异。在微机国产化的进程上，微机电源技术也由国内生产厂家逐渐消化吸收，生产出了众多国有品牌的电源。微机电源并非高科技产品，以国内生产厂家的技术和生产实力，应该可以生产出物美价廉的电源产品。然而，纵观整个微机电源市场情况却不尽人意，许多电源产品存在着各种选料和质量问题，故障率较高。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。其主电路原理图见图１，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T1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T1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C03、C04、C05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2，从图中可以看出整机电路由交流输入回路、整流滤波电路、推挽开关电路、辅助开关电源、PWM脉宽调制电路、PS-ON控制电路、保护电路、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。1、交流输入回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：一是指微机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微机本身的干扰。通常要求微机对通过电网进入的干扰信号抑制能力要强，通过电网对其它微机等设备的干扰要小。２、整流电路：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。伶７、保护电丢路著为了保证安例全工作，A邀TX电源中个设置了各种躺各样的保护特电路，当开木关电源发生哥过电压、过衬电流故障时关，保护电路亏启动，开关服电源停止工误作以保护负敲载和电源本兰身。氏８、输出电柏路：仔输入整流滤隙波电路将交减流电源进行胶整流滤波，悔为主变换电吩路提供纹波宪较小的直流痰电压。接插迁到主板上的友排线包含了弊电源输出的杨各路电压及俊控制信号，便ATX电源鸽输出排线各习脚定义见表召1，各路输违出的额定电反流见表2。站表1电源岗输出排线功挠能一览表粘Pin惧1耻2钥3思4岂5盾6献7浸8歇9莫10普导线颜色收橘黄暮橘黄罢黑色扯红色设黑色酱红色漫黑色痛灰色吹紫色裂黄色为功能纽3.3V液提供+3塘.3V电榆源

坝扭3.3V灭提供+3红.3V电跪源于地线煎5V提供酒+5V电源腊地线服5V提供搞+5V笋电源鹅地线动Power慕OK电源漂正常工作勿＋5VSB帅提供+世5VSt燕andb挣y电源，供喘电源启动电赶路用

躁雨12V提植供+12她V电源栗Pin蔬11检12帖13徐14臭15沫16讲17鞠18茫19蛙20昌导线颜色善橘黄袄兰色板挀浵湥?监棒???o习??/律黑色朴绿色遥黑色柜黑色谈黑色尺白色瓶红色双红色沸功能丢3.3V践提供+3里.3V电期源幻-12V悄提供-1政2V电源

暖趟地线膊PS-ON婆电源启动浅信号，低电塔平-电源开杜启，高电平财-电源关闭

芝被地线阵地线飘挀浵湥?滔颠???o扯??/沟地线梯-5V提铜供-5V品电源财5V提供茶+5V涂电源敏5V提供病+5V冷电源颈表2AT站X电源各路煤电压的额定彩输出电流：凉（单位：A垒）技电源各输出绝端脂＋5V趟＋12V江＋3.3V君－5V稳－12V慕＋5VSB响额定输出电伞流左21A海6A奔14A宁0.3A旋0.8A盘0.8A券9、PW-源OK信号的屋形成：炒PW-OK喇信号（在A也T电源中及兆部分电源板努上称P.G踩信号）为微剪机开机自检担启动信号，婚为了防止开建机时各路输符出电路时序雹不定，CP柔U或各部件俩未进入初始蔬化状态造成修工作错误及触突然停电时番，硬盘磁头境来不及移至辫着陆区造成穿盘片划伤，杂微机电源中立均设置了P妖W-OK蓝信号。亿10、＋3煮.3V电压三二次稳压电吐路：忌输出到主板翠上的＋3.如3V电压一艺般为CPU街等配件供电剖，因此，A圣TX电源在旧总体自动控城制稳压的基哥础上，在T诉1的次级＋颂3.3V电井压的输出负掀载网络增设淋了二次自动鼓稳压控制电装路，以使＋灾3.3V输是出电压更精涛确稳定。鬼纵上所述，荷接通电源后速，220V查交流电压经毁整流滤波电锈路，输出＋岗300V熄直流高压。嘴此电压同时辨加到推挽开例关电路和辅谦助电源上，善因推挽开关摩电路的开关底功率管没有府激励脉冲而鱼处于待机状荒态。辅助电巧源一经得到拳工作电压便杯开始工作，傅送出脉宽调呈制电路、P狱S-ON控稍制电路、保扯护电路的工售作电压以及等主板的+5链VSB待机略电压，但因励此时没有得妈到PS-O俩N主机的控错制信号，P阴S-ON控节制电路输出谈高电平锁住水PWM脉宽忙调制电路使价其不起振，尤此时电源处好于待机状态扬。按下面板志的开机触发纯开关，PS夺-ON控制即电路得到控钱制信号，解测除对脉宽调归制电路的锁跨定，PWM张电路开始工薪作，输出受非控的脉宽可闷变的交流脉盛冲推动推挽递开关电路中兵的推挽功率科管，并时刻平根据输出电懂压的脉动来弃调整脉冲宽列度，以保证务输出电压的欢稳定。推挽域开关电路中辩，推挽功率朴管依次开关捆，产生的脉鲜动交变电压星被开关变压役器感应到副谎级，经输出手电路整流滤爆波，形成主俱机所需各路哀电压。保护腿电路则监视博各路输出电附压，当发生没过压、欠压勒故障时及时用启动，使P嫩WM电路停锐止工作，以挠保证电路及键主机的安全胃。插精密电压基搏准ICT炊L431紫精密电压基豪准ICT环L431是宴T0—92蜘封装如图1贤所示。其性坡能是输出压境连续可调达绕36V，工雷作电流范围痕宽达0．1估。100m童A，动态电酒阻典型值为凤0．22欧杜,输出杂波陵低。图2是删TL431粉的典型应用庸，其中印③受、赖②纱脚两端输出燃电压V=2喇．5(R2垃十R3)V叫／R3。如简果改变R2您的阻值大小删，就可以改全变输出基准示电压大小。壳ATX电源服的结构特点初程ATX电源岂是近年来在圈电脑中广泛零采用的新型丙电源，它配扇合ATX主籍板，除了可换以手动开关疯电源外，还淋支持软件开叶关电源以预实现远程控巩制功能。隆ATX电源醒是在AT电件源的基础上炉发展起来的终，它的主变销换电路也是谱采用了半桥妈式开关电源齿，但从结构肝上讲ATX嫌电源作了如武下改进：邪1.ATX剥电源增加了绣一个辅助开常关电源，如说图所示。当鞠ATX电源让交流输入端哀一旦有22悠0V的交流裂电时，辅助桂电源就开始贤工作，一路夏经整流7晋805三端反稳压器稳压谋，输出+5铅V电压供给宫ATX主板壮内部一部分好在关机状态萝下要保持工喇作的芯片，甘如网络通信伸接口电源岗监控单元在系统时钟等纯部分芯片使则用；另一路耀经整流滤波岁，输出辅助刷+12V电妻源，供给A蛛TX电源内夏部TL49膏4等芯片工蹲作，为AT抽X电源主变鄙换电路的启薪动作准备。甘2.综合仍供电接插件丝接口不同。墙ATX电源血采用了20股脚长方型双赔排综合插件截向主板供电亩。三3.输出电齿压不同。A蔬TX电源增珠加了3.3皂V+5V艰供电和一个真PS-ON裁控制输入端点口，其中3钻.3V电压凯主要为CP祖UPCI勒总线供电。手4.电源的傍启动方式不肆同，ATX怕电源一般不崭设市电开关刻，而采用T英L494脉腊宽控制芯片夸和LM33雹9比较放大绢器作为其控点制的核心。尼其特点是引轻用TL49愿4第4脚的唯死区控制功终能，当辅助拖电源工作时进，一路输出脖+5V到主椅板，另一路界输出+12筑V供给TL扎494电源偏，经过该芯街片内部稳压系电路，由1运4脚输出+哪5V，并和计1315蔬脚相接，再熟经分压电路僻到LM33毕9电压比较哪器的反向端偶，其反向端布电压约为4艰.5V.当麻PS-ON密为+5V时仁，LM33耐9输出为高亩电平5V,厦TL494您的811奴脚无输出脉封冲，主变换母电路截止，炊电源处于休茅眠状态。当乏PS-ON尼为0V时，孤输出为0V午,TL49请4的81施1脚有输出恒脉冲，主变稳换电路开始谣工作。因此拾，我们不仅先可以手动按供下主机上的沈触发按钮开怖关使PS-涌ON为低电废平启动电源恶，还可以通既过程序或键桥盘等其他方抵式使PS-反ON为低电虽平启动电源细，从而使A饿TX电源具琴有远程控制拼功能。痰采用变压器赖的供电电源份体积较大，瞎在一些要求脆小体积的制趣作中难以使藏用。本文介蓄绍的小型无乏变压器电源认，能提供３鸣～１５Ｖ的偷电压，最大器电流１５０慕ｍＡ，可满柳足小型电子蹲设备的供电澡需要。宽

电沸路如图所示剥，２２０Ｖ和经Ｄ２整流申Ｃ１滤波，恐作为Ｑ１的轧导通驱动电塔压，当２２视０Ｖ正半周赠开始、但Ｗ掀滑动端上电腥压尚未足够鹅大时，Ｑ２天处于截止状鹊态，Ｃ１上庭的电压经Ｒ桃４加在Ｑ１汗的栅极使Ｑ努１导通，２定２０Ｖ正半津周经Ｄ１、狗Ｒ５、Ｑ１右对电容Ｃ２追快速充电。架当Ｗ滑动端吧的电压升到喊足以使Ｄ３悔和Ｑ２导通录时，Ｑ１栅呼极失去电压辩而截止。调阀节Ｗ即可调史节对Ｃ２的狭充电时间，膝也就调节了现输出电压。宅由于Ｑ１的术导通时间极旦短，因此Ｃ肌２选用了大耻容量电容，种以保证有较王平滑的输出习电压。钩

电宜路中Ｒ５是灵限流电阻，塌可减小对Ｃ叉２充电电流贞的峰值。稳杯压管Ｄ５是韵为了防止Ｑ澡１因栅极电帅压过高损坏选而设。Ｄ４舱用作输出保脚护，当Ｃ２蓄两端电压过挠高时Ｄ４、任Ｑ２导通，情使Ｑ１截止涂。因在市电伸的负半周时项电路不工作蹲，为了加大危输出电流，劲可在输入端议加接一整流跳桥，使市电跟的正负半周家都能得到利需用，这样可甲使输出电流没增加８０ｍ重Ａ，同时还匹能改善输出也电压的平滑遗度。在实际帜应用时可将嚼电位器Ｗ、泽Ｒ３用一个祖固定电阻代驴替。在输出捷电压稳定度蛙要求高时，蹄可加接三端检稳压ＩＣ。狐

此倒电路简单，窗只要焊接无设误即可工作骗。该电路无鞭隔离措施，件使用时电源栏的Ｌ线、Ｎ右线不要接错阀。电路原理蜜

电丈路如下图所慨示,主要由讽降压整流电盛路、调整管翠、取样管、相取样电路及剥恒流源等几贴部分组成.巨

降维压整流电路熟由变压器、顺二极管VD跑1--VD氧4及C1组肠成;电压调絮整管由VT录1与VT2架构成的复合凑管担任;取窄样电路由R港4、R5、汗RP及VT爷3组成;V投T4、VD档5等组成恒润流源电路.鉴

因跳为VD5为射一只稳压二也极管,所以粘VT4发射放结电压稳定塑不变,其集闷电极电流为朱一恒定值,陪即流过R2路的电流始终滋保持不变,葬也就是说取末样放大管V止T3的集电璃极负载为一倘恒流源.由喘于VT3采弃用了恒流源第负载,故有震较小的直流露输入电阻,辞较大的动态汤交流负载电圈阻,提高了摔放大电路的稍增益,从而裂改善了稳压友电源的稳定票精度.篮

元靠器件选择泰

V梢T1采用3旨AD30型波大功率锗P解NP管,V渔T2用3A语D6C型中国功率锗PN筹P管,β值权要求大与3偷0,VT3康为3AX3挽1B性小功咏率锗PNP严管,β≥5倡0,VT4岛为9011弓、9013蛇等,β≥1港00.T的改功率应大与懒20VA;胜VT1要加谈面积足够大谦的散热板.则

确赠认元器件安此装无误后,华通电进行调漆试即可!归前面介绍了胃电路图中的弯元器件的作乘用和符号。逼一张电路图射通常有几十眼乃至几百个锣元器件，它湿们的连线纵宋横交叉，形触式变化多端窑，初学者往鞭往不知道该跃从什么地方际开始，怎样障才能读懂它六。其实电子汽电路本身有及很强的规律伞性，不管多扭复杂的电路避，经过分析燥可以发现，喝它是由少数秤几个单元电饼路组成的。梦好象孩子们陕玩的积木，惊虽然只有十辩来种或二三疑十种块块，饭可是在孩子笨们手中卸可晨以搭成几十证乃至几百种衬平面图形或等立体模型。便同样道理，终再复杂的电何路，经过分劳析就可发现致，它也是由销少数几个单文元电路组成隙的。因此初连学者只要先达熟悉常用的尿基本单元电低路，再学会硬分析和分解寺电路的本领地，看懂一般锤的电路图应哲该是不难的拍。按单元电使路的功能可新以把它们分择成若干类，训每一类又有抛好多种，全锣部单元电路竭大概总有几虹百种。下面效我们选最常厕用的基本单盖元电路来介翻绍。让我们朽从电源电路千开始。绪一、电源电爹路的功能和酱组成每个电洗子设备都有发一个供给能杀量的电源电警路。电源电姻路有整流电块源、逆变电慈源和变频器福三种。常见适的家用电器岩中多数要用氧到直流电源杀。直流电源离的最简单的凭供电方法是粉用电池。但胖电池有成本凡高、体积大严、需要不时粥更换(蓄电场池则要经常和充电)的缺兰点，因此最鸦经济可靠而雹又方便的是境使用整流电他源。电子电炉路中的电源纷一般是低压贿直流电，所福以要想从2饶20伏市电弟变换成直流于电，应该先象把220伏丙交流变成低停压交流电，雾再用整流电团路变成脉动疲的直流电，爸最后用滤波箱电路滤除脉圈动直流电中核的交流成分发后才能得到殿直流电。有括的电子设备团对电源的质困量要求很高孔，所以有时使还需要再增释加一个稳压双电路。因此凶整流电源的颂组成一般有倦四大部分，峰见图l。其渡中变压电路午其实就是一迈个铁芯变压寻器，需要介贿绍的只是后幕面三种单元借电路。益二、整流电水路整流电路洁是利用半导火体二极管的谢单向导电性梁能把交流电搭变成单向脉歌动直流电的诵电路。枣(1)半波咳整流治半波整流电刚路只需一个能二极管，见港图2(a)失。在交流电桶正半周时V灭D导通，负呼半周时VD夸截止．负载泳R，。上得洲到的是脉动滋的直流电。脊(2)全波样整流洪全波整流要煌用两个二极添管，而且要瓜求变压器有描带中心抽头叼的两个圈数保相同的次级胃线圈，见图栽2(b)。虏负载R1。辆上得到的是酸脉动的全波津整流电流，产输出电压比怕半波整流电辆路高。剂(3)全波叼桥式整流暑用4个二极铺管组成的桥滋式整流电路仁可以使用只锈有单个次级勤线圈的变压早器，见图2探(c)。负予载上的电流绞波形和输出川电压值与全移波整流电路捐相同。末(4)倍压须整流剧用多个二极减管和电容器驴可以获得较廉高的直流电予压。图2(饱d)是一个种二倍压整流肾电路。当U轨2为负半周炎时VDl导珍通，Cl被兰充电，C1尽上最高电压泉可接近1．后4U2；当冲U2正半周值时VD2导币通，Cl上猪的电压和U茧2叠加在一杰起对C2充酬电，使C2慕上电压接近评2．8U2林，是Cl上乘电压的2倍奖，所以叫倍宰压整流电路茅。乎三、滤波电该路还整流后得到五的是脉动直节流电，如果碌加上滤波电耗路滤除脉动验直流电中的速交流成分，闷就可得到平三滑的直流电匙。市(1)电容稻滤波懒把电容器和眠负载并联，阿如图3(a剥)，正半周榆时电容被充字电，负半周筝时电容放电学，就可使负束载上得到平衔滑的直流电救。访(2)电感问滤波澡把电感和负挎载串联起来昼，如图3(巩b)，也能众滤除脉动电燃流中的交流稳成分。牧(3)l、双C滤波甚用1个电感晨和1个电容围组成的滤波膨电路因为象兵一个倒写的胳字母“L”挠，被称为L驳型，见图3已(c)。用榆1个电感和企2个电容的组滤波电路因译为象字母“秤x，'，被滴称为丌型，胡见图3(d挣)，这是滤茧波效果较好浆的电路。咏(4)RC潮滤波棵电感器的成失本高、体积待大，所以在嘉电流不太大挂的电子电路践中常用电阻昨器取代电感撑器而组成R票C滤波电路桂。同样，它寄也有L型，骨见图3(e抵)；n型，女见图3(f汇)。吧四、稳压电吧路盗交流电网电阻压的波动和吐负载电流的截变化都会使些整流电源的炭输出电压和雅电流随之变缩动，因此要式求较高的电艰子电路必须睡使用稳压电例源。宫(1)稳压熄管并联稳压放电路用一个挨稳压管和负击载并联的电营路是最简单哪的稳压电路眠，见图4(友a)。图中污R是限流电糊阻。这个电执路的输出电驼流很小，它洁的输出电压猴等于稳压管吉的稳定电压洞值V；。亿(2)串联显型稳压电路牲有放大和负仰反馈作用的巩串联型稳压戴电路是最常估用的稳压电铃路。它的电弱路和框图见寸图4(b)闻、(c)。捷它是从取样筑电路(R3践、R4)中遭检测出输出狂电压的变动渠，与基准电染压(Vz)摊比较并经放取大器(VT细2)放大后枝加到调整管间(VTl)询上，使调整夺管两端的电封压随着变化毯。如果输出诱电压下降，狗就使调整管制管压降也降方低，于是输章出电压被提肥升；如果输搁出电压上升坊，就使调整击管管压降也饱上升，于是粥输出电压被叔压低，结果勇就使输出电继压基本不变暂。在这个电福路的基础上双发展成很多创变型电路或喉增加一些辅惠助电路，如杠用复合管作谷调整管，输检出电压可调征的电路，用满运算放大器陷作比较放大竿的电路，以基及增加辅助收电源和过流茫保护电路等愁。模(3)开关镜型稳压电路股．萌近年来广泛秋应用的新型凶稳珏电源是鞋开关型稳压朱电源。它的季调整管工作扬在开关状态朝，本身功耗共相小，所以裙有效率高、坛体积小等优矮点，番但电路比较萍复杂。开关互稳压电源从致原理上分有练很多种。它姿的基本原理拔框图见图4量(d)。图斜中电感L和郑电容C是储踏能和滤波元险件，二极管坚VD是调整和管以在关断状态驱时为L、C判滤波器提供静电流通路的听续流二极管兰。开关稳压声电源的开关煮频率都很高己，一般为几牵～几十千赫的，所以电感收器的体积不遵很大，输出凑电压中的高勒次谐波也不磁多。它的基护本工作原理弯是：从取样固电路(R3意、R4)中貌检测出取样融电压经比较青放大后去控猾制一个矩形怀波发生器。椅矩形波发生营器的输出脉风冲是控制调批整管(VT野)的导通和镇截止时间的届。如果输出同电压U。因扣为电网电压闪或负载电流答的变动而降盛低，就会使轮矩形波发生固器的输出脉载冲变宽，于葡是调整管导惊通时间增大袖，使L、C顷储能电路得肃到更多的能您量，结果是阿使输出电压丸U。被提升屡，达到了稳熔定输出电压礼的目的。监(4)集成芒化稳压电路袭近年来已有峡大量集成稳选压器产品问牧世，品种很以多，结构也役各不相同。问目前用得较悬多的有三端踢集成稳压器杆，有输出正桥电压的CW妖7800系灶列和输出负浅电压的CW芦7900系伴列等产品。朝输出电流从木0．1A一订3A，输出丹电压有5V蹈、6V、9脚V、12V额、l5V、冶18V、2崖4V等多种厘。这种集成逃稳压器只有宏三个端子，赤稳压电路的黄所有部分包问括大功率调盾整管以及保植护电路等都河已集成在芯腹片内。使用卧时只要加上蕉散热片后接拆到整流滤波驻电路后面就朝行了。外围越元件少，稳按压精度高，怕工作可靠，新—般不需调异试。图4(循c)是——绑个三端稳压销器电路。图浴中C是主滤绑波电容，C境l、C2是巾消除寄生振宣荡的电容，所VD是为防测止输入短路础烧坏集成块猴而使用的保政护二极管。鸭五、电源电家路读图要点垮和举例电源巩电路是电子越电路中比较菠简单然而却丑是应用最广钉的电路。拿道到—张电源卸电路图时，睡应该：1.幼先按“整流扣一滤波一稳与压”的次序批把整个电源版。电路分解链开来，逐级猴细细分析。酒2.逐级分觉析时要分清残主电路相辅旷