银河yh-2503b型atx开关电源原理.doc

银河YH-2503B 型ATX 开关电源工作原理1 / 6 银河 YH—2503B 型 ATX 开关电源原理 ATX 电源，是目前在微机中广泛采用的新型开关电源，本文以目前市面上 PC 机使用的银河 YH—2503B 型开关电源为例．介绍了其工作原理及故障检修实例： 一、ATX 电源与 AT 电源的区别 (1)待机状态不同 ATX 电源增加了辅助电源电路，一旦交流输入插座接人 220V 市电，无论是否开机，始终输出一 组+5V SB 待机电压，供 PC 机主板电源监控单元、网络通信接口、系统时钟芯片等使用，为 ATX 电源启动作准备。 (2)电源启动方式不同 AT 电源采用交流电源开关直接控制电源的通断，ATX 电源则采用手动(机箱面板上的)电源启闭 按钮，实质是用 PS-ON 直流控制信号启动／关闭电源：通过微机 BIOS 电源监控程序设置，具 有键盘开／关机、定时开／关机、Modem 唤醒远程开／关机、上电开机、软件关机等控制功能。 (3)输出电压不同 AT 电源共有四路输出(±5V、±12V)，另向主板提供一个 P.G 电源准备就绪的信号。ATX 电源 PW-OK 信号与 P.G 信号功能相同，还增加了+3．3V、+5V SB 供电输出和 PS—ON 电源启闭 控制信号，其中+3．3V 向 CPU、PCI 总线供电： (4)主板综合供电插头接口不同。 AT 结构的 6 芯 P8 和 P9 分离式电源插头，在 ATX 结构中被 20 芯双列直排插头所替代，具有可 靠的防插反保护：针对 Pentium4 主板机型，新款 ATX 电源除大 4 芯和小 4 芯电源接口插头 外．还增加 4 芯 12V CPU 专用电源接口插头 P9 及 6 芯+3．3V、+5V 电源增强型插头 P8。 二、ATX 开关电源电路组成 1．各功能电路组成 ATX 开关电源，由交流输入整流滤波电路，辅助电源电路，脉宽调制控制电路，半桥功率变换电 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等组成， 如图 l 所示： 2．直流电源额定输出 各种型号的 ATX 开关电源，其 20 芯电源插头(见图 2)各引脚定义相同，额定输出电流根据 ATX 电源标称功率不同有所差异，下述括号内的电流值是银河 YH-2503B 型开关电源额定输出标称 电流。 +3．3V(14A)使用橙色线由 ATX 插头①、②、⑾脚引出； +5V(21A)使用红色线由 ATX 插头④、⑥、⒆、⒇脚引出； +12V(6A)使用黄色线由 ATX 插头⑩脚引出； -5V(0.3A)使用白色线由 ATX 插头⒅脚引出；银河YH-2503B 型ATX 开关电源工作原理2 / 6 -12V(0.8A)使用蓝色线由 ATX 插头⑿脚引出。 +5V SB(0.8A)在待机及受控启动状态，输出电压均为 5V，使用紫色线由 ATX 插头⑨脚引出。 PS-0N 为主机启闭或网络计算机远程唤醒 ATX 电源的控制信号，不同型号的 ATX 电源，待机时 此电压值为 3V、3.6V、4.6V 等有所不同。使用绿色线由 ATX 插头⒁脚引入，PW—OK 是 ATX 电源输出供主板检测电源是否准备好的控制信号，待机状态为零电平，受控启动延迟 100— 500ms 输出 5V 高电平，使用灰色线由 ATX 插头⑧脚引出：ATX 电源 COM 公共接地端，使用 黑色线由插头③、⑤、⑦、⒀、⒂、⒃、⒄脚多处引出，以降低插接损耗。 3．脉宽调制芯片 TL494 电压驱动型脉宽调制芯片 TL494，是目前在 ATX 电源中被广泛用来构成他激式半桥驱动电路的 控制集成电路： 该芯片采用 7V-41V 的工作电压，内部基准电压为 5V，最高工作频率 300kHz，可推挽／单端 输出，其最大输出电流 250mA。其内部框图如图 3，各级波形如图 4，引脚功能如表 1。 表１ 引脚 功能说明 引脚 功能说明 ① +IN1 --误差放大器同相输入端 ⑨ E１--输出 1 ② -IN1 --误差放大器反相输入端 ⑩ E2 --输出 2 ③ FB --脉宽调整控制 ⑾ C2--输出 2 ④ DTC --死区电位控制 ⑿ VCC --电路供电端 Vet ⑤ CT--振荡器定时电容外接端 ⒀ OC --输出方式控制 ⑥ RT--振荡器定时电阻外接端 ⒁ Vref --基准电压输出 ⑦ GND--电路地 ⒂ +IN1 --控制放大器反相输入端 ⑧ C1--输出 1 ⒃ -IN1 --控制放大器同相输入端二、银河 YH—2503B 型 ATX 开关电源工作原理 图 5 是目前市面上 PC 机中使用的银河 YH-2503 ATX 开关电源，根据实物测绘的电路图。 1．ATX 开关电源待机状态 (1)交流输入整流滤波电路 220V 交流电经热敏电阻、交流保险、C3、C4 共模滤波电路，进入由 BD1 至 BD4 二极管组成 的桥式整流电路。在 C5、C6 串联滤波电 容，R2、R3 均压电阻上得到 300V 的直流电压，作 为半桥功率变换电路及辅助电源电路的工作电压： (2)辅助电源电路及+5V SB 输出 300V 直流电压经 R72 限流，向由振荡管 Q15、变压器 T3、定时电路 C44、R74 等组成的辅 助电源电路供电，产生脉冲振荡。 图中 C42、R77 组成 Q15 集电极尖峰抑制电路，当 Q15 集电极电流被关断时，利用 C42 的充 电特性，抑制集电极尖峰电压的上升速率， 保护 Q15 振荡管不被瞬时击穿：在 Q15 开启期间，银河YH-2503B 型ATX 开关电源工作原理3 / 6 C42 经 Q15c、e 极和 R77 放电，R77 限制开启瞬间的放电峰值电流； 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 中。当 Q15 由饱和转向截止时，二次绕组的感应电势为正，BD5 整流输出电压供 Q16 三端稳压 器 7805，Q16 输出+5V SB。若该电压丢失，主板就不会自动唤醒 ATX 电源启动，BD6 整流 输出电压供待机时 IC1 脉宽调制芯片 TL494⑿脚，⒁脚输出 5V 基准电压，提供 ATX 开关电源 控制电路的工作电压。 (3)PS-ON 高电平 待机状态，ATX 主板启闭控制电路的电子开关断开，ICl⒁脚 5V 基准电压，经 R6、R62、ICl0 精密稳压调节器 WL431 控制端 R、阳极 A 至直流地，组成 PS-ON 控制信号的直流分压电路， PS-ON 信号为高电平(3,6V)。 (4)PW—OK 零电平 PW-OK 产生电路由 IC5 电压比较器 LM393①、②、③脚，Q21、C60 及其周边元件