電腦atx開關電源工作原理與維修技巧doc-資料下載頁

　　

【正文】 該電路中還串接了一個負溫度系數的限流電阻，可以避免開機瞬間強大的電流損壞后級電路中的元件。之所以稱其具有負溫度特性，就是由于這種電阻在電流剛通過時阻抗大，隨著電流的通過并發熱后阻抗降低，電路逐漸恢復正常，因此用來避免發生涌浪的可能。傳統的電源認證只是非強制性要求使用一級EMI電路，而目前所奉行的（ChinaCompulsoryCertification，又稱3C）認證則要求至少使用兩級EMI電路，除電源輸入端需要一級外，在整流電路前還需要一級，也就是我們俗稱的二級EMI電路。通常情況下，電源的二級EMI電路會被安置在電源主板上。而這部分電路的結構同一級EMI電路并沒有本質上的差別。只是具體到不同廠家，會有不同的制造思路。但是有一點，如果某款電源中只能見到一套EMI電路或者兩級EMI電路中有明顯縮水的話，那么它一定是不符合3C規范。（輸入端）濾波：全橋整流濾波部分高壓端的整流濾波電路。作用是對交流電進行整流濾波而形成高壓直流電，為開關電路供電。從結構上看來，這部分相對比較簡單。主要就是由二極管和電容組成，四個二極管組成全橋電路對交流電進行整流進而轉換為脈沖直流電，經過兩個高壓電容的濾波而變成比較穩定的直流電。從電源制造的角度看來，這兩部分也有其各自的標準。二級管的作用主要是用于整流，將220V的交流市電轉化成穩定的直流電流。好的電源產品必須采用和其功率相符的二級管，這主要是因為二極管本身具有一定的耐壓和耐流的限制，其最大輸出電流太小容易導致電源在大負載下燒毀；電容容量的大小對整流濾波的效果也有很大的影響，其作用就像是水庫，將流量不均勻的電能先存儲起來，再均勻的提供給變壓器使用。大容量的電容能夠減少電源輸出端的紋波波動，并能在意外斷電時提供更長的供電時間。因此，通過電容上的標稱值，也可以簡單判斷一款電源的好壞，比如一款標稱300W的電源，其電容容量不得小于680uF。整流/變壓作為開關電源最主要的組成部分，高頻變壓器相對于傳統的工頻變壓器有以下優點：利用鐵氧體材料制成的高頻變壓器具有轉換效率高、體積小巧的特點；而傳統的工頻變壓器工作在50Hz下，輸出相同功率時需要較大的截面積而導致變壓器體積龐大，不利于電源的小型化設計，而且電源轉換效率也低于開關電源。電腦使用的開關電源一般采用半橋式功率轉換電路，工作時兩個開關三極管輪流導通來產生100kHz的高頻脈沖波，然后通過高頻變壓器進行降壓，輸出低電壓的交流電。在這個電路中，開關管的最大電流對電源輸出功率的大小有一定的限制（通常應用于300W電源的MOS管體積較大，有的電源甚至使用了耐流達到10A的開關管），而高頻變壓器各個繞組線圈的匝數比例則決定了輸出電壓的多少，由于工作在很高的頻率下，對元件質量的要求和線路的搭配有很高的要求。電源的核心部件——高頻變壓器半橋式變壓電路，其中最為顯眼的是三只高頻變壓器，從上到下分別為：主變壓器、驅動變壓器和輔助變壓器（待機變壓器），每種變壓器在國家規定中都有各自的衡量標準，比如主變壓器，只要是200W以上的電源，其磁芯直徑（高度）就不得小于35mm。而待機變壓器，只要電源功率不超過300W其磁芯直徑達到16mm就夠了。當然，這里還要提到一個概念，就是目前一些廠家宣傳的“磁放大”技術。這種技術相對于傳統的高頻變壓器技術，改進點之一就在于采用了新材料制造變壓器磁芯，用以提高變壓器效能。不過單從變壓器角度，很難用肉眼直觀的分辨。前面說到的待機變壓器（輔助變壓器），其實就是AT電源和ATX電源的主要區別。只有擁有待機電路的電源產品，才可以在電腦主機關閉后，繼續為電腦提供+5V的電壓（+5VSB供主板啟動時使用），因此主板可以實現遠程控制或定時啟動等諸多功能。而這一點也是PC電源同普通工業電源區別之一。控制電路電路的核心部分，對開關管進行控制以調整輸出電壓的高低。 電源內部的控制中心有了開關管和變壓器還不能夠完成一個完整的開關電源電路的轉換過程，因為開關管的工作需要有控進行。目前電腦電源上主要采用PWM脈沖寬度調制的方式進行工作，具體地說就是采用專用的控制芯片對兩個開關管進行控制，每個開關管都以導通或截止兩種狀態的方式工作，芯片只要控制一個周期內開關管導通和截止的比例就可以改變輸出電壓的高低。當電源輸出電壓較低時，端反饋的電壓也下降了，控制芯片就增加開關管導通的時間而減少截止的時間，這樣就能增加輸出端的電壓，從而達到一定的平衡，而開關管的總的工作周期則不會變化?？刂菩酒瑫r還負責電壓過載和電流短路保護，避免因電源損壞時導致與其連接的電腦設備毀壞。下面，舉例說明：在另一邊是PWM電源管理集成電路，上面的是LM339N芯片、下面是KA7500B芯片，我們分別介紹一下：4路精密電壓比較器LM339NLM339集成塊內部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是：1）失調電壓小，典型值為2mV；2）電源電壓范圍寬，單電源為236V，雙電源電壓為177。1V177。18V；3）對比較信號源的內阻限制較寬；4）共模范圍很大，為0~（）Vo；5）差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；6）輸出端電位可靈活方便地選用。LM339集成塊采用C14型封裝。KA7500B可以完成判斷和產生PG信號、PWM控制和保護等諸多功能：該IC具有多種調節和保護功能，功能齊全，工作震蕩的頻率可在1K～300KHz之間調整。KA7500控制2個功率開關管輪流開、閉，并通過高頻變壓器將能量傳送到次級，然后通過高頻整流二極管還原成直流低電壓。為將高壓與低壓端完全隔離，芯片對開關管的驅動是通過一個變壓器來進行的，外形與高頻變壓器類似，只是個頭稍小。這個區域中還包括了一個關鍵的電路——PG信號發生電路。它的作用是在啟動時輸出電壓都穩定后再給電腦一個啟動信號，讓電腦正式啟動，而在意外斷電時也能及時地送出關機信號讓電腦馬上停止工作，對電腦的穩定和外設起了很大的保護作用。 PG信號與其他相關信號的時序關系圖中顯示了ATX規定中電腦在開啟和關閉時PG信號產生的過程和時序要求，由此可見PG信號的重要性，只有電源送出了合乎ATX規定的PG信號，才能對電腦起到真正的保護作用。上篇中，我們介紹了一款符合ATX標準的電源所擁有的主要結構。不過，在開篇時我們已經說過，隨著3C的推出，目前市售的電源產品在結構上有了一些變化。另外，隨著電腦功耗的不斷提升，對電源功率方面也有了很多不同的要求。本篇就立足于此，為大家介紹一下電源中的新組件PFC。PC電源采用傳統的橋式整流、電容濾波電路會使AC輸入電流產生嚴重的波形畸變，向電網注入大量的高次諧波，因此網側的功率因數不高，并對電網和其它電氣設備造成嚴重諧波污染與干擾。早在80年代初，人們已對這類裝置產生的高次諧波電流所造成的危害引起了關注。1982年，國際電工委員會制訂了IEC55－2限制高次諧波的規范（后來的修訂規范是IEC1000－3－2），促使眾多的電力電子技術工作者開始了對諧波濾波和功率因數校正（PFC）技術的研究。電子電源產品中引入PFC電路，就可以大大提高對電能的利用效率。新的國家強制認證制度（即CCC認證）自2002年5月1日起開始實施，自2003年5月1日起強制實施（使用CCC證書）以來，PFC作為電源產品的一大賣點逐漸被人們所重視，那么PFC究竟是什么呢？PFC(Power Factor Correction )即功率因素，指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關系，也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度，當功率因素值越大，代表其電力利用率越高。交換式電源供應器上的功率因素校正器的運作原理是去控制調整交流電電流輸入的時間與波型 使其與直流電電壓波型盡可能一致，讓功率因素趨近于1。這對于電力需求量大到某一個水平的電子設備而言是很重要的 否則電力設備系統消耗的電力可能超出其規格，極可能干擾銅系統的其它電子設備。 一般狀況下 。和傳統無功率因數校正的電源相比，帶有功率因素校正的 電源的好處有：節省電費，增加電力系統容量， 穩定電流。低功率因素即代表低的電力效能，越低的功率因素值代表越高比例的電力在配送網絡中耗損，若較低的功率因素沒有被校正提升，電力公司除了有效功率外，還要提供與工作非相關的虛功，這導致需要更大的發電機、轉換機、輸送工具、纜線及額外的配送系統等事實上可被省略的設施，以彌補損耗的不足。有PFC功能的電子設備配可以幫助改善自身能源使用率，減少電費，PFC也是一種環?？萍迹梢杂行p低造成電力污染之諧波，是對社會全體有益的功能。