ATX待机电源原理与检修

湘江北去

　　ATX电源的待机电源形式虽然多种多样，但都是百变不离其宗，大多数是开关变压器自耦合的单管振荡电路。

　　图中电路当插上市电经桥式整流，电容滤波输出300伏左右直流电压，首先经变压器T3的初级绕组及由C4、R6、D3组成的尖峰吸收网络加到开关管Q3的D极；另一路经起动电阻R3、R5加到Q3的G极、S极、R4到GND。Q3导通，T3的初级绕组有了电流并产生上正下负的感应电动势，同样T3的正反馈绕组也产生上正下负的感应电动势，经C10、R7、Q3的G、S极、R4、C8、R16构成回路，加速了Q3的导通程度，直到Q3完全饱和导通并且导通电流不再变化时；正反馈绕组的感应电动势为零，开关管Q3的G极就只有起动电阻这么一个回路了，Q3由饱和状态向截止状态转变，T3的初级绕组电流开始减弱，由电感的特性可知，产生了上负下正的感应电动势，同样正反馈绕组也产生上负下正的感生电势，加速Q3向截止状态转变，同时反馈绕组经C8、R16、GND、D5构成回路给电容C8充电。当Q3完全截止时，T3的初级绕组电流为零，同样正反馈绕组的感生电势亦为零，开关管的反偏电压不存在了，此时主滤波电容端输出的300伏左右直流电压又能通过起动电阻加到Q3的G极，进行如上所述的下一次的振荡周期！

图1.电路图

　　当开关管Q3由饱和导通状态转变为截止状态时，变压器初级线圈储存的电磁能量通过铁氧体磁芯耦合到了次级绕组，产生了上正下负的感生电动势经快恢复二极管D9、D7整流，电解电容C15、C18滤波分别输出+12V、+5VSB直流电压。+5VSB经电阻R27、R19分压取样，将其变化量送到精细稳压器TL431的控制级，当+5VSB电压有上升驱势时，TL431控制级电压上升，其稳压值下降亦即导通率增大，光耦内部的发光二极管电流增大，亮度增大，光敏三极管受光照增强内阻减小，已经充满电的电容C8的正极经光耦的4、3脚，电阻R17、三极管Q4的B极、E极、GND（C8的负极）放电电流增强，三极管Q4导通率增强，内阻减小，拉低Q3的G极电压使其尽快截止，防止输出电压过高。反之，当+5VSB有下降驱势时，Q4内阻增大，有利于提升Q3的G极电压，使其导通时间延长以提升输出电压幅度。因此三极管Q4也叫“调制管”。这部分电路叫做开关电源的“稳压控制”电路。

图2.电路图

　　以上简单阐述了ATX待机电源工作过程，其核心部分也就是开关电变器、开关管、精密稳压器及光耦等。开关管因工作环境恶劣，做为第一功耗大户也极易损坏，所以电源设计时对其采取了一些防护措施。一是高压防击穿保护，即由C4、R6、D3组成的尖峰吸收网络，当开关管由饱和状态转为截止时，开关变压器的初级绕组产生的上负下正感生电动势的尖峰高压经吸收网络构成回路泄放掉，防止尖峰高压直接加在开关管的D、S极而击穿。（经主滤波电容构成回路，图中未画。）二是过流保护，即图中的电阻R4、R8、三极管Q4，当开关管的电流过大时，电阻R4上的压降增加，经R8使Q4的发射结电流增加，C极电位下降拉低Q3的G极电位使其截止。三是利用ZD1的稳压特性将开关管Q3的G极电压嵌位在18V以下，保护开关管不被击穿。

　　实际维修中尖峰吸收网络电路不易损坏，但也有个别D3不良的，表现为开关管功耗增加，输出电压不足等症状，甚至击穿开关管；当发现开关管已击穿时，R4必换，甚至殃及R8、Q4等。一杂牌（绿野）ATX电源待机电源修复一例：保险完好，+5VSB没电压，经查开关管已烧断路了，电阻R17断路，R28表面已炭化但阻值正常，其周围PCB板也有烧糊的痕迹，将上述元件换新通电，万用表测+5VSB电压仅为4.3V；+12V输出电压高达31V左右，据此分析应是+5VSB端负荷过重，考虑电容C18与R28安装过近，长期被烘烤可能已失效，随换新通电测+5VSB端电压高达8V；+12V端电压却下降至24V左右，电阻R28冒烟。立即断电，拆下电阻R28再通电并短接电阻R27，+5VSB端的8V电压有所下降但不明显，其间更换过TL431跟光耦817无效，甚至直接短接光耦的3、4脚也不奏效！冷静分析稳压控制电路已经动作并完全达到最大极限了，但输出电压还是过高，为什么呢？就好似一个水管管路，所有阀门都已全开但水流还是很小，那只有水源的水压不足了！本电路中的光耦已经完全导通但Q4却迟迟未导通！究其原因应是Q4激励不足。正反馈绕组在Q3截止时产生的上负下正电动势由D5向C8充电，C8两端的充电电压将为Q4提供激励能量，果断拆掉C8用表测已无容量外观却完好！换新C8后通电+5VSB正常，12V也正常了！