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电脑 ATX 开关电源工作原理与维修技巧

本文以 PDL-250 型电脑 ATX 开关甩源为例，介绍其工作原理和多种故障的维修思路以及维修技巧，供参考。

一、原理分析

1.待机电源

待机电源又称辅助电源，电路见附图。自激振荡部分由 Q03,T3,C14,D04,2R21,2R22,2R4 等元件组成；稳压部分由 IC5（电压基准源）,IC1（光祸）,Q4(PWM)

等元件组成；保护和尖峰吸收部分由 Q4,2823、2R10,C02 及 2R5、C05A,D06 等元件组成。可见待机电源的构成与部分彩电开关电源（带光祸的）基本一致，详

细工作过程也大致相同。

T3 次级，一路由 DOIA 和 C09 整流滤波输出十 22V,为驱动电路 T2 初级和 IC2 (TIA94CN )⑩脚提供工作电压。一路由 DOf、C03、IA, C05 整流滤波输出+5VSB

(Stand By)，由一根紫色导线经 ATX 插头送到主板上“电源监控部件”电路，为该电路提供待机电压。别看待机电源结构简单，在微机系统中却占据着重要地位，

(2)脉宽调制与驱动电路得到主机启动指令后 IC2(TL494CN)立刻由待机状态转人工作状态，⑧脚、⑧脚输出相位差为 1800 的 PWM 信号，使 17 初级一侧的

Q1,Q2 轮流导通或截止，并经 T2 次级 L3 ,LA 绕组的藕合，驱动 QO1,Q02 也为轮流导通或截止，共处于“双管推挽”工作方式。电路通过 D02,D03 钳位，吸收反

向尖峰电压，保护 Q1,Q2 不被击穿;C08,D12,D13 用以抬高 Q1、Q2 的 e 极电平，保证 Q1,Q2 的 b 极当“有效低电平脉冲”出现时可靠截止：由 R10,D14,R54,R55、

C36 及 R51、R56、R57、R58 等组成“电流取样”支路，将 QI,Q2 工作电流从 T2 初级绕组抽头引出，经以上元件限流、整流、滤波、分压，完成“电流误差’，信

号的取样，送到 IC2⑩脚，即误差放大器 2 的同相输人端。

IC2①脚外围 4 个电阻，组成“电压取样’，支路，分别经 R15,R16 对+5V,+12V 输出电压进行取样、叠加，再与 R33、R69（并联）分压，完成“电压误差”信

号的取样，送到 IC2①脚，即误差放大器 I 的同相输人端。以上两个误差信号，经 IC2 内部误差放大器 I 和 2 放大、叠加，再经 PWM 比较器进行脉宽调制，改

变 Ql、Q2 和 QOI、Q02 导通／截止时间比，从而达到自动稳压目的。另外 IC2②、③脚之间 C31、R43 组成误差放大器 1 的消振、校正电路。

(3）他激式双管推挽半桥功率变换器他激式双管推挽半桥功率变换器，简称“半桥变换”。“半桥”是因对功率开关变压器的推动只用了 1 组双管推挽电路而得

名。采用“半桥变换”，有利于转换效率的提高和电源功率的增大，有利于增加稳压宽度和提高负载能力，并且可缩小体积、减轻重量。

(1)由于流经 TI 初级绕组工作电流是大小相等、方向相反，因此在次级绕组两端所感应的脉冲电压也是大小相等、方向相反，这样就可以方便地利用“共阴

极”二极管或“共阳极”二极管进行全波整流，用“共阴极”整流得正极性直流电压，用“共阳极”整流得负极性直流电压。D21、D22,D23 外形参看附图，D21 和 D23

外形像大功率三极管，内部是共阴极肖特基二极管，D22 是用两个分离的快恢复二极管，将阴极焊在一个铁片上构成的“共阴极”。它们分别是+5V、+12V、+3.3V

的全波整流管。另用 D24,D25 和 D27,D28 在电路中按“共阳极”接法，分别担任一 5V 和一 12V 全波整流，也采用快恢复二极管。

(2)各路输出采用 LC 滤波，在这里要注意 L2 的接法。L2 有 5 个线圈（其中 2、3 并联）担任 15V、土 12V 滤波，为了利用这种正负关系，使 L2 发挥“共模”

扼流的效应，线圈采取共用磁芯，并将两路负电压进行反接。

(3)因 IC2 内部 PWM 未对 3.3V 取样，该电压另设由 IC4,Q5,D30,D31 等组成的“反向电流反馈”自动稳压电路。IC4 及其外围元件对 3.3V 电压取样，经 Q5 放

大并转换成电流误差输出。假设输出电压上升，将引起 IC4 的 K 极电平下降，使 Q5 电流上升，经 D30,D31 分别向 LO1、L02 注人反向电流增加，两个线圈的感

抗增大，使整流输出电压下降。反之，向这两个线圈反向注人电流减小，则可使整流输出电压上升，从而达到自动稳压目的。

4.过压、欠压和过流自动保护控制电路

子开关处于断开状态时，IC2⑩脚 5V 基准电压经 R36，作为高电平通过绿色导线加到主板启／闭控制电路上，同时 5V 基准电压又经 R37 加到 IC3"启 z 闭”比较

器反相输人端⑥脚，输出端①脚输出低电平，经 D34 将“保护’，比较器同相输人端电平拉低，使其输出端②脚输出高电平加到 IC2④脚，通过内部“死区”比较器

使⑧脚、⑧脚无 PWM 信号输出，也即对主开关电源进行封锁。当主板启／闭控制电路的电子开关接地时，PS-ON 信号变为低电平，经 R37 加到“启／闭”比较器

反相输人端⑥脚，①脚输出高电平，D34 截止，使④脚恢复正常时的高电平，②脚则输出低电平加到 IC2.脚，解除“死区”封锁，使 ATX 开关电源得以启动。

电压设置了断电应急处理电路。意外断电，会使 IC2 内电流、电压误差取样放大器 1 和 2 输出突然下降，IC2③脚电平突然变底，经 R48 加到 IC3 断电比较器同

相输人端⑨脚，使其输出端⑩脚输出低电平，经 R50,R63 将⑧脚电平拉低，⑩脚跳变为低电平，以此"P.G 信号突然消失”的方式，将断电“噩耗”传送主机，让主

机停止正常运行，做好关机处理。

二、ATX 开关电源的维修技巧

1.ATX 开关电源电路板特点是元件高度密集，而且“立体”分布，最低的元件只有 2mm 高，而最高的可达 50mm 高，中间可把各种元件高低分成 4-5 层，尤

其是两个大散热片的遮挡，使许多元件根本看不到，不要说进行检查和测试，有些大元件虽能看到，但表笔却无法插到它的引脚上。若从背面直接测试焊点，又

因为大部分元件连正面位置都无法确定，怎么与背面焊点进行对应？因此，维修时最好是先将两个大散热片拆除，这样电路板上各种元件会透亮一些，维修起来

也更方便和安全。

2.待机电源的损坏往往都很严重，而且维修时经常出现反复，但 ATX 开关电源印刷电路一般都很窄，焊盘也很小，经不起多次焊接，容易脱落，导致故障

越修越糟。解决方法是，从有可能需要多次代换元件的焊点上，引出一根短线，先将元件焊在短线上进行试验，以减少对焊点的焊接次数。

为避免空载使输出电压发生变化，最好用光驱做负载。接上光驱后各路电压趋向正常，不但有光驱工作指示灯可做电源输出显示，而且还可利用耳机发出

的乐曲进行监听。因为光驱功率适中（5V/IA，12V/1.5A），既满足维修需要，又不会使开关管、整流管发热，可以放心将它们的大散热片拆除，且又正好适合

用 2A 保险管做意外保护，真可谓一举多得！

三、故障检修