图解ATX电源

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ATX,电源,2013.9.29,ATX,开关电源，电路按其组成功能分为,：,交流输入整流滤波电路、脉冲半桥功率变换电路、辅助电源电路、脉宽调制控制电路、,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。,1.,辅助电源电路,只要有交流市电输入，,ATX,开关电源无论是否开启，其辅助电源一直在工作，为开关电源控制电路提供工作电压。,电源外壳上安装了交流电输入插座，有的电源还安装一个交流输出插座供显示器使用，这个输出插座并联在输入插座上，与电源内部的电路没有任何关系，那些 担心外接个显示器就要分担电源功率的想法完全没有必要。由于,ATX,电源内部的待机电路与外界电源总是连接着并为电源的主电路和主板的启电路提供启动电压， 因此即使关机后也要拔掉电源线才能拔插电脑内的板卡，某品牌电源设计有硬开关，可以完全切断外界的供电，使用更加方便。,一级,EMI,电路交流电源插座上焊接的是一级,EMI,电源滤波器电路，这是一块独立的电路板，是交流电输入后所经过的第一组电路，这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。,二级,EMI,电路,市电进入电源板后先通过电源保险丝，然后再次经过由电感和电容组成的第,2,道,EMI,电路以充分滤除高频杂波，然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路。 保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件，而限流电阻含有金属氧化物成分，能限制瞬间的大电流，减少电源对内部元件的电流冲击。,220V,交流电经过第一、二级,EMI,滤波后变成较纯净的,50Hz,交流电，经全桥整流和滤波后输出,300V,的直流电压。,300V,直流电压同时加到主开关管、主开关变压器、待机电源开关管、待机电源开关变压器。,由于此时主开关管没有开关信号，处于截止状态，因此主电源开关变压器上没有电压输出，上图中的,-12V,至,+3.3V,，,5,组电压均没电压输出。,300V,直流电加到待机电源开关管和待机电源开关变压器后，由于待机电源开关管被设计成自激式振荡方式，待机电源开关管立即开始工作，在待机电源开关变压器的次级上输出二组交流电压，经整流滤波后，输出,+5VSB,和,+22V,电压，,+22V,电压是专门为主控,IC,供电的。,+5VSB,加到主板上作为待机电压。,当用户按动机箱的,Power,启动按键后，（绿）色线处于低电平，主控,IC,内部的振荡电路立即启动，产生脉冲信号，经推动管放大后，脉冲信号经推动变压器加到主开关管的基极，使主开关管工作在高频开关状态。主开关变压器输出各组电压，经整流和滤波后得到各组直流电压，输出到主板。但此时主板上的,CPU,仍未启动，必须等,+5V,的电压从零上升到,95%,后，,IC,检测到,+5V,上升到,4.75V,时，,IC,发出,P.G,信号，使,CPU,启动，电脑正常工作。当用户关机时，绿色线处于高电平，,IC,内部立即停止振荡，主开关管因没有脉冲信号而停止工作。,-12,至,+3.3,的各组电压降至为零。电源处于待机状态。,输出电压的稳定则是依赖对脉冲宽度的改变来实现，这就叫做脉宽调制,PWM,。由高压直流到低压多路直流的这一过程也可称,DC-DC,变换，是开关电源的核心技术。采用开关变换的显著优点是大大提高了电能的转换效率，典型的,PC,电源效率为,7075%,，而相应的线性稳压电源的效率仅有,50%,左右。,保护电路的工作原理：,在正常使用过程中，当,IC,检测到负载处于：短路、过流、过压、欠压、过载等状态时，,IC,内部发出信号，使内部的振荡停止，主开关管因没有脉冲信而停止工作。从而达到保护电源的目的。,由上述原理可知，即使我们关了电脑后，如果不切断交流输入端，待机电源是一直工作的，电源仍有,5,到,10,瓦的功耗。,内部电路结构,:,电源的内部电路分为抗干扰电路、整流滤波电路、开关电路、保护电路、输出电路等。抗干扰电路电源的抗干扰电路位于电源输入插座后，由线圈和电容组成一个滤波电路，它可以滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。由于这部分电路不影响电源的正常工作，很多便宜的电源会把它省略。,随着,3 C,认证制度的实施，在这部分开始增加,P F C,（功率因数校正）电路，凡是,3 C,认证的电脑电源，必须增加,P F C,电路。,PFC,电路可以减少对电网的谐波污染和干扰。,PFC,电路,PFC,电路有两种：,有源,PFC,和无源,P F C,。,无源,P F C,一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，有源,P F C,由电感电容及电子元器件组成，能够获得更高的功率因数，但成本也相对较高。,有源,P F C,电路具有低损耗和高可靠性等优点， 可获得高度稳定的输出电压，因此，有源,P F C,的电源不需要采用很大容量的滤波电容。,PFC,电路是面已经提到,PFC,，,PFC,电路称为功率因素校正电路，功率因素越高，电能利用率就越大，目前,PFC,电路有两种方式：无源,PFC,（对称作被动式,PFC,）和有源,PFC,（主动式,PFC,）。,无源,PFC,无源,PFC,：,通过一个笨重的工频电感来补尝交流输入的基波电流与电压的相位差，强逼电流与电压相位一致。无源,PFC,效率较低，一般只有,65%70%,，且所用工频电感又大又笨重，但由于其成本低，许多,ATX,电源都采用这种方式,有源,PFC,：,有源,PFC,由电子元器件组成，体积小重量轻，通过专通的,IC,去调整电流波形的相位，效率大大提高，达,95%,以上。采用有源,PFC,的电源通常输入端只有一只高压滤波电容，同时由于有源,PFC,本身可作辅助电源，因而可省去待机电源，而且采用有源,PFC,的电源输出电压纹波极小。但由于有源,PFC,成本较高，所以通常只有在高级应用场合才能见到。,EMI,滤波电路,:,EMI,滤波器主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰。实际上它是利电感和电容的特性，使频率为,50Hz,左右的交流电可以顺利通过滤波器，但高于,50Hz,以上的高频干扰杂波被滤波器滤除，所以它又有另外一种名称，将,EMI,滤波器称为低通滤波器（彩电上的称法），其意义为，低频可以通过，而高频则被滤除。下面是,EMI,滤波电路的线路图：,上图中的,C1,和,L1,组成第一级,EMI,滤波，,C2,、,C3,、,C4,与,L2,组成第二级滤波。实物图如下图所示：,