ATX电源工作流程及维修.doc

ATX电源工作流程及维修 极少部分电源生产厂商为获得更多利润，在电源的设计、用料、做工等方面偷工减料，导致市场中出现了不少劣质电源，给消费者造成许多不必要的损失。那么，电源的优劣该如何分辨呢？我们认为，只有对电源内部的各重要部分进行分析，才能更好的解答这个问题。故此，本刊特邀金河田资深电源工程师刘正波做客技术广角，从专业角度分析ATX电源的优劣。(优质电源示例采用金河田劲霸ATX-600) 一、?ATX电源的重要性及其工作原理 ??? ?ATX电源在电脑中所起的基本作用是将220V交流电转化为电脑所需的直流电，但从原理或设计来讲它则包含四个方面： a.?将220V交流电与输出的直流电隔离，同时将220V交流电转化为供电脑主板和其他设备使用的低压直流电。b.?防止雷击、尖峰脉冲等外界干扰通过电网影响电脑工作。c.?开关电源内部的元器件在工作时会处于频繁的开/关状态，这样就会不可避免地产生一些干扰信号，而ATX电源本身应该具备滤除这些干扰信号的功能，以避免对电网中的其他电器设备产生干扰。d.?通过电源风扇抽风，降低机箱内部温度，以达到辅助主板、CPU、显卡、硬盘等配件散热的目的。 ??? 由以上几点足见ATX电源的重要性，所以我们将从ATX电源的原理部分开始，针对其内部的重要组成部分进行分析。 ??? 以市场上常见ATX电源所采用的半桥电路为例，其工作流程为：电源的外接AC电压经过EMI滤波电路滤除各种干扰信号后，通过整流滤波将AC电压变为平滑的直流电，经过开关晶体管的导通与截止，并结合变压器的隔离及电压变换作用，最后通过低压端的整流滤波电路输出。 ??? 开关电源的稳压保护过程则是经反馈电路从输出端取样，再将信号送到PWM（Pulse-Width Modulation，脉宽调制）电路调节开关晶体管的导通与截止时间，从而使输出电压稳定。各种保护功能是通过对输出端的电流、电压的监控然后将信号反馈到PWM控制电路从而实现各种保护功能。  图1 ATX电源半桥电路工作流程示意图 二、拆开电源分析优劣 ??? 从内部来看，ATX电源由几个部分组合而成（图2），这几部分的有无或优劣，将直接影响最终用户正常使用电脑。 图2组成ATX电源的重要部分 1.EMI滤波部分 ??? 电源的EMI滤波部分主要是为了滤除外界的突发脉冲和高频干扰, 同时将其自身产生的电磁辐射削减到最低.ATX电源的EMI部分主要是由滤除共模干扰的电容(图4中方框圈选部分)、滤除差模干扰的电容（图4中圆圈框选部分）、扼流线圈等组成。较好的电源其EMI部分通常采用两部分，一部分在公座上加了一个CE小板，ATX电源的EMI是3C认证中的一个重要检测项目。优质电源会采用完整的二级滤波电路。劣质电源最有可能在这部分偷工减料，最常见的做法是省掉一级滤波电路或干脆不采用EMI滤波部分，或者滤除差模干扰的电容采用非安规材料。 图3优质电源输入座上的一级EMI滤波电路 图4优质电源PCB大板上的EMI二级滤波电路 图5劣质电源的EMI部分及EMI电路，无法通过3C测试 2. 整流部分和高压滤波部分 ??? 电源通过EMI滤波以后由桥式整流管将其变为较平滑的直流电，然后经过高压电容对其进行高压滤波。电源桥式整流部分常用的方案有两种：一种是由四个分立的二极管组成，另一种是将四个分立的二极管集成在一起。后一种方案的优点是便于散热，一般超过300W的电源都采用集成式，其耐压值至少为600V，ATX电源的高压滤波一般采用两个耐压值为200V的电容. ??? 电容的容量直接影响着电源的低压特性,这个问题在我国显得尤其重要,因为国内大部分地区的电网并非想像中那么稳定.一般在用电比较密集的环境,电网电压会由标准的220V降到180V～190V，如电源的低压特性不够好,会引发多种问题,如电脑在用电高峰期会频繁死机重启等.一般设计较好的300W电源上,其平滑滤波电容（业内俗称大电容）的容量应达680μF或更高。劣质ATX电源的大电容容量大部分不足，最明显的是大电容的体积偏小。 图6优质350W电源采用1000μF的大电容 3. PFC电路 ??? PFC(power factor correction)电路即功率因数校正电路, PFC补偿电路分为两种，一种是被动式PFC（打开ATX电源机壳会发现上盖或下盖有一类似变压器的元件），其作用是可以降低电源对电网谐波干扰和电网对电源干扰， 成本较低，可靠性比较高。在网吧与公司这样电脑集中使用场合中，被动式PFC的效果非常明显；另一种是主动式PFC电路，其AC部分有一大的环形电感，此处还大多带一块PFC控制小卡。主动式PFC功率因数高,AC输入电压可以设计成100～264Vac，不过相对于被动式PFC而言，其成本较高，可靠性反而不如