完全分析--長成ATX300P4-PFC
標題起的有點吹牛了，只為吸引眼球而以，大家不要見怪。完整電路圖置頂貼里有。鏈接在下面。可能有不同版本，我用的是余君強制作的那個。http://www.chinafix.com.cn/thread-82456-1-1.html長城ATX300P4 PFC 這張電路圖記得在一年前剛看到時，眼前幾乎一片漆黑，瞪大眼睛也看不懂幾個地方。經(jīng)過不斷的積累，這張圖的主體部分基本已能讀懂了。現(xiàn)在把我的理解發(fā)出來，一方面供錚新的手學習，半新的手參考，另一方面懇請老鳥們加以指導。由于自己水平比較差，文中一定會有很多錯誤，包括一些會誤人子弟的嚴重錯誤，歡迎大家拍磚，討論。[attach]474643[/attach]見圖1，這部分比較簡單，主要是EMI(Electric Magnetic Interference)、PFC和整流橋。C1,C4及C7是X電容(方塊形的)，又叫跨接線路濾波電容(出自yzz163老大寫的貼)，其功能是濾除火線與中性線(零線)之間的電磁干擾(常態(tài)噪聲)。至于為什么C1、C7的容量就定在0.22uF而放在中間位置的C4就用0.1uF的，類似這樣的問題我想修理工要想理解就有一定的難度了，我曾看過一篇講解其中理論的文章，結(jié)果是望著一串串以上下被拉升了的S打頭的式子一個勁兒的*，心理納悶兒當初高數(shù)是怎么考過的,最終放棄?？磥黼姎夤こ處熀托蘩砉げ皇且粋€東西。不過我也不是貶低我們做維修的，話反過來說，你讓一個搞設計的一晚上把一堆雜七雜八的的電源全都修好，他也一樣翻。C2、C3、C5、C6是Y電容(圓餅形的)，又叫線路旁通電容，其功能是濾除火線與地、中性線與地之間的電磁干擾(共態(tài)噪聲)。L1、L2是互感濾波器(共態(tài)扼流圈)，其功能是用來消除電力在線低通共態(tài)以及射頻噪聲。 保險絲不說了。R1猜測是撥掉電源時放電用的。L3是PFC(Power Factor Correction 功率因數(shù)校正)線圈，當然屬于被動式PFC，其功能是提高電源對電網(wǎng)電能的利用效率。我以前一直以為不裝這個會浪費電，會多交電費的。其實，是浪費電，但浪費的不是你家交費的電，這部分電被電源“反彈”回電網(wǎng)，其中一小部分消耗在電網(wǎng)的電線上了。 ZL1是整流橋，220的交流電過了它變?yōu)?00V脈動直流電。300V電壓兵分三路，一路通向主電源開關管，另二路通向副電源開關變壓器及啟動電阻。在開機瞬間用于防止電流過大的負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC Negative Temperature Coefficient)和防雷擊的壓敏電阻(MOV metal-oxide varistor )在本電路中沒有出現(xiàn)。[attach]474645[/attach]見圖2，這部分為輔助電源部分,這是一個能獨立工作的單管自激式開關電源，其功能是為TL49f供電，并提供紫5VSB待機電壓。300V經(jīng)過開關變壓器A繞組加在開關管Q3的C極，另一路300V經(jīng)過啟動電阻R14加在Q3的B極，為Q3導通提供最初的電壓。Q3在這個電壓作用下開始由截止轉(zhuǎn)為較弱的導通，繞組A中的電流變大，并感應出上正下負的電壓，同時繞組B也感應出上正下負的電壓，這個電壓經(jīng)限流電阻R11和整流二極管D7加在Q3的B極并為C29充電(左負右正)，使Q3完全導通，此時繞組A、B中的電流也最大。但繞組B產(chǎn)生的電壓是由繞組A中的電流變大產(chǎn)生的，顯然繞組A中的電流不能無限增大，當其電流的增速減小時，繞組B上正下負的電壓必然要減弱，這個電壓一弱，Q3的B極的電壓降低，導通程度下降，繞組A中的電流開始減小，由于電感線圈的性質(zhì)，此時繞組A兩端的電壓開始翻轉(zhuǎn)，變?yōu)樯县撓抡?，繞組B也隨著繞組A而翻轉(zhuǎn)為上負下正， 這個電壓與C29左負右正的電壓串起來加到Q3的EB極上，使Q3轉(zhuǎn)為截止。截止時，C29放電，放完電后，在啟動電阻的作用下，開始新一輪的循環(huán)?？梢奀29有著決定Q3開關頻率的作用。D5、C31、R12組成反峰吸收電路，防止Q3關斷瞬間繞組A產(chǎn)生的高電壓把Q3擊穿，保護Q3。R15起著限制Q3的B極的電位的作用，使Q3的B極的電位不至于過高。R13是電流負反饋電阻，當電流過大時在R13上端取出的電壓經(jīng)過D8作用于Q4的B極，通過使Q4導通來控制Q3的導通從而限流。WD1、光耦、Q4等元件構成電壓負反饋電路，輸出電壓5VSB經(jīng)過R20、R22分壓加在WD1的R極，控制WD1的導通程度，電壓越高其導通越大，其導通越大光耦內(nèi)部發(fā)光越強，光耦左邊導通也就越大，繞組B產(chǎn)生的上正下負的電壓的一部分經(jīng)D6整流C30濾波通過光耦的左部及R17加到Q4的B極，最終控制Q3的導通時間實現(xiàn)負反饋從而把輸出電壓穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)?？梢奟20、R22有控制輸出電壓大小的作用。從C、D繞組輸出的電壓經(jīng)過LC整流濾波電路一路供TL494及推動管、推動變壓器使用，另一路產(chǎn)生5VSB待機電壓。WD3，穩(wěn)壓二極管，把5BSB鉗在5V以下。C33、R21的作用不知道，可能是消除振蕩用的。[attach]474647[/attach]見圖3，這部分和控制主電源工作的綠線和部分PG電路有關。TL494的4腳為死區(qū)控制，高電位(5V)時8、11腳無波形輸出，低電位(0V)時有輸出。半高不高的電位可能會使8、11腳輸出很窄的波形。A點電壓來自494的14腳(參考電壓5V)，只要494的12腳供電正常這腳就應該有5V輸出。該電壓經(jīng)過R25為綠線提供上拉電壓。當綠線懸空時，會有一個不到5V的高電位。此時，A點的電壓經(jīng)過R25、R27、D25、R28的分壓在Q8的B極產(chǎn)生一個約1.5V的電壓，這個電壓使Q8導通并拉低Q8的C極的電位，同時也使Q7的B極處于低電位，Q7是一個PNP管，此時由于B極低于E極而導通，A點電壓通過Q7、R24、D261、R23分壓在在B點產(chǎn)生一個大于3V的高電位，此電位加到TL494第4腳，使8、11腳無波形輸出。 當需要開機時，綠線被外力(電腦主板或人工)拉到地，Q8、Q7都截止， A點的電壓不能通過Q7加到TL494的4腳，使該腳通過R23接地，處于低電位，8、11腳形如工作輸出波形。C36猜測它有著穩(wěn)定電壓的作用。但為什么要有R26和D25，實在是想不出來。A點的電壓經(jīng)過R31和LM339第14腳上端的R43為該輸出腳提供上拉電壓。比較器不是運放，它要想輸出高電位，總是需要上拉的。14腳的輸出又通過R45進入11腳，另一個比較器的同相輸入端，和其10腳反相端的電壓比較，如果同相大于反相，將在13腳的輸出端輸出PG信號(灰線)。當綠線由低電平變?yōu)楦唠娢粫r,Q8導通，C點的電壓經(jīng)D27、Q8到地，導致339第14、11腳變?yōu)榈碗娢?，最終使PG變低，這個過程相對是比較快的，而TL494的4腳要在C34的作用下“ 堅持”一小會后才會變?yōu)楦唠娖酵Ｖ构ぷ鳌Ｒ簿褪钦f掉電時PG要早于其它電壓先消失，這是一種保護機制。D點通向339的5腳，猜測其有著在綠線由低翻轉(zhuǎn)為高時，拉低335的5腳的電壓，解除過壓保護鎖定的功能。[attach]474649[/attach]見圖4，這部分主要與TL494及推動部分有關。輔助電源一路產(chǎn)生紫5VSB待機電壓，另一路電壓通到494的12腳，有了這個電壓后，TL494第14腳產(chǎn)生一個5V的參考電壓，同時，其內(nèi)部的振蕩器開始工作，產(chǎn)生波形送到內(nèi)部的調(diào)整電路，并與4腳的電壓相比較(死區(qū)控制)，如果4腳的電位低于3.5V則在8、11腳輸出波形。13腳的電位決定了494的工作模式，如果是高電位(5V)則8、11腳輸出相位相差180度的波形，可控制雙管。如果是低電位(0V)則8、11腳輸出同相位的波形可控制單管工作。5腳接振蕩電容，6腳接電阻。查資料頻率計算公式為??1.2/(Rt*Ct)，對此公式有些懷疑，想驗證一下，見圖5，[attach]474650[/attach]計算時都要把單位換成國際單位制，電阻是“歐姆”，電容是“法”，圖中電容是0.01uF換算成F為0.00000001F，圖中電阻為12K歐姆換成歐姆為12000歐姆，代入公式為 1.2/(0.00000001*12000) = 10000，即10KHz，OK對上了。原來這個頻率真不大，和電腦主板上常見頻率相比差得遠了，我的那個破20M的示波器也能夠得上，所以再來個實際的，隨手找了個7500+339的電源，打開看到7500的5腳接的102電容(1000pF)，6腳接163電阻。見圖6圖7[attach]474651[/attach][attach]474652[/attach]代入公式計算 1.2/(0.000000001*16000)=75KHz加電后用探頭(這個探頭效果很差，湊合用沒錢買新的)在11腳測得如圖8波形，配合圖9，[attach]474653[/attach][attach]474654[/attach]算得周期約為13uS，取倒數(shù)得頻率約為77KHz，基本對上了。看來這個電源設計的頻率比PDF中的要高些。本圖中的頻率算出來是66.666KHz。494內(nèi)部還有兩個誤差放大器，1、16腳是其同相輸入端，2、15是其反向輸入端，它們的公共輸出端一方面通向494內(nèi)部發(fā)生作用，另一方面從3腳輸出。圖4中，2、15兩個反相腳的電位由14腳基準電壓產(chǎn)生或通過電阻分壓產(chǎn)生，2、5兩腳的電位可看成是穩(wěn)定的，為比較提供基準。1腳(通過反饋網(wǎng)絡)接受黃12V紅5V的電壓反饋，16腳接受輔助電源的電壓反饋。比較的結(jié)果一方面控制8、11腳波形的幅度從而穩(wěn)定電壓，另一方面通過3腳輸出到339的9腳告訴339此時電壓的大小，如果電壓達到正常值，339則輸出PG。不難發(fā)現(xiàn)494的3、4腳都將影響8、11腳的輸出波形，不同的是3腳控制的是波形的幅度，而4腳控制的是波形的寬窄，前者主要和輸出電壓高低相關而后者主要和輸出功率限制相關。推動部分，來自輔助電源的供電一路經(jīng)D33、R61、R67為推動變壓器提供能量，另一路經(jīng)過R63、R64等電阻分壓加在推動管B極為494波形輸出提供上拉電壓。D9、D10的作用應該是保護Q5、Q6。至于Q5、Q6的E極為什么要串2個二極管再并個電容到地，不懂，留請高人解答。[attach]474657[/attach]見圖10，這部分為主開關管及開關變壓器部分，也是電源能量主要的轉(zhuǎn)換部分。這是個半橋電路。如果你還是個錚新的手，聽到半橋這兩個字挺新鮮，建議自己動手先搜索一些資料，從Buck、Boost等瀏覽式的學習一些開關電源相關的知識，還是很有好處的。半橋電路只是 開關電源電路大家族中 有變壓器參與的開關電源電路 中的一種。關橋電路優(yōu)點是開關管的耐壓要求低，功率大，效率高，波紋小。缺點是存在開關管同時導通的隱患，電源利用率低不適合低電壓場合，驅(qū)動電路復雜。其工作是過程是，A、B兩個繞組交替為開關管提供導通電壓，當上管Q1導通時，上電容C8放電，下電容C9充電，回路如紅線所示。當下管Q2導通時，上電容C8充電，下電容C9放電，兩開關管反復交替導通使主開關變壓器B1原邊電流上下不停往復并在副邊產(chǎn)生感應電壓，這個電壓經(jīng)后級整流濾波最圖輸出。C01是個耐壓250V的無極性電容，其作用猜測是防止大電容擊穿時出現(xiàn)短路，或者緩沖平衡電流的作用。R2、R3是均壓電阻，據(jù)說這兩個家伙不太穩(wěn)定，開路后使大電容超壓損壞。D3、D4保護開關管。R6、R7為限流電阻，D1、D2整流，C10、C11可能是加速的作用，R4、R5也應該是限流的作用，與開關管BE極間并連的R6、R7起著抗干擾的作用。C12和R10是應該是吸收尖峰的。為什么存在一個繞在推動變壓器上的C繞組，不懂，留請高人解答。[attach]474660[/attach]見圖11，這部分為后級整流輸出部分，整流方式為全波整流。在ATX電源中，使用二極管為整流輸出元件的方案其主要矛盾有二個(還有同步整等方案)，一個是整流二極管工作在較高頻率和其反向恢復時間的矛盾，另一個是整流二極管的壓降與工作在較大電流的矛盾。第一個矛盾不解決，二極管在正反向都會導通根本不能正常工作，第二個矛盾不解決，將造成發(fā)熱過大浪費電能。所以常見的元件為肖特基(Schottky)二極管(如本圖中的D14 S30SC4M)或超快恢復二極管(如本圖中的D13 STPR1020CT)，它們的共同它的特點是其反向恢復時間比普通二極管要低很多，前者為幾十納秒而后者僅為幾納秒，而且肖特基二極管的壓降只有0.4V，適合于工作在大電流狀態(tài)。肖特基二極管在反向耐壓方面不及快恢復二極管。R73、C13等元件為阻容尖峰吸收電路。開關變壓器的生的尖峰通過電阻為電容充電，并在電阻上消耗掉。L6、L8、C17、C19等濾波電感電容的作用當然是平滑波形，其中電感一般不壞，電容特別愛壞。在這里最值得一提的就是3.3V電壓的產(chǎn)生，開始對這段電路根本不知道，后來發(fā)貼問過，經(jīng)宇光超版和yzz163老大的說明，詳見http://www.chinafix.com.cn/thread-442334-1-1.html基本上已明白這個磁放大器電路的原理，過程如下(((字數(shù)超長了，換樓繼續(xù))))
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無待機電壓 ? https://www.chinafix.com/zt/14806-1.html