1 ATX电源的控制信号+5V SB、PS-ON、PW-OK
ATX开关电源与AT电源最显著的区别是,ATX电源取消了传统的市电开关,通过+5V SB、PS-ON控制信号的组合来实现电源的开关。+5V SB是供主机系统在ATX待机状态时的电源,以及开闭自动管理和远程唤醒通迅联络相关电路的工作电源,在待机及受控起动状态下,其输出电压均为+5V,使用紫色线由ATX插头⑨脚引出(见图1)。PS-ON为主机启闭电源或网络计算机远程唤醒电源的控制信号,不同型号的ATX电源,待机电压为3V,36V,46V各不相同。当按下主机面板的POWER开关或实现网络唤醒远程开机,受控启动PS-ON由主控电子开关接地,使用绿色线从ATX插头B14脚输入。PW-OK线是供主板检测电源好坏的输出信号,使用灰色线由ATX插头的⑧脚引出,待机状态为0V,受控启动后为+5V 。
脱机加电检测ATX电源,首先测量在待机状态下的PS-ON和PW-OK信号,前者为高电平, 后者为低电平,插头⑨脚除输出+5V SB外,不输出其它电压。其次是将ATX电源人为唤醒,用 一根导线把ATX插头B14脚PS-NO信号,与任一地端(③、⑦、⑤、B13、…… B15、B16、B17)中的一脚短接,将 ATX电源由待机状态唤醒为启动受控状态,此时PS-NO信号为低电平,PW-OK+5V SB信号为高电平,ATX插头+33V、±5V、±12V有 输出,电源风扇转动 。
2 控制电路的工作原理
ATX开关电源,由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信号产生电路,自动稳压与保护电路,多路直流输出电路组成见图1所示。
21 辅助电源电路
只要交流电输入,ATX电源无论是否开启,辅助电源一直在工作,为整个电源控制电路提供工作电压。经整流滤波后300V直流电压,一路经R72、R 76加至辅助电源开关管Q15基极,另一路经T3初级加至Q15 c极,使Q15导通,T3反馈 绕组通过正反馈支路C44、R74加至Q15 b极,使Q15饱和导通。反馈电流通过R74 、R78、Q15的b e极对C44充电,随着C44上电压的上升,流经Q15 b极的电流逐渐减小,T3反馈绕组电动势反相,与C44上的电压迭加至Q15 b极,Q15 b极电位变负,Q15迅速截止。
Q15截止时,ZD6、D30、C41、R70组成Q15 b极负偏压截止电 路。反馈绕组感应电势的正端经C41,R70,D41形成充电回路,C41负极负电压,Q15 b极电位由于D30,ZD6的导通,被钳 位在比C41负电压高约68V的负电位上。同时正反馈支路C44的充电电压经T3反馈 绕组,R78,Q15的b,e极R74形成放电回路。随着C 41充电电流的减小,Ub电位上升,当Ub电位增加到Q15的b,e极的开启电压时,Q15再次导通,又进入下一个振荡周期。
当Q15由饱和转向截止时,二次绕组输出的高频交流经BD5、BD6整流输出。BD5输 出的电压经Q16,7805稳压输出+5V SB,若该电压丢失,主板就不能自动唤醒ATX电源启动。BD6输出电压供给IC1脉宽调制TL494的B12脚电源输入端,该芯片B14脚输出稳压5V,提供ATX电源控制电路所有元件的工作电压。
22 PS-ON和PW-OK、脉宽调制电路
PS-ON信号控制IC1的④脚死区电压,待机时,主板启闭控制电路的电子开关断开,PS-O N信号高电平36V,IC10精密稳压电路WL431的Ur电位上升,Uk电位下降,Q7导通,稳压5V通过Q7的e,c极,R80,D25和D40送入IC1的④脚,当④脚电压超过3V时,封锁811脚的调制脉宽输出,使T2推动变压器,T1主电源开关变压器停振,停 止提供+33V,±5V,±12V的输出电压。受控启动后,PS- ON信号由主板启闭电子开关接地。IC10的Ur零电位,Uk电位升至+5V,Q7截止,c 极零电位。IC1的④脚低电平,充许⑧、B11脚输出脉宽调制信号。IC1的输出方式控制端B13脚接稳压5V,脉宽调制器为并联推挽式输出,⑧、B11脚输出相位差180°的脉宽调制控制信号,输出频率为IC1的⑤、⑥脚外接定时阻容元件的振荡频率的一半,控制Q3、Q4的c极所接T2推动变压器初级绕组的激励振荡,T2次级它激振荡产生的感应电势作用于T1主电源开关变压器的一次绕组,二次绕组的感应电势经整 流形成+33V,±5V,±12V的输出电压。推动管Q3,Q4e极所接的D17,D18,C17用于抬高Q3,Q4的e极电平,使Q3,Q4b极有低电平脉冲时能可靠截止。C31用于通电瞬间封锁IC1的⑧、B11脚输出脉冲,ATX电源带电瞬间,由于C31两端电压不能突变,IC1的④脚出现高电平,⑧、B11脚无驱动脉冲输出。随着C31的充电,IC1的启动由PS-ON信号控制。
PW-OK产生电路由IC5电压比较器LM393,Q21,C60及其周边元件构成。待机 时IC1的反馈控制端③脚低电平,Q21饱和导通,IC5的③脚正端输入低电位,小于②脚负端输入的固定分压比,①脚低电位,PW-OK向主机输出零电平的电源自检信号,主机停止工作处于待命状态。受控启动后IC1的③脚电位上升,Q21由饱和导通进入放大状态,e极电位由稳压5V经R104对C60 充电来建立,随着C60上充电电压的上升,IC5的③脚控制电平也上升,一旦 IC5的③脚电位 大于②脚的固定分压比,经正反馈的迟滞比较器,①脚输出高电平的PW-OK信号。该信号相 当于AT电源的PG信号,在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒由0电平起跳到+5V,主机检测 到PW-OK电源完好的信号后启动系统。在主机运行过程中若遇市电掉电或关机时,ATX开关电 源+5V输出电压必下跌,这种幅值变小的反馈信号被送到IC1组件的电压取样放大器同相端①脚后,使IC1的反馈控制端③脚电位下降,Q21 b极电位也下降,当Q21的e,b极电位达到07V时Q21饱和导通,IC5的③脚电位下降,当③脚电位小于②脚分压比时,IC5的输出端①脚电压从5V变为0V,关机时PW-OK输出信号比ATX开 关电源+5V输出电压提前几百毫秒消失,通知主机触发系统在电源断电前自动关闭,防止突然掉电时硬盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。
2 3 自动稳压控制电路
IC1的①、②脚电压取样放大器正,负输入端,取样电阻R31,R32,R33构成+5V、+12V自动稳压电路。当输出电压升高时,由 R31 取得采样电压送到IC1的①、②脚 和基准电压比较,输出误差电压与芯片内锯齿波产生电路的振荡脉冲在PWM比较器进行比较 放大,使⑧、B11脚输出脉宽降低,输出电压回落至标准值,反之稳压控制过程相反 ,从而使开关电源电压稳定。
1 ATX电源的控制信号+5V SB、PS-ON、PW-OK
ATX开关电源与AT电源最显著的区别是,ATX电源取消了传统的市电开关,通过+5V SB、PS-ON控制信号的组合来实现电源的开关。+5V SB是供主机系统在ATX待机状态时的电源,以及开闭自动管理和远程唤醒通迅联络相关电路的工作电源,在待机及受控起动状态下,其输出电压均为+5V,使用紫色线由ATX插头⑨脚引出(见图1)。PS-ON为主机启闭电源或网络计算机远程唤醒电源的控制信号,不同型号的ATX电源,待机电压为3V,36V,46V各不相同。当按下主机面板的POWER开关或实现网络唤醒远程开机,受控启动PS-ON由主控电子开关接地,使用绿色线从ATX插头B14脚输入。PW-OK线是供主板检测电源好坏的输出信号,使用灰色线由ATX插头的⑧脚引出,待机状态为0V,受控启动后为+5V 。
脱机加电检测ATX电源,首先测量在待机状态下的PS-ON和PW-OK信号,前者为高电平, 后者为低电平,插头⑨脚除输出+5V SB外,不输出其它电压。其次是将ATX电源人为唤醒,用 一根导线把ATX插头B14脚PS-NO信号,与任一地端(③、⑦、⑤、B13、…… B15、B16、B17)中的一脚短接,将 ATX电源由待机状态唤醒为启动受控状态,此时PS-NO信号为低电平,PW-OK+5V SB信号为高电平,ATX插头+33V、±5V、±12V有 输出,电源风扇转动 。
2 控制电路的工作原理
ATX开关电源,由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信号产生电路,自动稳压与保护电路,多路直流输出电路组成见图1所示。
21 辅助电源电路
只要交流电输入,ATX电源无论是否开启,辅助电源一直在工作,为整个电源控制电路提供工作电压。经整流滤波后300V直流电压,一路经R72、R 76加至辅助电源开关管Q15基极,另一路经T3初级加至Q15 c极,使Q15导通,T3反馈 绕组通过正反馈支路C44、R74加至Q15 b极,使Q15饱和导通。反馈电流通过R74 、R78、Q15的b e极对C44充电,随着C44上电压的上升,流经Q15 b极的电流逐渐减小,T3反馈绕组电动势反相,与C44上的电压迭加至Q15 b极,Q15 b极电位变负,Q15迅速截止。
Q15截止时,ZD6、D30、C41、R70组成Q15 b极负偏压截止电 路。反馈绕组感应电势的正端经C41,R70,D41形成充电回路,C41负极负电压,Q15 b极电位由于D30,ZD6的导通,被钳 位在比C41负电压高约68V的负电位上。同时正反馈支路C44的充电电压经T3反馈 绕组,R78,Q15的b,e极R74形成放电回路。随着C 41充电电流的减小,Ub电位上升,当Ub电位增加到Q15的b,e极的开启电压时,Q15再次导通,又进入下一个振荡周期。
当Q15由饱和转向截止时,二次绕组输出的高频交流经BD5、BD6整流输出。BD5输 出的电压经Q16,7805稳压输出+5V SB,若该电压丢失,主板就不能自动唤醒ATX电源启动。BD6输出电压供给IC1脉宽调制TL494的B12脚电源输入端,该芯片B14脚输出稳压5V,提供ATX电源控制电路所有元件的工作电压。
22 PS-ON和PW-OK、脉宽调制电路
PS-ON信号控制IC1的④脚死区电压,待机时,主板启闭控制电路的电子开关断开,PS-O N信号高电平36V,IC10精密稳压电路WL431的Ur电位上升,Uk电位下降,Q7导通,稳压5V通过Q7的e,c极,R80,D25和D40送入IC1的④脚,当④脚电压超过3V时,封锁811脚的调制脉宽输出,使T2推动变压器,T1主电源开关变压器停振,停 止提供+33V,±5V,±12V的输出电压。受控启动后,PS- ON信号由主板启闭电子开关接地。IC10的Ur零电位,Uk电位升至+5V,Q7截止,c 极零电位。IC1的④脚低电平,充许⑧、B11脚输出脉宽调制信号。IC1的输出方式控制端B13脚接稳压5V,脉宽调制器为并联推挽式输出,⑧、B11脚输出相位差180°的脉宽调制控制信号,输出频率为IC1的⑤、⑥脚外接定时阻容元件的振荡频率的一半,控制Q3、Q4的c极所接T2推动变压器初级绕组的激励振荡,T2次级它激振荡产生的感应电势作用于T1主电源开关变压器的一次绕组,二次绕组的感应电势经整 流形成+33V,±5V,±12V的输出电压。推动管Q3,Q4e极所接的D17,D18,C17用于抬高Q3,Q4的e极电平,使Q3,Q4b极有低电平脉冲时能可靠截止。C31用于通电瞬间封锁IC1的⑧、B11脚输出脉冲,ATX电源带电瞬间,由于C31两端电压不能突变,IC1的④脚出现高电平,⑧、B11脚无驱动脉冲输出。随着C31的充电,IC1的启动由PS-ON信号控制。
PW-OK产生电路由IC5电压比较器LM393,Q21,C60及其周边元件构成。待机 时IC1的反馈控制端③脚低电平,Q21饱和导通,IC5的③脚正端输入低电位,小于②脚负端输入的固定分压比,①脚低电位,PW-OK向主机输出零电平的电源自检信号,主机停止工作处于待命状态。受控启动后IC1的③脚电位上升,Q21由饱和导通进入放大状态,e极电位由稳压5V经R104对C60 充电来建立,随着C60上充电电压的上升,IC5的③脚控制电平也上升,一旦 IC5的③脚电位 大于②脚的固定分压比,经正反馈的迟滞比较器,①脚输出高电平的PW-OK信号。该信号相 当于AT电源的PG信号,在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒由0电平起跳到+5V,主机检测 到PW-OK电源完好的信号后启动系统。在主机运行过程中若遇市电掉电或关机时,ATX开关电 源+5V输出电压必下跌,这种幅值变小的反馈信号被送到IC1组件的电压取样放大器同相端①脚后,使IC1的反馈控制端③脚电位下降,Q21 b极电位也下降,当Q21的e,b极电位达到07V时Q21饱和导通,IC5的③脚电位下降,当③脚电位小于②脚分压比时,IC5的输出端①脚电压从5V变为0V,关机时PW-OK输出信号比ATX开 关电源+5V输出电压提前几百毫秒消失,通知主机触发系统在电源断电前自动关闭,防止突然掉电时硬盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。
2 3 自动稳压控制电路
IC1的①、②脚电压取样放大器正,负输入端,取样电阻R31,R32,R33构成+5V、+12V自动稳压电路。当输出电压升高时,由 R31 取得采样电压送到IC1的①、②脚 和基准电压比较,输出误差电压与芯片内锯齿波产生电路的振荡脉冲在PWM比较器进行比较 放大,使⑧、B11脚输出脉宽降低,输出电压回落至标准值,反之稳压控制过程相反 ,从而使开关电源电压稳定。