長城ATX-300P4-PFC電腦電源的輔助電源電路如附圖所示。
一、電路組成與作用簡介
附圖是一款完善的開關(guān)電源電路,它的組成主要包含有開關(guān)振蕩電路『由開關(guān)管Q2(C3866)、啟動電阻Rl0、RlOA、RlOB、R15和開關(guān)變壓器T3等組成1;自動穩(wěn)壓控制電路f由精密穩(wěn)壓器IC1(TLA31AC)、光耦U1(P421)、三極管Q4、電阻R16_R19、J2等組成];過流保護(hù)電路(由三極管Q4、電阻R14、R13、電容C9、二極管D5、T3的N2繞組和光耦次級光敏管等組成)等。
本電路的作用與普通開關(guān)電源有所不同(它置于長城ATX-300P4-PFC電源內(nèi)同一塊電路板上),工作時能產(chǎn)生約15V和穩(wěn)定的5v直流電壓。
這兩組電壓的作用是:15V電壓專為ATX電源提供啟動電壓(待機(jī));5v電壓則通過紫線端(+5VSB)送往電腦主板待機(jī)。但當(dāng)ATX電源受控啟動后.15V電壓就退居二線不起作用了,其原因下文分析工作原理時將進(jìn)一步說明。
二、工作原理
1.開關(guān)振蕩電路和待機(jī)電壓產(chǎn)生電路工作原理
輔助電源電路從整機(jī)整流濾波后輸出直流300V電壓:一路經(jīng)開關(guān)變壓器T3的初級Nl繞組加至開關(guān)管02集電極(為開關(guān)管振蕩提供電壓);另一路經(jīng)啟動電阻Rl0、RIOA、RlOB送到02基極,并與R15分壓后,為開關(guān)管振蕩工作提供偏置。一旦接通220V交流市電,上述兩個條件就同時具備,電路便開始自激振蕩工作。初始階段Q2工作在放大區(qū).T3的初級Nl繞組上正下負(fù),這時T3次級N2反饋繞組就感應(yīng)出上正下負(fù)的電動勢,經(jīng)正反饋電路(由R12、D6、C8等組成)對Q2基極正反饋,使Q'2的激勵信號加強(qiáng),Q2迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通。在此期間N2上端正電壓繼續(xù)通過R12對c8充電,充到一定程度時,c8極性為上負(fù)下正,使Q2基極電位下降,Q2退出飽和進(jìn)人放大狀態(tài);另一方面+Q2飽和期間N2上端感應(yīng)的正電壓使二極管D7導(dǎo)通,對電容Cl0充電,使光耦Ul(4)腳電位迅速升高.UI內(nèi)部光敏管導(dǎo)通程度加強(qiáng),經(jīng)電阻J2使三極管04基極電位升高(Q4深度導(dǎo)通),Q4與c8構(gòu)成Q2負(fù)偏置電路,使Q2反偏而退出放大區(qū)截止。從放大到截止階段Q2集電極電流逐漸減小,T3的Nl、N2繞組所感應(yīng)的電動勢則為上負(fù)下正(此時c8上的電荷通過D6、R12和N2迅速泄放),為下一個周期做準(zhǔn)備。又因N2上端為負(fù)D7反偏截止.UI內(nèi)光敏管也截止,04失去偏置而截止,這時啟動電阻Rl0、RlOA、RIOB與R15的分壓值又使02基極正偏而進(jìn)入放大區(qū),繼而在正反饋電路作用下迅速飽和導(dǎo)通。如此周而復(fù)始,02工作在導(dǎo)通與截止的 開關(guān)狀態(tài)(所以稱它為開關(guān)管,02是開關(guān)振蕩電路的核心器件).使電路維持自激振蕩,那么T3的次級N3、N4繞組便感應(yīng)出交流電動勢,分別經(jīng)商頻整流二極管Dll、Dl0整流和電解電容C29、Cll和C12的濾波,輸出約15V和5v電壓。15V電壓直接送往開關(guān)電源專用芯片(KA7500B)的電源端(12)腳,為ATX電源啟動作待機(jī)準(zhǔn)備,而5v電壓又通過電感Ll和穩(wěn)壓管ZD6(IN4735A)的穩(wěn)壓后作為+5VSB.并利用特定的紫色導(dǎo)線輸送到電腦主板待機(jī)。
為了減輕輔助電源的負(fù)擔(dān)和使KA7500B有更可靠的工作電壓幅值,電源特設(shè)計由肖特基二極管D39、限流電阻R78和隔離二極管D3等組成的反饋啟動電源電路。在待機(jī)狀態(tài)下,D3起隔離作用,防止輔助電源15V待機(jī)電壓竄人低壓電路。當(dāng)ATX電源受控啟動后,此反饋啟動電源電路便產(chǎn)生約27V電壓,經(jīng)D3整流后送往KA7500B(12)腳,取代輔助電源的15V待機(jī)電壓。這時Dll兩端電位為左低右高.Dll反偏截止,阻斷了27V反饋電壓,Dll起到隔離作用;這時N3繞組便沒有負(fù)荷.從而減輕了輔助電源的損耗負(fù)擔(dān),又提高了KA7500B的工作可靠性。如要驗證這一特點,可在電源受控啟動后,斷開R14-端(此舉要事前把R14移到反面以便操作.在高壓部分帶電操作要小心謹(jǐn)慎)。更便捷的方法是把開關(guān)管Q2的基極直接對地短路,使輔助電源電路停振,電源仍然會保持啟動工作,輸出端仍有正常的±12V、±5V和+3.3V電壓輸出。但+5VSB送往主板的待機(jī)電壓卻丟失了,所以要使電腦正常開機(jī)運(yùn)行,輔助電源工作不能停。
2.自動穩(wěn)壓控制電路工作原理
這部分電路的工作過程是:Dl0負(fù)端輸出的5v電壓首先通過R17和R18分壓,此分壓值(約為2.5V)作為精密穩(wěn)壓器ICl(TL431AC)(1)腳的參考電壓。倘若某種原因使得Sv電壓升高,那么ICI(1)腳的電位也隨之升高,經(jīng)IC1(1)腳檢測并經(jīng)內(nèi)部比較器比較放大后,IC1的輸出端(3)腳電位便下降,即Ul(2)腳的電位下降,另一方面升高的Sv電壓又經(jīng)R16取樣,使Ul(1)腳的電位也升高,這樣Ul(1)、(2)腳之間的電位差增大,即Ul內(nèi)部發(fā)光管的發(fā)光程度加強(qiáng),光敏管導(dǎo)通的程度加深,UI的(3)、(4)腳間的電壓降變小,即T3的N2反饋繞組所感應(yīng)的電壓經(jīng)D7和C1O的整流濾波后加至Q4的基極(Q4的偏置就升高),Q4導(dǎo)通的程度就加深,使Q2基極的偏置電位下降,Q2的振蕩減弱,T3的次級N3、N4兩繞組感應(yīng)的電動勢也隨之減弱,N4繞組的電動勢經(jīng)Dl0、Cll、C12整流濾波得到5v電壓就降低了;反過來如果某種原因使得5v電壓降低了,經(jīng)R17、R18的分壓值也相應(yīng)降低了,經(jīng)IC1(1)腳檢測和內(nèi)部比較放大,使(3)腳輸出的電位就升高,即Ul(2)腳的電位升高了。同樣,降低的Sv電壓經(jīng)R16取樣,使Ul(1)腳電位也降低,這樣Ul(1)、(2)腳之間電位差變小,內(nèi)部發(fā)光管發(fā)光程度減弱,使光敏管導(dǎo)通的程度也減弱。那么,N2繞組的電動勢對04基極的反饋量就減小,使Q4基極的偏置降低,Q4的導(dǎo)通程度就減弱了,這樣02基極的電位就回升,使02的振蕩變強(qiáng),T3次級N4繞組所感應(yīng)的電動勢就上升了,經(jīng)Dl0和Cll、C12的整流濾波后,輸出的5v電壓就升高了,從而達(dá)到自動穩(wěn)壓控制。
在自動穩(wěn)壓過程中,Q4起調(diào)整控制Q2的偏置電位升降變化的作用,稱Q4為控制管。
3.過流保護(hù)電路工作原理
如果負(fù)載過重或輸出短路,或市電電壓升得過高,流經(jīng)開關(guān)管02的ce極間電流將會劇增.02發(fā)射極電阻R14兩端的電壓降就增大,經(jīng)由D5、R13和C8組成的檢測電路取樣,使04基極電位上升,此時檢測電路的D5反偏截止,而C9兩端電壓與R14兩端電壓疊加屆加至Q4基極,使04基極電位迅速升高;同時T3的N2繞組感應(yīng)的電動勢也劇增,經(jīng)D7、Ul的光敏管和電阻J2的反饋,又使Q4的基極電位劇升.Q4飽和導(dǎo)通,把Q2基極電位下拉為0.迫使02截止,電路停振無輸出,02就不會因過流被燒壞,達(dá)到過流保護(hù)的目的。在此期間Q4的作用是強(qiáng)迫開關(guān)管關(guān)閉,起過流保護(hù)控制作用,故稱04為保護(hù)管。
另外,由D8、Rll和C7組成的反峰電壓吸收電路,為02振蕩工作時所產(chǎn)生的反峰電壓提供回路和吸收,以保護(hù)02的安全工作,不至于被反峰擊穿損毀。
圖中穩(wěn)壓管ZD6(1N4735A)的穩(wěn)壓值為6.2V。TLA31AC是精密穩(wěn)壓集成電路,外形如普通塑封小功率三極管,引腳極性因型號不同而不同,一般中間腳為接地端,其工作特點是:參考端(1)腳電位升高,輸出端(3)腳電位就降低;(1)腳電位下降,(3)腳電位就上升。R16是Ul內(nèi)部發(fā)光管的限流電阻。R88是5v輸出端的負(fù)載電阻,起穩(wěn)定輸出電壓的作用。R19和C13組成IC1的工作頻率限制電路。它們對電路的正常工作起到至關(guān)重要的作用。