ATX电源作用是把
交流220V的电源转换为
计算机内部使用的直流5V,12V,24V的电源。
特点
ATX电源的特点:与
AT电源相比,ATX电源增加了“+3.3V、+5VSB、PS-ON
”三个输出。其中“+3.3V”输出主要是供内存用,而“+5VSB”、“PS-ON”输出则体现了ATX电源的特点。ATX电源最主要的特点就是,它不采用传统的市电开关来控制电源是否工作,而是采用“+5VSB、PS-ON”的组合来实现电源的开启和关闭,只要控制“PS-ON”
信号电平的变化,就能控制电源的开启和关闭。“PS-ON”小于1V伏时开启电源,大于4.5伏时关闭电源。和AT电源不一样,ATX电源除了在线路上作了一些改进,其中最重要的区别是,关机时ATX电源本身并没有彻底断电,而是维持了一个比较微弱的电流。同时它利用这一电流增加了一个
电源管理功能,称为Stand-By。它可以让操作系统直接对电源进行管理。通过此功能,用户就可以直接通过操作系统实现
软关机,而且还可以实现网络化的
电源管理。如在电脑关闭时,可以通过网络发出
信号到电脑的Modem上,然后监控电路就会发出一个ATX电源所特有的+5V SB激活电压,来打开电源启动电脑,从而实现
远程开机。
接口定义
仅供参考!
核心电路
ATX电源的核心电路:ATX电源的主变换电路与AT电源相同,也是采用“双管半桥它激式”电路,PWM(脉宽调制)控制器同样采用TL494控制芯片,但取消了市电开关。由于取消了市电开关,所以只要接上电源线,在变换电路上就会有+300V直流电压,同时
辅助电源也向TL494提供工作电压,为启动电源作好准备。ATX电源的特点就是利用TL494芯片第4脚的“死驱控制”功能,当该脚电压为+5V时,TL494的第8、11脚无输出脉冲,使两个开关管都截止,电源就处于
待机状态,
无电压输出。而当第4脚为0V时,TL494就有触发脉冲提供给开关管,电源进入正常工作状态。
辅助电源的一路输出送TL494,另一路输出经分压电路得到“+5VSB”和“PS-ON”两个
信号电压,它们都为+5V。其中,“+5VSB”输出连接到ATX
主板的“电源监控部件”,作为它的工作电压,要求“+5VSB”输出能提供10mA的工作电流。“电源监控部件”的输出与“PS-ON”相连,在其触发按钮开关(非锁定开关)未按下时,“PS-ON”为+5V,它连接到电压比较器U1的正相输入端,而U1负相输入端的电压为4.5V左右,这样电压比较器U1的输出为+5V,送到TL494的“死驱控制脚”,使ATX电源处于
待机状态。当按下
主板的电源监控触发按钮开关(装在
主机箱的面板上),“PS-ON”变为低电平,则电压比较器U1的输出就为0V,使ATX主机电源开启。再按一次面板上的触发按钮开关,使“PS-ON”又变为+5V,从而关闭电源。同时也可用程序来控制“电源监控部件”的输出,使“PS-ON”变为+5V,自动关闭电源。如在WIN9X平台下,发出关机指令,ATX电源就自动关闭。
故障分析
采用ATX电源的
计算机系统如果出现故障,首先要从
CMOS设置、Windows中ACPI的设置及电源和
主板等几个方面进行全面的分析。硬件方面,为了区别故障在负载上还是在电源本身,可以将电源拆卸下来,用一台废旧设备(例如硬盘等)作假负载,以免出现空载保护,在PS-ON
信号线(绿色)与地线之间接入一只100~150Ω的电阻,使该信号变为低电平,如果电源可以工作,说明故障点在
主板或电源按钮(Power Button),否则故障就在电源自身。
故障;第二步,检查ATX电源中
辅助电源和主电源是否正常;
第三步,检查
主板电源监控电路是否正常。下面,本文根据
故障的不同表现,分别介绍分析及处理方法。
维修方法
打开电源的上半盒子,观察电源内部。
A,元件有没炸裂的现象,如果保险管已烧黑,说明初级电路有短路现象,重点检查整流二极管,待机电 源管,半桥双三极管,有没击穿。
B,元件没炸裂的现象,通电,用表测量20针中的绿线,紫线,有没+5V电压,如果没有,就要检查待机 电路,重点测开机电阻,一般开机电阻取值几百K,容易出现阻值变大,开路现象 。检查与待机电源管相连的小三极管有没短路,开路。
C,20针中的绿线,紫线,有+5V电压,再用导线短路绿线与黑线强行开机,看能不能开机,如果不能,看TL494(7500B)的电源脚有没电压(12脚是电源),如果没有,查与待机电路次级相连的线路。TL494 (7500B)的电源脚有电压,不能开机,要查死区控制脚(4)是5V,还是0V,如果是5V,一般是电路保护了,查看三个双二极管整流器有没短路。
通过以上三项,可以修好70%有故障的电源。在修理中发现极少有IC损坏的现象,坏的是TL494的多, LM339还没见损坏过。
主要故障
无法开机
用万用表测量 5VSB,如果该电压值正常且稳定,而
主板反馈
信号PS-ON始终为高电平,则可能是主板上的开机电路损坏,或电源启闭按钮损坏;如果上述两者均正常而主电源仍无输出,则可能是开关电源主回路损坏,或因负载短路或因空载而进入保护状态。
无法关机
主机无法关闭,有以下几种现象和原因:
[1]BIOS中设定关机时有一定的延时时间(Delay Time),关机时需要按住电源按钮,保持数秒钟,才能将机器关闭。不能实现瞬间关机是正常现象,不是
故障。
[2] 按钮
故障。这种情况下,不仅不能关闭主机,开机也会有问题。
[3]
主板上的电源监控电路
故障,PS-ON
信号恒为高电平。
[4]键盘电源(键盘的NumLock指示灯在
主机关闭后是亮的)无法关闭。
[5]显示器无法关闭。
自行开机
第一类是在BIOS中将
定时开机故障,而是用户不了解BIOS设置所造成的。
第二类是BIOS中关闭了
定时开机和来电自动开机功能,机器只要接通交流电源还会自行开机,这无疑是硬件故障了。造成这类硬件故障有3种原因:第1种是电源本身的抗干扰能力较差,交流电源接通瞬间产生的干扰使其主回路开始工作;第2种是 5VSB电压低,使
主板无法输出应有的高电平,总是低电平,这样机器不仅会自行开机,而且还会无法关机;
第3种是来自按钮故障。这种情况下,不仅不能关闭主机,开机也会有问题。
[1]主板上的电源监控电路故障,PS-ON
信号恒为高电平。
[2]键盘电源(键盘的NumLock指示灯在主机关闭后是亮的)无法关闭。有些机器允许使用密码通过
键盘开机,键盘上的NumLock灯在关机后仍亮着,是正常现象。
[3]显示器无法关闭。如果显卡或显示器不支持DPMS(显示器
电源管理系统)规范,在主机关闭后显示器指示灯亮,屏幕上仍有白色光栅,也属正常现象。
休眠与唤醒功能异常
休眠与唤醒功能异常表现为:不能进入
休眠状态,或进入休眠状态后不能唤醒。出现这类问题时,首先要检查硬件的连接是否正确,开关是否失灵等)和PS-ON
信号的电压值。进入
休眠状态时,PS-ON
信号应为高电平状态;唤醒后,PS-ON信号应为低电平。如果PS-ON
信号正常,而
休眠和唤醒功能仍不正常,则为ATX电源故障。
需要注意的是,进入夏季后,为了预防雷击,对ATX结构的计算机,如果用户长时间不使用,又不想进行
远程控制,建议将交流输入线拔下,以切断交流输入。
零部件异常
有经验的维修人员,在遇到
主板、内存、CPU、
板卡、硬盘等部件工作异常或损坏
故障时,通常要先测量电源电压。正常的工作电压是电脑可靠工作的基本保证,而很多奇怪的
故障都是电源惹的祸。
例如一台机器出现找不到硬盘的
故障,通过对比试验,确信硬盘是好的。判断为
主板上的IDE接口损坏,于是找来多功能卡,将其插在主板的空闲ISA插槽,连接硬盘试验,仍然找不到硬盘。测量电源电压, 12V电压只有10V左右。在这样低的供电电压下,硬盘达不到额定转速,当然不能工作。更换一台ATX电源,故障排除。
检测
为防止损坏主机板或其它部件,ATX电源出现故障后必须拆机检修。一般开关电源不能工作在空载状态下,ATX电源由于各电压输出端都并联了负载电阻,拆机后不会由于空载而扩大故障。
通电后,即使功率转换部分没有工作,辅助电源也应该有+5V电压输出。即测量接口19脚对地有+5V电压。无SB电压输出或电压不稳时要检查交直流变换和辅助电源电路。
交直流变换部分。测量D3负端电压是否为300V左右。保险丝烧毁后必须更换同型号的延时保险,不能随意用其它导线或保险代换,烧保险一般表明存在较严重的故障,此时应慎重对待。常见的原因有整流二极管损坏、滤波电容击穿或漏电、开关管Q11损坏,或者还有其它部分对地严重短路。
辅助电源部分检查的中心是Q11,正常情况下辅助电源工作在振荡状态下,用万用表测Q11基极为一负压。常见的现象是启动电阻R11、R12开路引起电路未起振,除此之外逐步检查Q12、ZD1、ZD2、Q21、LM431、IC11等。这些元件较之电阻更容易损坏,最后才检查电阻是否存在故障。SB电压不稳或偏离正常值主要是由于R24、R25阻值变化引起,这是两个精密电阻。
在正常情况下,PS/ON脚和地相连后,功率振荡电路即可启动。如果各电压输出正常,则一般说明电源工作良好,但要注意P.G.信号是否正常。 P.G.信号是电源输出到主机板的信号,表明电源工作良好,如果P.G.不正常也会引起主机板输出高电平到PS/ON,功率振荡部分不工作。
用示波器检查KA7500B的5、 8、11脚有没有振荡脉冲输出。检查的另一个关键点是KA7500B的控制脚4脚,当它为高电平时,电路没有脉冲输出。ATX电源的各保护电路非常严密,任何一路故障都会引起4脚电压异常。检修时注意分析引起4脚高电平的各种原因,同时分析LM339各个引脚电压,在可靠分析的基础上做出正确的判断。
发展历程
要解释ATX 12V 1.3规范先要从ATX说起,ATX规范是1995年Intel公司制定的主板及电源结构标准,是英文(AT Extend)的缩写。ATX电源规范经历了ATX 1.1、ATX 2.0、ATX 2.01、ATX 2.02、ATX 2.03和ATX 12V等阶段。演进过程如下:
表1 ATX电源标准的演进
市面上的电源多遵循ATX 2.03或更新的ATX 12V标准。ATX 2.03标准采用+5V和+3.3V电压,分别为功耗较大的处理器及显卡直接提供所需的电压。而单独的+12V输出则主要应用在硬盘和光驱设备上,因为当时处理器和显卡的功耗都相对较低,所以各部件相安无事。
但P4处理器的推出改变了这一切。由于它的功耗较高,使用符合ATX 2.03规范的产品时,+5V的电压根本不能提供足够的电流。基于此,Intel对ATX标准进行了修订,推出了ATX 12V 1.0规范。它和ATX 2.03的主要差别是改用+12V电压为CPU供电,而不再使用之前的+5V电压。这样加强了+12V输出电压,将获得比+5V电压大许多的高负载性,以此解决P4处理器的高功耗问题。其中最显眼的变化是首次为CPU增加了单独的4Pin电源接口,利用+12V的输出电压单独向P4处理器供电。此外,ATX 12V 1.0规范还对涌浪电流峰值、滤波电容的容量、保护电路等做出了相应规定,确保了电源的稳定性。