ATX電源的控制電路如圖1所示。 控制電路采用TL494 (部分電源采用KA7500B,引腳功能與TL494相同,可更換) )和LM339集成電路)以下簡(jiǎn)稱494和339。 494是2列16引腳集成電路,工作電壓為7~40V。 包括腳輸出的5V基準(zhǔn)電源,輸出電壓為5v{1}0.05v{2},最大輸出電流為250mA; 頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生電路,振蕩頻率由{1}腳外接電容器和{2}{3}腳外接電阻決定。 {4}。 {13}腳為高電平時(shí),{8}腳及{11}腳反轉(zhuǎn)2路,即輸出推挽動(dòng)作方式的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。 在本例中,為了采取這種工作方式,將{13}腳和{14}腳連接起來(lái)。 比較器是運(yùn)算放大器,符號(hào)用三角形表示,有同相輸入端子“”。 反轉(zhuǎn)輸入端子“-”和輸出端子。
當(dāng)比較器非反相端子電平高于反相端子電平時(shí),輸出端子輸出高電平; 相反,輸出低電平。 494內(nèi)的比較放大器有四個(gè),為了便于說(shuō)明,在圖1中用小寫字母a、b、c、d表示。 這里,a是死區(qū)時(shí)間比較器。 作為變頻器工作的2個(gè)晶體管串聯(lián)連接,并與310V的直流電源連接,因此2個(gè)晶體管同時(shí)接通時(shí),會(huì)發(fā)生與直流電源的短路。 當(dāng)一個(gè)管從截止到導(dǎo)通,另一個(gè)管從導(dǎo)通到截止時(shí),兩個(gè)晶體管同時(shí)導(dǎo)通。 由于管路切換存在時(shí)間延遲,斷開的管路已經(jīng)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通,但導(dǎo)通的管路沒有完全轉(zhuǎn)為斷開,因此兩個(gè)管路都處于導(dǎo)通狀態(tài),發(fā)生了與直流電源的短路。 為了防止這種情況,在494年設(shè)置了死區(qū)時(shí)間比較器a。 從圖1可知,比較器a的反相輸入端子與“電源”串聯(lián)連接,正端子與反相端子連接,負(fù)端子與{1}494{2}的管腳連接。 輸入到a比較器同相端子的鋸齒波信號(hào)僅輸出大于“電源”電壓的部分,在晶體管導(dǎo)通和截止期間,即死區(qū)時(shí)間沒有494脈沖輸出,避免了與直流電源的短路。 死區(qū)時(shí)間{1}也可以通過(guò)腳的外置水平進(jìn)行控制。 腳水平上升{2},死區(qū)時(shí)間變寬時(shí),{3}494{4}輸出的脈沖變窄。 {5}腳電平超過(guò)鋸齒波峰值電壓時(shí),494變?yōu)楸Wo(hù)狀態(tài),{6}腳和{7}腳不再輸出脈沖。 {8}。 494內(nèi)部也有3個(gè)2輸入端子與門(用1、2、3表示)、2個(gè)2輸入與門、反相器、t觸發(fā)器等電路。 與門是所有輸入端子均為高電平、輸出端子能夠輸出高電平的電路; 如果一個(gè)輸入端子為低電平,則輸出端子輸出低電平。 變頻器的作用是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行絕緣放大后反轉(zhuǎn)輸出。 與非門相當(dāng)于與門和反相器的組合。 t觸發(fā)器的作用是每次輸入脈沖時(shí),輸出端的電平都會(huì)發(fā)生變化。 輸出端q為低電平時(shí),輸入1脈沖后,q為高電平,輸入另一脈沖時(shí),q返回低電平。 比較器、與門、反相器、t觸發(fā)器及鋸齒波振蕩器及{1}腳、{2}腳輸出的波形如圖2所示。 339是四比較器集成電路。 按照引腳的順序?qū)?nèi)部的4個(gè)比較器設(shè)為a、b、c、d比較器。 494和339還與其他電路合作,共同完成ATX電源的穩(wěn)壓,產(chǎn)生PW-OK信號(hào)和各種保護(hù)功能。
一.產(chǎn)生PW-OK信號(hào)
為了防止各部件因電壓不穩(wěn)定而損壞,PC主機(jī)要求各電路的電源穩(wěn)定后再動(dòng)作,因此設(shè)置PW-OK信號(hào)(約5V ),主機(jī)在得到該信號(hào)后開始動(dòng)作。 接通電源時(shí),PW-OK信號(hào)要求比5V、12V、3.3V電源晚數(shù)百毫秒發(fā)生。 關(guān)閉電源時(shí),PW-OK信號(hào)需要比直流電源先消失幾百毫秒,主機(jī)先停止,硬盤磁頭返回著陸區(qū),保護(hù)硬盤。
ATX電源接通商用電源后,輔助電源立即啟動(dòng)。 一方面輸出5VSB電源,另一方面向494個(gè){12}腳提供十幾伏到二十幾伏的直流電源。 {1}494{2}腳輸出5V的基準(zhǔn)電源,鋸齒波振蕩器也開始振蕩動(dòng)作。 主機(jī)未接通電源時(shí),PS-ON信號(hào)變?yōu)楦唠娖?,通過(guò)R37,339的b比較器{6}腳也變?yōu)楦唠娖剑娮鑢37小于R44,因此{(lán)6}腳的電平高于{7}腳的電平,b比較器腳a比較器的反相端{(lán)4}腳也成為低電平{1}r41{2}使494{3}的管腳成為高電平,因此494內(nèi)部的死區(qū)時(shí)間比較器a輸出低電平,與門1也輸出低電平,進(jìn)而與門1也輸出and 針腳、{5}針腳無(wú)脈沖輸出,ATX電源為5V、12V、3.3V無(wú)電源輸出,主體5V、12V的電源輸出為零,經(jīng)由電阻R15、r16,494的{1}腳電平也為零,494的c比較器的輸出端{(lán) 另外,339的{1}腳低電平信號(hào)在D34的鉗位作用下,{14}腳也變?yōu)榈碗娖?,通過(guò)R50和R63,{11}腳也變?yōu)榈碗娖健?因此,d比較器的輸出端子為低電平,即pw-ok信號(hào)為低電平,主機(jī)不動(dòng)作。 打開主體時(shí),手動(dòng)或遠(yuǎn)程關(guān)閉與PS-ON相關(guān)開關(guān),PS-ON為低電平,經(jīng)由R37將339的反轉(zhuǎn)端{(lán)6}腳設(shè)為低電平,b比較器{1}腳設(shè)為高電平,將D35、D36反向偏置在由腳的電平?jīng)Q定的通常動(dòng)作時(shí),{1}腳的電平低于{2}腳的電平,{3}腳輸出低電平,經(jīng)過(guò)R41發(fā)送到494的{4}腳,{5}腳的電平成為低電平,鋸齒波振蕩信號(hào)為死電平振蕩信號(hào)被發(fā)送到PWM比較器b的非反相輸入端,從PWM比較器輸出的脈沖信號(hào)由PWM比較器輸出的脈沖信號(hào)最終由緩沖放大器放大后,從{1}、{2}腳輸出脈沖信號(hào),{3}a{4}
TX電源向主機(jī)輸出±5V、±12V、+3.3V電源。此過(guò)程因C35的充電有數(shù)百毫秒的延時(shí),但對(duì)主機(jī)開機(jī)并無(wú)影響。494的{1}腳從+5V、+12V經(jīng)取樣電阻R15、R16得到電壓,其電平略高于{2}腳電平,{3}腳輸出高電平,經(jīng)R48使339的{9}腳得到高電平,其電平高于{8}腳電平,因而{14}腳輸出高電平,此電平經(jīng)R50與基準(zhǔn)+5V電源經(jīng)R64共同對(duì)C39充電,經(jīng)數(shù)百毫秒后,{11}腳電平升到高于{10}腳電平時(shí),D比較器{13}腳輸出高電平,此電平經(jīng)R49反饋至{11}腳,維持{11}腳處于高電平狀態(tài),故{13}腳輸出穩(wěn)定的高電平 PW-OK信號(hào),主機(jī)檢測(cè)到此信號(hào)后即開始正常工作。
關(guān)機(jī)時(shí),主機(jī)內(nèi)開關(guān)使PS-ON呈高電平,此時(shí)339的{6}腳電平高于{7}腳,{1}腳輸出低電平,因二極管D34的鉗位作用,{14}腳呈低電平,C39對(duì)C比較器及B比較器放電,很快{11}腳呈低電平,{13}腳輸出低電平,即PW-OK信號(hào)呈低電平。在339的{1}腳為低電平時(shí),經(jīng)D36使{4}臆腳為低電平,{2}腳輸出高電平,經(jīng)R41傳送到494的{4}腳,但因C35電位不能突變,經(jīng)數(shù)百毫秒的放電后方使494的{4}腳轉(zhuǎn)為高電平,從而封鎖正負(fù)脈沖的輸出 ,主機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。上述的過(guò)程中,關(guān)機(jī)時(shí)C39和C35都要放電,但因放電時(shí)間常數(shù)不同,C39放電較快,故PW-OK信號(hào)先于各電源變成低電平,滿足了主機(jī)關(guān)機(jī)的需要。此外,關(guān)機(jī)時(shí)因各路輸出電源的電解電容放電需要時(shí)間,也使PW-OK信號(hào)先于各電源回到低電平。
二、 穩(wěn)壓
494的{2}腳經(jīng)R47與基準(zhǔn)電壓+5V相連,維持較好的穩(wěn)定電壓,而{1}腳則與取樣電阻R15、R16與+5V、+12V相連接,正常的情況下,{1}腳電平與{2}腳電平相等或略高。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)(無(wú)論+5V或+12V),{1}腳電平高于{2}腳電平,c比較器輸出誤差電壓與鋸齒波振蕩脈沖在PWM比較器b進(jìn)行比較使輸出脈沖寬度變窄,輸出電壓回落到標(biāo)準(zhǔn)值,反之則促使振蕩脈沖寬度增加,輸出電壓回升。由于494內(nèi)的放大器增益很高,故穩(wěn)壓精度很好。從穩(wěn)壓的原理,我們可以得到ATX電源輸出電壓偏高或偏低的維修方法。如果輸出電壓偏低,可在494的{1}腳對(duì)地并聯(lián)電阻,或是把R47的電阻增大。要是電源的輸出偏高,則可在{2}腳對(duì)地并聯(lián)電阻,也可以用增大R33或取下R69、R35來(lái)降低輸出電壓。
三、 過(guò)流保護(hù)
過(guò)流保護(hù)的原理是基于負(fù)載愈大,Q3、Q4集電極的脈沖電壓也愈高,也即是R13(1.5kΩ)上的電壓也愈高,從這里采樣經(jīng)D14整流和C36濾波,再經(jīng)R54、R55并聯(lián)電阻與R51、R56、R58等組成的分壓電路送到494的{16}腳。隨著負(fù)載的加重,{16}腳的電平也隨之上升,當(dāng)超過(guò){15}腳的電平時(shí),誤差放大器輸出的誤差電壓促使調(diào)制脈沖的寬度變窄從而使負(fù)載電流減小。另外,從R56、R58并聯(lián)電阻獲得的分壓再經(jīng)R52送到339的{5}腳,當(dāng){5}腳的電平超過(guò){4}腳時(shí),{2}腳即輸出高電平送到494的{4}腳,494停止輸出脈沖信號(hào),終止±5V、±12V、+3.3V電源的輸出,達(dá)到過(guò)流及短路保護(hù)的目的。需要說(shuō)明的是:494的{16}腳電平的高低只能改變輸出脈沖的寬度,但不影響494的{4}腳電平狀態(tài),而339的{5}腳電平一旦超過(guò){4}腳的電平,339的{2}腳就送出高電平去封鎖449的脈沖輸出,終止±5V、±12V、+3.3V電源的輸出,同時(shí){2}腳的高電平經(jīng)R59和二極管D39反饋到{5}腳,維持{5}腳處于高電平狀態(tài),此時(shí)若過(guò)載或短路狀態(tài)消失,494的{4}腳仍維持高電平,±5V與±12V、+3.3V電源仍不能輸出,只有切斷交流市電的輸入,再重新接通交流電,方可再次開機(jī)。