摘要：PC系统中各部件的电源都是一样的：——为电源。电源必须持续向所有设备提供稳定和连续的电流。如果电源过量或不足，连接的设备可能无法正常工作，看起来像坏了一样。桌面电源的电路图是怎样的？台式电脑是如何实现各种防护功能的？你可以看懂桌面电源的电路图。
桌面电源电路图原理分析如何实现桌面电源的各种保护功能
ATX电源的控制电路如上图所示。控制电路采用TL494和LM339集成电路(以下简称494和339)。44为双排16针集成电路，工作电压7 ~ 40V，包含从{14}脚输出的5V基准电源，输出电压5V(0.05V)，最大输出电流250mA。它是一个频率可调的锯齿波发生电路。振荡频率由{5}引脚的外部电容和{6}引脚的外部电阻决定。当{13}引脚为高电平时，{8}引脚和{11}引脚输出双向反相(推挽模式)PWM信号。
比较器是运算放大器，符号用三角形表示。它有一个非反相输入端子“”；反相输入端子“-”和输出端子。
如果比较器的非反相端的电平高于反相端的电平，则输出端输出高电平；否则，输出低。494中有四个比较放大器，在上图中用小写字母A、B、C、D表示，方便描述。其中a是死区比较器。由于逆变器的两个三极管与310V DC电源串联，如果两个三极管同时导通，就会形成对DC电源的短路。当一个电子管从关断状态切换到导通状态，而另一个电子管从导通状态切换到关断状态时，两个三极管可能同时导通。由于灯管切换时有延时，截止管已经导通，但导通管还没有完全关断，所以两个灯管都处于导通状态，从而对DC电源形成短路。为了防止这种情况发生，494设置了死区时间比较器A，从图中可以看出，“电源”串联在比较器A的反相输入端，阳极接反相端，阴极接494的{4}脚。从比较器A的同相端输入的锯齿波信号只有在电压大于“电源”时才能输出。在三极管导通期间，即死区时间，494没有脉冲输出，避免了对DC电源的短路。死区时间也可以由{4}引脚的外部电平控制。当{4}引脚的电平上升，死区时间变宽时，494输出的脉冲会变窄。如果{4}引脚的电平超过锯齿波的峰值电压，494将进入保护状态，{8}引脚和{11}引脚将不输出脉冲。还有三个双输入与门(用1，2，3表示)，两个双输入与非门，反相器，T触发器等。与门是一种电路。只有当所有输入都为高电平时，输出才能输出高电平。如果其中一个输入端为低电平，则输出端输出低电平。反相器用于隔离和放大输入信号，然后将输出反相。与非门相当于与门和反相器的组合。T触发器的作用是每输入一个脉冲，输出电平就会变化一次。如果输出端Q为低电平，输入一个脉冲后，Q变为高电平，输入另一个脉冲后，Q返回低电平。
39是一个四比较器集成电路。LM339集成模块配有四个独立的电压比较器，每个都有两个输入和一个输出。这两个输入中的一个称为同相输入，用“”表示，另一个称为反相输入，用“-”表示。比较两个电压时，将一个固定电压加到任意一个输入端作为参考电压(也称为阈值电平，可以选择LM339输入共模范围内的任意一点)，待比较的信号电压加到另一个输入端。当“”的端电压高于“-”端时，输出管关断，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两路输入的电压差大于10mV，可以保证输出能够可靠地从一种状态切换到另一种状态。LM339的输出相当于没有集电极电阻的晶体管。使用时，输出端必须用电阻(叫上拉电阻，选3-15K)接正电源。选择不同的上拉电阻会影响输出端的高电位值。因为当输出晶体管关断时，其集电极电压基本取决于上拉电阻和负载的值。
按照引脚顺序将四个内部比较器设置为A、B、C和D比较器。94和339配合其他电路实现ATX电源的稳压，产生PW-OK信号和各种保护功能。
1.产生电源正常信号。
PC要求所有电源稳定后才能工作，以保护所有元件不会因电压不稳定而损坏。所以设置了PW-OK信号(5V左右)，主机直到得到这个信号才工作。当电源打开时，PW-OK信号需要比5V、12V和3.3V电源晚几百毫秒产生。当电源关闭时，PW-OK信号应该比DC电源早消失几百毫秒，这样主机就可以先停止工作，硬盘磁头就可以回到着陆区保护硬盘。
ATX电源打开后，辅助电源将立即工作。一方面输出5VSB电源，同时给494的{12}脚提供10V到20V的DC电源。4从{14}引脚输出5V参考电源，锯齿波振荡器开始工作。如果主机未开启，PS-ON信号为高，339的B比较器的引脚{6}通过R37也为高。由于电阻R37小于R44，引脚{6}高于引脚{7}，B比较器输出端的引脚{1}处于低电平，A比较器反相端的引脚{4}通过D36的箝位也处于低电平。
phase的{5}脚、output的{2}脚为高电平，494的{4}脚通过R41为高电平，于是494的内部死区比较器A输出低电平，与门1也输出低电平，这又导致与门2和与门3输出低电平，阻塞振荡器输出，管脚{8}和{11}无脉冲输出，ATX供电。因为5V和12V电源的输出为零，所以通过电阻器R15和R16以及494的C比较器的输出端子{ 3 }, 494的引脚{1}的电平也为零
}脚输出亦为零，经R48使339的{9}脚亦为零电平，故339的C比较器的输出端{14}脚为零电平。另外，339的{1}脚低电平信号因D34的钳位作用，也使{14}脚为低电平，经R50和R63使{11}脚亦为低电平。因此D比较器的输出端{13}脚为低电平，也就是PW-OK信号为低电平，主机不会工作。开启主机时，通过人工或遥控操作闭合了与PS-ON相关的开关，PS-ON呈低电平，经R37使339的反相端{6}脚为低电平，B比较器{1}脚输出高电平，D35、D36反偏截止，A比较器的输出电平则由{5}脚与{4}脚的电平决定。正常工作时，{5}脚电平低于{4}脚电平，{2}脚输出低电平，经R41送到494的{4}脚，使{4}脚的电平变为低电平，锯齿波振荡信号可以从死区时间比较器a输出脉冲信号，另一方面，振荡信号送到了PWM比较器b的同相输入端，PWM比较器输出的脉冲信号的宽度，则是由494的{1}脚的电平(也就是负载的大小)与{16}脚的电平来决定。PWM比较器输出的脉冲信号，最后经缓冲放大器放大后，从{8}、{11}脚输出脉冲信号，ATX电源向主机输出±5V、±12V、+3.3V电源。此过程因C35的充电有数百毫秒的延时，但对主机开机并无影响。494的{1}脚从+5V、+12V经取样电阻R15、R16得到电压，其电平略高于{2}脚电平，{3}脚输出高电平，经R48使339的{9}脚得到高电平，其电平高于{8}脚电平，因而{14}脚输出高电平，此电平经R50与基准+5V电源经R64共同对C39充电，经数百毫秒后，{11}脚电平升到高于{10}脚电平时，D比较器{13}脚输出高电平，此电平经R49反馈至{11}脚，维持{11}脚处于高电平状态，故{13}脚输出稳定的高电平 PW-OK信号，主机检测到此信号后即开始正常工作。关机时， 主机 内开关使PS-ON呈高电平，此时339的{6}脚电平高于{7}脚，{1}脚输出低电平，因二极管D34的钳位作用，{14}脚呈低电平，C39对C比较器及B比较器放电，很快{11}脚呈低电平，{13}脚输出低电平，即PW-OK信号呈低电平。在339的{1}脚为低电平时，经D36使{4}臆脚为低电平，{2}脚输出高电平，经R41传送到494的{4}脚，但因C35电位不能突变，经数百毫秒的放电后方使494的{4}脚转为高电平，从而封锁正负脉冲的输出 ，主机进入待机状态。上述的过程中，关机时C39和C35都要放电，但因放电时间常数不同，C39放电较快，故PW-OK信号先于各电源变成低电平，满足了主机关机的需要。此外，关机时因各路输出电源的电解电容放电需要时间，也使PW-OK信号先于各电源回到低电平。
二、 稳压
494的{2}脚经R47与基准电压+5V相连，维持较好的稳定电压，而{1}脚则与取样电阻R15、R16与+5V、+12V相连接，正常的情况下，{1}脚电平与{2}脚电平相等或略高。当输出电压升高时(无论+5V或+12V)，{1}脚电平高于{2}脚电平，c比较器输出误差电压与锯齿波振荡脉冲在PWM比较器b进行比较使输出脉冲宽度变窄，输出电压回落到标准值，反之则促使振荡脉冲宽度增加，输出电压回升。由于494内的放大器增益很高，故稳压精度很好。从稳压的原理，我们可以得到ATX电源输出电压偏高或偏低的维修方法。如果输出电压偏低，可在494的{1}脚对地并联电阻，或是把R47的电阻增大。要是电源的输出偏高，则可在{2}脚对地并联电阻，也可以用增大R33或取下R69、R35来降低输出电压。
三、 过流保护
过流保护的原理是基于负载愈大，Q3、Q4集电极的脉冲电压也愈高，也即是R13(1.5kΩ)上的电压也愈高，从这里采样经D14整流和C36滤波，再经R54、R55并联电阻与R51、R56、R58等组成的分压电路送到494的{16}脚。随着负载的加重，{16}脚的电平也随之上升，当超过{15}脚的电平时，误差放大器输出的误差电压促使调制脉冲的宽度变窄从而使负载电流减小。另外，从R56、R58并联电阻获得的分压再经R52送到339的{5}脚，当{5}脚的电平超过{4}脚时，{2}脚即输出高电平送到494的{4}脚，494停止输出脉冲信号，终止±5V、±12V、+3.3V电源的输出，达到过流及短路保护的目的。需要说明的是：494的{16}脚电平的高低只能改变输出脉冲的宽度，但不影响494的{4}脚电平状态，而339的{5}脚电平一旦超过{4}脚的电平，339的{2}脚就送出高电平去封锁449的脉冲输出，终止±5V、±12V、+3.3V电源的输出，同时{2}脚的高电平经R59和二极管D39反馈到{5}脚，维持{5}脚处于高电平状态，此时若过载或短路状态消失，494的{4}脚仍维持高电平，±5V与±12V、+3.3V电源仍不能输出，只有切断交流市电的输入，再重新接通交流电，方可再次开机。
四、过压保护
过电压保护由R17和稳压管Z02并联电路从+5V采样，经D37送到339的{5}脚。若+5V电源由于某种原因升高，339的{5}脚电平也会随之升高，当超过{4}脚电平时，{2}脚即送出高电平去494的{4}脚，封锁±5V、±12V、+3.3V电源的输出，达到过电压保护的目的。正常工作时，R17上的压降不大，Z02截止送到{5}脚的电压较低，若+5V电源的电压上升，使R17上的压降超过Z02的稳压值，Z02导通，+5V电源上升后的电压值全部加到339的{5}脚上，促使其快速封锁494脉冲的输出，以保护电源。
五、欠压保护
欠压保护从-5V的D32及-12V处的R14取样，经R34和D37送到339的{5}脚。若因某种原因使输出电压过低时，-12V及 -5V电压的负值也会随之减小，也就是电压值上升，经R34及D37送往339的{5}脚使电平上升，339的{2}脚送出高电平到494的{4}脚，从而封锁 449脉冲的输出，实现欠压保护。二极管D32在导通时，其电压降与通过的电流基本无关，保持在0.6V～0.7V，于是-5V电压的减少量会全部传送到D32的负端，提高了欠压保护的灵敏度。
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