电脑ATX电源输入电路的维修.docx

六. ATX电源输入电路的维修ATX电源的输入电路主要由保险丝、交流抗干扰电路、限流电阻、过压保护电路等组成。长城电源号称具备双重过压保护，其输入电路比较有特色，电路图见图3。交流市电经过电源插座进入电源板上，先经延迟性保险丝（防止开机冲击电流烧坏保险丝）FD1，进入抗干扰滤波电路。抗干扰滤波电路是由C01、C02和LF1及LF2、C03组成的两级共模滤波器，由于LF采用高导磁率（高值）磁芯和分段绕制，电感量较大、分布电容小。同时两个绕组绕向一致，流过两个绕组中的电流方向（相位）始终相反，因此，对从市电进入的双线对称干扰形成的磁场方向相反而抵消。而对于非对称性干扰信号来说，共模滤波器亦有很好的抑制作用。因为对于非对称性干扰信号来说，每个共模滤波器是两个形低通滤波器，它由线路滤波器LF1、LF2的两个绕组分别和C01、C02、C03组成，由于每个滤波器的电感量较大（0.81mH）、分布电容又很小，因此对很宽频率范围内的非对称性干扰有很好的滤波抑制作用。另外，机内的高频干扰脉冲除了沿电源线向外传导辐射以外，还会通过机内各元件向空间辐射，电路中的Y3、Y4的等效电容和电源盒铁壳（机内地线）相连，这样就可有效地隔离从空间向外辐射的高次谐波，同样对外界的高频干扰也能有效隔离而不会使其进入机内。电路中的CY是压敏电阻，作过压保护元件。长城电源在电路中共设了两级过压保护电路，其作用是吸收从外界串入的高幅值的脉冲，当交流输入电压升高，超过了压敏电阻的额定电压值时，压敏电阻导通，产生的大幅值的电流将保险丝FD1烧毁，切断电源与外界交流电网的联系，以保证电源的安全。判断ATX电源输入电路的好坏，最简单的方法是在断电的情况下，用万用表测试电源的输入端，正常情况下，由于整流滤波电路的影响，万用表呈现充电的状态，阻值由一个比较小的数值慢慢变化到接近。注意有些电源的输入端之间接了一个100K的电阻，此时，测得的最大阻值为该电阻的阻值。输入电路最主要的故障是由于通过的电流较大，而将相关的保护元件烧毁，此时，电源呈现断路状态，用万用表测电源输入端的阻值为零。1. 保险丝 保险丝是电子电路中最基本的保护元件，在ATX电源中，保险丝接在输入电路的前端（见图3中的FD1），一般安装在电路板上的插座内，以方便替换。它的作用就是在输入电流出现异常，超过了保险丝的额定电流时，保险丝及时融断，切断电源与外界交流电源的联系，以防止故障范围进一步扩大，以至于影响到主机内配件的安全。电路中出现过电流的原因不同，导致保险丝损坏的状况也不一样。当保险丝出现玻壳爆裂、发黑、发亮等现象时，说明电源中有元件严重短路，产生的大电流导致保险丝在瞬间烧毁，由于在短时间内产生了大量的热，使保险丝在瞬间高温气化，气化的铅在玻壳上形成了一层发黑、发亮的镀层，严重时会使玻壳爆裂；若保险丝只是在一端熔断，说明保险丝遭受了瞬间大电流脉冲冲击，电路中不一定有元件损坏，也可能是外界电压突然升高，导致输入电流增大所致；若保险丝在中间部位出现断裂现象，说明电路中有过持续一个阶段的大电流，一般是电路中有元件损坏导致输入电流变大所致。为了承受开机时较大的冲击电流，ATX电源中的保险丝的熔断电流多选在510A左右，而实际上，除了开机时冲击电流较大外，电源实际工作时的最大电流不超过2A。因此最好采用延迟式保险丝，象用一般彩电上常用的23A延迟性保险丝代换，效果比采用的5左右的普通保险丝效果要得好，参考国外原装机电路，其采用的也是这种保险丝。延迟性保险丝其玻管内的保险丝大多是螺旋形的，和普通保险丝不同。2. 限流电阻 在电源的输入电路中，整流电路后的高压滤波电容（图1中的C5、C6）的容量较大（330UF200U，有的电源中采用470UF250U），由于开机时要对滤波电容进行充电，会形成很大的冲击电流，常对保险丝和整流部件造成损坏，为避免这种故障的发生，在电源输入电路中一般接有限流电阻THR1。THR1为负温度系数热敏电阻，在冷态时其阻值较大（6欧），限制开机接通电源瞬间产生的强大冲击电流 ，当开机大电流流过其上时，电阻变热，其阻值迅速减小，保证电源在正常工作时，消耗在其本身上的功率最小，从而降低了电源的损耗，提高了效率。当限流电阻的引脚接触不良或因电流过大烧毁时，ATX电源将处于断路状态，通电后机器将没有任何反应，有人以为电源已烧毁，其实用万用表测试一下即知是THR1断路，更换THR1即可。应注意的是，在许多ATX电源中，省略了该电阻，在电路板上设计有此元件的位置，但被用短路线短路掉了。有条件的话，应加上这个电阻，以保证电源的安全。当该热敏电阻损坏时，要选用冷态电阻为63左右的负温度系数的热敏电阻，若实在找不到，可用63的普通水泥电阻代用，只是功耗大了些，但千万不可直接将其短路，以免开机时对相关元件造成大电流冲击；3. 过压保护电路 ATX电源同普通的AT电源不同，AT电源有电源开关，当断开电源开关后，也同时断开了主机同外界电网的联系。而ATX电源因为具有远程控制、网络唤醒功能，没有单纯的电源开关，只有主机面板上的电源触发开关，关机后，只是电源的推挽开关电路停止工作，电源的整流滤波电路、辅助开关电源、PS-ON控制电路等仍处于工作状态。作为家用电脑来说，目前很少有家庭使用网络唤醒功能，由于使用上的习惯，电脑爱好者们在关机后也很少有人想到要拨下电源插头，造成的后果是ATX电源由于电源没有全关断，其内部仍有部分电路在工作，浪费了能源不说，由于电压的不稳，部分地区的电压在夜间用电非高峰期高达260V以上，有时会对电源造成致命的伤害；另外，由于雷击或其它设备的影响还会导致电路中出现过压脉冲，也会对电源造成损害，因此有必要在电路中加上可靠的过电压保护电路。图4、图5是长城电源中的过电压保护电路小板，为了充分达到良好的滤波效果，它采用了两级过电压保护。过电压保护电路中的关键元件是压敏电阻器（图3中的CY1CY4），CY1、CY2和CY3、CY4分别组成了两级过电压保护电路，压敏电阻的中点接地。当电路中出现过电压脉冲时，过压脉冲会被两级保护电路吸收，产生的电流被引入大地，从而保护其它电路不受损伤。压敏电阻器简称压敏电阻，它是在某一特定的电压范围内其电导随电压的增加而急剧增大的一种敏感元件，一般跨接在输入电路的两端。当有雷电脉冲从电源线窜入或由机内自感电势的反窜等引入的过电压，作用到压敏电阻的两端时，压敏电阻立即导通而以电流的形式迅速将过电压泄放掉，从而保护了电源中相关部件不被过电压击毁。如果属外界电源电压过高，导致过电压持续的时间过长，流过的电流超过了压敏电阻的承受范围时，会使压敏电阻烧毁，严重时会将压敏电阻烧成一团黑炭，并影响到电路板的绝缘，电路中产生的大电流一般会使保险丝熔断。因此，维修因过电压损坏的电源时，除了替换烧毁的保险丝外，还要仔细清理掉已烧毁的压敏电阻，并用同型号的压敏电阻替换。要注意的是，许多电源中没有加装过电压保护电路，一旦有过电压冲击，电源将会严重烧毁，因此，有必要自行加装相关的过电压保护电路。参考长城电源的电路，可以很容易地在电源输入回路中加装该保护电路。七. ATX电源故障诊断 采用ATX电源的计算机系统出了故障，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，用一台报废的设备（如硬盘等）作假负载，以免出现空载保护。在PSON信号线（绿色）与地线之间接入一只100150的电阻，使该信号变为低电平。如果电源可以工作，说明故障在主板或电源按钮（Power Button），否则故障在电源自身，只有更换电源自身，只有更换电源了。根据计算机维修中“先软后硬”的原则，首先要检查BIOS设置是否正确，排除因设置不当造成的假故障；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。下面根据故障的不同表现，分别介绍分析和处理的方法。【故障一】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；如果上述两者均为正常而主电源仍无输出，则可能是开关电源主回路损坏，或因负载存在短路或空载而进入保护状态。【故障二】 无法关机关不了主机，有以下几种现象和原因：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。不能实现瞬间关闭，是正常现象，不是故障。电源按钮失灵。这种情况下，不仅不能关机，开机也会有问题。主板上的电源监控电路故障，PS-ON信号恒为高电平。关不了键盘电源（键盘的Num Lock指示灯在主机关闭后是亮的）。有些机器允许使用密码通过键盘开机，键盘上的Num Lock灯在关机后仍亮着，是正常现象。关不了显示器。如果显示卡或显示器中有一个部分不支持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。【故障三】 自行开机自行开机故障有以下两类：第一类在BIOS设置中将定时开机功能设为“Enabled”，这样机器会在所设定的某个日期的某个时刻，或每天的某个时刻自动开机。某些机器的BIOS设置项中具有来电自动开机功能设置，如果选择了来电开机，则在插上交流电源后，机器便会启动。应该说，出现这些问题，并不是真正的故障，而是用户不了解机器所具有的这些功能。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。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，使主板送不出应有的高电平，而总是为低电平，这样机器不仅会自行开机，还会关不掉；第3种是来自主板的PS-ON信号质量较差，特别在通电瞬间，该信号由低电平变为高电平的延时过长，直到主电源准备好了以后，该信号仍未变为高，使ATX电源主回路误导通。【故障四】 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，或休眠后不能唤醒。出现这些问题时，首先要检查硬件的连接（包括休眠开关的连接是否正确，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信号应为低电平（0.8V以下）；唤醒后，PS-ON信号应为高电平（2.2V以上）。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。需要提醒读者，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。【故障五】 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，而很多莫名其妙的故障都是电源惹的祸。一台机器发生了找不到硬盘的故障，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，于是找来老的多功能卡，插在主板的空闲ISA插槽，连上硬盘试验，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。换一台ATX电源，故障排除。八. 如何调整ATX电源中内存用的电压值AXT电源中新增加的3.3V电压档是给DIMM内存、AGP通道等电路提供工作电压的，标准数值是3.3V，适当提高该电压的数值的主要作用是稳定内存的工作状态。    我们经常看到的PC100的内存都可以在100M的主频下按CAS3工作，但有的内存条在100M下将速度设定为CAS2后就出现不稳定的情况，比如在运算量大的3D场景中就容易出问题；还有的玩家喜欢超频，100M不够就上112M，有的还想跳到133M，如果运气好，买的CPU可以按如此高的主频工作，而内存却成了绊脚石，无法在相应的频率上工作；运气不好的朋友大概还会遇到内存连上100M都不稳的情况，这时适当提高3.3V的电压能起到意想不到的作用。    其实，有的主板制造商为了增强主板对不同内存的适应性，在从ATX电源的5V档降压时也适当提高了3.3V档的数值，比如大家都熟悉的华硕中的几款主板就是这样，将原来的3.3V调整到3.5V，确实能起到稳定内存的作用，看上去主板就不挑内存，成为大家的首选。    本文主要是介绍如何自己动手提高3.3V档电压数值来稳定内存的方法，同时简单介绍ATX电源的结构、原理以及元件的作用。当然，如果主板上的3.3V取自ATX电源的5V，则本文介绍的方法就不一定管用了。    DIY选电源和选CPU一样，要求功率大（250300W）、性能稳定、通过的认证多，不过我所在的城市里却不常能找到真正的极品电源，目前能买到比较好的就是这款“航嘉”LW-8250温控电源了，买的时候还带了个盒子，上面标称的最大功率是300W，而实际功率还是250W，不过它带的温控功能比较独特，据说可以根据电源（或机箱）里的温度自动调整风扇的转速，保持电源内部的温度恒定，不知道冬天的时候风扇会不会停下来。具体的指标、性能、认证标志等可以通过铭牌来查看：    拆卸电源具有一定的危险，厂家并不赞成，因此要拆开外壳必然要破坏保修的标志，大家还是先考虑一下自己的电子水平再动手吧。    打开电源上盖后可以看出，线路板上有画符号的地方基本都焊接上了元件，而普通的电源通常会将输入部分的防电磁干扰的元件空出来，因此无法减少外界的干扰，同时也干扰了主干路上的其他电器，遇到打雷就更无法保证安全了。LW-250电源在输入端已经加上了个滤波器，线路板上也焊上了减小雷电破坏的压敏电阻，然后通过全桥RS406L给2个串联的470微法200伏电容供电，虽然整流部分不是DIY想象的IN54XX，但全桥的引脚还是很粗的，提供额定的电流应该不是问题。功率开关管是两个2SC2625，具体参数是：IC(A) VCBO(V) VCEO(V) PD(W) PACKAGE HFE(Min/Max) IC/VCE(A/V)10 _450 _400_ 80_ TO-3P _10_ 4.0/5.0VCE(ST)(V) ICIB(A/mA)_1.2 _4.0/800最大电流10A，应该够了。    中心控制部分的IC与其他开关电源一样，还是选用KA7500B，该IC具有多种调节和保护功能，功能齐全，工作震荡的频率可在1K300KHz之间调整。见下图：    KA7500控制2个功率开关管轮流开、闭，并通过高频变压器将能量传送到次级，然后通过高频整流二极管还原成直流低电压，经过滤波后提供+12V、+5V、-5V、-12V电压。通过1脚的取样电路我们可以调节整个输出部分的电压大小。整个回路选用元件比较普通，但安排的很整齐，没有东倒西歪的元件，结构规范。高频变压器比正常的略大一些，电阻全部采用4环1/8W电阻，全部卧式焊接，最后用高温胶固定较大的部件。见下图：    由于PC需要精密稳定且纯净的3.3V电源，所以3.3V档要比其他电源输出增加了级稳压，采用通常见到的KA431（TL431）三端稳压IC，该IC设计成熟，功能稳定可靠。有了这级稳压，无论你如何调节KA7500IC的取样电路，都不会改变3.3V的输出，要改变3.3V电压值就必须改变KA431的取样电压。KA431的原理电路如下：    改变取样电阻R1、R2的阻值既分压比，就可以改变输出的电压！我们要的3.3V就在这里调节。根据电路分析：VKA=VREF（1+R1/R2）+IREFR1，改变R1或R2都可以调整输出的电压值，但如果出现电位器断路的情况时，如果放在R1位置则导致电压大幅度上升，有烧坏主板元件的危险，而放在R2的位置最多是电压下降无法启动，但并不损坏元件，这是大家应该注意的地方。在LW-8250电源中，在输出电源接线的下面可以找到跟三极管一样大小和形状的KA431（编号IC01），在它的周围可以找到两个颜色与众不同的蓝色金属膜5环1/8W电阻，分别是R02、R03，而其他电阻都是黄色4环的1/8W电阻，所以很好区别。只要取下这两个电阻中的一个，然后换上进口的多圈精密螺旋电位器就可以了，当然，电位器的阻值最好是原来的两倍。见下图：    其中R02为.844K，R03为2.48K（不同电路的具体数值不同），用2K的多圈精密螺旋电位器替换R02，电位器可直接焊在线路板上，也可以用导线引到电源后板的散热孔上用高温胶粘好，要注意将电位器的动臂与其中的一个定臂焊在一起，防止动臂接触不良导致电压较大波动。    按原样还原，经过这样的加工，一台可以调节3.3V电压的ATX超级电源就可以投入使用了。    先不接入机箱，插上220V市电后，将接主板的电源插头中的绿线与任何一条黑色线（地线）短路，电源就开始工作，用万用表测量各个输出电压的数值，调整3.3V电压档到你希望的值，一般是3.5V，可别太贪心啊！最后看看其他电压有没有严重超标的，排除一切可疑后再接入机箱。    开机进入BIOS或在系统里运行主板监测软件查看电压数值，也可以用数字万用表直接测量，看看电压是否还有出入，此时也可以进行调整。调整前后入下：调整前 调整后    我的系统是C300A+LGS128M-7J，这样的组合非常普遍，赛羊300A超450肯定是没问题的了。128M的LGS7J在100M下也可以设定在CAS=2上，本来很满意了，偏偏又做了个水冷器，结果上了504也没问题了！但运行UNREAL这样的3D游戏也会跳回桌面，即使将CSA设定为3也不行，换成朋友的日立的内存后居然在CAS=2是都能稳定运行，我才有点沉不住气了，看来内存这东西也是一分钱一分货，LGS7J能按CAS=2上100M已经是完全合格的产品了。想换个好点的内存却也不是件容易的事情，价格不说，好内存现货基本没有！还是打电源的注意吧：将电压由3.3V提高到3.5V，内存设在CAS=3上进504M，嘿嘿！稳定，虽然UNREAL的帧数没上升多少，可心里就是那个舒坦！遗憾的是，即使再提高电压，LGS7J的内存也无法在CAS=2时按112M来稳定工作（会出现停顿，有时会跳回桌面），看来这个LGS7J的质量虽然不错，但跟Intel的赛羊C300A比还是短了一截。    调整满意后，焊下电位器并测量具体阻值，然后用固定电阻代替它，毕竟固定电阻比电位器可靠。    总的来说，提高3.3V的电压值确实能够提高主板对内存的兼容性，而且能让内存更稳定地工作，对于CPU超频很有帮助，另外，提高电压后，AGP显卡的工作电压也提高了，有些显卡运行3D会莫名其妙死机的问题也就迎刃而解了。    此外，我将原来的技嘉机箱原配的电源也研究了下，见图：    虽然技展也算是个名牌，200W的功率也没有打折扣，但看看里面空出来的部分以及用料、焊接工艺就知道没法与航嘉电源比了，当然航嘉电源的价钱也不算便宜。    技展电源的原理与航嘉完全一样，都是KA7500+KA431，但没有航嘉电源中的LM393比较电路来控制风扇的转速。因此我们可以先找到KA431，然后就能发现它周围的2个特殊颜色的电阻，而且是5环的，根据上面的原理同样可以替换为电位器来调节电压，满意后再焊下来测一下电阻，用固定电阻补焊上去。    虽然开关电源品种千变万化，但其原理都是一样的，进口电源也不外乎如此，只是在抗干扰、保护和用料上加大了力度，有的高档点的进口电源已经带有调节功能，可以方便地调整，唯一遗憾的是这样的电源不但价格奇高，而且难遇。经过上面的介绍，大家如果感兴趣，自己动手改造个“超级”电源完全不是件难事。