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长城ATX-300P4--PFC电脑电源辅助电路工作原理
来源:本站整理  作者:佚名  2011-12-07 17:28:01



  长城ATX-300P4-PFC电脑电源的辅助电源电路如附图所示。

  一、电路组成与作用简介
  
  附图是一款完善的开关电源电路,它的组成主要包含有开关振荡电路『由开关管Q2(C3866)、启动电阻Rl0、RlOA、RlOB、R15和开关变压器T3等组成1;自动稳压控制电路f由精密稳压器IC1(TLA31AC)、光耦U1(P421)、三极管Q4、电阻R16_R19、J2等组成];过流保护电路(由三极管Q4、电阻R14、R13、电容C9、二极管D5、T3的N2绕组和光耦次级光敏管等组成)等。

  本电路的作用与普通开关电源有所不同(它置于长城ATX-300P4-PFC电源内同一块电路板上),工作时能产生约15V和稳定的5v直流电压。

  这两组电压的作用是:15V电压专为ATX电源提供启动电压(待机);5v电压则通过紫线端(+5VSB)送往电脑主板待机。但当ATX电源受控启动后.15V电压就退居二线不起作用了,其原因下文分析工作原理时将进一步说明。

  二、工作原理
  
  1.开关振荡电路和待机电压产生电路工作原理
  
  辅助电源电路从整机整流滤波后输出直流300V电压:一路经开关变压器T3的初级Nl绕组加至开关管02集电极(为开关管振荡提供电压);另一路经启动电阻Rl0、RIOA、RlOB送到02基极,并与R15分压后,为开关管振荡工作提供偏置。一旦接通220V交流市电,上述两个条件就同时具备,电路便开始自激振荡工作。初始阶段Q2工作在放大区.T3的初级Nl绕组上正下负,这时T3次级N2反馈绕组就感应出上正下负的电动势,经正反馈电路(由R12、D6、C8等组成)对Q2基极正反馈,使Q'2的激励信号加强,Q2迅速进入饱和导通。在此期间N2上端正电压继续通过R12对c8充电,充到一定程度时,c8极性为上负下正,使Q2基极电位下降,Q2退出饱和进人放大状态;另一方面+Q2饱和期间N2上端感应的正电压使二极管D7导通,对电容Cl0充电,使光耦Ul(4)脚电位迅速升高.UI内部光敏管导通程度加强,经电阻J2使三极管04基极电位升高(Q4深度导通),Q4与c8构成Q2负偏置电路,使Q2反偏而退出放大区截止。从放大到截止阶段Q2集电极电流逐渐减小,T3的Nl、N2绕组所感应的电动势则为上负下正(此时c8上的电荷通过D6、R12和N2迅速泄放),为下一个周期做准备。又因N2上端为负D7反偏截止.UI内光敏管也截止,04失去偏置而截止,这时启动电阻Rl0、RlOA、RIOB与R15的分压值又使02基极正偏而进入放大区,继而在正反馈电路作用下迅速饱和导通。如此周而复始,02工作在导通与截止的  开关状态(所以称它为开关管,02是开关振荡电路的核心器件).使电路维持自激振荡,那么T3的次级N3、N4绕组便感应出交流电动势,分别经商频整流二极管Dll、Dl0整流和电解电容C29、Cll和C12的滤波,输出约15V和5v电压。15V电压直接送往开关电源专用芯片(KA7500B)的电源端(12)脚,为ATX电源启动作待机准备,而5v电压又通过电感Ll和稳压管ZD6(IN4735A)的稳压后作为+5VSB.并利用特定的紫色导线输送到电脑主板待机。

  为了减轻辅助电源的负担和使KA7500B有更可靠的工作电压幅值,电源特设计由肖特基二极管D39、限流电阻R78和隔离二极管D3等组成的反馈启动电源电路。在待机状态下,D3起隔离作用,防止辅助电源15V待机电压窜人低压电路。当ATX电源受控启动后,此反馈启动电源电路便产生约27V电压,经D3整流后送往KA7500B(12)脚,取代辅助电源的15V待机电压。这时Dll两端电位为左低右高.Dll反偏截止,阻断了27V反馈电压,Dll起到隔离作用;这时N3绕组便没有负荷.从而减轻了辅助电源的损耗负担,又提高了KA7500B的工作可靠性。如要验证这一特点,可在电源受控启动后,断开R14-端(此举要事前把R14移到反面以便操作.在高压部分带电操作要小心谨慎)。更便捷的方法是把开关管Q2的基极直接对地短路,使辅助电源电路停振,电源仍然会保持启动工作,输出端仍有正常的±12V、±5V和+3.3V电压输出。但+5VSB送往主板的待机电压却丢失了,所以要使电脑正常开机运行,辅助电源工作不能停。

  2.自动稳压控制电路工作原理
  
  这部分电路的工作过程是:Dl0负端输出的5v电压首先通过R17和R18分压,此分压值(约为2.5V)作为精密稳压器ICl(TL431AC)(1)脚的参考电压。倘若某种原因使得Sv电压升高,那么ICI(1)脚的电位也随之升高,经IC1(1)脚检测并经内部比较器比较放大后,IC1的输出端(3)脚电位便下降,即Ul(2)脚的电位下降,另一方面升高的Sv电压又经R16取样,使Ul(1)脚的电位也升高,这样Ul(1)、(2)脚之间的电位差增大,即Ul内部发光管的发光程度加强,光敏管导通的程度加深,UI的(3)、(4)脚间的电压降变小,即T3的N2反馈绕组所感应的电压经D7和C1O的整流滤波后加至Q4的基极(Q4的偏置就升高),Q4导通的程度就加深,使Q2基极的偏置电位下降,Q2的振荡减弱,T3的次级N3、N4两绕组感应的电动势也随之减弱,N4绕组的电动势经Dl0、Cll、C12整流滤波得到5v电压就降低了;反过来如果某种原因使得5v电压降低了,经R17、R18的分压值也相应降低了,经IC1(1)脚检测和内部比较放大,使(3)脚输出的电位就升高,即Ul(2)脚的电位升高了。同样,降低的Sv电压经R16取样,使Ul(1)脚电位也降低,这样Ul(1)、(2)脚之间电位差变小,内部发光管发光程度减弱,使光敏管导通的程度也减弱。那么,N2绕组的电动势对04基极的反馈量就减小,使Q4基极的偏置降低,Q4的导通程度就减弱了,这样02基极的电位就回升,使02的振荡变强,T3次级N4绕组所感应的电动势就上升了,经Dl0和Cll、C12的整流滤波后,输出的5v电压就升高了,从而达到自动稳压控制。

  在自动稳压过程中,Q4起调整控制Q2的偏置电位升降变化的作用,称Q4为控制管。

  3.过流保护电路工作原理
  
  如果负载过重或输出短路,或市电电压升得过高,流经开关管02的ce极间电流将会剧增.02发射极电阻R14两端的电压降就增大,经由D5、R13和C8组成的检测电路取样,使04基极电位上升,此时检测电路的D5反偏截止,而C9两端电压与R14两端电压叠加届加至Q4基极,使04基极电位迅速升高;同时T3的N2绕组感应的电动势也剧增,经D7、Ul的光敏管和电阻J2的反馈,又使Q4的基极电位剧升.Q4饱和导通,把Q2基极电位下拉为0.迫使02截止,电路停振无输出,02就不会因过流被烧坏,达到过流保护的目的。在此期间Q4的作用是强迫开关管关闭,起过流保护控制作用,故称04为保护管。

  另外,由D8、Rll和C7组成的反峰电压吸收电路,为02振荡工作时所产生的反峰电压提供回路和吸收,以保护02的安全工作,不至于被反峰击穿损毁。

  图中稳压管ZD6(1N4735A)的稳压值为6.2V。TLA31AC是精密稳压集成电路,外形如普通塑封小功率三极管,引脚极性因型号不同而不同,一般中间脚为接地端,其工作特点是:参考端(1)脚电位升高,输出端(3)脚电位就降低;(1)脚电位下降,(3)脚电位就上升。R16是Ul内部发光管的限流电阻。R88是5v输出端的负载电阻,起稳定输出电压的作用。R19和C13组成IC1的工作频率限制电路。它们对电路的正常工作起到至关重要的作用。

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