跟我学修ATX电源 ———ATX电源输入电路的维修

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———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。
       ２２０Ｖ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μ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π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（0.8—1mH）、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ＣY3、ＣY4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**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****，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****，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。
         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****，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5~10A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2~3A延迟性保险丝代换，效果比采用的5Ａ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。
         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（330UF／
200U，有的电源中采用470UF／250U），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****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****，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6Ω／3Ｗ左右的负温度系数的热敏电阻，若实在找不到，可用6Ω／3Ｗ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；
         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CY1~CY4），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?/p>
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****，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****的保险丝外，还要仔细清理掉已****
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****，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。
       ———略施小“技”，兼容电源变“名牌”
       自从IBM推出第一台PC至今，微机电源已从AT电源发展到ATX电源。时至今日，微机电源仍是根据
IBM公司的个人电脑标准制造的。市场上的ATX电源，不管是品牌电源还是杂牌电源，从电路原理上来看
，一般都是在AT电源的基础上，做了适当的改动发展而来的，因此，我们买到的ATX电源，在电路原理上
一般都大同小异。在微机国产化的进程上，微机电源技术也由国内生产厂家逐渐消化吸收，生产出了众
多国有品牌的电源。微机电源并非高科技产品，以国内生产厂家的技术和生产实力，应该可以生产出物
美价廉的电源产品。然而，纵观整个微机电源市场情况却不尽人意，许多电源产品存在着各种选料和质
量问题。品牌电源有严格的质量体质规范，质量是有保障的；众多杂牌或无牌电源厂家则为了降低成本
，都对基本电路做了某些删减，减少了一些功能，采用的元件和品牌电源相比，质量有较大的差距，因
而故障率较高。
       如图１是ATX电源的电路组成示意图。ATX电源是一个电压变换和能量供给装置，能量是按电源输
入→高压滤波电路→推挽电路→开关变压器→整流电路→输出电路的方向输出的，其中任何一部分电路
的功率不达标，都会影响整个电路的输出功率。对比名牌电源和普通兼容电源，我们发现，市场上销售
的兼容电源在高压滤波电路、推挽电路、开关变压器、整流电路、输出电路等部分都和名牌电源有较大
的差别，因而，二者的功率和质量存在较大的差距。其实仅仅从电源的重量对比上就可以猜测出现在标
称250W的电源中蕴藏着多少水分，因为重量的减轻意味着电源盒内部元件数量和质量上的偷工减料、散
热片重量的减轻、开关变压器和功率开关管的功率下降，以及电源盒外壳铁皮厚度的锐减等。下面跟我
一步一步把兼容电源打摩成“名牌”电源。
         电源输入电路的打摩
         电源的输入电路主要包括保险丝、限流电路、抗干扰电路、过压保护电路，其具体的打摩方法
，见＜电脑报＞第42期的相关文章。
         高压整流滤波电路的打摩
       整流滤波电路主要由全桥整流器、滤波电容、平衡电阻组成。经抗干扰滤波器净化后无干扰的
220V市电经过全波整流，高压滤波电容滤波后，在高压滤波电容上形成约300V（空载时）的直流电压，
用来给电源开关功率管供电。
       有的兼价电源中的全桥整流器元件只选用1N4007（1A／1000V），由于电源开机后要对大容量的高
压滤波电容充电，1A的额定电流容量显然太小，导致的后果是这种电源常常在开机的瞬间将整流管击穿
，选用1N5406（6A／1000V）代换比较可靠。
       兼价电源中的高压滤波电容，容量一般为220μF/200V、工作温度为－15棧?5℃，和品牌电源中的
优质电容相比，有一定的差距。在高压滤波电路中，一般来说，滤波电容的容量越大则滤波效果越好，
选用适当容量的滤波电容，可使整流管的导通时间增长而令峰值电流减小，提高可靠性，防烧整流管，
同时对电网的干扰也可以减小。大容量的电容虽有较强大的储存能量能力，但其介质吸收、损耗、漏电
量以及失真度会随容量加大而增加，容量过大，反而得不偿失，在品牌电源中，一般采用470μF。高压
滤波电容的耐压一般宜按实际工作电压的2倍选取。交流电源在全波整流后，输出的直流电压为交流电压
值的1.4倍，因此，220V的交流电压整流滤波后的直流电压为300V左右。因为国内的电压夜间常达到240V
以上，入迷的爱好者们也正在此时上网，此时的滤波电压将高达340V以上，此电压是由两个滤波电容串
联分担的，因此，选用耐压250V的高压滤波电容串联工作才有保障。同时为了保证良好的温度系数，选
用的电容的工作温度范围要宽。纵合以上几点，该电容应选市场上常见的470μF／250V，工作温度为－
15棧?5℃的高压滤波电容。对电源中的高频成分干扰，靠电解电容是难以应付的，因此可以考虑在电解
电容上并联一个小容量的高压薄膜电容，可以有效抑制频率高达几兆赫的高频信号。薄膜电容的种类较
多，以MKP（金属聚丙烯）、MKS（聚苯乙烯）性能最为优异，MKS的温度稳定性高，且电参数随频率变化
极小，适用于开关电源电路，选用时耐压参数与滤波电容相同。MKS的缺点是耐热性较差，焊接时要注意
边散热边焊接，且每次焊接时间越短越好。
       　
       3、开关功率管的打摩
       市售兼价的ATX电源中使用的功率管大多为TO－220封装的MJE13007。该管额定功率70W，耐压400V
，电流8A，由于功率和耐压余量小，在实际使用中，因此管损坏引发的故障较多。实际上，这种功率管
由于耐压较高，功率适中，一般用在电子日光灯的电路中。被厂商“移花接木”地用在开关电源中，纯
粹是属于“小马拉大车”。在ATX电路的印刷电路板上一般都留有TO－220和TO－3两种封装管的位置，为
了达到额定的功率，可以考虑用其它型号功率较大的功率管替换。在TO－220封装管中，2SC3822（125W
／500V／8A）的性能是较好的，单管功率可达到125W，但此管价格较高，且不易买到，不是首选代换元
件。市场上常见的TO－3形式的封装管中，BU508A（125W／700V／8A），比较容易买到，且价格不高，是
比较理想的代换品，用该管代换后，双管推挽额定功率可达到250W，由于现在的PC机所需要的功率也就
是100W左右，采用BU508A功率管后的电源具有较大的功率余量，可以较好地应付DIY电脑中添加的种种电
脑配件。图2为TO－3形式封装的BU508A和TO－220封装的MJE13007对比图，从图中可以看出二者的巨大差
别。
       功率管的额定功率是在一定的散热条件下达到的，因此，在功率管上都安装了大散热片，散热片
的质量直接决定了功率管的散热效果。好的电源使用的散热片应为铝制甚至为铜制，且体积较大，如果
散热片的体积太小，晶体管的热量就不容易散发出去，由此导致晶体管不能发挥全额的功率，同时，热
量的堆积会导致晶体管工作不稳定甚至****。为了增大散热片的有效散热面积，散热片都做成梳状，齿
越深、分得越开、厚度越大，散热效果越好。有的优质电源为了加强散热效果，采用了L形的散热片，同
时，散热片表面为“丰”字形，且打孔，有效地增大了散热片的体积和面积。劣质电源为了节省成本，
使用的散热片小且薄，由于加工粗糙，梳状齿甚至没有冲开，部分电源甚至采用铁制的散热片（图3）。
电源中的功率管是和散热片固定在一起的，替换时，可象图３那样把二者一起焊下，拆下原功率管，再
把新换的功率管在散热片上固定好，安装时必须注意功率管与散热片的良好接触，原散热片上的硅脂不
要擦掉，如采用BU508A代换，要注意BU508A分全塑封和半塑封两种封装形式，采用后者时，要采取绝缘
措施，否则安装后会通过散热片形成电气短路。为了防止焊接时产生的应力把电路板损坏，要把二者一
同安装到电路板上，先焊接固定好散热片，再焊接功率管。
       　
       4、开关整流对管的打摩
       在ATX电源中，由于开关电源的工作频率相当高，因此，整流用的二极管必须用高速二极管，以提
高工作效率，减少发热量，同时，由于输出的电压较低，为了减少电压损耗，应采用****基二极管。在
ATX电源中，＋5V、＋3.3V、＋12V的整流管采用的都是****基对管，但在兼价电源中，不管输出电流多
大，一律采用了MUR1640（16A／40V）整流对管。通过查看电源的标牌，我们得知，在250W的电源中，其
各路输出电压的标称输出电流，＋5V为21A、＋3.3V为14A、＋12V为6A，再加上要考虑到功率要有一定的
余额，＋5V和＋3.3V所用的整流管的电流参数远远不足。为了保险起见，建议换用MUR3020（30A／20V）
，****基对管安装时也要注意散热问题，要点与开关功率管的散热一致。图4为整流对管MUR3020和
MUR1640的对比图。
       　
       5、开关变压器的打摩
       ATX电源中，开关变压器负责高、低压能量的转换，其质量好坏和功率的大小，直接关系到电源的
整体质量。兼价电源中的变压器一般个头较小（磁芯小），所用的漆包线也较细，因而功率远远达不到
要求。改装变压器需要找到功率较大的磁芯，使用较粗的漆包线，绕线时也需要特别注意处理好高、低
压线圈的绝缘，对工艺要求比较高，业余条件下难以做好，是打摩中的难点，因此有条件的朋友，可以
从已损坏的名牌电源中拆下其原装变压器，既方便又具有质量保障。
       　
       6、输出滤波电容的打摩
       为了滤除开关电源的高频干扰，在ATX电源的输出电路设置了多级LC滤波电路。兼价电源中，输出
滤波电路中的电解电容一般容量较小，可以考虑把电源输出端的所有用于滤波的电解电容，换成同体积
的2200微法、耐压不低于25V的电容。并在每个滤波电容上各并联一只0.1微法～0.22微法、耐压25V左右
的薄膜电容，以滤除输出电压中的高频干扰，这对主机部件的超频起着关键性的作用。
       　
       7、辅助开关电源的打摩
       在ATX电源中，辅助开关电源是一个独立的开关电源，只要ATX电源一上电，辅助电源便开始工作
，输出的电压一路用来向电源板提供工作电压，另一路作为+5VSB电压向主机相关电路供电，以便在侍机
状态机内主要设备停止工作的情况下维持部分设备工作，实现远程遥控和网络唤醒功能，因此，对辅助
电源的质量要求更高。+5VSB按标准规定输出为5V±5%，ATX2.03标准从今后的实际应用情况考虑，推荐
+5VSB的输出能力可以达到720mA，而Intel的Flex标准则要求输出电流最大可达1.5A或2A，以适应各种不
同的需求。
       兼价电源中，辅助电源采用的是单管自激振荡开关电路，为了节省成本，开关管一般也采用
MJE13007。由于很难有用户在电脑关机后拔下电源插头，因此只要插上电源插头，该管就一直处于高达
300V的高压之下，一旦外界电压再有波动，便有击穿的危险。建议换用BU508A功率管，可以很好地满足
辅助电源大电流和抗高电压冲击的能力。
       打摩结束的ATX电源必须在经过检验合格之后，才能上机使用。由于电源是以＋5V输出电压作为基
准电压的，在空载的情况下，各输出电压会大大超出其额定值，因此，必须要在＋5V端加接功率足够大
的负载电阻才能通电，另外，由于ATX电源没有电源开关，通电后，要把电源输出的PS－ON脚（绿色线）
和电源地（黑色线）用一个100电阻相联，电源才能正常启动（ATX电源插座管脚功能表见表1，插座管脚
示意图见图5），此时，测各路输出电压符合标准，电源打摩才算成功。对ATX电源打摩还有什么问题，
请到BIOS.533.NET找答案。
       表1、ATX电源插座管脚功能表
             Pin导线颜色功能Pin导线颜色功能
             1橘黄3.3V 提供 +3.3V 电源11橘黄3.3V 提供 +3.3V 电源
             2橘黄3.3V 提供 +3.3V 电源12兰色-12V 提供 -12V 电源
             3黑色地线13黑色地线
             4红色5V 提供 +5V 电源14绿色PS-ON 电源启动信号，低电平-电源开启，高电平-电源关闭
             5黑色地线15黑色地线
             6红色5V 提供 +5V 电源16黑色地线
             7黑色地线17黑色地线
             8灰色Power OK电源正常工作18白色-5V 提供 -5V 电源
             9紫色＋5VSB 提供 +5V Stand by电源，供电源启动电路用19红色5V 提供 +5V 电源
             10黄色12V 提供 +12V 电源20红色5V 提供 +5V 电源

hairuzr

两个主题的内容，硬生生挤在一起，没有图对应，这样转帖，唉。