电脑开关电源维修原理图全解.docx
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电脑开关电源维修原理图全解
电脑开关电源维修图解
一颗强劲的CPU可以带着我们在复杂的数码世界里飞速狂奔，一块最酷的显示卡会带着我们在绚丽的3D世界里领略那五光十色的震撼，一块最棒的声卡更能带领我们进入那美妙的音乐殿堂。
相对于CPU，显示卡、声卡而言，电源可能是微不足道的，我们对它的了解也不是很多，可是我们必须知道，一个稳定工作的电源，是使我们计算机能够更好工作的前提。
计算机开关电源工作电压较高，通过的电流较大，又工作在有自感电动势的状态下，因此，使用过程中故障率较高。
对于电源产生的故障，不少朋友束手无策，其实，只要有一点电子电路知识，就可以轻松的维修电源。
首先，我们要知道计算机开关电源的工作原理。
电源先将高电压交流电（220V）通过全桥二极管（图1、2）整流以后成为高电压的脉冲直流电，再经过电容滤波（图3）以后成为高压直流电。
此时，控制电路控制大功率开关三极管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级（图4）。
接着，把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使电脑工作的低电压强电流的直流电。
其中，控制电路是必不可少的部分。
它能有效的监控输出端的电压值，并向功率开关三极管发出信号控制电压上下调整的幅度。
在计算机开关电源中，由于电源输入部分工作在高电压、大电流的状态下，故障率最高；其次输出直流部分的整流二极管、保护二极管、大功率开关三极管较易损坏；再就是脉宽调制器TL494的4脚电压是保护电路的关键测试点。
通过对多台电源的维修，总结出了对付电源常见故障的方法。
一、在断电情况下，“望、闻、问、切”
由于检修电源要接触到220V高压电，人体一旦接触36V以上的电压就有生命危险。
因此，在有可能的条件下，尽量先检查一下在断电状态下有无明显的短路、元器件损坏故障。
首先，打开电源的外壳，检查保险丝（图5）是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB板上元件破裂，则应重点检查此元件，一般来讲这是出现故障的主要原因；闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件；问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规的操作，这一点对于维修任何设备都是必须的。
在初步检查以后，还要对电源进行更深入地检测。
用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，如果电阻值过低，说明电源内部存在短路，正常时其阻值应能达到100千欧以上；电容器应能够充放电，如果损坏，则表现为AC电源线两端阻值低，呈短路状态，否则可能是开关三极管VT1、VT2击穿。
然后检查直流输出部分。
脱开负载，分别测量各组输出端的对地电阻，正常时，表针应有电容器充放电摆动，最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。
否则多数是整流二极管反向击穿所致。
二、加电检测
在通过上述检查后，就可通电测试。
这时候才是关键所在，需要有一定的经验、电子基础及维修技巧。
一般来讲应重点检查一下电源的输入端，开关三极管，电源保护电路以及电源的输出电压电流等。
如果电源启动一下就停止，则该电源处于保护状态下，可直接测量TL494的4脚电压，正常值应为0.4V以下，若测得电压值为+4V以上，则说明电源的处于保护状态下，应重点检查产生保护的原因。
由于接触到高电压，建议没有电子基础的朋友要小心操作。
三、常见故障
1．保险丝熔断
一般情况下，保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。
由于电源工作在高电压、大电流的状态下，电网电压的波动、浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。
重点应检查电源输入端的整流二极管，高压滤波电解电容，逆变功率开关管等，检查一下这些元器件有无击穿、开路、损坏等。
如果确实是保险丝熔断，应该首先查看电路板上的各个元件，看这些元件的外表有没有被烧糊，有没有电解液溢出。
如果没有发现上述情况，则用万用表进行测量，如果测量出来两个大功率开关管e、c极间的阻值小于100kΩ，说明开关管损坏。
其次测量输入端的电阻值，若小于200kΩ，说明后端有局部短路现象。
2．无直流电压输出或电压输出不稳定
如果保险丝是完好的，可是在有负载情况下，各级直流电压无输出。
这种情况主要是以下原因造成的：
电源中出现开路、短路现象，过压、过流保护电路出现故障，振荡电路没有工作，电源负载过重，高频整流滤波电路中整流二极管被击穿，滤波电容漏电等。
这时，首先用万用表测量系统板+5V电源的对地电阻，若大于0．8Ω，则说明电路板无短路现象；然后将电脑中不必要的硬件暂时拆除，如硬盘、光盘驱动器等，只留下主板、电源、蜂鸣器，然后再测量各输出端的直流电压，如果这时输出为零，则可以肯定是电源的控制电路出了故障。
3．电源负载能力差
电源负开能力差是一个常见的故障，一般都是出现在老式或是工作时间长的电源中，主要原因是各元器件老化，开关三极管的工作不稳定，没有及时进行散热等。
应重点检查稳压二极管是否发热漏电，整流二极管损坏、高压滤波电容损坏、晶体管工作点未选择好等。
4、通电无电压输出，电源内发出吱吱声。
这是电源过载或无负载的典型特征。
先仔细检查各个元件，重点检查整流二极管、开关管等。
经过仔细检查，发现一个整流二极管1N4001的表面已烧黑，而且电路板也给烧黑了。
找同型号的二极管换下，用万用表一量果然是击穿的。
接上电源，可风扇不转，吱吱声依然。
用万用表量＋12V输出只有＋0.2V，＋5V只有0.1V。
这说明元件被击穿时电源启动自保护。
测量初级和次级开关管，发现初级开关管中有一个已损坏，用相同型号的开关管换上，故障排除，一切正常。
5、没有吱吱声,上一个保险丝就烧一个保险丝。
由于保险丝不断地熔断，搜索范围就缩小了。
可能性只有3个：
1、整流桥击穿；2、大电解电容击穿；3、初级开关管击穿。
电源的整流桥一般是分立的四个整流二极管，或是将四个二极管固化在一起。
将整流桥拆下一量是正常的。
大电解电容拆下测试后也正常，注意焊回时要注意正负极。
最后的可能就只剩开关管了。
这个电源的初级只有一个大功率的开关管。
拆下一量果然击穿，找同型号开关管换上，问题解决。
其实，维修电源并不难，一般电源损坏都可以归结为保险丝熔断、整流二极管损坏、滤波电容开路或击穿、开关三极管击穿以及电源自保护等，因开关电源的电路较简单，故障类型少，很容易判断出故障位置。
只要有足够的电子基础知识，多看看相关报刊，多动动手，平时注意经验的积累，电源故障是可以轻松检修的。
电源电路构造和原理
一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。
电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。
常见的家用电器中多数要用到直流电源。
直流电源的最简单的供电方法是用电池。
但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。
电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从220伏市电变换成直流电，应该先把220伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。
有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。
因此整流电源的组成一般有四大部分，见图l。
其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路
（1）半波整流
半波整流电路只需一个二极管，见图2（a）。
在交流电正半周时VD导通，负半周时VD截止．负载R，。
上得到的是脉动的直流电。
（2）全波整流
全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图2（b）。
负载R1。
上得到的是脉动的全波整流电流，输出电压比半波整流电路高。
（3）全波桥式整流
用4个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器，见图2（c）。
负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。
（4）倍压整流
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用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。
图2（d）是一个二倍压整流电路。
当U2为负半周时VDl导通，Cl被充电，C1上最高电压可接近1．4U2；当U2正半周时VD2导通，Cl上的电压和U2叠加在一起对C2充电，使C2上电压接近2．8U2，是Cl上电压的2倍，所以叫倍压整流电路。
三、滤波电路
整流后得到的是脉动直流电，如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分，就可得到平滑的直流电。
（1）电容滤波
把电容器和负载并联，如图3（a），正半周时电容被充电，负半周时电容放电，就可使负载上得到平滑的直流电。
（2）电感滤波
把电感和负载串联起来，如图3（b），也能滤除脉动电流中的交流成分。
（3）l、C滤波
用1个电感和1个电容组成的滤波电路因为象一个倒写的字母“L”，被称为L型，见图3（c）。
用1个电感和2个电容的滤波电路因为象字母“x，'，被称为丌型，见图3（d），这是滤波效果较好的电路。
（4）RC滤波
电感器的成本高、体积大，所以在电流不太大的电子电路中常用电阻器取代电感器而组成RC滤波电路。
同样，它也有L型，见图3（e）；n型，见图3（f）。
四、稳压电路
交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动，因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。
（1）稳压管并联稳压电路用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路，见图4（a）。
图中R是限流电阻。
这个电路的输出电流很小，它的输出电压等于稳压管的稳定电压值V；。
（2）串联型稳压电路
有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。
它的电路和框图见图4（b）、（c）。
它是从取样电路（R3、R4）中检测出输出电压的变动，与基准电压（Vz）比较并经放大器（VT2）放大后加到调整管（VTl）上，使调整管两端的电压随着变化。
如果输出电压下降，就使调整管管压降也降低，于是输出电压被提升；如果输出电压上升，就使调整管管压降也上升，于是输出电压被压低，结果就使输出电压基本不变。
在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路，如用复合管作调整管，输出电压可调的电路，用运算放大器作比较放大的电路，以及增加辅助电源和过流保护电路等。
（3）开关型稳压电路．
近年来广泛应用的新型稳珏电源是开关型稳压电源。
它的调整管工作在开关状态，本身功耗相小，所以有效率高、体积小等优点，但电路比较复杂。
开关稳压电源从原理上分有很多种。
它的基本原理框图见图4（d）。
图中电感L和电容C是储能和滤波元件，二极管VD是调整管在关断状态时为L、C滤波器提供电流通路的续流二极管。
开关稳压电源的开关频率都很高，一般为几～几十千赫，所以电感器的体积不很大，输出电压中的高次谐波也不多。
它的基本工作原理是：
从取样电路（R3、R4）中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。
矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管（VT）的导通和截止时间的。
如果输出电压U。
因为电网电压或负载电流的变动而降低，就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽，于是调整管导通时间增大，使L、C储能电路得到更多的能量，结果是使输出电压U。
被提升，达到了稳定输出电压的目的。
（4）集成化稳压电路
近年来已有大量集成稳压器产品问世，品种很多，结构也各不相同。
目前用得较多的有三端集成稳压器，有输出正电压的CW7800系列和输出负电压的CW7900系列等产品。
输出电流从0．1A一3A，输出电压有5V、6V、9V、12V、l5V、18V、24V等多种。
这种集成稳压器只有三个端子，稳压电路的所有部分包括大功率调整管以及保护电路等都已集成在芯片内。
使用时只要加上散热片后接到整流滤波电路后面就行了。
外围元件少，稳压精度高，工作可靠，—般不需调试。
图4（c）是——个三端稳压器电路。
图中C是主滤波电容，Cl、C2是消除寄生振荡的电容，VD是为防止输入短路烧坏集成块而使用的保护二极管。
五、电源电路读图要点和举例电源电路是电子电路中比较简单然而却是应用最广的电路。
拿到—张电源电路图时，应该：
1.先按“整流一滤波一稳压”的次序把整个电源。
电路分解开来，逐级细细分析。
2.逐级分析时要分清主电路相辅助电路、主要元件和次要元件，弄清它们的作用和参数要求等。
例如开关稳压电源中，电感电容和续流二极管就是它的关键元件。
3.因为晶体管有NPN和PNP型两类，某些集成电路要求双电源供电，所以一个电源电路往往包括有不同极性不同电压值和好几组输出。
读图时必须分清各组输出电压的数值和极性。
在组装和维修时也要仔细分清晶体管和电解电容的极性，防止出错。
4.熟悉某些习惯画法和简化画法。
5.最后把整个电源电路从前到后全面综合贯通起来。
这张电源电路图也就读懂了。
例l 电热毯控温电路图5是一个电热毯电路。
开关在“1”的位置是低温档。
220伏市电经二极管后接到电热毯，因为是半波整流，电热毯两端所加的是约l00伏的脉动直流电，发热不高，所以是保温或低温状态。
开关扳到“2”的位置，220伏市电直接接到电热毯上，所以是高温档
例2 高压电子灭蚊蝇器图6是利用倍压整流原理得到小电流直流高压电的灭蚊蝇器。
220伏交流经过四倍压整流后输出电压可达1100伏，把这个直流高压加到平行的金属丝网上。
网下放诱饵，当苍蝇停在网上时造成短路，电容器上的高压通过苍蝇身体放电把蝇击毙。
苍蝇尸体落下后，电容器又被充电，电网又恢复高压；这个高压电网电流很小，因此对人无害。
由于昆虫夜间有趋光性，因此如在这电网后面放一个3瓦荧光灯或小型黑光灯，就可以诱杀蚊虫和有害昆虫。
例3 实用稳压电源图7是一个实用的稳压电源。
输出电压3～9伏可调，输出电流最大100毫安。
这个电路就是串联型稳压电源电路。
要注意的是；①整流桥的画法和图2（c）不同，实际上它就是桥式整流电路。
②这个电路使用PNP型锗管，所以输出是负电压，正极接地。
③用两个普通二极管代替稳压管。
任何二极管的正向压降都是基本不变的，因此可用二极管代替稳压管。
2AP型二极管的正向压降约是0．3伏，2CP型约是0．7伏，2CZ型约是l伏。
图中用了两个2CZ二极管作基准电压。
④取样电阻是一个电位器，所以输出电压是可调的。
ATX电源电路故障检修精要
概述
电脑硬件更新换代快，而主机电源更新较慢，十几年的发展，就是由AT结构变化为ATX电源。
它一旦损坏，由于各种原因的影响，用户一般用新的更换，其实，只要我们熟练掌握它的电路结构，工作原理及维修技巧，修复ATX电源很有必要。
二、电路结构（如图1）
三、工作原理
1.整流输出的+300V分别通过两个脉冲变压器加到主电源、辅助电源的功率管集电极，辅助电源开始工作，输出
（1）+12V供电TL494；
（2）+5VSB、PS-ON到20脚排插。
2.TL49412脚得到+12V，开始工作，它的131415输出+5V，但它被④脚死区控制。
当PS-ON端为低电平时，④脚电压跳变，解除控制，从⑧、11输出推挽波形，推动小功率对管工作，通过变压器耦合，使主电源功率对管工作，由主脉冲变压器另一端后续电路输出各型电压。
3.TL494输出的+5V，供电LM339③脚，它由四个比较器构成，一般两个用来完成启动控制，一个用来形成power-good信号，一个用来空载检测。
四、维修技巧
1.TL494（如图2）
注意：
12脚Vcc端有的为20V，甚至高达40V。
2.LM339（如图3）②脚通过二极管（IN4148）等控制TL494④脚；⑥脚通过电阻等联接20针排插PS-ON端；还可以分别测各比较器的输入（+，－）和输出端电压值，判断其逻辑功能是否正常。
3.易损部件：
（1）保险、电解电容、开关管、整流桥堆；
（2）与开关管联接的启动电阻、限流电阻；
（3）开关管附近的快恢复二极管、IN4148和稳压管、小功率三极管；
（4）TL494、LM339。
4.常见配件型号：
（1）主电源的功率对管为E13007、C4242、C4161；
（2）辅助电源管为C5027、C3866，有的为N型场效应管；
（3）集成块有两片，一片为TL494，有的型号尽管不含494字样，但功能相同，另一片为LM339，有的用LM393（8脚），但周围一定有多个小功率三极管。
5.其它：
（1）正常的ATX电源，短路PS-ON，风扇转动正常，各路输出正常，若风扇一转即停，再重复，又如此，这是有空载保护，把硬盘接在输出端，应出现正常现象；否则，为故障。
（2）输出正常，排除主机板故障，但主机不工作，最大可能为power-good信号不正常。
（3）电源功率与主机要配匹，主机经常重新启动，排除电力供应的故障，应考虑换电源。
（4）检修完毕，一定要测各路输出的电压值是否正常。
五、检修实例
1.东阳电源 现象：
无任何反应。
检查：
（1）保险暴裂，电解电容好；
（2）功率对管短路，b极2只1Ω电阻开路，b、e间的电阻2.2k开路；
（3）辅助电源管短路，限流电阻开路，附近的2个IN4148短路，10V稳压管短路，C1815击穿。
检修：
（1）不装功率对管，其余部件换新。
加电，测20针排插的+5VSB，PS-ON高电平是否正常，否则，进一步检修辅助电源；
（2）测TL49412、④、131415值正常否，特别注意⑧、11脚电位应相等，不等就换TL494，否则，会烧功率对管。
经上述检测后，换上功率对管，短路PS-ON端，风扇转，一切正常。
2.高达电源
现象：
短路PS-ON端，风扇一转即停，再重复，无效，但经过一段时间后，可出现该现象。
检查：
保险好，功率管等好，加电测+5VSB，PS-ON输出正常。
检修
（1）断开LM339②脚到TL494④脚中的IN4148，短路PS-ON端，风扇转，输出正常。
（2）重查LM339周围的IN4148，无结果，测各比较器的逻辑功能，正常。
（3）画出LM339的局部图（如图4），查D35正向阻值减小，反向有几K的阻值，换掉，正常。
注意用数字表在路测D35（二极管档）有蜂鸣声，即可发现故障位，但指针表在路无法判断，除非短路。
通电，用数字表测二极管（IN4148）正、负极电位，根据它截止或导通状态，也可判断它的好坏，但指针表很难做到。
3.SUNYONG电源
现象：
保险裂，换桥堆后，风扇一转即停，再重复，又如此。
检修：
重复例2的检修，无效。
该机集成块用的一片LM393，周围有4个小三极管，没有办法，只好画出简图（如图5），一看图，顿时明白，TL494④脚有二路控制，一路由PS-ON端控制，断开另一路控制的IN4148，结果正常。
推断这一路为空载检测控制，找一块坏硬盘挂在输出端，果然，短路PS-ON端，正常（注意ATX电源一般不设空载检测）。
电源是计算机的重要组成部件，它是计算机正常工作的基础。
当今微机绝大多数配置ATX电源，它是AT电源发展而来，主变换电路和AT电源相似，并增加了一些辅助电路，除给主机提供稳定可靠的工作电源外，还可配合ATX主板实现软件开关主机的功能。
ATX电源除经常发生和AT电源共有的故障外，还有一些特有的故障。
下面简要介绍ATX电源的常见故障，仅供参考。
1．ATX电源的工作原理方框图
ATX电源方框图如图1所示。
从图1可以看出，ATX电源的主变换电路和AT电源相似，采用双管半桥它激式电路。
整个电路的核心是脉宽调制（PWM）控制芯片，多数ATX电源都采用TL494（或其替代芯片），利用TL494的④脚“死区控制”功能来实现主变换电路的开启和关闭。
2．如何判定故障范围
由于微机电源都设置了过压、过流保护电路，电源发生故障时，大多表现为主机加电无任何指示，主机不启动，显示器无任何显示，电源风扇不转。
由于ATX主板上有一部分电路称为“电源检测模块”，它可以控制电源的开启和关闭，这部分电路出现了故障，也表现为上述故障现象。
那么，怎样判定是ATX电源故障还是主板故障呢？
ATX电源和主板之间是通过一个20脚长方形双排综合插件连接的，如图2所示，其中14脚（绿色线）为PS-ON信号，主板就是通过这个信号来控制电源的开启和关闭的。
当主板电源的“电源检测部件”使PS-ON信号为高电平时，电源关闭；当主板使PS-ON信号为低电平时，电源工作，向主板供电。
当ATX电源不和主板相连时，电源内部提供PS-ON信号高电平，ATX电源不工作，处于待机状态。
当计算机通电后无法开启时，可将所有供电插头拔下，将14脚和地线（黑色线）用导线短接，若电源风扇转动，各路输出正确，即可判定电源是正常的，否则是电源故障。
3．ATX电源常见故障维修（l）无300V直流电压。
这种故障，首先从交流输入插座查起，保险管、整流二极管（桥）、滤波电容是常坏的元件。
找到损坏元件后，还要检查主变换电路大功率开关管及其附属电路，在保证其正常时，才可以加电，因为这种故障通常是山大功率元件损坏后引起的。
大功率管多采用MJE13007（400V／8A／75W），是故障率最高的元件，更换时要选用性能参数等于或高于原参数的管子，最好选用原型号的管子，还要注意两个管子的参数应一致。
（2）通电后辅助电源正常，启动电源各路主电压无输出。
这种故障有两种可能，一是主变换电路有故障，二是控制部分损坏。
首先静态检查半桥功率管及其附属电路和驱动电路，若无故障，检查TL494④脚在PS-ON信号为低电平时是否变为低电平，若无变化，是PS-ON处理电路故障，有变化，再检查8 、11脚有无脉冲输出，若无则TL494损坏。
（3）有300v直流电压，辅助电源不工作。
这是最常见的故障．表现为+300V正常，无+5VSB电压，Tl494的12脚无电压，可以判定辅助电源有故障，辅助电源常见电路简图如图3所示。
这是典型的单管自激式开关电源电路，变压器T3次级有两路输出，一路经整流滤波再由7805稳压，输出5VSB电压；另一路整流滤波后，直接加在TL494的12脚，作为TL494的工作电源，由于TL494的可工作电压范围较宽（7～40V），这一路没有稳压措施。
TL494的14脚输出基准+5V（VREF），提供给保护电路、P.G产生电路和PS-ON处理电路，作为这些电路的工作电压。
由于电路简单，没有完善的稳压调控及保护电路，使辅助电源电路成为ATX电源中故障率较高的部分，常损坏的元件是功率管和功率电阻（4.7Ω），特别是功率管的启动电阻（300kΩ）。
另外，辅助电源出现故障，输出电过高时，也可能造成其供电的电路无件损坏，如TL494等这是出ATX电源的特点决定的。
当计算机软关闭后，市电并没有断掉，辅助电源一直在工作，特别在夜间，市电有可能很高，并且辅助电源也较为简易，所以极易损坏辅助电源电路。
一般在没有特殊情况时，软关机后若较长时间不用，应切断市电。
（4）各路电压正常，无P.G信号。
ATX电源的P.G（也称PW-OK）信号的形成电路常如图4所示。
在电源加电后，辅助电源首先建立VREF（LM393的工格电源也为VREF），TL494的③脚提供较低电压，三极管A733导通，LM393的①脚输出低电平。
当ATX电源开启主变换电路工作，TL494的③脚维持较高电平，使二极管A733处于截止状态，VREF通过电容（4.7uF）充电，延迟一段时间后，输出+5V的P.G信号，主机开始工作。
当电源输出电压降低时，检测电路送到TL494的检测电压也随之
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