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学修ATX电源

学修ATX电源


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烧毁。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，应采用肖特基二极管。在ATX电源中，＋5V、＋3.3V、＋12V的整流管采用的都是肖特基对管，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），肖特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

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    		 作者:未知
    点击数：
    更新时间:2005-8-17 9:18:06
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