atx300p4_pfc電路圖分析

長(zhǎng)城ATX－300P4－PFC是一臺(tái)做工精細(xì)、性能優(yōu)良的電腦電源，在品牌電腦和組裝電腦中應(yīng)用比較廣泛，而且，此種電源的設(shè)計(jì)帶有很大的普遍性，了解了這種電源的原理，理解其他電源的原理就會(huì)觸類旁通。因?yàn)榇蠖鄶?shù)電源的電路大同小異。

見圖1，這部分比較簡(jiǎn)單，主要是EMI（Electric Magnetic Interference）、PFC和整流橋。

C1，C4及C7是X電容（方塊形的），又叫跨接線路濾波電容（出自yzz163老大寫的貼），其功能是濾除火線與中性線（零線）之間的電磁干擾（常態(tài)噪聲）。至于為什么C1、C7的容量就定在0.22uF而放在中間位置的C4就用0.1uF的，類似這樣的問題我想修理工要想理解就有一定的難度了，我曾看過一篇講解其中理論的文章，結(jié)果是望著一串串以上下被拉升了的S打頭的式子一個(gè)勁兒的蛋疼，心理納悶兒當(dāng)初高數(shù)是怎么考過的，最終放棄?？磥?lái)電氣工程師和修理工不是一個(gè)東西。不過我也不是貶低我們做維修的，話反過來(lái)說(shuō)，你讓一個(gè)搞設(shè)計(jì)的一晚上把一堆雜七雜八的的電源全都修好，他也一樣翻。

C2、C3、C5、C6是Y電容（圓餅形的），又叫線路旁通電容，其功能是濾除火線與地、中性線與地之間的電磁干擾（共態(tài)噪聲）。

L1、L2是互感濾波器（共態(tài)扼流圈），其功能是用來(lái)消除電力在線低通共態(tài)以及射頻噪聲。 保險(xiǎn)絲不說(shuō)了。R1猜測(cè)是撥掉電源時(shí)放電用的。

L3是PFC（Power Factor Correction 功率因數(shù)校正）線圈，當(dāng)然屬于被動(dòng)式PFC，其功能是提高電源對(duì)電網(wǎng)電能的利用效率。我以前一直以為不裝這個(gè)會(huì)浪費(fèi)電，會(huì)多交電費(fèi)的。其實(shí)，是浪費(fèi)電，但浪費(fèi)的不是你家交費(fèi)的電，這部分電被電源“反彈”回電網(wǎng)，其中一小部分消耗在電網(wǎng)的電線上了。 ZL1是整流橋，220的交流電過了它變?yōu)?00V脈動(dòng)直流電。300V電壓兵分三路，一路通向主電源開關(guān)管，另二路通向副電源開關(guān)變壓器及啟動(dòng)電阻。

在開機(jī)瞬間用于防止電流過大的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC Negative Temperature Coefficient）和防雷擊的壓敏電阻（MOV metal-oxide varistor ）在本電路中沒有出現(xiàn)。

見圖2，這部分為輔助電源部分，這是一個(gè)能獨(dú)立工作的單管自激式開關(guān)電源，其功能是為TL49f供電，并提供紫5VSB待機(jī)電壓。

300V經(jīng)過開關(guān)變壓器A繞組加在開關(guān)管Q3的C極，另一路300V經(jīng)過啟動(dòng)電阻R14加在Q3的B極，為Q3導(dǎo)通提供最初的電壓。Q3在這個(gè)電壓作用下開始由截止轉(zhuǎn)為較弱的導(dǎo)通，繞組A中的電流變大，并感應(yīng)出上正下負(fù)的電壓，同時(shí)繞組B也感應(yīng)出上正下負(fù)的電壓，這個(gè)電壓經(jīng)限流電阻R11和整流二極管D7加在Q3的B極并為C29充電（左負(fù)右正），使Q3完全導(dǎo)通，此時(shí)繞組A、B中的電流也最大。但繞組B產(chǎn)生的電壓是由繞組A中的電流變大產(chǎn)生的，顯然繞組A中的電流不能無(wú)限增大，當(dāng)其電流的增速減小時(shí)，繞組B上正下負(fù)的電壓必然要減弱，這個(gè)電壓一弱，Q3的B極的電壓降低，導(dǎo)通程度下降，繞組A中的電流開始減小，由于電感線圈的性質(zhì)，此時(shí)繞組A兩端的電壓開始翻轉(zhuǎn)，變?yōu)樯县?fù)下正，繞組B也隨著繞組A而翻轉(zhuǎn)為上負(fù)下正， 這個(gè)電壓與C29左負(fù)右正的電壓串起來(lái)加到Q3的EB極上，使Q3轉(zhuǎn)為截止。截止時(shí)，C29放電，放完電后，在啟動(dòng)電阻的作用下，開始新一輪的循環(huán)。可見C29有著決定Q3開關(guān)頻率的作用。

D5、C31、R12組成反峰吸收電路，防止Q3關(guān)斷瞬間繞組A產(chǎn)生的高電壓把Q3擊穿，保護(hù)Q3。R15起著限制Q3的B極的電位的作用，使Q3的B極的電位不至于過高。

R13是電流負(fù)反饋電阻，當(dāng)電流過大時(shí)在R13上端取出的電壓經(jīng)過D8作用于Q4的B極，通過使Q4導(dǎo)通來(lái)控制Q3的導(dǎo)通從而限流。

WD1、光耦、Q4等元件構(gòu)成電壓負(fù)反饋電路，輸出電壓5VSB經(jīng)過R20、R22分壓加在WD1的R極，控制WD1的導(dǎo)通程度，電壓越高其導(dǎo)通越大，其導(dǎo)通越大光耦內(nèi)部發(fā)光越強(qiáng)，光耦左邊導(dǎo)通也就越大，繞組B產(chǎn)生的上正下負(fù)的電壓的一部分經(jīng)D6整流C30濾波通過光耦的左部及R17加到Q4的B極，最終控制Q3的導(dǎo)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋從而把輸出電壓穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)?？梢奟20、R22有控制輸出電壓大小的作用。

從C、D繞組輸出的電壓經(jīng)過LC整流濾波電路一路供TL494及推動(dòng)管、推動(dòng)變壓器使用，另一路產(chǎn)生5VSB待機(jī)電壓。WD3，穩(wěn)壓二極管，把5BSB鉗在5V以下。C33、R21的作用不知道，可能是消除振蕩用的。

見圖3，這部分和控制主電源工作的綠線和部分PG電路有關(guān)。

TL494的4腳為死區(qū)控制，高電位（5V）時(shí)8、11腳無(wú)波形輸出，低電位（0V）時(shí)有輸出。半高不高的電位可能會(huì)使8、11腳輸出很窄的波形。

A點(diǎn)電壓來(lái)自494的14腳（參考電壓5V），只要494的12腳供電正常這腳就應(yīng)該有5V輸出。該電壓經(jīng)過R25為綠線提供上拉電壓。當(dāng)綠線懸空時(shí)，會(huì)有一個(gè)不到5V的高電位。此時(shí)，A點(diǎn)的電壓經(jīng)過R25、R27、D25、R28的分壓在Q8的B極產(chǎn)生一個(gè)約1.5V的電壓，這個(gè)電壓使Q8導(dǎo)通并拉低Q8的C極的電位，同時(shí)也使Q7的B極處于低電位，Q7是一個(gè)PNP管，此時(shí)由于B極低于E極而導(dǎo)通，A點(diǎn)電壓通過Q7、R24、D261、R23分壓在在B點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)大于3V的高電位，此電位加到TL494第4腳，使8、11腳無(wú)波形輸出。 當(dāng)需要開機(jī)時(shí)，綠線被外力（電腦主板或人工）拉到地，Q8、Q7都截止， A點(diǎn)的電壓不能通過Q7加到TL494的4腳，使該腳通過R23接地，處于低電位，8、11腳形如工作輸出波形。 C36猜測(cè)它有著穩(wěn)定電壓的作用。但為什么要有R26和D25，實(shí)在是想不出來(lái)。

A點(diǎn)的電壓經(jīng)過R31和LM339第14腳上端的R43為該輸出腳提供上拉電壓。比較器不是運(yùn)放，它要想輸出高電位，總是需要上拉的。14腳的輸出又通過R45進(jìn)入11腳，另一個(gè)比較器的同相輸入端，和其10腳反相端的電壓比較，如果同相大于反相，將在13腳的輸出端輸出PG信號(hào)（灰線）。當(dāng)綠線由低電平變?yōu)楦唠娢粫r(shí)，Q8導(dǎo)通，C點(diǎn)的電壓經(jīng)D27、Q8到地，導(dǎo)致339第14、11腳變?yōu)榈碗娢?，最終使PG變低，這個(gè)過程相對(duì)是比較快的，而TL494的4腳要在C34的作用下“ 堅(jiān)持”一小會(huì)后才會(huì)變?yōu)楦唠娖酵Ｖ构ぷ?。也就是說(shuō)掉電時(shí)PG要早于其它電壓先消失，這是一種保護(hù)機(jī)制。

D點(diǎn)通向339的5腳，猜測(cè)其有著在綠線由低翻轉(zhuǎn)為高時(shí)，拉低335的5腳的電壓，解除過壓保護(hù)鎖定的功能。

見圖4，這部分主要與TL494及推動(dòng)部分有關(guān)。

輔助電源一路產(chǎn)生紫5VSB待機(jī)電壓，另一路電壓通到494的12腳，有了這個(gè)電壓后，TL494第14腳產(chǎn)生一個(gè)5V的參考電壓，同時(shí)，其內(nèi)部的振蕩器開始工作，產(chǎn)生波形送到內(nèi)部的調(diào)整電路，并與4腳的電壓相比較（死區(qū)控制），如果4腳的電位低于3.5V則在8、11腳輸出波形。13腳的電位決定了494的工作模式，如果是高電位（5V）則8、11腳輸出相位相差180度的波形，可控制雙管。如果是低電位（0V）則8、11腳輸出同相位的波形可控制單管工作。5腳接振蕩電容，6腳接電阻。查資料頻率計(jì)算公式為1.2/（Rt*Ct），對(duì)此公式有些懷疑，想驗(yàn)證一下，見圖5，

計(jì)算時(shí)都要把單位換成國(guó)際單位制，電阻是“歐姆”，電容是“法”，圖中電容是0.01uF換算成F為0.00000001F，圖中電阻為12K歐姆換成歐姆為12000歐姆，代入公式為 1.2/（0.00000001*12000） = 10000，即10KHz，OK對(duì)上了。原來(lái)這個(gè)頻率真不大，和電腦主板上常見頻率相比差得遠(yuǎn)了，我的那個(gè)破20M的示波器也能夠得上，所以再來(lái)個(gè)實(shí)際的，見圖6，圖7

隨手找了個(gè)7500+339的電源，打開看到7500的5腳接的102電容（1000pF），6腳接163電阻。代入公式計(jì)算 1.2/（0.000000001*16000）=75KHz

加電后用探頭（這個(gè)探頭效果很差，湊合用沒錢買新的）在11腳測(cè)得如圖8波形，配合圖9，

算得周期約為13uS，取倒數(shù)得頻率約為77KHz，基本對(duì)上了。看來(lái)這個(gè)電源設(shè)計(jì)的頻率比PDF中的要高些。本圖中的頻率算出來(lái)是66.666KHz。

494內(nèi)部還有兩個(gè)誤差放大器，1、16腳是其同相輸入端，2、15是其反向輸入端，它們的公共輸出端一方面通向494內(nèi)部發(fā)生作用，另一方面從3腳輸出。圖4中，2、15兩個(gè)反相腳的電位由14腳基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生或通過電阻分壓產(chǎn)生，2、5兩腳的電位可看成是穩(wěn)定的，為比較提供基準(zhǔn)。1腳（通過反饋網(wǎng)絡(luò)）接受黃12V紅5V的電壓反饋，16腳接受輔助電源的電壓反饋。比較的結(jié)果一方面控制8、11腳波形的幅度從而穩(wěn)定電壓，另一方面通過3腳輸出到339的9腳告訴339此時(shí)電壓的大小，如果電壓達(dá)到正常值，339則輸出PG。

不難發(fā)現(xiàn)494的3、4腳都將影響8、11腳的輸出波形，不同的是3腳控制的是波形的幅度，而4腳控制的是波形的寬窄，前者主要和輸出電壓高低相關(guān)而后者主要和輸出功率限制相關(guān)。

推動(dòng)部分，來(lái)自輔助電源的供電一路經(jīng)D33、R61、R67為推動(dòng)變壓器提供能量，另一路經(jīng)過R63、R64等電阻分壓加在推動(dòng)管B極為494波形輸出提供上拉電壓。D9、D10的作用應(yīng)該是保護(hù)Q5、Q6。