用TL494制作的ATXC開關(guān)電源控制電路圖

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　　比較器同相端電平若高于反相端電平，則輸出端輸出高電平；反之輸出低電平。４９４內(nèi)的比較放大器有四個(gè)，為敘述方便，在圖１中用小寫字母ａ、ｂ、ｃ、ｄ來(lái)表示。其中ａ是死區(qū)時(shí)間比較器。因兩個(gè)作逆變工作的三極管串聯(lián)后接到＋３１０Ｖ的直流電源上，若兩個(gè)三極管同時(shí)導(dǎo)通，就會(huì)形成對(duì)直流電源的短路。兩個(gè)三極管同時(shí)導(dǎo)通可能發(fā)生在一個(gè)管子從截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，而另一個(gè)管子由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止的時(shí)候。因?yàn)楣茏釉谵D(zhuǎn)換時(shí)有時(shí)間的延遲，截止的管子已經(jīng)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通了，但導(dǎo)通的管子尚未完全轉(zhuǎn)為截止，于是兩個(gè)管子都呈導(dǎo)通狀態(tài)而形成對(duì)直流電源的短路。為防止這樣的事情發(fā)生，４９４設(shè)置了死區(qū)時(shí)間比較器ａ。從圖１可以看出，在比較器ａ的反相輸入端串聯(lián)了一個(gè)“電源”，正極接反相端，負(fù)極接４９４的{4}腳。Ａ比較器同相端輸入的鋸齒波信號(hào)，只有大于“電源”電壓的部分才有輸出，在三極管導(dǎo)通變?yōu)榻刂古c截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通期間，也就是死區(qū)時(shí)間，４９４沒有脈沖輸出，避免了對(duì)直流電源的短路。死區(qū)時(shí)間還可由{4}腳外接的電平來(lái)控制，{4}腳的電平上升，死區(qū)時(shí)間變寬，４９４輸出的脈沖就變窄了，若{4}腳的電平超過(guò)了鋸齒波的峰值電壓，４９４就進(jìn)入了保護(hù)狀態(tài)，{8}腳和{11}腳就不輸出脈沖了。４９４內(nèi)部還有３個(gè)二輸入端與門（用１、２、３表示）、兩個(gè)二輸入端與非門、反相器、Ｔ觸發(fā)器等電路。與門是這樣一種電路，只有所有的輸入端都是高電平，輸出端才能輸出高電平；若有一個(gè)輸入端為低電平，則輸出端輸出低電平。反相器的作用是把輸入信號(hào)隔離放大后反相輸出。與非門則相當(dāng)于一個(gè)與門和一個(gè)反相器的組合。Ｔ觸發(fā)器的作用是：每輸入一個(gè)脈沖，輸出端的電平就變化一次。如輸出端Ｑ為低電平，輸入一個(gè)脈沖后，Ｑ變?yōu)楦唠娖剑佥斎胍粋€(gè)脈沖，Ｑ又回到低電平。比較器、與門、反相器、Ｔ觸發(fā)器以及鋸齒波振蕩器及{8}腳、{11}腳輸出的波形見圖２。３３９是四比較器集成電路。按管腳的順序把內(nèi)部四個(gè)比較器設(shè)為Ａ、Ｂ 、Ｃ 、Ｄ 比較器。４９４和３３９再配合其他電路，共同完成ＡＴＸ電源的穩(wěn)壓，產(chǎn)生ＰＷ－ＯＫ信號(hào)及各種保護(hù)功能。

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　　一、 產(chǎn)生ＰＷ－ＯＫ信號(hào)
　?。校弥鳈C(jī)要求各路電源穩(wěn)定之后才工作，以保護(hù)各元器件不致因電壓不穩(wěn)而損壞，故設(shè)置了ＰＷ－ＯＫ信號(hào)（約＋５Ｖ），主機(jī)在獲得此信號(hào)后才開始工作。接通電源時(shí)，要求ＰＷ－ＯＫ信號(hào)比±５Ｖ、±１２Ｖ、＋３．３Ｖ電源延遲數(shù)百毫秒才產(chǎn)生，關(guān)機(jī)時(shí)ＰＷ－ＯＫ信號(hào)應(yīng)比直流電源先消失數(shù)百毫秒，以便主機(jī)先停止工作，硬盤的磁頭回復(fù)到著陸區(qū)，以保護(hù)硬盤。
　　ＡＴＸ電源接通市電后，輔助電源立即工作。一方面輸出 ＋５ＶＳＢ電源，同時(shí)向４９４的{12}腳提供十幾伏到二十多伏的直流電源。４９４從{14}腳輸出＋５Ｖ基準(zhǔn)電源，鋸齒波振蕩器也開始起振工作。若主機(jī)未開機(jī)，ＰＳ－ＯＮ信號(hào)為高電平，經(jīng)Ｒ３７使３３９的Ｂ比較器{6}腳亦為高電平，因電阻Ｒ３７小于Ｒ４４，{6}腳電平高于{7}腳電平，Ｂ比較器輸出端{(lán)1}腳輸出低電平，經(jīng)Ｄ３６的鉗位作用，Ａ比較器的反相端{(lán)4}腳亦為低電平，其電平低于同相端{(lán)5}腳的電平，輸出端{(lán)2}腳呈高電平，經(jīng)Ｒ４１使４９４的{4}腳為高電平，故４９４內(nèi)部的死區(qū)時(shí)間比較器ａ輸出低電平，與門１也因此輸出低電平并進(jìn)而使與門２和與門３輸出低電平，封鎖了振蕩器的輸出，{8}腳、{11}腳無(wú)脈沖輸出，ＡＴＸ電源無(wú)±５Ｖ、±１２Ｖ、＋３．３Ｖ電源輸出，主機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)。因＋５Ｖ、＋１２Ｖ電源輸出為零，經(jīng)電阻Ｒ１５、Ｒ１６使４９４的{1}腳電平亦為零，４９４的ｃ比較器的輸出端{(lán)3}腳輸出亦為零，經(jīng)Ｒ４８使３３９的{9}腳亦為零電平，故３３９的Ｃ比較器的輸出端{(lán)14}腳為零電平。另外，３３９的{1}腳低電平信號(hào)因Ｄ３４的鉗位作用，也使{14}腳為低電平，經(jīng)Ｒ５０和Ｒ６３使{11}腳亦為低電平。因此Ｄ比較器的輸出端{(lán)13}腳為低電平，也就是ＰＷ－ＯＫ信號(hào)為低電平，主機(jī)不會(huì)工作。開啟主機(jī)時(shí)，通過(guò)人工或遙控操作閉合了與ＰＳ－ＯＮ相關(guān)的開關(guān)，ＰＳ－ＯＮ呈低電平，經(jīng)Ｒ３７使３３９的反相端{(lán)6}腳為低電平，Ｂ比較器{1}腳輸出高電平，Ｄ３５、Ｄ３６反偏截止，Ａ比較器的輸出電平則由{5}腳與{4}腳的電平?jīng)Q定。正常工作時(shí)，{5}腳電平低于{4}腳電平，{2}腳輸出低電平，經(jīng)Ｒ４１送到４９４的{4}腳，使{4}腳的電平變?yōu)榈碗娖?，鋸齒波振蕩信號(hào)可以從死區(qū)時(shí)間比較器ａ輸出脈沖信號(hào)，另一方面，振蕩信號(hào)送到了ＰＷＭ比較器ｂ的同相輸入端，ＰＷＭ比較器輸出的脈沖信號(hào)的寬度，則是由４９４的{1}腳的電平（也就是負(fù)載的大小）與{16}腳的電平來(lái)決定。ＰＷＭ比較器輸出的脈沖信號(hào)，最后經(jīng)緩沖放大器放大后，從{8}、{11}腳輸出脈沖信號(hào)，ＡＴＸ電源向主機(jī)輸出±５Ｖ、±１２Ｖ、＋３．３Ｖ電源。此過(guò)程因Ｃ３５的充電有數(shù)百毫秒的延時(shí)，但對(duì)主機(jī)開機(jī)并無(wú)影響。４９４的{1}腳從＋５Ｖ、＋１２Ｖ經(jīng)取樣電阻Ｒ１５、Ｒ１６得到電壓，其電平略高于{2}腳電平，{3}腳輸出高電平，經(jīng)Ｒ４８使３３９的{9}腳得到高電平，其電平高于{8}腳電平，因而{14}腳輸出高電平，此電平經(jīng)Ｒ５０與基準(zhǔn)＋５Ｖ電源經(jīng)Ｒ６４共同對(duì)Ｃ３９充電，經(jīng)數(shù)百毫秒后，{11}腳電平升到高于{10}腳電平時(shí)，Ｄ比較器{13}腳輸出高電平，此電平經(jīng)Ｒ４９反饋至{11}腳，維持{11}腳處于高電平狀態(tài)，故{13}腳輸出穩(wěn)定的高電平 ＰＷ－ＯＫ信號(hào)，主機(jī)檢測(cè)到此信號(hào)后即開始正常工作。
??? 關(guān)機(jī)時(shí)，主機(jī)內(nèi)開關(guān)使ＰＳ－ＯＮ呈高電平，此時(shí)３３９的{6}腳電平高于{7}腳，{1}腳輸出低電平，因二極管Ｄ３４的鉗位作用，{14}腳呈低電平，Ｃ３９對(duì)Ｃ比較器及Ｂ比較器放電，很快{11}腳呈低電平，{13}腳輸出低電平，即ＰＷ－ＯＫ信號(hào)呈低電平。在３３９的{1}腳為低電平時(shí)，經(jīng)Ｄ３６使{4}臆腳為低電平，{2}腳輸出高電平，經(jīng)Ｒ４１傳送到４９４的{4}腳，但因Ｃ３５電位不能突變，經(jīng)數(shù)百毫秒的放電后方使４９４的{4}腳轉(zhuǎn)為高電平，從而封鎖正負(fù)脈沖的輸出 ，主機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。上述的過(guò)程中，關(guān)機(jī)時(shí)Ｃ３９和Ｃ３５都要放電，但因放電時(shí)間常數(shù)不同，Ｃ３９放電較快，故ＰＷ－ＯＫ信號(hào)先于各電源變成低電平，滿足了主機(jī)關(guān)機(jī)的需要。此外，關(guān)機(jī)時(shí)因各路輸出電源的電解電容放電需要時(shí)間，也使ＰＷ－ＯＫ信號(hào)先于各電源回到低電平。?
??? 二、 穩(wěn)壓
??? ４９４的{2}腳經(jīng)Ｒ４７與基準(zhǔn)電壓＋５Ｖ相連，維持較好的穩(wěn)定電壓，而{1}腳則與取樣電阻Ｒ１５、Ｒ１６與＋５Ｖ、＋１２Ｖ相連接，正常的情況下，{1}腳電平與{2}腳電平相等或略高。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)（無(wú)論＋５Ｖ或＋１２Ｖ），{1}腳電平高于{2}腳電平，ｃ比較器輸出誤差電壓與鋸齒波振蕩脈沖在ＰＷＭ比較器ｂ進(jìn)行比較使輸出脈沖寬度變窄，輸出電壓回落到標(biāo)準(zhǔn)值，反之則促使振蕩脈沖寬度增加，輸出電壓回升。由于４９４內(nèi)的放大器增益很高，故穩(wěn)壓精度很好。從穩(wěn)壓的原理，我們可以得到ＡＴＸ電源輸出電壓偏高或偏低的維修方法。如果輸出電壓偏低，可在４９４的{1}腳對(duì)地并聯(lián)電阻，或是把Ｒ４７的電阻增大。要是電源的輸出偏高，則可在{2}腳對(duì)地并聯(lián)電阻，也可以用增大Ｒ３３或取下Ｒ６９、Ｒ３５來(lái)降低輸出電壓。
??? 三、 過(guò)流保護(hù)
??? 過(guò)流保護(hù)的原理是基于負(fù)載愈大，Ｑ３、Ｑ４集電極的脈沖電壓也愈高，也即是Ｒ１３（１．５ｋΩ）上的電壓也愈高，從這里采樣經(jīng)Ｄ１４整流和Ｃ３６濾波，再經(jīng)Ｒ５４、Ｒ５５并聯(lián)電阻與Ｒ５１、Ｒ５６、Ｒ５８等組成的分壓電路送到４９４的{16}腳。隨著負(fù)載的加重，{16}腳的電平也隨之上升，當(dāng)超過(guò){15}腳的電平時(shí)，誤差放大器輸出的誤差電壓促使調(diào)制脈沖的寬度變窄從而使負(fù)載電流減小。另外，從Ｒ５６、Ｒ５８并聯(lián)電阻獲得的分壓再經(jīng)Ｒ５２送到３３９的{5}腳，當(dāng){5}腳的電平超過(guò){4}腳時(shí)，{2}腳即輸出高電平送到４９４的{4}腳，４９４停止輸出脈沖信號(hào)，終止±５Ｖ、±１２Ｖ、＋３．３Ｖ電源的輸出，達(dá)到過(guò)流及短路保護(hù)的目的。需要說(shuō)明的是：４９４的{16}腳電平的高低只能改變輸出脈沖的寬度，但不影響４９４的{4}腳電平狀態(tài)，而３３９的{5}腳電平一旦超過(guò){4}腳的電平，３３９的{2}腳就送出高電平去封鎖４４９的脈沖輸出，終止±５Ｖ、±１２Ｖ、＋３．３Ｖ電源的輸出，同時(shí){2}腳的高電平經(jīng)Ｒ５９和二極管Ｄ３９反饋到{5}腳，維持{5}腳處于高電平狀態(tài)，此時(shí)若過(guò)載或短路狀態(tài)消失，４９４的{4}腳仍維持高電平，±５Ｖ與±１２Ｖ、＋３．３Ｖ電源仍不能輸出，只有切斷交流市電的輸入，再重新接通交流電，方可再次開機(jī)。四、 過(guò)壓保護(hù)
??? 過(guò)電壓保護(hù)由Ｒ１７和穩(wěn)壓管Ｚ０２并聯(lián)電路從＋５Ｖ采樣，經(jīng)Ｄ３７送到３３９的{5}腳。若＋５Ｖ電源由于某種原因升高，３３９的{5}腳電平也會(huì)隨之升高，當(dāng)超過(guò){4}腳電平時(shí)，{2}腳即送出高電平去４９４的{4}腳，封鎖±５Ｖ、±１２Ｖ、＋３．３Ｖ電源的輸出，達(dá)到過(guò)電壓保護(hù)的目的。正常工作時(shí)，Ｒ１７上的壓降不大，Ｚ０２截止送到{5}腳的電壓較低，若＋５Ｖ電源的電壓上升，使Ｒ１７上的壓降超過(guò)Ｚ０２的穩(wěn)壓值，Ｚ０２導(dǎo)通，＋５Ｖ電源上升后的電壓值全部加到３３９的{5}腳上，促使其快速封鎖４９４脈沖的輸出，以保護(hù)電源。
　　五、 欠壓保護(hù)
　　欠壓保護(hù)從－５Ｖ的Ｄ３２及－１２Ｖ處的Ｒ１４取樣，經(jīng)Ｒ３４和Ｄ３７送到３３９的{5}腳。若因某種原因使輸出電壓過(guò)低時(shí)，－１２Ｖ及 －５Ｖ電壓的負(fù)值也會(huì)隨之減小，也就是電壓值上升，經(jīng)Ｒ３４及Ｄ３７送往３３９的{5}腳使電平上升，３３９的{2}腳送出高電平到４９４的{4}腳，從而封鎖 ４４９脈沖的輸出，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。二極管Ｄ３２在導(dǎo)通時(shí)，其電壓降與通過(guò)的電流基本無(wú)關(guān)，保持在０．６Ｖ～０．７Ｖ，于是－５Ｖ電壓的減少量會(huì)全部傳送到Ｄ３２的負(fù)端，提高了欠壓保護(hù)的靈敏度。

　　從上面的敘述中可以了解到，各種保護(hù)電路最終都是通過(guò)控制３３９的{5}腳電平來(lái)控制４９４的{4}腳電平實(shí)現(xiàn)的。正常工作時(shí)，３３９的{5}腳電平低于３３９的{4}腳電平，３３９的{2}腳輸出低電平，使４９４的{4}腳呈低電平狀態(tài)（約為０．２５Ｖ）。若３３９的{5}腳電平高于３３９的{4}腳電平，３３９的{2}腳輸出高電平，于是４９４的{4}腳變?yōu)楦唠娖?，電源就進(jìn)入了保護(hù)狀態(tài)，終止各路電源的輸出。因此ＡＴＸ電源出了故障，若電源的整流、濾波、逆變以及輔助電源均完好，則要檢查３３９的{4}、{5}腳的電平。若是{5}腳電平高于{4}腳的電平，表示電源進(jìn)入了保護(hù)狀態(tài)。下一步則找出是什么原因使電源進(jìn)入了保護(hù)狀態(tài)。可檢查與３３９的{5}腳相連各支路另一端的電壓是不是比{5}腳電壓高，高出{5}腳電壓的支路就是故障所在的支路。另外，也可以用斷開與{5}腳相連的一個(gè)個(gè)支路，若是斷開某一條支路后{5}腳的電平正常了，那么故障就出在這一條支路上。再沿著這條支路往下查，很快就可以把故障排除。下面通過(guò)兩個(gè)實(shí)例來(lái)加以說(shuō)明。
　　１．一臺(tái)ＳＬＰＳ－２５０ＡＴＸＣ電源的輸出電壓偏低。空載下，＋５Ｖ電源的電壓只有＋１．８Ｖ，其他各路電壓也按比例同樣下降。電源是采用ＴＬ４９４及ＬＭ３３９集成電路的典型ＡＴＸ電路。檢查４９４的{4}腳電壓為＋２．６Ｖ。電路似乎處于保護(hù)狀態(tài)。但保護(hù)狀態(tài)時(shí)各路輸出的電壓均應(yīng)為零，而現(xiàn)在卻是正常電壓的三分之一，令人費(fèi)解。試著把４９４的第{4}腳接地，電源立即輸出正常。{4}腳接地就正常工作，說(shuō)明４９４并未損壞，問題可能出在３３９以及有關(guān)的電路。用萬(wàn)用表查３３９管腳的電壓，當(dāng)查到第{4}腳及{7}腳時(shí)，各路電源均正常了。甚至只用一條表筆去碰{7}腳或{4}腳，也可使電源恢復(fù)正常工作。這等于在{4}腳或{7}腳上加了一條“天線”，天線接收了外來(lái)信號(hào)電源就工作正常了！我試了試天線的長(zhǎng)度，４０厘米以下對(duì)電源不起作用，長(zhǎng)度增加了，輸出電壓也隨著增加，達(dá)到１米左右時(shí)，輸出電壓就正常了，４９４的{4}腳電壓也恢復(fù)到０Ｖ。但電源要用“天線”才能工作，說(shuō)明還有故障未找到。再檢查３３９的{4}腳與{5}腳的電壓，{5}腳電壓為２．４Ｖ，{4}腳的電壓為１．２Ｖ，輸出端{(lán)2}腳的電壓為２．９Ｖ。（這部分電路見圖３）。但是３３９的{2}腳高電位，必須由{5}腳電位高于{4}腳的電位時(shí)才能產(chǎn)生，那{5}腳最初的高電位是怎么來(lái)的？把與{5}腳相連的各支路斷開試一試 。在斷開ｃ支路以后，電源就正常了。沿著Ｄ２往下找，最后在＋３．３Ｖ電源處對(duì)地接一個(gè)１０００μＦ的電容時(shí)，電源就正常了。再檢查＋３．３Ｖ電源原來(lái)的濾波電容，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)失效。更換電容后? ４９４的{4}腳電壓恢復(fù)正常，用表筆去碰觸３３９的{4}腳或{7}腳也不起作用，問題得到了解決。為什么＋３．３Ｖ電源的濾波電容失效會(huì)造成輸出電壓偏低？＋３．３Ｖ電源在沒有電容濾波時(shí)，輸出的直流電源中含有很強(qiáng)的由逆變功率管輸出的脈沖成分，通過(guò)Ｄ３及Ｄ２送到ＬＭ３３９的{5}腳，使{5}腳的電平高于{4}腳的電平，電源進(jìn)入了保護(hù)狀態(tài)。從＋２０Ｖ電源經(jīng)Ｒ３、Ｄ１、Ｒ２和三個(gè)并聯(lián)電阻到接地的支路中，三個(gè)電阻并聯(lián)后的電阻值是２．４３ｋΩ，再略去其他支路的影響，可以估算出{5}腳的電壓大約是２．３Ｖ，因二極管Ｄ１的鉗位作用，{2}腳輸出電壓只能在２．９Ｖ左右，經(jīng)Ｒ１送到ＴＬ４９４的{4}腳，減去電阻Ｒ１的降壓，４９４的{4}腳電壓就是２．６Ｖ了。在此電壓下，４９４會(huì)輸出較窄的脈沖，于是在空載下，＋５Ｖ電源有約１．８Ｖ的電壓輸出。解決的辦法可在ｄ支路中串聯(lián)一個(gè)４７ｋΩ的電阻，并把Ｒ２由３．９ｋΩ換成１００ｋΩ就行了。經(jīng)這樣處理后，不論是正常工作或是保護(hù)狀態(tài)，各路電源的輸出電壓和各管腳的電壓均正常了。而Ｒ２電阻的改動(dòng)，也不會(huì)影響電源的過(guò)載保護(hù)性能。至此，電源的故障才完全得到了解決（愛好者手中若有ＳＬＰＳ－２５０ＡＴＸＣ電源，可參考此例加一個(gè)４７ｋΩ電阻以提高電源的保護(hù)性能）。
　　為什么３３９的{4}腳加了天線會(huì)正常工作呢？這是{2}腳經(jīng)Ｄ１反饋到{5}腳后，產(chǎn)生了輕微的高頻寄生振蕩。{4}腳或{7}腳接了天線以后，破壞了電路的振蕩條件，使{4}腳的電壓升高，當(dāng)超過(guò){5}腳的電壓時(shí)，{2}腳送出０Ｖ的低電平信號(hào)到４９４的{4}腳，電源就工作正常了。同樣，在Ｄ１支路中串聯(lián)了４７ｋΩ電阻后，增加了阻尼因數(shù)，破壞了電路的振蕩條件，電源也就正常了。此時(shí)若取下＋３．３Ｖ電源處新加的電解電容，通電后，電源會(huì)立即進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，各路電源都沒有輸出。
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　?。玻慌_(tái)新時(shí)代ＨＹ－ＡＴＸ３００電源，空載時(shí)輸出電壓正常，但不能帶動(dòng)負(fù)載。檢查４９４各個(gè)管腳的電壓，發(fā)現(xiàn){12}腳的電壓只有１０Ｖ，這是造成不能帶動(dòng)負(fù)載的原因。在輔助電源逆變變壓器Ｔ３的初級(jí)線圈１加上１６．５Ｖ的高頻電壓，測(cè)得次級(jí)＋５ＶＳＢ?lián)蹙€圈３的電壓是０．９Ｖ，向４９４集成電路{12}腳供電線圈４的電壓為１．５Ｖ，約是＋５ＶＳＢ?lián)蹙€圈電壓的１．７倍。電源的＋５ＶＳＢ電源是直接從線圈３經(jīng)整流和濾波后得到，＋５ＶＳＢ電源的穩(wěn)壓則是借助ＷＤ４３１穩(wěn)壓集成電路和光電耦合器反饋回逆變?nèi)龢O管得到的，如圖４所示。由此可以算出線圈４的電壓為５×１．７＝８．５Ｖ，因負(fù)載較輕，經(jīng)電容濾波后的電壓就是１０Ｖ左右了。由此說(shuō)明Ｔ３脈沖變壓器線圈４的匝數(shù)少了。拆開Ｔ３變壓器，得到各繞組的匝數(shù)為：初級(jí)２×１１０匝；反饋繞組１０匝；＋５ＶＳＢ繞組１２匝；繞組４的匝數(shù)是８匝。重新繞制繞組４，把匝數(shù)由原來(lái)的８匝增加到２０匝，其余繞組的匝數(shù)不變。繞好后上機(jī)實(shí)驗(yàn)，４９４集成電路{12}腳的電壓上升到１７Ｖ，電源的輸入功率可達(dá)１３０Ｗ，故障排除。從故障現(xiàn)象看，可能是工廠生產(chǎn)時(shí)將變壓器裝錯(cuò)了。?