ATX電源用TL494制作的ATX開關電源控制電路圖過流,過壓,欠壓保護詳解

1、【精品文檔】如有侵權，請聯系網站刪除，僅供學習與交流ATX電源用TL494制作的ATX開關電源控制電路圖過流,過壓,欠壓保護詳解.精品文檔.用TL494制作的ATX開關電源控制電路圖過流，過壓，欠壓保護詳解本開頭電源控制電路采用TL494(有的電源采用KA7500B,其管腳功能與TL494相同,可互換)及LM339集成電路(以下簡稱494和339)494是雙排16腳集成電路,工作電壓740V它含有由14腳輸出的+5V基準電源,輸出電壓為+5V(±0.05V),最大輸出電流250mA;一個頻率可調的鋸齒波產生電路 ATX電源的控制電路見圖1控制電路采用TL494(有的電源采用

2、KA7500B,其管腳功能與TL494相同,可互換)及LM339集成電路(以下簡稱494和339)494是雙排16腳集成電路,工作電壓740V它含有由14腳輸出的+5V基準電源,輸出電壓為+5V(±0.05V),最大輸出電流250mA;一個頻率可調的鋸齒波產生電路,振蕩頻率由5腳外接電容及6腳外接電阻來決定13腳為高電平時,由8腳及11腳輸出雙路反相(即推挽工作方式)的脈寬調制信號本例為此種工作方式,故將13腳與14腳相連接比較器是一種運算放大器,符號用三角形表示,它有一個同相輸入端“+”;一個反相輸入端“-”和一個輸出端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

3、低電平494內的比較放大器有四個,為敘述方便,在圖1中用小寫字母abcd來表示其中a是死區(qū)時間比較器因兩個作逆變工作的三極管串聯后接到+310V的直流電源上,若兩個三極管同時導通,就會形成對直流電源的短路兩個三極管同時導通可能發(fā)生在一個管子從截止轉為導通,而另一個管子由導通轉為截止的時候因為管子在轉換時有時間的延遲,截止的管子已經轉為導通了,但導通的管子尚未完全轉為截止,于是兩個管子都呈導通狀態(tài)而形成對直流電源的短路為防止這樣的事情發(fā)生,494設置了死區(qū)時間比較器a從圖1可以看出,在比較器a的反相輸入端串聯了一個“電源”,正極接反相端,負極接494的4腳A比較器同相端輸入的鋸齒波信號,只有大于

4、“電源”電壓的部分才有輸出,在三極管導通變?yōu)榻刂古c截止轉為導通期間,也就是死區(qū)時間,494沒有脈沖輸出,避免了對直流電源的短路死區(qū)時間還可由4腳外接的電平來控制,4腳的電平上升,死區(qū)時間變寬,494輸出的脈沖就變窄了,若4腳的電平超過了鋸齒波的峰值電壓,494就進入了保護狀態(tài),8腳和11腳就不輸出脈沖了494內部還有3個二輸入端與門(用123表示)兩個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隔離放大后反相輸出與非門則相當于一個與門和一個反相器的組合T觸發(fā)器的作用是:

5、每輸入一個脈沖,輸出端的電平就變化一次如輸出端Q為低電平,輸入一個脈沖后,Q變?yōu)楦唠娖?再輸入一個脈沖,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2339是四比較器集成電路按管腳的順序把內部四個比較器設為AB 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,產生PW-OK信號及各種保護功能過壓保護過流保護 一 產生PW-OK信號PC主機要求各路電源穩(wěn)定之后才工作,以保護各元器件不致因電壓不穩(wěn)而損壞,故設置了PW-OK信號(約+5V),主機在獲得此信號后才開始工作接通電源時,要求PW-OK信號比±5V±12

6、V+3.3V電源延遲數百毫秒才產生,關機時PW-OK信號應比直流電源先消失數百毫秒,以便主機先停止工作,硬盤的磁頭回復到著陸區(qū),以保護硬盤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基準電源,鋸齒波振蕩器也開始起振工作若主機未開機,PS-ON信號為高電平,經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1腳輸出低電平,經D36的鉗位作用,A比較器的反相端4腳亦為低電平,其電平低于同相端5腳的電平,輸出端2腳呈高電平,經R41使494的4腳為高電平

7、,故494內部的死區(qū)時間比較器a輸出低電平,與門1也因此輸出低電平并進而使與門2和與門3輸出低電平,封鎖了振蕩器的輸出,8腳11腳無脈沖輸出,ATX電源無±5V±12V+3.3V電源輸出,主機處于待機狀態(tài)因+5V+12V電源輸出為零,經電阻R15R16使494的1腳電平亦為零,494的c比較器的輸出端3腳輸出亦為零,經R48使339的9腳亦為零電平,故339的C比較器的輸出端14腳為零電平另外,339的1腳低電平信號因D34的鉗位作用,也使14腳為低電平,經R50和R63使11腳亦為低電平因此D比較器的輸出端13腳為低電平,也就是PW-OK信號為低電平,主機不會工作開啟主機

8、時,通過人工或遙控操作閉合了與PS-ON相關的開關,PS-ON呈低電平,經R37使339的反相端6腳為低電平,B比較器1腳輸出高電平,D35D36反偏截止,A比較器的輸出電平則由5腳與4腳的電平決定正常工作時,5腳電平低于4腳電平,2腳輸出低電平,經R41送到494的4腳,使4腳的電平變?yōu)榈碗娖?鋸齒波振蕩信號可以從死區(qū)時間比較器a輸出脈沖信號,另一方面,振蕩信號送到了PWM比較器b的同相輸入端,PWM比較器輸出的脈沖信號的寬度,則是由494的1腳的電平(也就是負載的大小)與16腳的電平來決定PWM比較器輸出的脈沖信號,最后經緩沖放大器放大后,從811腳輸出脈沖信號,ATX電源向主機輸出

9、77;5V±12V+3.3V電源此過程因C35的充電有數百毫秒的延時,但對主機開機并無影響494的1腳從+5V+12V經取樣電阻R15R16得到電壓,其電平略高于2腳電平,3腳輸出高電平,經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R50與基準+5V電源經R64共同對C39充電,經數百毫秒后,11腳電平升到高于10腳電平時,D比較器13腳輸出高電平,此電平經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,主機檢測到此信號后即開始正常工作關機時,主機內開關使PS-ON呈高電平,此時339的6腳電平高于7腳,

10、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信號呈低電平在339的1腳為低電平時,經D36使4臆腳為低電平,2腳輸出高電平,經R41傳送到494的4腳,但因C35電位不能突變,經數百毫秒的放電后方使494的4腳轉為高電平,從而封鎖正負脈沖的輸出 ,主機進入待機狀態(tài)上述的過程中,關機時C39和C35都要放電,但因放電時間常數不同,C39放電較快,故PW-OK信號先于各電源變成低電平,滿足了主機關機的需要此外,關機時因各路輸出電源的電解電容放電需要時間,也使PW-OK信號先于各電源回到低電平 

11、二 穩(wěn)壓494的2腳經R47與基準電壓+5V相連,維持較好的穩(wěn)定電壓,而1腳則與取樣電阻R15R16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輸出電壓升高時(無論+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進行比較使輸出脈沖寬度變窄,輸出電壓回落到標準值,反之則促使振蕩脈沖寬度增加,輸出電壓回升由于494內的放大器增益很高,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腳對地并聯電阻,或是把R47的電阻增大要是電源的輸出偏高,則可在2腳對地并聯電阻,也可以

12、用增大R33或取下R69R35來降低輸出電壓三 過流保護過流保護的原理是基于負載愈大,Q3Q4集電極的脈沖電壓也愈高,也即是R13(1.5k)上的電壓也愈高,從這里采樣經D14整流和C36濾波,再經R54R55并聯電阻與R51R56R58等組成的分壓電路送到494的16腳隨著負載的加重,16腳的電平也隨之上升,當超過15腳的電平時,誤差放大器輸出的誤差電壓促使調制脈沖的寬度變窄從而使負載電流減小另外,從R56R58并聯電阻獲得的分壓再經R52送到339的5腳,當5腳的電平超過4腳時,2腳即輸出高電平送到494的4腳,494停止輸出脈沖信號,終止±5V±12V+3.3V電源的

13、輸出,達到過流及短路保護的目的需要說明的是: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2腳的高電平經R59和二極管D39反饋到5腳,維持5腳處于高電平狀態(tài),此時若過載或短路狀態(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,方可再次開機四 過壓保護過電壓保護由R17和穩(wěn)壓管Z02并聯電路從+5V采樣,經D37送到339的5腳

14、若+5V電源由于某種原因升高,339的5腳電平也會隨之升高,當超過4腳電平時,2腳即送出高電平去494的4腳,封鎖±5V±12V+3.3V電源的輸出,達到過電壓保護的目的正常工作時,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Z02的穩(wěn)壓值,Z02導通,+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,以保護電源五 欠壓保護欠壓保護從-5V的D32及-12V處的R14取樣,經R34和D37送到339的5腳若因某種原因使輸出電壓過低時,-12V及 -5V電壓的負值也會隨之減小,也就是電壓值上升,經

15、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,實現欠壓保護二極管D32在導通時,其電壓降與通過的電流基本無關,保持在0.6V0.7V,于是-5V電壓的減少量會全部傳送到D32的負端,提高了欠壓保護的靈敏度六電源保護電路故障的維修從上面的敘述中可以了解到,各種保護電路最終都是通過控制339的5腳電平來控制494的4腳電平實現的正常工作時,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

16、源就進入了保護狀態(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45腳的電平若是5腳電平高于4腳的電平,表示電源進入了保護狀態(tài)下一步則找出是什么原因使電源進入了保護狀態(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腳相連的一個個支路,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兩個實例來加以說明1.一臺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

17、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電路似乎處于保護狀態(tài)但保護狀態(tài)時各路輸出的電壓均應為零,而現在卻是正常電壓的三分之一,令人費解試著把494的第4腳接地,電源立即輸出正常4腳接地就正常工作,說明494并未損壞,問題可能出在339以及有關的電路用萬用表查339管腳的電壓,當查到第4腳及7腳時,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”,天線接收了外來信號電源就工作正常了!我試了試天線的長度,40厘米以下對電源不起作用,長度增加了,輸出電壓也隨著增加,達到1米左右時,輸

18、出電壓就正常了,494的4腳電壓也恢復到0V但電源要用“天線”才能工作,說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腳的電位時才能產生,那5腳最初的高電位是怎么來的?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電源處對地接一個1000F的電容時,電源就正常了再檢查+3.3V電源原來的濾波電容,發(fā)現已經失效更換電容后 494的4腳電壓恢復正常,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.

19、3V電源的濾波電容失效會造成輸出電壓偏低?+3.3V電源在沒有電容濾波時,輸出的直流電源中含有很強的由逆變功率管輸出的脈沖成分,通過D3及D2送到LM339的5腳,使5腳的電平高于4腳的電平,電源進入了保護狀態(tài)從+20V電源經R3D1R2和三個并聯電阻到接地的支路中,三個電阻并聯后的電阻值是2.43k,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支路中串聯一個47k的電阻,并把R2由3.9k換成100k就行了經這樣處理后,不論是正常工作或是保護狀態(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,也不會影響電源的過載保護性能至此,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47k電阻以提高電源的保護性能)為什么339的4腳加了天線會正常工作呢?這是2腳經D1反饋到5腳后,產生了輕微的高頻