電腦ATX電源3.3V輸出如何驅動LED

　　本文主要是關于ATX電源的相關介紹，并著重對ATX電源3.3V輸出如何驅動LED進行了詳盡的闡述。

　　ATX電源

　　ATX電源作用是把交流220V的電源轉換為計算機內部使用的直流5V，12V，24V的電源。

　　ATX電源的特點：與AT電源相比，ATX電源增加了“+3.3V、+5VSB、PS－ON

　　”三個輸出。其中“+3.3V”輸出主要是供內存用，而“+5VSB”、“PS－ON”輸出則體現了ATX電源的特點。ATX電源最主要的特點就是，它不采用傳統的市電開關來控制電源是否工作，而是采用“+5VSB、PS－ON”的組合來實現電源的開啟和關閉，只要控制“PS－ON”信號電平的變化，就能控制電源的開啟和關閉。“PS－ON”小于1V伏時開啟電源，大于4.5伏時關閉電源。和AT電源不一樣，ATX電源除了在線路上作了一些改進，其中最重要的區別是，關機時ATX電源本身并沒有徹底斷電，而是維持了一個比較微弱的電流。同時它利用這一電流增加了一個電源管理功能，稱為Stand-By。它可以讓操作系統直接對電源進行管理。通過此功能，用戶就可以直接通過操作系統實現軟關機，而且還可以實現網絡化的電源管理。如在電腦關閉時，可以通過網絡發出信號到電腦的Modem上，然后監控電路就會發出一個ATX電源所特有的+5V SB激活電壓，來打開電源啟動電腦，從而實現遠程開機。

　　ATX電源主要有兩個版本，一種是ATX1.01版，另一種是ATX2.01版。2.01版與1.01版的ATX電源除散熱風扇的位置不一樣外，它們的激活電流也不同。1.01版只有100mA，2.01版則有500mA～720mA。這意味著2.01版的ATX電源不會像1.01版那樣“過敏”，經常會受外界電壓波動的影響而自行啟動計算機。

　　核心電路

　　ATX電源的核心電路：ATX電源的主變換電路與AT電源相同，也是采用“雙管半橋它激式”電路，PWM（脈寬調制）控制器同樣采用TL494控制芯片，但取消了市電開關。由于取消了市電開關，所以只要接上電源線，在變換電路上就會有+300V直流電壓，同時輔助電源也向TL494提供工作電壓，為啟動電源作好準備。ATX電源的特點就是利用TL494芯片第4腳的“死驅控制”功能，當該腳電壓為+5V時，TL494的第8、11腳無輸出脈沖，使兩個開關管都截止，電源就處于待機狀態，

　　無電壓輸出。而當第4腳為0V時，TL494就有觸發脈沖提供給開關管，電源進入正常工作狀態。輔助電源的一路輸出送TL494，另一路輸出經分壓電路得到“+5VSB”和“PS－ON”兩個信號電壓，它們都為+5V。其中，“+5VSB”輸出連接到ATX主板的“電源監控部件”，作為它的工作電壓，要求“+5VSB”輸出能提供10mA的工作電流。“電源監控部件”的輸出與“PS－ON”相連，在其觸發按鈕開關（非鎖定開關）未按下時，“PS－ON”為+5V，它連接到電壓比較器U1的正相輸入端，而U1負相輸入端的電壓為4.5V左右，這樣電壓比較器U1的輸出為+5V，送到TL494的“死驅控制腳”，使ATX電源處于待機狀態。當按下主板的電源監控觸發按鈕開關（裝在主機箱的面板上），“PS－ON”變為低電平，則電壓比較器U1的輸出就為0V，使ATX主機電源開啟。再按一次面板上的觸發按鈕開關，使“PS－ON”又變為+5V，從而關閉電源。同時也可用程序來控制“電源監控部件”的輸出，使“PS－ON”變為+5V，自動關閉電源。如在WIN9X平臺下，發出關機指令，ATX電源就自動關閉。

　　故障分析

　　采用ATX電源的計算機系統如果出現故障，首先要從CMOS設置、Windows中AC PI的設置及電源和主板等幾個方面進行全面的分析。硬件方面，為了區別故障在負載上還是在電源本身，可以將電源拆卸下來，用一臺廢舊設備（例如硬盤等）作假負載，以免出現空載保護，在PS-ON信號線（綠色）與地線之間接入一只100～150Ω的電阻，使該信號變為低電平，如果電源可以工作，說明故障點在主板或電源按鈕（Power Button），否則故障就在電源自身。

　　根據計算機維修的“先軟后硬”原則，用戶首先要檢查BIOS設置是否正確，排除因設置不當造成的假故障；第二步，檢查ATX電源中輔助電源和主電源是否正常；

　　第三步，檢查主板電源監控電路是否正常。下面，本文根據故障的不同表現，分別介紹分析及處理方法。

　　維修方法

　　打開電源的上半盒子，觀察電源內部。

　　A，元件有沒炸裂的現象，如果保險管已燒黑，說明初級電路有短路現象，重點檢查整流二極管，待機電源管，半橋雙三極管，有沒擊穿。

　　B，元件沒炸裂的現象，通電，用表測量20針中的綠線，紫線，有沒+5V電壓，如果沒有，就要檢查待機電路，重點測開機電阻，一般開機電阻取值幾百K，容易出現阻值變大，開路現象。檢查與待機電源管相連的小三極管有沒短路，開路。

　　C，20針中的綠線，紫線，有+5V電壓，再用導線短路綠線與黑線強行開機，看能不能開機，如果不能，看TL494（7500B）的電源腳有沒電壓（12腳是電源），如果沒有，查與待機電路次級相連的線路。TL494 （7500B）的電源腳有電壓，不能開機，要查死區控制腳（4）是5V，還是0V，如果是5V，一般是電路保護了，查看三個雙二極管整流器有沒短路。

　　通過以上三項，可以修好70%有故障的電源。在修理中發現極少有IC損壞的現象，壞的是TL494的多， LM339還沒見損壞過。

　　電腦ATX電源3.3V輸出如何驅動LED

　　因為南橋損壞一般都有明顯的發熱。不過也不能這么武斷的判斷，你可以用萬用表跑一下線路，看看3.3V連接的貼片電容或電阻有沒有損壞。判斷的大致順序：先將與1、2、11腳連接的有問題的濾波電容拆除，1、2、11腳依然對地短路；同時量拆除電容空出的焊盤兩腳之間也是短路的。將IO、網卡芯片、時鐘IC、BIOS、電源IC等需要用到3.3V電源的芯片及其周圍量著有問題濾波電容都拆除，電源1、2、11腳故障依舊。將為內存供電的MOS管、1.25V上拉供電8針芯片也都拆除，電源1、2、11腳故障依舊。同時量板子上的其它電阻、二極管等都是好的。查看AGP、PCI、內存槽無異物、也無電流過大燒壞的痕跡。經過無數次的維修，原因大致有三個，一是插槽中有金屬屑造成短路，二是主板供電電路壞了，可能是回路中有電容器被擊穿（短路）或損壞了。三是南橋損壞，如果真實這樣，除非你的板子是高端主板，如果不是基本上就沒有維修的必要了。南橋更換還需要專業的BGA機，植球，特麻煩，而且失敗的幾率非常大。

　　電腦ATX電源控制電路及原理

　　電腦ATX電源3.3V輸出如何驅動LED

　　ＡＴＸ電源的控制電路見圖１。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７～４０Ｖ。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ａ、ｂ、ｃ、ｄ來表示。其中ａ是死區時間比較器。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而形成對直流電源的短路。為防止這樣的事情發生，４９４設置了死區時間比較器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“電源”電壓的部分才有輸出，在三極管導通變為截止與截止轉為導通期間，也就是死區時間，４９４沒有脈沖輸出，避免了對直流電源的短路。死區時間還可由{4}腳外接的電平來控制，{4}腳的電平上升，死區時間變寬，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，{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１、２、３表示）、兩個二輸入端與非門、反相器、Ｔ觸發器等電路。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觸發器的作用是：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變為高電平，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。按管腳的順序把內部四個比較器設為Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ比較器。４９４和３３９再配合其他電路，共同完成ＡＴＸ電源的穩壓，產生ＰＷ－ＯＫ信號及各種保護功能。

　　一、產生ＰＷ－ＯＫ信號

　　ＰＣ主機要求各路電源穩定之后才工作，以保護各元器件不致因電壓不穩而損壞，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、±１２Ｖ、＋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，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，故４９４內部的死區時間比較器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。因＋５Ｖ、＋１２Ｖ電源輸出為零，經電阻Ｒ１５、Ｒ１６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，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}腳的電平變為低電平，鋸齒波振蕩信號可以從死區時間比較器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{8}、{11}腳輸出脈沖信號，ＡＴＸ電源向主機輸出±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Ｒ１５、Ｒ１６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，故{13}腳輸出穩定的高電平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，{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。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。