1、长城ATX300P4PFC电路图完全分析长城ATX300P4 PFC电路图完全分析作者：南门二饼文本错误难免仅供参考长城ATX300P4 PFC 这张电路图记得在一年前刚看到时，眼前几乎一片漆黑，瞪大眼睛也看不懂几个地方。经过不断的积累，这张图的主体部分基本已能读懂了。现在把我的理解发出来，一方面供铮新的手学习，半新的手参考，另一方面恳请老鸟们加以指导。文中一定会有很多错误，包括一些会误人子弟的严重错误，欢迎大家拍砖，讨论。见图1，这部分比较简单，主要是EMI(Electric Magnetic Interference)、PFC和整流桥。C1,C4及C7是X电容(方块形的)，又叫跨接线路滤波
2、电容(出自yzz163老大写的贴)，其功能是滤除火线与中性线(零线)之间的电磁干扰(常态噪声)。至于为什么C1、C7的容量就定在0.22uF而放在中间位置的C4就用0.1uF的，类似这样的问题我想修理工要想理解就有一定的难度了，我曾看过一篇讲解其中理论的文章，结果是望着一串串以上下被拉升了的S打头的式子一个劲儿的蛋疼，心理纳闷儿当初高数是怎么考过的,最终放弃。看来电气工程师和修理工不是一个东西。不过我也不是贬低我们做维修的，话反过来说，你让一个搞设计的一晚上把一堆杂七杂八的的电源全都修好，他也一样翻。C2、C3、C5、C6是Y电容(圆饼形的)，又叫线路旁通电容，其功能是滤除火线与地、中性线与地
3、之间的电磁干扰(共态噪声)。L1、L2是互感滤波器(共态扼流圈)，其功能是用来消除电力在线低通共态以及射频噪声。 保险丝不说了。R1猜测是拨掉电源时放电用的。L3是PFC(Power Factor Correction 功率因数校正)线圈，当然属于被动式PFC，其功能是提高电源对电网电能的利用效率。我以前一直以为不装这个会浪费电，会多交电费的。其实，是浪费电，但浪费的不是你家交费的电，这部分电被电源“反弹”回电网，其中一小部分消耗在电网的电线上了。 ZL1是整流桥，220的交流电过了它变为300V脉动直流电。300V电压兵分三路，一路通向主电源开关管，另二路通向副电源开关变压器及启动电阻。在开
4、机瞬间用于防止电流过大的负温度系数热敏电阻(NTC Negative Temperature Coefficient)和防雷击的压敏电阻(MOV metal-oxide varistor )在本电路中没有出现。见图2，这部分为辅助电源部分,这是一个能独立工作的单管自激式开关电源，其功能是为TL49f供电，并提供紫5VSB待机电压。300V经过开关变压器A绕组加在开关管Q3的C极，另一路300V经过启动电阻R14加在Q3的B极，为Q3导通提供最初的电压。Q3在这个电压作用下开始由截止转为较弱的导通，绕组A中的电流变大，并感应出上正下负的电压，同时绕组B也感应出上正下负的电压，这个电压经限流电阻R
5、11和整流二极管D7加在Q3的B极并为C29充电(左负右正)，使Q3完全导通，此时绕组A、B中的电流也最大。但绕组B产生的电压是由绕组A中的电流变大产生的，显然绕组A中的电流不能无限增大，当其电流的增速减小时，绕组B上正下负的电压必然要减弱，这个电压一弱，Q3的B极的电压降低，导通程度下降，绕组A中的电流开始减小，由于电感线圈的性质，此时绕组A两端的电压开始翻转，变为上负下正，绕组B也随着绕组A而翻转为上负下正， 这个电压与C29左负右正的电压串起来加到Q3的EB极上，使Q3转为截止。截止时，C29放电，放完电后，在启动电阻的作用下，开始新一轮的循环。可见C29有着决定Q3开关频率的作用。D5
6、、C31、R12组成反峰吸收电路，防止Q3关断瞬间绕组A产生的高电压把Q3击穿，保护Q3。R15起着限制Q3的B极的电位的作用，使Q3的B极的电位不至于过高。R13是电流负反馈电阻，当电流过大时在R13上端取出的电压经过D8作用于Q4的B极，通过使Q4导通来控制Q3的导通从而限流。WD1、光耦、Q4等元件构成电压负反馈电路，输出电压5VSB经过R20、R22分压加在WD1的R极，控制WD1的导通程度，电压越高其导通越大，其导通越大光耦内部发光越强，光耦左边导通也就越大，绕组B产生的上正下负的电压的一部分经D6整流C30滤波通过光耦的左部及R17加到Q4的B极，最终控制Q3的导通时间实现负反馈从
7、而把输出电压稳定在一定的范围内。可见R20、R22有控制输出电压大小的作用。从C、D绕组输出的电压经过LC整流滤波电路一路供TL494及推动管、推动变压器使用，另一路产生5VSB待机电压。WD3，稳压二极管，把5BSB钳在5V以下。C33、R21的作用不知道，可能是消除振荡用的。见图3，这部分和控制主电源工作的绿线和部分PG电路有关。TL494的4脚为死区控制，高电位(5V)时8、11脚无波形输出，低电位(0V)时有输出。半高不高的电位可能会使8、11脚输出很窄的波形。A点电压来自494的14脚(参考电压5V)，只要494的12脚供电正常这脚就应该有5V输出。该电压经过R25为绿线提供上拉电压
8、。当绿线悬空时，会有一个不到5V的高电位。此时，A点的电压经过R25、R27、D25、R28的分压在Q8的B极产生一个约1.5V的电压，这个电压使Q8导通并拉低Q8的C极的电位，同时也使Q7的B极处于低电位，Q7是一个PNP管，此时由于B极低于E极而导通，A点电压通过Q7、R24、D261、R23分压在在B点产生一个大于3V的高电位，此电位加到TL494第4脚，使8、11脚无波形输出。 当需要开机时，绿线被外力(电脑主板或人工)拉到地，Q8、Q7都截止， A点的电压不能通过Q7加到TL494的4脚，使该脚通过R23接地，处于低电位，8、11脚形如工作输出波形。C36猜测它有着稳定电压的作用。但
9、为什么要有R26和D25，实在是想不出来。A点的电压经过R31和LM339第14脚上端的R43为该输出脚提供上拉电压。比较器不是运放，它要想输出高电位，总是需要上拉的。14脚的输出又通过R45进入11脚，另一个比较器的同相输入端，和其10脚反相端的电压比较，如果同相大于反相，将在13脚的输出端输出PG信号(灰线)。当绿线由低电平变为高电位时,Q8导通，C点的电压经D27、Q8到地，导致339第14、11脚变为低电位，最终使PG变低，这个过程相对是比较快的，而TL494的4脚要在C34的作用下“ 坚持”一小会后才会变为高电平停止工作。也就是说掉电时PG要早于其它电压先消失，这是一种保护机制。D点
10、通向339的5脚，猜测其有着在绿线由低翻转为高时，拉低335的5脚的电压，解除过压保护锁定的功能。见图4，这部分主要与TL494及推动部分有关。辅助电源一路产生紫5VSB待机电压，另一路电压通到494的12脚，有了这个电压后，TL494第14脚产生一个5V的参考电压，同时，其内部的振荡器开始工作，产生波形送到内部的调整电路，并与4脚的电压相比较(死区控制)，如果4脚的电位低于3.5V则在8、11脚输出波形。13脚的电位决定了494的工作模式，如果是高电位(5V)则8、11脚输出相位相差180度的波形，可控制双管。如果是低电位(0V)则8、11脚输出同相位的波形可控制单管工作。5脚接振荡电容，6
11、脚接电阻。查资料频率计算公式为 1.2/(Rt*Ct)，对此公式有些怀疑，想验证一下，见图5，计算时都要把单位换成国际单位制，电阻是“欧姆”，电容是“法”，图中电容是0.01uF换算成F为0.00000001F，图中电阻为12K欧姆换成欧姆为12000欧姆，代入公式为 1.2/(0.00000001*12000) = 10000，即10KHz，OK对上了。原来这个频率真不大，和电脑主板上常见频率相比差得远了，我的那个破20M的示波器也能够得上，所以再来个实际的，见图6，图7随手找了个7500+339的电源，打开看到7500的5脚接的102电容(1000pF)，6脚接163电阻。代入公式计算 1
12、.2/(0.000000001*16000)=75KHz加电后用探头(这个探头效果很差，凑合用没钱买新的)在11脚测得如图8波形，配合图9，算得周期约为13uS，取倒数得频率约为77KHz，基本对上了。看来这个电源设计的频率比PDF中的要高些。本图中的频率算出来是66.666KHz。494内部还有两个误差放大器，1、16脚是其同相输入端，2、15是其反向输入端，它们的公共输出端一方面通向494内部发生作用，另一方面从3脚输出。图4中，2、15两个反相脚的电位由14脚基准电压产生或通过电阻分压产生，2、5两脚的电位可看成是稳定的，为比较提供基准。1脚(通过反馈网络)接受黄12V红5V的电压反馈，
13、16脚接受辅助电源的电压反馈。比较的结果一方面控制8、11脚波形的幅度从而稳定电压，另一方面通过3脚输出到339的9脚告诉339此时电压的大小，如果电压达到正常值，339则输出PG。不难发现494的3、4脚都将影响8、11脚的输出波形，不同的是3脚控制的是波形的幅度，而4脚控制的是波形的宽窄，前者主要和输出电压高低相关而后者主要和输出功率限制相关。推动部分，来自辅助电源的供电一路经D33、R61、R67为推动变压器提供能量，另一路经过R63、R64等电阻分压加在推动管B极为494波形输出提供上拉电压。D9、D10的作用应该是保护Q5、Q6。至于Q5、Q6的E极为什么要串2个二极管再并个电容到地
14、，不懂，留请高人解答。见图10，这部分为主开关管及开关变压器部分，也是电源能量主要的转换部分。这是个半桥电路。如果你还是个铮新的手，听到半桥这两个字挺新鲜，建议自己动手先搜索一些资料，从Buck、Boost等浏览式的学习一些开关电源相关的知识，还是很有好处的。半桥电路只是 开关电源电路大家族中 有变压器参与的开关电源电路 中的一种。关桥电路优点是开关管的耐压要求低，功率大，效率高，波纹小。缺点是存在开关管同时导通的隐患，电源利用率低不适合低电压场合，驱动电路复杂。其工作是过程是，A、B两个绕组交替为开关管提供导通电压，当上管Q1导通时，上电容C8放电，下电容C9充电，回路如红线所示。当下管Q2
15、导通时，上电容C8充电，下电容C9放电，两开关管反复交替导通使主开关变压器B1原边电流上下不停往复并在副边产生感应电压，这个电压经后级整流滤波最图输出。C01是个耐压250V的无极性电容，其作用猜测是防止大电容击穿时出现短路，或者缓冲平衡电流的作用。R2、R3是均压电阻，据说这两个家伙不太稳定，开路后使大电容超压损坏。D3、D4保护开关管。R6、R7为限流电阻，D1、D2整流，C10、C11可能是加速的作用，R4、R5也应该是限流的作用，与开关管BE极间并连的R6、R7起着抗干扰的作用。C12和R10是应该是吸收尖峰的。为什么存在一个绕在推动变压器上的C绕组，不懂，留请高人解答。见图11见图1
16、1，这部分为后级整流输出部分，整流方式为全波整流。在ATX电源中，使用二极管为整流输出元件的方案其主要矛盾有二个(还有同步整等方案)，一个是整流二极管工作在较高频率和其反向恢复时间的矛盾，另一个是整流二极管的压降与工作在较大电流的矛盾。第一个矛盾不解决，二极管在正反向都会导通根本不能正常工作，第二个矛盾不解决，将造成发热过大浪费电能。所以常见的元件为肖特基(Schottky)二极管(如本图中的D14 S30SC4M)或超快恢复二极管(如本图中的D13 STPR1020CT)，它们的共同它的特点是其反向恢复时间比普通二极管要低很多，前者为几十纳秒而后者仅为几纳秒，而且肖特基二极管的压降只有0.4V，适合于工作在大电流状态。肖特基二极管在反向耐压方面不及快恢复二极管。R73、C13等元件为阻容尖峰吸收电路。开关变压器的生的尖峰通过电阻为电容充电，并在电阻上
