基本介紹
- 中文名：ATX電源
- 外文名：ATX Power Supply
- 屬性：計算機的工作電源
- 類型：直流
特點,接口定義,核心電路,故障分析,維修方法,主要故障,無法開機,無法關機,自行開機,休眠與喚醒功能異常,零部件異常,檢測,發展歷程,
特點
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”輸出主要是供記憶體用，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，它不採用傳統的市電開關來控制電源是否工作，而是採用“+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”小於1V伏時開啟電源，大於4.5伏時關閉電源。和AT電源不一樣，ATX電源除了線上路上作了一些改進，其中最重要的區別是，關機時ATX電源本身並沒有徹底斷電，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。它可以讓作業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作業系統實現軟關機，而且還可以實現網路化的電源管理。如在電腦關閉時，可以通過網路發出信號到電腦的Modem上，然後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
ATX電源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。
接口定義
ATX電源接主機板端的接口定義：
Pin | Name | Description |
1 | 3.3V | 提供 +3.3V 電源 |
2 | 3.3V | 提供 +3.3V 電源 |
3 | GND | 地線 |
4 | 5V | 提供 +5V 電源 |
5 | GND | 地線 |
6 | 5V | 提供 +5V 電源 |
7 | GND | 地線 |
8 | PW-OK | Power OK，指示電源正常工作 |
9 | 5VSB | 提供 +5V Stand by電源，供電源啟動電路用 |
10 | 12V | 提供 +12V 電源 |
11 | 3.3V | 提供 +3.3V 電源 |
12 | -12V | 提供 -12V 電源 |
13 | GND | 地線 |
14 | PS-ON | 電源啟動信號，低電平-電源開啟，高電平-電源關閉 |
15 | GND | 地線 |
16 | GND | 地線 |
17 | GND | 地線 |
18 | -5V | 提供 -5V 電源 |
19 | 5V | 提供 +5V 電源 |
20 | 5V | 提供 +5V 電源 |
ATX電源接口定義圖Pin No. | Name | Description |
1 | 3.3V | 提供 +3.3V 電源 |
2 | 3.3V | 提供 +3.3V 電源 |
3 | GND | 地線 |
4 | +5V | 提供 +5V 電源 |
5 | GND | 地線 |
6 | +5V | 提供 +5V 電源 |
7 | GND | 地線 |
8 | Power Good | Power OK，指示電源正常工作 |
9 | 5V SB(stand by +5V) | 提供 +5V Stand by電源，供電源啟動電路用 |
10 | +12V | 提供 +12V 電源 |
11 | +12V (Only for 2x12-pin ATX) | 提供 +12V電源 |
12 | 3.3V (Only for 2x12-pin ATX) | 2*12連線器偵察 |
13 | 3.3V | 提供 3.3V 電源 |
14 | -12V | 提供 -12V 電源 |
15 | GND | 地線 |
16 | PS_ON(soft On/Off) | PS-ON（電源供應遠程開關） |
17 | GND | 地線 |
18 | GND | 地線 |
19 | GND | 地線 |
20 | -5V | 提供 -5V 電源 |
21 | +5V | 提供 +5V 電源 |
22 | +5V | 提供 +5V 電源 |
23 | +5V (Only for 2x12-pin ATX) | 提供 +5V 電源 |
24 | GND (Only for 2x12-pin ATX) | 地線 |
僅供參考！
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，也是採用“雙管半橋它激式”電路，PWM(脈寬調製)控制器同樣採用TL494控制晶片，但取消了市電開關。由於取消了市電開關，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晶片第4腳的“死驅控制”功能，當該腳電壓為+5V時，TL494的第8、11腳無輸出脈衝，使兩個開關管都截止，電源就處於待機狀態，
無電壓輸出。而當第4腳為0V時，TL494就有觸發脈衝提供給開關管，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”輸出連線到ATX主機板的“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，它連線到電壓比較器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電源處於待機狀態。當按下主機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。同時也可用程式來控制“電源監控部件”的輸出，使“PS－ON”變為+5V，自動關閉電源。如在WIN9X平台下，發出關機指令，ATX電源就自動關閉。
ATX電源
ATX電源故障分析
採用ATX電源的計算機系統如果出現故障，首先要從CMOS設定、Windows中ACPI的設定及電源和主機板等幾個方面進行全面的分析。硬體方面，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，用一台廢舊設備（例如硬碟等）作假負載，以免出現空載保護，在PS-ON信號線（綠色）與地線之間接入一隻100～150Ω的電阻，使該信號變為低電平，如果電源可以工作，說明故障點在主機板或電源按鈕（Power Button），否則故障就在電源自身。
ATX電源
ATX電源維修方法
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，重點檢查整流二極體，待機電 源管，半橋雙三極體，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體有沒短路，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，查看三個雙二極體整流器有沒短路。
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。
主要故障
無法開機
用萬用表測量 5VSB，如果該電壓值正常且穩定，而主機板反饋信號PS-ON始終為高電平，則可能是主機板上的開機電路損壞，或電源啟閉按鈕損壞；如果上述兩者均正常而主電源仍無輸出，則可能是開關電源主迴路損壞，或因負載短路或因空載而進入保護狀態。
無法關機
主機無法關閉，有以下幾種現象和原因：
[1]BIOS中設定關機時有一定的延時時間（Delay Time），關機時需要按住電源按鈕，保持數秒鐘，才能將機器關閉。不能實現瞬間關機是正常現象，不是故障。
[2] 按鈕故障。這種情況下，不僅不能關閉主機，開機也會有問題。
[4]鍵盤電源（鍵盤的NumLock指示燈在主機關閉後是亮的）無法關閉。
[5]顯示器無法關閉。
自行開機
第一類是在BIOS中將定時開機功能設為"Enabled"，這樣機器會在設定的某個時間自動開機。此外，某些機器的BIOS中具有來電自動開機功能設定，如果選擇了來電開機，則在插上交流電源後，機器就會自動啟動。出現這類問題，並不是故障，而是用戶不了解BIOS設定所造成的。
第二類是BIOS中關閉了定時開機和來電自動開機功能，機器只要接通交流電源還會自行開機，這無疑是硬體故障了。造成這類硬體故障有3種原因：第1種是電源本身的抗干擾能力較差，交流電源接通瞬間產生的干擾使其主迴路開始工作；第2種是 5VSB電壓低，使主機板無法輸出應有的高電平，總是低電平，這樣機器不僅會自行開機，而且還會無法關機；
第3種是來自按鈕故障。這種情況下，不僅不能關閉主機，開機也會有問題。
[1]主機板上的電源監控電路故障，PS-ON信號恆為高電平。
[2]鍵盤電源（鍵盤的NumLock指示燈在主機關閉後是亮的）無法關閉。有些機器允許使用密碼通過鍵盤開機，鍵盤上的NumLock燈在關機後仍亮著，是正常現象。
[3]顯示器無法關閉。如果顯示卡或顯示器不支持DPMS（顯示器電源管理系統）規範，在主機關閉後顯示器指示燈亮，螢幕上仍有白色光柵，也屬正常現象。
休眠與喚醒功能異常
休眠與喚醒功能異常表現為：不能進入休眠狀態，或進入休眠狀態後不能喚醒。出現這類問題時，首先要檢查硬體的連線是否正確，開關是否失靈等）和PS-ON信號的電壓值。進入休眠狀態時，PS-ON信號應為高電平狀態；喚醒後，PS-ON信號應為低電平。如果PS-ON信號正常，而休眠和喚醒功能仍不正常，則為ATX電源故障。
需要注意的是，進入夏季後，為了預防雷擊，對ATX結構的計算機，如果用戶長時間不使用，又不想進行遠程控制，建議將交流輸入線拔下，以切斷交流輸入。
零部件異常
檢測
為防止損壞主機板或其它部件，ATX電源出現故障後必須拆機檢修。一般開關電源不能工作在空載狀態下，ATX電源由於各電壓輸出端都並聯了負載電阻，拆機後不會由於空載而擴大故障。
通電後，即使功率轉換部分沒有工作，輔助電源也應該有+5V電壓輸出。即測量接口19腳對地有+5V電壓。無SB電壓輸出或電壓不穩時要檢查交直流變換和輔助電源電路。
交直流變換部分。測量D3負端電壓是否為300V左右。保險絲燒毀後必須更換同型號的延時保險，不能隨意用其它導線或保險代換，燒保險一般表明存在較嚴重的故障，此時應慎重對待。常見的原因有整流二極體損壞、濾波電容擊穿或漏電、開關管Q11損壞，或者還有其它部分對地嚴重短路。
輔助電源部分檢查的中心是Q11，正常情況下輔助電源工作在振盪狀態下，用萬用表測Q11基極為一負壓。常見的現象是啟動電阻R11、R12開路引起電路未起振，除此之外逐步檢查Q12、ZD1、ZD2、Q21、LM431、IC11等。這些元件較之電阻更容易損壞，最後才檢查電阻是否存在故障。SB電壓不穩或偏離正常值主要是由於R24、R25阻值變化引起，這是兩個精密電阻。
在正常情況下，PS/ON腳和地相連後，功率振盪電路即可啟動。如果各電壓輸出正常，則一般說明電源工作良好，但要注意P.G.信號是否正常。 P.G.信號是電源輸出到主機板的信號，表明電源工作良好，如果P.G.不正常也會引起主機板輸出高電平到PS/ON，功率振盪部分不工作。
用示波器檢查KA7500B的5、 8、11腳有沒有振盪脈衝輸出。檢查的另一個關鍵點是KA7500B的控制腳4腳，當它為高電平時，電路沒有脈衝輸出。ATX電源的各保護電路非常嚴密，任何一路故障都會引起4腳電壓異常。檢修時注意分析引起4腳高電平的各種原因，同時分析LM339各個引腳電壓，在可靠分析的基礎上做出正確的判斷。
發展歷程
要解釋ATX 12V 1.3規範先要從ATX說起，ATX規範是1995年Intel公司制定的主機板及電源結構標準，是英文（AT Extend）的縮寫。ATX電源規範經歷了ATX 1.1、ATX 2.0、ATX 2.01、ATX 2.02、ATX 2.03和ATX 12V等階段。演進過程如下：
表1 ATX電源標準的演進
版本 | 發布 時間 | 簡述 |
ATX 2.03 | 1999年前 | PⅡ、PⅢ時代的電源，不具備P4 4Pin接口 |
ATX 12V1.0版 | 2000年2月 | P4時代電源的最早版本，增加了P4 4Pin接口 |
ATX 12V1.1版 | 2000年8月 | 與上一版本相比，加強了+3.3V電流輸出能力，以適應AGP顯示卡大功率的需要 |
ATX 12V1.2版 | 2002年1月 | 與上一版本相比，取消了-5V輸出，同時對Power on時間作出了新的規定 |
ATX 12V1.3版 | 2003年4月 | 與上一版本相比，增加S-ATA支持；加強+12V輸出能力 |
ATX 12V2.0版 | 2003年6月 | 與上一版本相比，將+12V分為雙路輸出（+12VDC1和+12VDC2），其中+12VDC2對CPU單獨供電，+12V輸出能力進一步提升，電源的轉換效率更高 |
ATX 12V2.01版 | 2004年6月 | 與上一版本相比，對+12VDC2輸出電流的紋波作出新的要求 |
ATX 12V2.02版 | 2005年3月 | 與上一版本相比，加強+5VSB的輸出電流至2.5A；增加更高功率電源規格 |
目前市面上的電源多遵循ATX 2.03或更新的ATX 12V標準。ATX 2.03標準採用+5V和+3.3V電壓，分別為功耗較大的處理器及顯示卡直接提供所需的電壓。而單獨的+12V輸出則主要套用在硬碟和光碟機設備上，因為當時處理器和顯示卡的功耗都相對較低，所以各部件相安無事。
但P4處理器的推出改變了這一切。由於它的功耗較高，使用符合ATX 2.03規範的產品時，+5V的電壓根本不能提供足夠的電流。基於此，Intel對ATX標準進行了修訂，推出了ATX 12V 1.0規範。它和ATX 2.03的主要差別是改用+12V電壓為CPU供電，而不再使用之前的+5V電壓。這樣加強了+12V輸出電壓，將獲得比+5V電壓大許多的高負載性，以此解決P4處理器的高功耗問題。其中最顯眼的變化是首次為CPU增加了單獨的4Pin電源接口，利用+12V的輸出電壓單獨向P4處理器供電。此外，ATX 12V 1.0規範還對涌浪電流峰值、濾波電容的容量、保護電路等做出了相應規定，確保了電源的穩定性。
但P4處理器的推出改變了這一切。由於它的功耗較高，使用符合ATX 2.03規範的產品時，+5V的電壓根本不能提供足夠的電流。基於此，Intel對ATX標準進行了修訂，推出了ATX 12V 1.0規範。它和ATX 2.03的主要差別是改用+12V電壓為CPU供電，而不再使用之前的+5V電壓。這樣加強了+12V輸出電壓，將獲得比+5V電壓大許多的高負載性，以此解決P4處理器的高功耗問題。其中最顯眼的變化是首次為CPU增加了單獨的4Pin電源接口，利用+12V的輸出電壓單獨向P4處理器供電。此外，ATX 12V 1.0規範還對涌浪電流峰值、濾波電容的容量、保護電路等做出了相應規定，確保了電源的穩定性。
