电脑ATX电源控制电路的工作原理

　　ATX电源的控制电路见图1。控制电路采用TL494(有的电源采用KA7500B，其管脚功能与TL494相同，可互换)及LM339集成电路(以下简称494和339)。494是双排16脚集成电路，工作电压7～40V。它含有由{14}脚输出的+5V基准电源，输出电压为+5V(±0.05V)，最大输出电流250mA;一个频率可调的锯齿波产生电路，振荡频率由{5}脚外接电容及{6}脚外接电阻来决定。{13}脚为高电平时，由{8}脚及{11}脚输出双路反相(即推挽工作方式)的脉宽调制信号。本例为此种工作方式，故将{13}脚与{14}脚相连接。比较器是一种运算放大器，符号用三角形表示，它有一个同相输入端“+”;一个反相输入端“-”和一个输出端。

　　

 

　　比较器同相端电平若高于反相端电平，则输出端输出高电平;反之输出低电平。494内的比较放大器有四个，为叙述方便，在图1中用小写字母a、b、c、d来表示。其中a是死区时间比较器。因两个作逆变工作的三极管串联后接到+310V的直流电源上，若两个三极管同时导通，就会形成对直流电源的短路。两个三极管同时导通可能发生在一个管子从截止转为导通，而另一个管子由导通转为截止的时候。因为管子在转换时有时间的延迟，截止的管子已经转为导通了，但导通的管子尚未完全转为截止，于是两个管子都呈导通状态而形成对直流电源的短路。为防止这样的事情发生，494设置了死区时间比较器a。从图1可以看出，在比较器a的反相输入端串联了一个“电源”，正极接反相端，负极接494的{4}脚。A比较器同相端输入的锯齿波信号，只有大于“电源”电压的部分才有输出，在三极管导通变为截止与截止转为导通期间，也就是死区时间，494没有脉冲输出，避免了对直流电源的短路。死区时间还可由{4}脚外接的电平来控制，{4}脚的电平上升，死区时间变宽，494输出的脉冲就变窄了，若{4}脚的电平超过了锯齿波的峰值电压，494就进入了保护状态，{8}脚和{11}脚就不输出脉冲了。494内部还有3个二输入端与门(用1、2、3表示)、两个二输入端与非门、反相器、T触发器等电路。与门是这样一种电路，只有所有的输入端都是高电平，输出端才能输出高电平;若有一个输入端为低电平，则输出端输出低电平。反相器的作用是把输入信号隔离放大后反相输出。与非门则相当于一个与门和一个反相器的组合。T触发器的作用是：每输入一个脉冲，输出端的电平就变化一次。如输出端Q为低电平，输入一个脉冲后，Q变为高电平，再输入一个脉冲，Q又回到低电平。比较器、与门、反相器、T触发器以及锯齿波振荡器及{8}脚、{11}脚输出的波形见图2。339是四比较器集成电路。按管脚的顺序把内部四个比较器设为A、B 、C 、D 比较器。494和339再配合其他电路，共同完成ATX电源的稳压，产生PW-OK信号及各种保护功能。

　　一、 产生PW-OK信号

　　PC主机要求各路电源稳定之后才工作，以保护各元器件不致因电压不稳而损坏，故设置了PW-OK信号(约+5V)，主机在获得此信号后才开始工作。接通电源时，要求PW-OK信号比±5V、±12V、+3.3V电源延迟数百毫秒才产生，关机时PW-OK信号应比直流电源先消失数百毫秒，以便主机先停止工作，硬盘的磁头回复到着陆区，以保护硬盘。

　　ATX电源接通市电后，辅助电源立即工作。一方面输出 +5VSB电源，同时向494的{12}脚提供十几伏到二十多伏的直流电源。494从{14}脚输出+5V基准电源，锯齿波振荡器也开始起振工作。若主机未开机，PS-ON信号为高电平，经R37使339的B比较器{6}脚亦为高电平，因电阻R37小于R44，{6}脚电平高于{7}脚电平，B比较器输出端{1}脚输出低电平，经D36的钳位作用，A比较器的反相端{4}脚亦为低电平，其电平低于同相端{5}脚的电平，输出端{2}脚呈高电平，经R41使494的{4}脚为高电平，故494内部的死区时间比较器a输出低电平，与门1也因此输出低电平并进而使与门2和与门3输出低电平，封锁了振荡器的输出，{8}脚、{11}脚无脉冲输出，ATX电源无±5V、±12V、+3.3V电源输出，主机处于待机状态。因+5V、+12V电源输出为零，经电阻R15、R16使494的{1}脚电平亦为零，494的c比较器的输出端{3}脚输出亦为零，经R48使339的{9}脚亦为零电平，故339的C比较器的输出端{14}脚为零电平。另外，339的{1}脚低电平信号因D34的钳位作用，也使{14}脚为低电平，经R50和R63使{11}脚亦为低电平。因此D比较器的输出端{13}脚为低电平，也就是PW-OK信号为低电平，主机不会工作。开启主机时，通过人工或遥控操作闭合了与PS-ON相关的开关，PS-ON呈低电平，经R37使339的反相端{6}脚为低电平，B比较器{1}脚输出高电平，D35、D36反偏截止，A比较器的输出电平则由{5}脚与{4}脚的电平决定。正常工作时，{5}脚电平低于{4}脚电平，{2}脚输出低电平，经R41送到494的{4}脚，使{4}脚的电平变为低电平，锯齿波振荡信号可以从死区时间比较器a输出脉冲信号，另一方面，振荡信号送到了PWM比较器b的同相输入端，PWM比较器输出的脉冲信号的宽度，则是由494的{1}脚的电平(也就是负载的大小)与{16}脚的电平来决定。PWM比较器输出的脉冲信号，最后经缓冲放大器放大后，从{8}、{11}脚输出脉冲信号，ATX电源向主机输出±5V、±12V、+3.3V电源。此过程因C35的充电有数百毫秒的延时，但对主机开机并无影响。494的{1}脚从+5V、+12V经取样电阻R15、R16得到电压，其电平略高于{2}脚电平，{3}脚输出高电平，经R48使339的{9}脚得到高电平，其电平高于{8}脚电平，因而{14}脚输出高电平，此电平经R50与基准+5V电源经R64共同对C39充电，经数百毫秒后，{11}脚电平升到高于{10}脚电平时，D比较器{13}脚输出高电平，此电平经R49反馈至{11}脚，维持{11}脚处于高电平状态，故{13}脚输出稳定的高电平 PW-OK信号，主机检测到此信号后即开始正常工作。