关于修理PC类微机电源的常识

Author: 陈世华 Date: 1994-07-01

        在《怎样动手维修PC机》一书中对PC类微机电源介绍不多,但在微机修理过程中,我们发现PC类微机电源损坏的机率很大,由电源造成的故障约占整机各类部件总故障的20-30%,尤其是当前的兼容机,电源的故障率更高,其主要原因是电源的生产厂家多,仿制的低劣产品也多,加上电源是由一些三极管、二极管等组成,直接承受市电的电压波动干扰等恶劣因素,其损坏率固然就高,为了帮助读者更好了解使用维护PC类微机电源,今介绍一些修理PC机电源的一些常识。
        微机电源是一个无工频变压的四路开关稳压电源。早期的PC机电源为63W,其中+5V为5A,+12V为2A,-5V为0.5A,-12V为0.5A,IBM PC/XT机电源为135W,其中+5V为15A,+12V为4.2A,-5V为0.5A,-12V为0.5A,IBM-AT(286)机电源为150W,其中+5V为15A,+12V为5.6A,-5V为0.5A,-12V为0.5A,当前的286,386,486兼容机,其电源大多在200W、230W、250W、300W几种,这主要是各类微机主板内存容量增加,硬盘容量增大和各类接口卡增多使所耗功率增大之故。这四路的输出,其+5V是向主机板、接口卡、键盘供电,+12V主要用于软盘、硬盘驱动器供电,-5V用在软盘卡的锁相式数据分离电路,+12V和-12V还作为向RS232异步通讯卡提供EIA的接口电源。PC机电源均可用于110V/220V的50H/60H的交流市电上,原装的IBM PC机的电源多是110V的,接入市电时,千万要注意不能直接,要用一个220V转换为110V的变换器转换。否则加电时必烧无疑。这方面的教训是很多的,用户千万注意。而现在的PC类电源,其输入电压范围很宽,可在110V~ 220V使用。PC类电源由于采用的是直接整流,高频度换和脉宽调制技术,因而省掉了笨重的变压器,具有体积小、重量轻、效率高和电压电流保护特点,当出现外电或主机内部短路引起的故障,电源会自动关闭停止,从而保证了微机不因暂时的故障而烧坏主机和部件。因此,它是一种性能稳定可靠的开关电源。
        PC机电源实际上是一个电源变换器,它将市电经过桥式或信压整流为300V的直流峰值电压,然后通过变换型振荡器,将直流变成高频的矩形波或正弦波电压,再经过高频整流,滤波变成低压直流输出,供各负载使用。其结构原理图如下:
        其中VD1是经整流而未经调节的直流峰值电压,用作源电压供给由功率开关管Q1,Q2,及高频变压器组成的功率变换器,开关管由脉冲宽度调制的控制电路发出的驱动信号触发,造成Q1Q2管的通断发生高频振荡,将直流电压变成较高频率的矩形波电压,由高频变压器降压到各档所需电压值,再分别经高频二极管整流及L、C滤波后送各负载。利用检测放大电路,电压/脉宽转换电路、时钟振荡,电流电压保护电路等,实现对电压的稳压和对电源及负载的保护功能。另一个电源好信号,这是一个很重要的信号,它通过P1电源扦头,接到主机板上的8284时钟发生器芯片上。当该信号为低时,8284不工作,为高时,8284工作有效。电源好信号正是在电源加电时,该信号为低,经一段延时约100~ 500μS后,也就是各直流输出电压检测信号和交流输入电压正常时,电源好信号输出为高,使8284工作,这样就保证了主机在电源正常时工作。由于PC机电源是一种开关电源,它和一般的整流电源不同,所以在使用中应注意几点:1.当电源空载时,会自动停止各输出电压,因而空载时是测不出输出电压的。2.空载时会使内部电压升高,烧坏两个功率振荡管Q1Q2,检修时+5V要加一定负载。严禁空载加电检修。3.+5V端加的负载小于额定负载1/3,会影响其它各档电压的输出电压值,这是因为检测电路是以+5V电压为基准电压。4.PC类电源后面有一个散热直流风扇,它是接在12V输出端上,但有的是接在220V输入端,则电扇是一个交流电扇,因此确定电源的好坏,不能看电扇是转不转为依据,要弄清楚电扇在电源内的接法,否则会判断错误。5.显示器的电源输入有的接电源插座上,但目前的微机无论彩色、单色显示器均有一个空心的电源插头,正好接在PC机电源的另一个实心插座上。有很多人认为加电后,显示器有电,而主机没有电是怎么回事,这恰恰是一种错觉,打开电源盖就可看到,两个插座是并联的,通过面板上的电源开关接到市电上,加电后,只要开关是好的,显示器就会有电,如果开关电源故障,主机就不会有电,因此,要注意这一点。
        在修理PC机电源实践中,电源的故障一般表现为保险丝烧断,电源无输出,电源有输出但主机无光标,电源负载能力低、电压输出不准等等。对于保险丝烧断,大多是高压滤波电容产生的瞬间涌流(可达20A以上),将桥式二极管击穿所致。或是高压滤波电容,因耐压值低、质次击穿,选用时最好用330μF/330V的电容为好;或者是两个开关管Q1、Q2散热不够,耐压不够击穿等。对电源无输出,应着重检查限流电阻是否开路,+12V交流二极管是否击穿,振荡电路是否起振,原因是接通交流电时,会有一个持续时间较长的合闸涌流烧坏限流电阻或烧坏+12V的整流二级管,该管是一个快速恢复FRD二极管,其正向压降较大,容易击穿。如果电源有输出,但主机不工作,大多是电源好信号不正常,开机后可检查该信号是否有+5V,或者加大主机上的RESET信号的脉冲宽度,可在该脚并一个50μF的电解电容。电源负载能力低,这表现在当主机接上硬盘或多块接口卡时,主机工作不正常。此时应首先看一下本开关电源的额定输出功率是多少,是否符合前面讲的电源与主机类型相配,如果相配,其原因是晶体管的工作点选择不是最佳点,或晶体管的漏电流大。至于电压输出不准,其故障率很少,必要时,可调节检测电路中的基准电压电位器UR。
        在更换电源器件中,对初学者来说,色标电阻,电容的中文称位,晶体管的代换原则不太明白,下面简单介绍一下:
        1.色标电阻值的识别,目前微机和电源中普遍使用小功率的色标电阻,它的识别是:用“棕红橙黄绿兰紫灰白黑”10种颜色代表1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,数字,电阻标识采用四条色环,所在金层幅上的第一道色环,表示电阻值有效数字位的高位,第二道色环表示有效数字位的低位,第三道色环表示低位后面零的个数,第四道色环表示阻值误差值,一般金色为±5%,银色±10%。如果前三道色环认准了,第四道色环不影响对阻值的判断,在PC机电源中,阻值的精度要求不严,可不多注意,如某一色标电阻,色环顺序为红、绿、棕、银根据以上原则,该电阻为250Ω ,如果第三道色环是橙色,则该电阻为4 (K)以上值,绿色为兆 以上值,如果第三位色环不是以上十种颜色,而是金色或银色,它表示为小于1 的电阻,另外有些大功率电阻是用电阻丝线制而成,它的标值是直接印在电阻表面上的,有些限流电阻,看起来很象陶瓷电容,当电流过大,会烧断烧黑,不识别者认为是电容,换上将会击穿。
        2.电容的标识,电容的单位是法(F)。UF,nF,PF表示10-6F,10-9F,10-12F等,如果电解容100UF,3.3UF等,有些电容用二位数字表示有效数字,再用一个字母表示数值的量级,如220n表示0.22UF,又如3U3表示3.3UF等,有的电容用之位数字表示,前两位为电容量的有效值,第三位的为倍乘数,如“102”表示1000PF,“223”表示0022UF等,电容的更换注意几点:先电解电容或是一般电容,电解电容有下正负极性之分,按错了会击穿,第二点要注意电容的耐压值,原则上讲,电容容量相差较大关系不大,但耐压值一定要一样或大些为好。第三点就是电容漏电越小越好,可用电表侧量电容的漏电量,在K组档位置,测量电容两端时,指针返回原来位置越少越好。
        3.晶体管的标识方法混乱,PC类电源上用的晶体管型号更是混乱,因此,只有返过查找有关手册来辨认,在电源中用的开关管和晶体管如果没有原型号的,可用国产管代换,其代换原则是注意NPN型或是PNP型管,因为两种管子的极性相反,其次代换管的特性应相近,特性主要考虑集电极一基极反向击穿电压Vcbo值,集电极最大允放电流Icmo值,集电极最大允许耗散功率Pcm值,大功率开关管还应注意集电极一发射极反向击穿电压Vceo值,以上这几项值大于或等于都好,但不能小于原参数值。PC电源的修理主要在实践,电路原理较复杂也不统一,好在元器件不多,多下功夫是能修理的。