略施小“计”,兼容电源变“名牌”

Author: 王庆东 Date: 2000年 第47期

  市场上的ATX电源,不管是品牌电源还是杂牌电源,从电路原理上来看,一般都是在AT电源的基础上,做了适当的改动发展而来的,因此,我们买到的ATX电源,在电路原理上一般都大同小异。微机电源并非高科技产品,然而,整个微机电源市场情况却不尽如人意,许多电源产品存在着各种选料和质量问题。
  如^47030201a^1是ATX电源的电路组成示意图。ATX电源是一个电压变换和能量供给装置,能量是按电源输入→高压滤波电路→推挽电路→开关变压器→整流电路→输出电路的方向输出的,其中任何一部分电路的功率不达标,都会影响整个电路的输出功率。对比名牌电源和普通兼容电源,我们发现,市场上销售的兼容电源在高压滤波电路、推挽电路、开关变压器、整流电路、输出电路等部分都和名牌电源有较大的差别,因而,二者的功率和质量存在较大的差距。其实仅仅从电源的重量对比上就可以猜测出现在标称250W的电源盒中蕴藏着多少水分,因为重量减轻意味着电源盒内部元件数量和质量上的偷工减料、散热片重量减轻、开关变压器和功率开关管的功率下降。电源盒外壳铁皮厚度减小而变形。下面跟我一步一步把兼容电源打摩成“名牌”电源。
#1    1.电源输入电路的打摩
  电源的输入电路主要包括保险丝、限流电路、抗干扰电路、过压保护电路,其具体的打摩方法,见《电脑报》第42期的相关文章。
#1    2.高压整流滤波电路的打摩
  整流滤波电路主要由全桥整流器、滤波电容、平衡电阻组成。经抗干扰滤波器净化后,无干扰的220V市电经过全波整流,高压滤波电容滤波后,在高压滤波电容上形成约300V(空载时)的直流电压,用来给电源开关功率管供电。
  有的廉价电源中的全桥整流器元件只选用1N4007(1A/1000V),由于开机后要对大容量的高压滤波电容充电,1A的额定电流容量显然太小,导致的后果是这种电源常常在开机的瞬间将整流管击穿,选用1N5406(6A/1000V)代换比较可靠。
  廉价电源中的高压滤波电容,容量一般为220μF/200V、工作温度为-15℃~85℃,和品牌电源中的优质电容相比,有一定的差距。在高压滤波电路中,一般来说,滤波电容的容量越大则滤波效果越好,选用适当容量的滤波电容,可使整流管的导通时间增长而令峰值电流减小,提高可靠性,防烧整流管,同时对电网的干扰也可以减小。大容量的电容虽有较强大的储存能量能力,但其介质吸收、损耗、漏电量以及失真度会随容量加大而增加,容量过大,反而得不偿失,在品牌电源中,一般采用470μF。高压滤波后的电容的耐压一般宜按实际工作电压的2倍选取。交流电源经全波整流后,输出的直流电压为交流电压值的1.4倍,因此,220V的交流电压整流滤波后的直流电压为300V左右。因为国内的电压夜间常达到240V以上,此时的滤波后的电压将高达340V以上,此电压是由两个滤波电容串联分担的,因此,选用耐压250V的高压滤波电容串联工作才有保障。同时为了保证良好的温度系数,选用的电容的工作温度范围要宽。综合以上几点,该电容应选市场上常见的470μF/250V,工作温度为-15℃~85℃的高压滤波电容。对电源中的高频成分干扰,靠电解电容是难以应付的,因此可以考虑在电解电容上并联一个小容量的高压薄膜电容,可以有效抑制频率高达几兆赫兹的高频信号。
#1    3.开关功率管的打摩
  市售廉价的ATX电源中使用的功率管大多为TO-220封装的MJE13007。该管额定功率70W,耐压400V,电流8A,由于功率和耐压余量小,在实际使用中,因此功率管损坏引发的故障较多。实际上,这种功率管由于耐压较高,功率适中,一般用在电子日光灯的电路中。被厂商“移花接木”地用在开关电源中,纯粹是属于“小马拉大车”。在ATX电路的印刷电路板上一般都留有TO-220和TO-3两种封装管的位置,为了达到额定的功率,可以考虑用其它型号功率较大的功率管替换。在TO-220封装管中,2SC3822(125W/500V/8A)的性能是较好的,单管功率可达到125W,但此管价格较高,且不易买到,不是首选代换元件。市场上常见的TO-3形式的封装管中,BU508A(125W/700V/8A),比较容易买到,且价格不高,是比较理想的代换品,用该管代换后,双管推挽额定功率可达到250W,由于现在的PC机所需要的功率也就是100W左右,采用BU508A功率管后的电源具有较大的功率余量,可以较好地应付DIY电脑中添加的种种电脑配件。^47030201b^2为TO-3形式封装的BU508A和TO-220封装的MJE13007对比图,从图中可以看出二者的巨大差别。
  功率管的额定功率是在一定的散热条件下达到的,因此,在功率管上都安装了大散热片,散热片的质量直接决定了功率管的散热效果。好的电源使用的散热片应为铝制甚至为铜制,且体积较大。为了增大散热片的有效散热面积,散热片都做成梳状,齿越深、分得越开、厚度越大,散热效果越好。电源中的功率管是和散热片固定在一起的,替换时,可像^47030201c^3那样把二者一起焊下,拆下原功率管,再把新换的功率管在散热片上固定好。安装时必须注意功率管与散热片的良好接触,原散热片上的硅脂不要擦掉。为了防止焊接时产生的应力把电路板损坏,要把二者一同安装到电路板上,先焊接固定好散热片,再焊接功率管。
#1    4.开关整流对管的打摩
  在ATX电源中,由于开关电源的工作频率相当高,因此,整流用的二极管必须用高速二极管,以提高工作效率,减少发热量,同时,由于输出的电压较低,为了减少电压损耗,应采用肖特基二极管。在ATX电源中,+5V、+3.3V、+12V的整流管采用的都是肖特基对管,但在廉价电源中,不管输出电流多大,一律采用了MUR1640(16A/40V)整流对管。通过查看电源的标牌,我们得知,在250W的电源中,各路输出电压的标称输出电流:+5V为21A、+3.3V为14A、+12V为6A,再加上要考虑到功率要有一定的余额,+5V和+3.3V所用的整流管的电流参数远远不足。为了保险起见,建议换用MUR3020(30A/20V),肖特基对管安装时也要注意散热问题,与开关功率管的散热一样重要。
#1    5.输出滤波电容的打摩
  为了滤除开关电源的高频干扰,在ATX电源的输出电路设置了多级LC滤波电路。廉价电源中,输出滤波电路中的电解电容一般容量较小,可以考虑把电源输出端的所有用于滤波的电解电容,换成同体积的2200μF、耐压不低于25V的电容。并在每个滤波电容上各并联一只0.1μF~0.22μF、耐压25V左右的薄膜电容,以滤除输出电压中的高频干扰,这对主机部件的超频起着关键性的作用。
#1    6.辅助开关电源的打摩
  在ATX电源中,辅助开关电源是一个独立的开关电源,只要ATX电源一上电,辅助电源便开始工作,输出的电压一路用来向电源板提供工作电压,另一路作为+5V电压向主机相关电路供电,以便在待机状态时,机内主要设备停止工作的情况下维持部分设备工作,实现远程遥控和网络唤醒功能,因此,对辅助电源的质量要求更高。+5V按标准规定输出为5V±5%。ATX2.03标准从今后的实际应用情况考虑,推荐+5V的输出能力可以达到720mA,而Intel的Flex标准则要求输出电流最大可达1.5A或2A,以适应各种不同的需求。
  廉价电源中,辅助电源采用的是单管自激振荡开关电路,为了节省成本,开关管一般也采用MJE13007。由于很难有用户在电脑关机后拔下电源插头,因此只要插上电源插头,该管就一直处于高达300V的高压之下,一旦外界电压再有波动,便有击穿的危险。建议换用BU508A功率管,可以很好地满足辅助电源输出大电流和抗高电压冲击的能力。
  打摩结束的ATX电源必须在经过检验合格之后,才能上机使用。对ATX电源打摩还有什么问题,请到BIOS.533.NET找答案。