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一種實用型的ATX電源設計

作者: 時間:2011-11-15 來源:網(wǎng)絡 收藏

1 簡介

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/178402.htm

  早期PC中的開關是AT的一統(tǒng)天下。AT電源的輸出功率一般為150~250W,共有四路輸出(+5V、-5V、+12V、-12V),另外還向主板提供一個電源正常(PG,Power Good)信號。AT電源的缺點是采用切斷交流電源的方式關機,不能實現(xiàn)軟件關機。目前隨著電源的普及,AT電源已淡出市場。

  Intel在1997年推出了流行的2.01電源標準。和AT電源相比,ATX電源主要是增加了3.3V輸出電壓和一個PS-ON信號。其中,3.3V電源給使用低電壓的CPU供電,大大降低了主板電路的功耗。5V電源亦稱輔助電源,只要插上220V交流電就有5V電壓輸出。PS-ON信號是主板向電源提供的電平信號,用來控制電源其他各路電壓的輸出。利用5V電源和PS-ON信號,即可實現(xiàn)軟件開機/關機、網(wǎng)絡遠程喚醒等功能。當主板向電源發(fā)送的PS-ON信號為低電平時將電源啟動,PS-ON為高電平時關閉電源。ATX電源的主要技術指標是輸出功率、安全標準(例如我國的C CEE認證)、電磁干擾(EMI)特性、 “電源發(fā)生故障”(PF,即Power Fail)及“電源正常”信號的延遲時間等。

  PC開關電源的功率必須能滿足整機需要并留有一定余量。目前,PC正朝著“綠色”節(jié)能環(huán)保型的方向發(fā)展,其電源功率并非越大越好。Intel新推出的Micro-ATX標準所規(guī)定的PC電源功率只有145W,甚至可降低到90W。ATX電源現(xiàn)已成為PC電源的主流產(chǎn)品。

  2 磁放大器穩(wěn)壓電路的基本原理

  反激式開關電源中磁放大器穩(wěn)壓電路的基本原理如圖1所示。輸出電壓UO經(jīng)過取樣電阻R1和R2獲得取樣電壓UQ,接誤差放大器的反相輸入端,誤差放大器的同相輸入端接基準電壓UREF,VDZ為穩(wěn)壓管,R3為偏流電阻。誤差放大器將UQ與UREF進行比較后產(chǎn)生誤差電壓Ur,再經(jīng)過二極管VD3接可控磁飽和電感器L1的右端。VD1為輸出整流管,VD2為續(xù)流二極管。C為輸出濾波電容器。L2為磁珠,用來抑制開關噪聲。U1、U2、U3,分別代表L1左端、L1右端、VD1右端的電壓。高頻變壓器一次側的上端接直流輸入高壓U1,下端接功率開關管MOSFET的漏極。輸出電壓經(jīng)過反饋電路獲得的反饋信號,用來調節(jié)PWM調制器的脈沖占空比,通過改變MOSFET的通、斷狀態(tài),即可實現(xiàn)穩(wěn)壓目的。

  當MOSFET導通時,能量儲存在高頻變壓器中,此時VD1截止。當MOSFET關斷時,儲存在高頻變壓器中的能量傳輸?shù)蕉蝹?。此時VD1導通,磁復位電流IG從右向左流過L1,將L1磁復位。由于二次繞組電流I2方向與IG相反,因此I2必須先將IG抵消后才能流過L2。這表明二次側電流是從負值變?yōu)檎?,然后迅速增大,使L2進入磁飽和狀態(tài)并呈現(xiàn)低阻抗。顯然,磁復位時間就是VD1開始導通的延遲時間t1。

  磁放大器的時序波形如圖2(a)、(b)所示。二者所對應的磁復位時間分別為t1、t2。

  由圖可見,改變t1,即可調節(jié)U2的占空比:D=t1/T,T為開關周期。具體講,當磁復位時間從t1減至t2時,D ↑→UO↑。反之,當磁復位時間從t2增加到t1時,D↓→UO↓。因磁放大器具有“二次穩(wěn)壓”(一次穩(wěn)壓是由PWM調制器完成)的作用,故能對UO進行精確調節(jié),獲得高穩(wěn)定度的輸出電壓。


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關鍵詞: 設計 電源 ATX 實用型

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