计算机维护与维修第05章课件.ppt
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1、计算机维护与维修计算机维护与维修计算机维护与维修计算机维护与维修电子教案电子教案第1页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源第5章 微机电源v微机系统的电源均采用无工频变压器的脉宽调制变压微机系统的电源均采用无工频变压器的脉宽调制变压器开关稳压电源。这种电源采用直流整流、高频变换器开关稳压电源。这种电源采用直流整流、高频变换和脉宽调制技术,使整个电源具有体积小、重量轻、和脉宽调制技术,使整个电源具有体积小、重量轻、输出保持时间长、输出不易过压、性能稳定可靠等优输出保持时间长、输出不易过压、性能稳定可靠等优点。点。v早期微机一般采用早期微机一般采用ATAT型电源,现在均采用
2、型电源,现在均采用ATXATX型电源。型电源。ATXATX电电源是在源是在ATAT电源的基础上发展起来的,工作原理与电源的基础上发展起来的,工作原理与ATAT电源基本电源基本相同,其区别在于相同,其区别在于ATXATX电源与主机板有一根连线,可实现自电源与主机板有一根连线,可实现自动关机功能,输出电压路数比动关机功能,输出电压路数比ATAT电源多。电源多。第2页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源微机电源微机电源5.1 微机开关电源简介微机开关电源简介5.2 开关电源的基本结构和工作原理开关电源的基本结构和工作原理5.3 电源规范及主要输出接口电源规范及主要输出接口5.
3、4 微机电源故障的检查方法微机电源故障的检查方法5.5 常见故障处理与维修举例常见故障处理与维修举例5.6 不间断电源(不间断电源(UPS)第3页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.1 微机开关电源简介微机开关电源简介5.1.1 AT电源电源 vATAT电源有四种直流电压输出:电源有四种直流电压输出:+5V+5V向系统部件、向系统部件、选件和键盘供电;选件和键盘供电;-5V-5V用于软盘适配器中锁相用于软盘适配器中锁相式数据分离电路;式数据分离电路;+12V+12V主要向软盘和硬盘驱主要向软盘和硬盘驱动器供电;动器供电;+12V+12V和和-12V-12V用于向异步
4、通信适配用于向异步通信适配器提供接口电源。器提供接口电源。第4页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.1.1 AT电源电源v电源盒的直流引出线插头有电源盒的直流引出线插头有4 4种类型:种类型:1)21)2个个6 6芯插头是为主机板供电的主电源插头,芯插头是为主机板供电的主电源插头,除地线外,它们分别向主机提供除地线外,它们分别向主机提供12V12V和和5V5V稳定的直流电压,一个稳定的直流电压,一个P.GP.G信号;信号;2)42)4个标准个标准4 4芯插头,分别提供芯插头,分别提供+5V+5V、+12V+12V直流直流电压和地线,为硬盘、光驱等其他外部设备电压和地
5、线,为硬盘、光驱等其他外部设备提供电源;提供电源;3)3)一个一个4 4芯小插头,为软驱等小型外设供源;芯小插头,为软驱等小型外设供源;4)4)一个一个2 2芯小插头,为机箱上数显面板供电,芯小插头,为机箱上数显面板供电,此插头的红色为此插头的红色为+5V+5V,另一条线是地线。,另一条线是地线。第5页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.1.2 ATX电源电源 vATXATX电源和电源和ATAT电源的最大不同是电源的最大不同是ATXATX电源取消电源取消了电源开关,取而代之以机箱面板上的轻触了电源开关,取而代之以机箱面板上的轻触开关。开关。v机箱面板上的电源开关直接
6、接到主板的机箱面板上的电源开关直接接到主板的“Power Switch”Power Switch”引出针上,它不再用市电引出针上,它不再用市电开关来控制电源是否工作,而是采用开关来控制电源是否工作,而是采用“+5VSB”+5VSB”和和“PS-ON”PS-ON”的组合来实现电源的开启和关闭。的组合来实现电源的开启和关闭。v通过此项改进,实现了电脑的软关机。通过此项改进,实现了电脑的软关机。第6页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.1.2 ATX电源电源v在退出在退出WindowsWindows时,选中时,选中“关闭计算机关闭计算机”退出退出系统后,系统后,ATXAT
7、X会自动切断对主板大部分电路的会自动切断对主板大部分电路的供电(仍然保持对主板上供电(仍然保持对主板上“电源监控电源监控”部分部分电路的供电),同时,关闭自身绝大部分电电路的供电),同时,关闭自身绝大部分电路的工作电源,等待主机的路的工作电源,等待主机的POWERPOWER轻触开关再轻触开关再次发出启动信号,不像次发出启动信号,不像ATAT电源每次开机都要电源每次开机都要按动电源开关。按动电源开关。v同时主板上的同时主板上的“电源监控电源监控”部分电路结合部分电路结合BIOSBIOS软件控制,可实现网络唤醒、远程开机软件控制,可实现网络唤醒、远程开机等等ATXATX主板特有的功能。主板特有的功
8、能。第7页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.1.2 ATX电源电源vATXATX电源输出路数与电源输出路数与ATAT电源输出路数的主要区电源输出路数的主要区别是:为主板提供电源的电缆线不是别是:为主板提供电源的电缆线不是6 6芯的,芯的,而是一根而是一根2020芯的插头。另外还有芯的插头。另外还有3.3V3.3V输出,输出,此项输出主要为此项输出主要为CPUCPU提供电源。其中各引脚信提供电源。其中各引脚信号标志如图号标志如图1 1所示。所示。第8页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.1.2 ATX电源电源红黄红黄紫色紫色黄色黄色+12
9、V +5V+5VSB +5VPW-OK -5VGND GND+5V GNDGND GND+5V PS-ONGND GND+3.3V -12V+3.3V +3.3V灰色灰色黑色黑色黑色黑色桔黄桔黄桔黄桔黄红色红色白色白色黑色黑色黑色黑色黑色黑色红黄红黄黑色黑色桔黄桔黄绿色绿色兰色兰色黑色黑色红色红色图图1 ATX1 ATX电源输出信号电源输出信号第9页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.2 开关电源的基本结构和工作原理开关电源的基本结构和工作原理 5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理电源的基本结构及工作原理v交流输入后,经整流和滤波电路变成交流输入后,经整流和滤
10、波电路变成300V300V直流电压。直流电压。v该直流电压通过高频振荡器变成幅值该直流电压通过高频振荡器变成幅值300V300V的矩形波,的矩形波,再经高频变压器降压及整流滤波,输出再经高频变压器降压及整流滤波,输出12V12V、5V5V的直流电压。调节的直流电压。调节300V300V矩形波的占空比即可调节直流矩形波的占空比即可调节直流输出值,从而得到稳定的直流电压输出。由于高频振输出值,从而得到稳定的直流电压输出。由于高频振荡器的振荡频率比输入的交流电压的频率高得多,这荡器的振荡频率比输入的交流电压的频率高得多,这样使所用的变压器及滤波元件的体积、重量都大大减样使所用的变压器及滤波元件的体积
11、、重量都大大减小,而振荡器中的三极管均工作在开关状态,所以减小,而振荡器中的三极管均工作在开关状态,所以减小了功率损耗,提高了电路的效率。小了功率损耗,提高了电路的效率。如图如图2 2所示。所示。第10页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理电源的基本结构及工作原理直流直流低频低频整流滤波整流滤波振荡器振荡器高频高频整流滤波整流滤波控制电路控制电路交流输交流输入入交流交流高频高频低压低压直流直流负载负载直流变换器直流变换器图图2 ATX2 ATX开关电源工作原理开关电源工作原理 第11页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修
12、微机电源微机电源5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理电源的基本结构及工作原理vATXATX电源基本上都是脉宽调制变换型开关直流稳压电电源基本上都是脉宽调制变换型开关直流稳压电源,它由输入电路、功率变换电路、控制电路、保护源,它由输入电路、功率变换电路、控制电路、保护电路以及主机启动电路构成。如图电路以及主机启动电路构成。如图3 3所示。所示。脉宽脉宽调制调制高压高压DC低通低通滤波器滤波器输入输入整流滤波整流滤波功率功率变换变换输出整流输出整流滤波器滤波器低压低压DC输出输出控制线路控制线路自动保自动保护线路护线路内部辅助内部辅助直流电源直流电源反馈反馈信号信号图图3 ATX3 ATX开
13、关电源结构图开关电源结构图 第12页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理电源的基本结构及工作原理v图中没有工频变压器,输入的交流电经低通滤波后直接整图中没有工频变压器,输入的交流电经低通滤波后直接整流变换成未经调节的直流电压,该电压供给由功率开关管流变换成未经调节的直流电压,该电压供给由功率开关管及高频变压器组成的功率变换电路。开关管由脉宽调制控及高频变压器组成的功率变换电路。开关管由脉宽调制控制集成电路发出的驱动脉冲信号触发,通过开关管的通断制集成电路发出的驱动脉冲信号触发,通过开关管的通断变换,将直流电压变换成较高频率的交变
14、矩形波电压(这变换,将直流电压变换成较高频率的交变矩形波电压(这种变换称为逆变),经高频变压器将此电压降低到各档需种变换称为逆变),经高频变压器将此电压降低到各档需要的电压值,然后经高频二极管整流以及要的电压值,然后经高频二极管整流以及L L、C C平滑滤波后平滑滤波后送至负载。送至负载。第13页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.2.1 ATX电源的基本结构及工作原理电源的基本结构及工作原理 v脉宽调制控制集成电路的作用除了提供功率开关管基极驱脉宽调制控制集成电路的作用除了提供功率开关管基极驱动脉冲外,还要对输出电压取样并经放大器放大后再和锯动脉冲外,还要对输出电
15、压取样并经放大器放大后再和锯齿波进行比较,以调制输出脉冲的宽度。控制脉冲的宽度齿波进行比较,以调制输出脉冲的宽度。控制脉冲的宽度可以改变功率开关管的导通时间,以改变输出电压的大小,可以改变功率开关管的导通时间,以改变输出电压的大小,实现对输出电压的调节。实现对输出电压的调节。v辅助电源提供控制电路的自用电源,可以通过一个小辅助电源提供控制电路的自用电源,可以通过一个小变压器整流获得,也可以取自低压整流滤波后的直流变压器整流获得,也可以取自低压整流滤波后的直流电压再经变换后得到。电压再经变换后得到。v过流保护及过压保护环节是在电源发生故障或负载出现异常过流保护及过压保护环节是在电源发生故障或负载
16、出现异常时提供对开关管的保护作用。时提供对开关管的保护作用。第14页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.2.2 ATX开关电源的工作原理详述 vATXATX开关电源,电路按其组成功能分为:开关电源,电路按其组成功能分为:1 1输入整流滤波电路输入整流滤波电路2 2高压尖峰吸收电路高压尖峰吸收电路 3 3辅助电源电路辅助电源电路 4 4PSPS信号和信号和PGPG信号产生电路以及脉宽调制控信号产生电路以及脉宽调制控制电路制电路5 5主电源电路及多路直流稳压输出电路主电源电路及多路直流稳压输出电路6 6自动稳压稳流控制电路自动稳压稳流控制电路 第15页,共69页。计算机
17、维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.3 电源规范及主要输出接口5.3.1 电源规范简介vATXATX规范是规范是19951995年年IntelIntel公司制定的主板及电公司制定的主板及电源结构标准,源结构标准,ATXATX电源规范经历了电源规范经历了ATX 1.1ATX 1.1、ATX 2.0ATX 2.0、ATX 2.01ATX 2.01、ATX 2.02ATX 2.02、ATX 2.03ATX 2.03和和ATX 12VATX 12V系列等阶段。系列等阶段。第16页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.3.1 电源规范简介电源规范简介v从从P4P4开始
18、,电源规范开始使用开始,电源规范开始使用ATX 12V 1.0ATX 12V 1.0版本,它与版本,它与ATX ATX 2.032.03的主要差别是改用的主要差别是改用+12V+12V电压为电压为CPUCPU供电,而不再使用供电,而不再使用之前的之前的+5V+5V电压。这样加强了电压。这样加强了+12V+12V输出电压,将获得比输出电压,将获得比+5V+5V电压大许多的高负载性,以此解决电压大许多的高负载性,以此解决P4P4处理器的高功耗问题。处理器的高功耗问题。其中最显眼的变化是首次为其中最显眼的变化是首次为CPUCPU增加了单独的增加了单独的4Pin4Pin电源接电源接口,利用口,利用+1
19、2V+12V的输出电压单独向的输出电压单独向P4P4处理器供电。处理器供电。vIntelIntel在在20032003年年4 4月,发布了新的月,发布了新的ATX 12V 1.3ATX 12V 1.3规范。新规规范。新规范还为当时崭露头角的范还为当时崭露头角的SATASATA硬盘提供了专门的供电接口。硬盘提供了专门的供电接口。第17页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.3.1 电源规范简介电源规范简介v20052005年,随着年,随着PCI-ExpressPCI-Express的出现,带动显卡对供电的需求,的出现,带动显卡对供电的需求,因此因此IntelIntel推
20、出了电源推出了电源ATX 12V 2.0ATX 12V 2.0规范。即选择增加第二路规范。即选择增加第二路+12V+12V输出的方式,来解决大功耗设备的电源供应问题。电源输出的方式,来解决大功耗设备的电源供应问题。电源将采用双路将采用双路+12V+12V输出,其中一路输出,其中一路+12V+12V仍然为仍然为CPUCPU提供专门的提供专门的供电输出。而另一路供电输出。而另一路+12V+12V输出则为主板和输出则为主板和PCI-EPCI-E显卡供电,显卡供电,以满足高性能以满足高性能PCI-EPCI-E显卡的需求。由于采用了双路显卡的需求。由于采用了双路+12V+12V输出,输出,连接主板的主电
21、源接口也从原来的连接主板的主电源接口也从原来的2020针增加到针增加到2424针,该高版针,该高版本的电源可以将主电源本的电源可以将主电源2424针分成针分成20+420+4两个部分,兼容使用两个部分,兼容使用2020针主电源接口的旧主板。除此之外,针主电源接口的旧主板。除此之外,ATX 12V 2.0ATX 12V 2.0规范还将规范还将电源满载转换效率的标准提升至电源满载转换效率的标准提升至80%80%以上,进一步达到环保以上,进一步达到环保节能的要求,并再次加强了节能的要求,并再次加强了+12V+12V的电流输出能力。的电流输出能力。v20062006年年5 5月,月,IntelInte
22、l又推出了又推出了ATX 12V 2.2ATX 12V 2.2规范。规范。第18页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.3.1 电源规范简介电源规范简介v选购电源的时候应该尽量选择更高规范版本选购电源的时候应该尽量选择更高规范版本的电源。首先,新规范版本的电源完全可以的电源。首先,新规范版本的电源完全可以向下兼容。其次,新规范的向下兼容。其次,新规范的12V12V、5V5V、3.3V3.3V等等输出的功率分配通常更适合当前计算机配件输出的功率分配通常更适合当前计算机配件的功率需求。此外,新规范版本的电源直接的功率需求。此外,新规范版本的电源直接提供了主板、显卡、硬盘等
23、硬件所需的电源提供了主板、显卡、硬盘等硬件所需的电源接口,而无需额外的转接。接口,而无需额外的转接。v如果要为一套旧的系统配电源,可能对如果要为一套旧的系统配电源,可能对3.3V3.3V和和5V5V的功率要求较高,可能需要购买旧规范的功率要求较高,可能需要购买旧规范的电源。的电源。第19页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.3.1 电源规范简介电源规范简介v图图4 4所示的就是符合所示的就是符合ATX ATX 12V 2.012V 2.0规范的华硕规范的华硕P5BP5B主主板板EATXEATX(Extended ATXExtended ATX)电源插座信号,与图电源
24、插座信号,与图1 1比较,比较,除了增加最上面的除了增加最上面的4 4个针脚个针脚构成的独立部分外,其余构成的独立部分外,其余的都相同。的都相同。图图4 EATX4 EATX电源输出信号电源输出信号 第20页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.3.2 电源主要输出接口电源主要输出接口 v电源的主要输出接口是指电源给电源的主要输出接口是指电源给主板主板、显卡显卡、硬盘、硬盘、光驱、软驱等设备提供了哪些供电接口。首先是主板光驱、软驱等设备提供了哪些供电接口。首先是主板上的主供电接口,以前主板的主供电接口是上的主供电接口,以前主板的主供电接口是2020针的,针的,而从而从
25、ATX 12V 2.0ATX 12V 2.0规范开始,很多主板开始使用规范开始,很多主板开始使用2424针针的主供电接口,显然购买带有的主供电接口,显然购买带有2424针主供电接口的电源针主供电接口的电源更合适。当然,为了解决向下兼容的问题,大部分更合适。当然,为了解决向下兼容的问题,大部分2.02.0电源主供电接口都采用电源主供电接口都采用“分离式分离式”设计或附送一设计或附送一条条24Pin20Pin24Pin20Pin的转换接头。的转换接头。第21页,共69页。计算机维护与维修计算机维护与维修微机电源微机电源5.3.2 电源主要输出接口电源主要输出接口 图图5 EATX5 EATX电源输
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