分享一种实用型的ATX电源设计和应用

1 ATX电源简介

早期PC中的开关电源是AT电源的一统天下。AT电源的输出功率一般为150～250W，共有四路输出(+5V、-5V、+12V、-12V)，另外还向主板提供一个电源正常(PG，Power Good)信号。AT电源的缺点是采用切断交流电源的方式关机，不能实现软件关机。目前随着ATX电源的普及，AT电源已淡出市场。

Intel在1997年推出了流行的ATX2．01电源标准。和AT电源相比，ATX电源主要是增加了3．3V输出电压和一个PS-ON信号。其中，3．3V电源给使用低电压的CPU供电，大大降低了主板电路的功耗。5V电源亦称辅助电源，只要插上220V交流电就有5V电压输出。PS-ON信号是主板向电源提供的电平信号，用来控制电源其他各路电压的输出。利用5V电源和PS-ON信号，即可实现软件开机／关机、网络远程唤醒等功能。当主板向电源发送的PS-ON信号为低电平时将电源启动，PS-ON为高电平时关闭电源。ATX电源的主要技术指标是输出功率、安全标准(例如我国的C CEE认证)、电磁干扰(EMI)特性、 “电源发生故障”(PF，即Power Fail)及“电源正常”信号的延迟时间等。

PC开关电源的功率必须能满足整机需要并留有一定余量。目前，PC正朝着“绿色”节能环保型的方向发展，其电源功率并非越大越好。Intel新推出的Micro-ATX标准所规定的PC电源功率只有145W，甚至可降低到90W。ATX电源现已成为PC电源的主流产品。

2 磁放大器稳压电路的基本原理

反激式开关电源中磁放大器稳压电路的基本原理如图1所示。输出电压UO经过取样电阻R1和R2获得取样电压UQ，接误差放大器的反相输入端，误差放大器的同相输入端接基准电压UREF，VDZ为稳压管，R3为偏流电阻。误差放大器将UQ与UREF进行比较后产生误差电压Ur，再经过二极管VD3接可控磁饱和电感器L1的右端。VD1为输出整流管，VD2为续流二极管。C为输出滤波电容器。L2为磁珠，用来抑制开关噪声。U1、U2、U3，分别代表L1左端、L1右端、VD1右端的电压。高频变压器一次侧的上端接直流输入高压U1，下端接功率开关管MOSFET的漏极。输出电压经过反馈电路获得的反馈信号，用来调节PWM调制器的脉冲占空比，通过改变MOSFET的通、断状态，即可实现稳压目的。

当MOSFET导通时，能量储存在高频变压器中，此时VD1截止。当MOSFET关断时，储存在高频变压器中的能量传输到二次侧。此时VD1导通，磁复位电流IG从右向左流过L1，将L1磁复位。由于二次绕组电流I2方向与IG相反，因此I2必须先将IG抵消后才能流过L2。这表明二次侧电流是从负值变为正值，然后迅速增大，使L2进入磁饱和状态并呈现低阻抗。显然，磁复位时间就是VD1开始导通的延迟时间t1。

磁放大器的时序波形如图2(a)、(b)所示。二者所对应的磁复位时间分别为t1、t2。

由图可见，改变t1，即可调节U2的占空比：D=t1／T，T为开关周期。具体讲，当磁复位时间从t1减至t2时，D ↑→UO↑。反之，当磁复位时间从t2增加到t1时，D↓→UO↓。因磁放大器具有“二次稳压”(一次稳压是由PWM调制器完成)的作用，故能对UO进行精确调节，获得高稳定度的输出电压。