本 ATX 开关电源控制电路采用 TL494（部分电源使用 KA7500B，其管脚功能与 TL494 相同、可相互替换）及 LM339 集成电路（以下分别简称 494 与 339）构成。494 是双排 16 脚集成电路，工作电压为 7～40 V，其内部包含由 14 脚输出的 +5 V 基准电源（输出电压为 +5 V±0.05 V，最大输出电流 250 mA），以及一个频率可调的锯齿波产生电路，振荡频率由 5 脚外接电容和 6 脚外接电阻决定。当 13 脚为高电平时，由 8 脚和 11 脚输出双路反相（即推挽工作方式）的脉宽调制信号；本例采用这种工作方式，因此将 13 脚与 14 脚相连。

ATX 电源的控制电路由 494 与 339 及外围元件构成。比较器本质上是一种运算放大器，符号以三角形表示，它拥有一个同相输入端“+”、一个反相输入端“−”和一个输出端：当同相端电平高于反相端电平时输出高电平，反之则输出低电平。

494 内部共有四个比较放大器，为叙述方便，图中以小写字母 a、b、c、d 表示，其中 a 是死区时间比较器。由于两只用于逆变的三极管串联后接到 +310 V 的直流电源上，若两只三极管同时导通，就会形成对直流电源的短路。这种同时导通的情况，可能发生在一只管子的截止转导通与另一只导通转截止交替的时刻——因为管子转换存在时间延迟，截止的管子已经转为导通，而导通的管子尚未完全截止，于是两只管子都呈导通状态而形成短路。为防止此类事故，494 专门设置了死区时间比较器 a：从图中可见，比较器 a 的反相输入端串联了一个“电源”，其正极接反相端、负极接 494 的 4 脚；a 比较器同相端输入的锯齿波信号，只有大于“电源”电压的部分才有输出；在三极管导通与截止相互转换的期间（即死区时间），494 没有脉冲输出，从而避免了对直流电源的短路。死区时间还可由 4 脚外接电平控制：4 脚电平上升，死区时间变宽，494 输出的脉冲变窄；若 4 脚电平超过锯齿波的峰值电压，494 即进入保护状态，8 脚和 11 脚不再输出脉冲。

494 内部还包含 3 个二输入端与门（以 1、2、3 表示）、两个二输入端与非门、反相器、T 触发器等电路。与门的特点是只有所有输入端均为高电平时，输出端才输出高电平；只要任一输入端为低电平，就输出低电平。反相器的作用是把输入信号隔离放大后反相输出；与非门相当于一个与门与一个反相器的组合；T 触发器的作用是每输入一个脉冲，输出端的电平就翻转一次——如输出端 Q 为低电平，输入一个脉冲后 Q 变为高电平，再输入一个脉冲，Q 又回到低电平。比较器、与门、反相器、T 触发器以及锯齿波振荡器及 8 脚、11 脚输出的波形，共同构成了 494 的脉宽调制输出逻辑。

339 是四比较器集成电路，按管脚顺序，其内部四个比较器分别设为 A、B、C、D。494 与 339 再配合其他电路，共同完成 ATX 电源的稳压、产生 PW-OK 信号及各种保护功能。

一、产生 PW-OK 信号

PC 主机要求各路电源稳定后才开始工作，以保护各元件不致因电压不稳而损坏，因此电源设置了 PW-OK 信号（约 +5 V），主机在获得此信号后才开始工作。接通电源时，要求 PW-OK 信号比 +5 V、+12 V、+3.3 V 电源延迟数百毫秒才产生；关机时，PW-OK 信号应比直流电源先消失数百毫秒，以便主机先停止工作、硬盘磁头回复到着陆区，从而保护硬盘。

ATX 电源接通市电后，辅助电源立即工作：一方面输出 +5 VSB 电源，同时向 494 的 12 脚提供十几伏到二十几伏的直流电源；494 从 14 脚输出 +5 V 基准电源，锯齿波振荡器也开始起振工作。若主机未开机，PS-ON 信号为高电平，经 R37 使 339 的 B 比较器 6 脚亦为高电平；由于 R37 小于 R44，6 脚电平高于 7 脚电平，B 比较器输出端 1 脚输出低电平。经 D36 的钳位作用，A 比较器的反相端 4 脚亦为低电平，低于同相端 5 脚电平时输出端 2 脚呈高电平，经 R41 使 494 的 4 脚为高电平，故 494 内部死区时间比较器 a 输出低电平，与门 1 也因此输出低电平，并进而使与门 2、与门 3 输出低电平，封锁了振荡器的输出，8 脚、11 脚无脉冲输出。此时 ATX 电源无 +5 V、+12 V、+3.3 V 电源输出，主机处于待机状态。因 +5 V、+12 V 电源输出为零，经电阻 R15、R16 使 494 的 1 脚电平亦为零，494 的 c 比较器输出端 3 脚输出为零，经 R48 使 339 的 9 脚为零电平，故 339 的 C 比较器输出端 14 脚为零电平；另外，339 的 1 脚低电平信号因 D34 的钳位作用也使 14 脚为低电平，经 R50 和 R63 使 11 脚亦为低电平，因此 D 比较器输出端 13 脚为低电平，即 PW-OK 信号为低电平，主机不会工作。

开启主机时，通过人工或遥控操作闭合与 PS-ON 相关的开关，PS-ON 呈低电平，经 R37 使 339 的反相端 6 脚为低电平，B 比较器 1 脚输出高电平，D35、D36 反偏截止，A 比较器的输出电平则由 5 脚与 4 脚的电平决定。正常工作时 5 脚电平低于 4 脚电平，2 脚输出低电平，经 R41 送到 494 的 4 脚，使 4 脚电平变为低电平，锯齿波振荡信号可以从死区时间比较器 a 输出脉冲；另一方面，振荡信号送到 PWM 比较器 b 的同相输入端，PWM 比较器输出脉冲的宽度由 494 的 1 脚电平（即负载大小）与 16 脚电平决定。PWM 比较器输出的脉冲信号最终经缓冲放大器放大后从 8、11 脚输出脉冲，ATX 电源开始向主机输出 +5 V、+12 V、+3.3 V 电源；此过程因 C35 充电有数百毫秒的延时，但对主机开机并无影响。494 的 1 脚从 +5 V、+12 V 经取样电阻 R15、R16 获得电压，其电平略高于 2 脚，3 脚输出高电平，经 R48 使 339 的 9 脚得到高电平、高于 8 脚电平，故 14 脚输出高电平；此电平经 R50 与基准 +5 V 电源经 R64 共同对 C39 充电，经数百毫秒后 11 脚电平升高至超过 10 脚电平时，D 比较器 13 脚输出高电平，此电平经 R49 反馈至 11 脚、维持 11 脚处于高电平状态，故 13 脚输出稳定的高电平 PW-OK 信号，主机检测到该信号后即开始正常工作。

关机时，主机内开关使 PS-ON 呈高电平，此时 339 的 6 脚电平高于 7 脚，1 脚输出低电平，因二极管 D34 的钳位作用 14 脚呈低电平，C39 对 C 比较器及 B 比较器放电，很快 11 脚呈低电平、13 脚输出低电平，即 PW-OK 信号呈低电平。在 339 的 1 脚为低电平时，经 D36 使 4 脚为低电平，2 脚输出高电平，经 R41 传送到 494 的 4 脚，但因 C35 电位不能突变，需经数百毫秒放电后才使 494 的 4 脚转为高电平，从而封锁正负脉冲的输出，主机进入待机状态。上述过程中，关机时 C39 与 C35 都要放电，但因放电时间常数不同、C39 放电较快，故 PW-OK 信号先于各电源变成低电平，满足主机关机需要；此外，关机时因各输出电源的电解电容放电需要时间，也使 PW-OK 信号先于各电源回到低电平。

二、稳压

494 的 2 脚经 R47 与基准电压 +5 V 相连，维持较好的稳定电压；1 脚则与取样电阻 R15、R16 及 +5 V、+12 V 相连接，正常情况下 1 脚电平与 2 脚电平相等或略高。当输出电压升高（无论 +5 V 或 +12 V）时，1 脚电平高于 2 脚电平，c 比较器输出的误差电压与锯齿波振荡脉冲在 PWM 比较器 b 中比较，使输出脉冲宽度变窄、输出电压回落到标准值；反之则促使振荡脉冲宽度增加、输出电压回升。由于 494 内放大器增益很高，稳压精度很好。

由稳压原理，可以得到 ATX 电源输出电压偏高或偏低的维修方法：若输出电压偏低，可在 494 的 1 脚对地并联电阻，或增大 R47 的阻值；若电源输出偏高，则可在 2 脚对地并联电阻，也可以通过增大 R33 或取下 R69、R35 来降低输出电压。

三、过流保护

过流保护原理基于负载越大、Q3、Q4 集电极的脉冲电压也越高，即 R13（1.5 kΩ）上的电压越高；从这里采样经 D14 整流和 C36 滤波，再经 R54、R55 并联电阻与 R51、R56、R58 等组成的分压电路送到 494 的 16 脚。随着负载加重，16 脚电平也随之上升，当超过 15 脚电平时，误差放大器输出的误差电压促使调制脉冲宽度变窄，从而使负载电流减小。另外，从 R56、R58 并联电阻获得的分压再经 R52 送到 339 的 5 脚，当 5 脚电平超过 4 脚电平时，2 脚即输出高电平送到 494 的 4 脚，494 停止输出脉冲信号，终止 +5 V、+12 V、+3.3 V 电源的输出，达到过流及短路保护的目的。

需要说明的是：494 的 16 脚电平高低只能改变输出脉冲的宽度，不影响 494 的 4 脚电平状态；而 339 的 5 脚电平一旦超过 4 脚电平，339 的 2 脚就送出高电平去封锁 494 的脉冲输出、终止各路电源输出，同时 2 脚的高电平经 R59 和二极管 D39 反馈到 5 脚、维持 5 脚高电平。此时若过载或短路状态消失，494 的 4 脚仍维持高电平、各路电源仍不能输出，只有切断交流市电再重新接通方可再次开机。

四、过压保护

过电压保护由 R17 和稳压管 Z02 并联电路从 +5 V 采样，经 D37 送到 339 的 5 脚。若 +5 V 电源因某种原因升高，339 的 5 脚电平也随之升高，当超过 4 脚电平时，2 脚即送出高电平去 494 的 4 脚，封锁各路电源输出，实现过电压保护。正常工作时 R17 上压降不大、Z02 截止，送到 5 脚的电压较低；若 +5 V 电源电压上升，使 R17 上压降超过 Z02 的稳压值，Z02 导通，+5 V 电源上升后的电压值全部加到 339 的 5 脚上，促使其快速封锁 494 脉冲输出以保护电源。

五、欠压保护

欠压保护从 −5 V 的 D32 及 −12 V 处的 R14 取样，经 R34 和 D37 送到 339 的 5 脚。若因某种原因使输出电压过低，−12 V 及 −5 V 电压的负值也会减小（也就是电压值上升），经 R34 及 D37 送往 339 的 5 脚使电平上升，339 的 2 脚送出高电平到 494 的 4 脚，从而封锁 494 脉冲输出，实现欠压保护。二极管 D32 导通时，其压降与通过电流基本无关，保持在 0.6～0.7 V，于是 −5 V 电压的减少量会全部传送到 D32 的负端，提高了欠压保护的灵敏度。

六、电源保护电路故障的维修

从上面的叙述可知，各种保护电路最终都是通过控制 339 的 5 脚电平来控制 494 的 4 脚电平实现的：正常工作时 339 的 5 脚电平低于 4 脚电平，2 脚输出低电平，使 494 的 4 脚呈低电平状态（约 0.25 V）；若 339 的 5 脚电平高于 4 脚电平，2 脚输出高电平，494 的 4 脚变为高电平，电源进入保护状态，终止各路电源输出。因此 ATX 电源出了故障，若整流、滤波、逆变及辅助电源均完好，就要检查 339 的 4、5 脚电平：若 5 脚电平高于 4 脚，表示电源已进入保护状态，下一步则要找出使其进入保护状态的原因；可检查与 339 的 5 脚相连各支路另一端的电压是否比 5 脚电压高，高出 5 脚电压的支路就是故障所在支路。另外，也可用断开与 5 脚相连支路的方法排查：若断开某支路后 5 脚电平恢复正常，则故障就出在这一支路上，再沿该支路继续排查，很快即可排除故障。下面通过两个实例加以说明。

实例一：一台 SLPS-250ATXC 电源输出电压偏低，空载下 +5 V 电源电压只有 +1.8 V，其他各路电压也按比例同样下降。这是一台采用 TL494 及 LM339 的典型 ATX 电路。检查 494 的 4 脚电压为 +2.6 V，电路似乎处于保护状态；但保护状态时各路输出电压应均为零，而现在却是正常电压的三分之一，令人费解。试着把 494 的 4 脚接地，电源立即输出正常——4 脚接地就能正常工作，说明 494 并未损坏，问题可能出在 339 及其相关电路。

用万用表查 339 管脚电压，当查到 4 脚及 7 脚时各路电源均恢复正常，甚至只用一根表笔碰 7 脚或 4 脚也能使电源恢复正常——这等于在 4 脚或 7 脚接了一条“天线”，天线接收外来信号后电源就工作正常了。测试天线长度发现：40 cm 以下对电源不起作用，长度增加后输出电压也随之增加，达到 1 m 左右时输出电压恢复正常，494 的 4 脚电压也恢复到 0 V。但电源要靠“天线”才能工作，说明仍有故障未找到。再检查 339 的 4 脚与 5 脚电压：5 脚电压 2.4 V、4 脚电压 1.2 V，输出端 2 脚电压 2.9 V（即 339 的 4、5 脚比较支路）。但 339 的 2 脚高电位必须由 5 脚电位高于 4 脚电位时才产生，那 5 脚最初的高电位是怎么来的？把与 5 脚相连的各支路断开试试：在断开 c 支路后电源恢复正常；沿着 D2 往下找，最后在 +3.3 V 电源处对地接一个 1000 μF 的电容时电源恢复正常，再检查 +3.3 V 电源原有的滤波电容，发现已失效。更换电容后，494 的 4 脚电压恢复正常，用表笔碰触 339 的 4 脚或 7 脚也不再起作用，问题解决。

为什么 +3.3 V 电源滤波电容失效会造成输出电压偏低？因为 +3.3 V 电源在没有电容滤波时，输出的直流电源中含有很强的由逆变功率管输出的脉冲成分，通过 D3 及 D2 送到 LM339 的 5 脚，使 5 脚电平高于 4 脚，电源进入保护状态。从 +20 V 电源经 R3、D1、R2 和三个并联电阻到接地的支路中，三个电阻并联后的阻值为 2.43 kΩ，再略去其他支路影响可估算 5 脚电压约为 2.3 V；因二极管 D1 钳位，2 脚输出电压只能在 2.9 V 左右，经 R1 送到 TL494 的 4 脚、减去 R1 的压降后，494 的 4 脚电压即为 2.6 V。在此电压下，494 会输出较窄的脉冲，于是空载下 +5 V 电源约有 1.8 V 输出。解决的办法可在 d 支路中串联一个 47 kΩ 电阻，并把 R2 由 3.9 kΩ 换成 100 kΩ。经这样处理后，无论是正常工作还是保护状态，各路输出电压和管脚电压均恢复正常，且 R2 改动不影响电源的过载保护性能。至此电源故障才完全解决。

为什么 339 的 4 脚加天线后能正常工作？这是因为 2 脚经 D1 反馈到 5 脚后产生了轻微的高频寄生振荡；4 脚或 7 脚接上天线后破坏了电路的振荡条件，使 4 脚电压升高，当超过 5 脚电压时，2 脚送出 0 V 低电平信号到 494 的 4 脚，电源就恢复正常。同样，在 D1 支路中串联 47 kΩ 电阻后增加了阻尼因数、破坏了振荡条件，电源也恢复正常。此时若取下 +3.3 V 电源处新增的电解电容，通电后电源会立即进入保护状态，各路电源均无输出。

实例二：一台新时代 HY-ATX300 电源空载时输出电压正常，但不能带动负载。检查 494 各管脚电压，发现 12 脚电压只有 10 V，这是造成不能带负载的原因。在辅助电源逆变变压器 T3 的初级线圈 1 上加 16.5 V 高频电压，测得次级 +5 VSB 挡线圈 3 的电压为 0.9 V、向 494 集成电路 12 脚供电的线圈 4 的电压为 1.5 V，约为 +5 VSB 挡线圈电压的 1.7 倍。电源的 +5 VSB 电源直接从线圈 3 整流滤波得到，其稳压则借助 WD431 稳压集成电路和光电耦合器反馈回逆变三极管实现；由此可算出线圈 4 电压为 5×1.7 = 8.5 V，因负载较轻，经电容滤波后电压约为 10 V。这说明 T3 脉冲变压器线圈 4 的匝数偏少。拆开 T3 后得到各绕组匝数：初级 2×110 匝、反馈绕组 10 匝、+5 VSB 绕组 12 匝、绕组 4 为 8 匝。重新绕制绕组 4，将匝数由 8 匝增加到 20 匝，其余绕组不变；绕好后上机实验，494 集成电路 12 脚电压上升到 17 V，电源输入功率可达 130 W，故障排除。从故障现象看，可能是工厂生产时变压器装错了。