Phân tích mạch nguồn ATX và những bệnh thường gặp

Mạch nguồn ATX sử dụng chip TL494. Mạch này được sử dụng trong hầu hết các bộ nguồn có công suất đầu ra khoảng 200W. Thiết bị sử dụng mạch bán dẫn đẩy kéo có điều chỉnh điện áp đầu ra. Ở đây chúng tôi mang đến cho bạn sơ đồ đấu dây của bộ nguồn cho PC. Bộ nguồn này có thiết kế ATX và hiệu suất 200W. 

Mạch chỉnh lưu

Nhiệm vụ của mạch chỉnh lưu là chuyển đổi điện áp AC thành điện áp DC cung cấp cho nguồn cấp trước và nguồn xung hoạt động.

Phân tích

• Nguồn AC 220V từ điện lưới qua cầu chì F1 (250V / 5A) qua mạch lọc (C1, R1, T1, C4, T5) đến cầu diode D21, D22, D23, D24. Giữa hai tụ lọc nguồn chính C5 và C6 là một công tắc để chọn chế độ điện áp đầu vào 115V hoặc 220V. Nếu chuyển sang 115V thì mạch lọc phía sau là mạch tăng kép (cắm vào 220V là nổ ngay)
• Các tụ chống sét (Varistors) Z1 và Z2 có bảo vệ quá áp ở đầu vào. Trong nhiều trường hợp, khi bật công tắc 115V và cắm điện 220V, thì cầu chì F1 và Z1 hoặc Z2 sẽ chết ngay lập tức. Điều này chỉ tồn tại ở những bộ nguồn máy bộ hoặc nguồn công suất thực, những bộ nguồn không tên tuổi có xuất xứ từ Trung Quốc và Đài Loan hầu như không có.
• Cuối mạch này khi ta cắm nguồn thì 2 đầu ra của cầu diode phải có nguồn 310VDC.

Lỗi thường gặp 

• Các lỗi thường gặp là lỗi đứt cầu chì F1, chết varistors Z1 và Z2, chết cầu diode D21, D24. Nguyên nhân chính là do đặt công tắc 115 / 220V sang 115V rồi cắm vô điện 220V. Hoặc đầu ra bị chạm tải. Vì vậy đầu ra cần được kiểm tra trước khi cấp nguồn cho mạch. Theo phân tích, 300V là tốt ở cuối mạch này. 
• Đôi khi, cặp tụ lọc C5, C6 (hai tụ dễ nhìn thấy nhất) bị khô hoặc phồng và bộ nguồn không hoạt động hoặc chạy chậm và sụt áp.

Mạch nguồn cấp trước (hay còn gọi là nguồn phụ)

Mạch nguồn cấp trước có chức năng tạo ra điện áp 5V STB (điện áp cấp trước) để cung cấp cho mạch khởi động trên Mainboard và cung cấp 12V cho mạch dao động ở nguồn chính.

Phân tích

• Theo sơ đồ này Transistor Q12 (C3457) sẽ dao động theo kiểu “xả”, phía thứ cấp của biến áp T6 lấy điện áp qua diode D28 thông qua IC ổn áp họ 78L05, và sẽ có dây chuẩn 5V STB có màu tím. Đường này sẽ có nhiệm vụ “cấp nguồn cho mạch POWER ON” (hay còn gọi là “Turn On Logic”) và mạch khởi động qua mạng (trong các máy được hỗ trợ).
• Đồng thời, điện áp sẽ đi qua diode D30 đến chân cấp nguồn 12 của IC điều xung TL494. Dễ dàng nhận thấy IC này sẽ lấy nguồn từ đường 12V chính thông qua diode D khi nguồn điện đang chạy.
• Mạch cấp trước loại này ít gặp hơn các mạch dùng OPTO và IC 431.

Lỗi thường gặp

• Trong trường hợp không có nguồn, việc đầu tiên chúng ta làm trước khi mở hộp nguồn là kiểm tra xem dây màu tím có phải là 5V STB không? Nếu không, mạch nguồn trước đó đã bị hỏng.
• Thường chip Q12 C3457, Zener ZD2, diode D28 bị đứt hoặc chạm, IC 78L05 bị chết.
• Mạch này không có vấn đề gì thì khi ta cắm điện là nó luôn luôn được chạy.

Mạch công tắc (Còn gọi Power ON)

Mạch công tắc điện là một mạch được thiết kế để đóng hoặc ngắt dòng điện.

Phân tích

Khi chúng ta nhấn nút Power On trên thùng máy (hoặc kích hoạt nguồn bằng cách nối ngắn dây màu xanh lá cây và màu đen) transistor Q10 sẽ ngừng dẫn điện và khi đó Q1 cũng sẽ ngừng dẫn điện. Tụ C15 sẽ được nạp qua R15. Chân số 4 của IC TL494 sẽ đi xuống mức thấp thông qua R17. Thông thường, chân 4 mức thấp IC TL494 sẽ hoạt động, ngược lại chân 4 mức cao IC TL494 sẽ không hoạt động. Đây là cốt lõi của việc thực hiện các mạch “công tắc” và “bảo vệ”.

Lỗi thường gặp

• Sau khi kiểm tra thấy dây màu tím có 5V STB, việc thứ hai là kiểm tra xem dây màu xanh lá cây có ở mức cao (khoảng 2,5V ~ 5V) không? Lưu ý rằng dây màu xanh lá cây chỉ cần mức cao (tức là 2.5V ~ 5V), không nhất thiết phải 5V. Một số bạn kiểm tra thấy không đủ 5V nên đã đi sửa lỗi này và loay hoay mãi.
• Mạch hoạt động ở điện áp và dòng điện thấp nên ít bị hư hỏng. Hiện tượng mất điện áp này rất hiếm xảy ra (vì nó được lấy từ nguồn 5V STB của dây màu tím). Một lỗi thường gặp là có mức cao nhưng kích nguồn không chạy. Lỗi này là do những mạch ở phía sau như nguồn chính không chạy, có chạm tải bị mạch Bảo vệ ngăn không cho chạy.
• Nói tóm lại mạch này gần như không bị hư hỏng. Nếu kiểm tra mọi thứ đều bình thường mà kích nguồn không chạy thì hãy thử đổi IC điều xung TL494. Vì chân số 4 của IC sẽ quyết định việc chạy hay không chạy của mạch mà bị lỗi thì kích bao lâu IC cũng không chạy được.

Mạch nguồn chính (Main Power)

Bộ nguồn chính có khả năng tạo ra mức điện áp chính cho bo mạch chủ, đó là các mức điện áp 12V, 5V và 3.3V. Các điện áp này cung cấp dòng điện rất cao để đáp ứng hoạt động tổng thể của bo mạch chủ và các thiết bị ngoại vi kèm theo. Ngoài ra nguồn chính còn cung cấp hai mức nguồn là -12 V và -5 V, hai điện áp âm thường chỉ cung cấp cho mạch phụ.

Phân tích

Sau khi nhấn công tắc, chân 4 IC TL494 ở mức thấp và IC TL494 hoạt động, xuất hiện xung dao động ở chân 8 và 11 thông qua 2 Transistor Driver là Q3 và Q4 qua biến áp đảo pha T2, dẫn động hai transistor. Công suất kéo đẩy Q1 và Q2 (2SC4242 tương ứng với E13007) tạo xung cấp cho biến áp chính T3. Ở đầu ra, các dòng điện áp tương ứng được chiếu sáng bằng các diode thông qua các cuộn dây, và các tụ lọc cung cấp 12V, 5V … 

Lỗi thường gặp

Lỗi phổ biến: chết cặp công suất nguồn Q1, Q2 2SC4242. Transistor này có dòng điện định mức là 7A, hiệu điện thế 400V và công suất 400W. Các thiết bị tương đương có thể thay thế bằng E13005, E13007 có sẵn trên thị trường. Chạm các diode xung chiếu điện ở đầu ra (thường là diode đôi ở dạng 3 chân như Transistor công suất) D18, D28, D83-004… Do đây là diode xung nên chỉ có thể thay bằng diode xung (tháo ra từ những nguồn khác) hoặc thay đúng diode xung, không thể thay bằng các diode nắng nguồn khác được. Chết IC điều xung TL494 tuy ít gặp hơn nhưng vẫn được vẫn xảy ra. Tụ lọc đầu ra bị khô và phồng lên là hiện tượng phổ biến và có thể gây ra sự không ổn định và sụt áp.  

* Lưu ý: Chạm các transistor công suất và diode xung trong mạch này sẽ làm đứt cầu chì và phá hủy diode nắng điện trong mạch chỉnh lưu.

Mạch bảo vệ (Protech) 

Mạch bảo vệ có chức năng bảo vệ nguồn chính khỏi bị hư hỏng khi phụ tải bị chập, hoặc bảo vệ Mainboard khi nguồn nguồn có dấu hiệu quá áp vượt ngưỡng cho phép. 

Thông thường, lệnh P.ON đi qua một mạch bảo vệ trước khi được gửi đến IC điều khiển dao động, trong trường hợp xảy ra sự cố quá dòng (như chập phụ tải) hoặc quá áp (do nguồn đưa ra điện áp quá cao) khi đó mạch bảo vệ sẽ hoạt động và ngắt lênh P.ON và IC sẽ tạm ngưng hoạt động.

>>> Có thể tham khảo thêm bài viết: Ic là gì? Cấu tạo và chức năng của IC

Mạch ổn áp hồi tiếp

Mạch hồi tiếp sẽ lấy mẫu từ các đường 5V, -5V, 12V, -12V qua R25 và R26 để đưa về chân 1 (hồi tiếp) của IC TL494. Dựa vào tín hiệu này, IC sẽ cung cấp các xung đầu ra mạnh hơn hay yếu hơn để điện áp đầu ra luôn được ổn định ở mức 5V và 12V.

Mạch Power Good

Mạch sẽ tính ra dòng điện áp phụ chính rồi kết luận nguồn điện có ổn không. Bo mạch chủ sẽ sử dụng tín hiệu này như một tiêu chuẩn để hoạt động hay không hoạt động.

Mạch quá áp (overvoltage)

Thành phần chính gồm Q5 và Q6 và các thành phần ngoại vi. Đồng thời lấy mẫu từ đường nguồn, tính toán xem điện áp có sai không và cắt điện ngay lập tức. Ví dụ: khi nó được kết nối sai giữa 5V và -5V, sẽ có một điện áp qua D10, R28, D9 đến cực B của Q6. Transistor này sẽ dẫn và làm cho transistor Q5 cũng dẫn theo. 5V từ chân 14 IC TL494 qua diode D11 đến chân 4 IC TL494 làm chân này ở mức cao. Lúc này, IC sẽ ngừng hoạt động ngay lập tức.

Những bệnh thường gặp trong bộ nguồn ATX cho PC

Bộ nguồn không hoạt động, thử chập chân PS ON xuống Mass (chập dây xanh lá vào dây đen) nhưng quạt vẫn không quay

Dưới đây, chúng tôi sẽ liệt kê nguyên nhân, cách kiểm tra và sửa lỗi bộ nguồn không hoạt động này:

Nguyên nhân

• Nếu một trong các đèn công suất bị chập, cầu chì sẽ nổ và mất điện áp đầu vào 300V. 
• Vẫn có điện áp đầu vào 300V nhưng nguồn cấp trước không hoạt động và không có điện áp 5V STB 
• Điện áp 300V vẫn còn, nguồn cấp trước vẫn hoạt động, nhưng nguồn điện chính thì không hoạt động.

Cách kiểm tra 

Cấp điện cho nguồn và kiểm tra xem có điện áp 5V STB (dây màu tím) (đo giữa vạch tím và đen) hay không? => Nếu có điện áp 5V STB (trên dây màu tím) => Sửa chữa như trường hợp 1. 

Nếu dây màu tím không đo được 5V, bạn cần tháo vỉ nguồn điện ra và kiểm tra. 

Đo đèn công suất (đo trên thang X1Ω) xem có chập không?

=> Nếu các đèn chạy không chập => Sửa như trường hợp 2 bên dưới. 

=> Nếu một hoặc nhiều đèn chạy bị chập => Khắc phục như trường hợp 3 bên dưới

Cách sửa chữa

Trường hợp 1: Điện áp vẫn ở mức 5V STB, nhưng quạt không quay khi đấu dây PS_ON xuống đất. 

Phân tích: Điện áp 5V STB tức là có điện áp 300V DC, đèn công suất của nguồn chính thường không bị hỏng nên lỗi ở đây là do nguồn chính mất dao động. Bạn nên kiểm tra những điều sau:

• Đo điện áp Vcc 12V để IC dao động
• Đo và kiểm tra các đèn Q3 và Q4 khuếch đại đảo pha
• Nếu vẫn còn Vcc, hãy thử thay thế IC dao động

Trường hợp 2: Cấp điện cho nguồn và đo không có điện áp 5V STB, kiểm tra bên sơ cấp thì những đèn công suất không bị hỏng, cấp nguồn và đo lại vẫn có 300V đầu vào.

Phân tích: Trường hợp này là do có nguồn vào 300V nhưng nguồn cấp trước không hoạt động. Trước tiên, bạn nên kiểm tra cẩn thận các thành phần sau của bộ nguồn: 

• Kiểm tra điện trở mồi R1 
• Kiểm tra Dz
• Kiểm tra R, C hồi tiếp : R2, C3

Phân tích: Nếu phát hiện một hoặc nhiều đèn nguồn bị chập, chúng ta cần tìm hiểu và trả lời câu hỏi: Tại sao các đèn nguồn bị chập? Vì đèn nguồn hiếm khi hỏng hóc mà không có lý do.

Trường hợp 3: Không có điện áp 5V STB, khi tháo vỉ mạch ra kiểm tra thì thấy một hoặc nhiều đèn công suất bị hỏng .

Một trong những lý do khiến đèn nguồn hỏng là:

• Khách hàng chuyển sang 110V do nhầm lẫn
• Khách hàng sử dụng quá nhiều ổ đĩa dẫn đến quá tải nguồn điện
• Một trong hai tụ lọc của bộ nguồn bị hỏng dẫn đến điện áp giữa hai đèn của bộ nguồn bị lệch.

– Trước khi thay đèn công suất, bạn cần kiểm tra một trong các nguyên nhân trên.

– Khi sửa chữa, thay thế ta sửa lại nguồn trước, sau đó mới sửa nguồn chính.

– Chú ý đến các tụ lọc chính, nếu hỏng một trong hai tụ sẽ gây đơ nguồn, hỏng một tụ thì đo điện áp trên cả hai tụ sẽ bị lệch (điển hình là sụt áp trên mỗi tụ là 150V. ).

– Cần lưu ý nếu nhầm công tắc từ 110V-220V sang 110V và điện áp một chiều là 600V, đèn công suất sẽ bị hỏng ngay lập tức.

Mỗi khi bật công tắc nguồn của máy tính thì quạt quay vài vòng rồi ngừng

Nguyên nhân

Khi bật công tắc nguồn, quạt đã quay được vẫn được vài vòng vì:

• Nguồn cấp trước đã chạy
• Nguồn chính đã chạy

Hiện tượng trên là do một trong những nguyên nhân sau:

• Khô một trong các tụ lọc đầu ra của nguồn chính, làm điện áp ra bị sai, dẫn đến sau khi chạy được vài giây mạch bảo vệ ngắt dao động.
• Khô một hoặc cả hai tụ lọc nguồn chính lọc điện áp 300V đầu vào, làm cho nguồn bị giảm áp khi có tải, dẫn đến mạch bảo vệ ngắt dao động

Cách kiểm tra và sửa chữa

• Đo điện áp đầu vào sau cầu diode. Nếu <300V, tụ lọc bị khô. 
• Đo điện áp trên 2 tụ lọc nguồn nếu khác nhau là do bị khô một trong hai tụ lọc nguồn, hoặc những điện trở đấu song song với hai tụ bị đứt.
• Thử thay tụ điện đầu ra (bên cạnh bối dây) bằng một tụ khác, vì các tụ điện này khi bị khô thì rất khó phát hiện bằng phương pháp đo.

Trên đây, chúng tôi vừa chia sẻ những thông tin về phân tích mạch nguồn ATX, những lỗi thường gặp trong mạch nguồn ATX cho máy tính và cách sửa chữa, khắc phục các lỗi đó. Hy vọng những thông tin trên sẽ mang lại kiến thức hữu ích cho bạn đọc.