台式机里的电源大家都见过，就是那个方方正正带风扇的铁盒子，给主板、CPU、显卡、硬盘供电。很多人知道它是把220V交流电转换成各种直流电，但具体电路是怎么工作的，出了问题怎么排查，就不太清楚了。电脑电源（ATX电源）本质上是一个多路输出的开关电源，电路结构虽然复杂，但拆解开来看，每个模块的工作原理其实不难懂。今天就从电脑电源的电路图入手，讲讲从220V交流到主板12V、5V、3.3V的完整转换过程，以及常见故障怎么排查。

先看整体框图，一个标准的ATX电源大致分几个大模块：EMI滤波和整流滤波、PFC功率因数校正、主开关变换电路（高压直流变高频交流）、主变压器（高压变低压）、输出整流滤波、PWM控制和保护电路、待机电源和PS-ON控制。我们一个个说。首先是输入端的EMI滤波和整流滤波，220V交流电进来之后，先过保险管FUSE，然后共模电感和X电容、Y电容组成EMI滤波电路，滤掉电网里的高频干扰，同时也防止电源本身的干扰窜回电网。EMI之后是整流桥（一般是四个二极管组成的桥式整流，也有集成的桥堆）和大电解电容（主电容，一般200V耐压两个串联或者400V耐压一个），把220V交流电转换成310V左右的直流高压。这部分如果出问题，比如保险烧了、主电容鼓包了、整流桥击穿了，一般表现为完全没电、上电没反应，烧保险还要查后面是不是有短路。

接下来是PFC功率因数校正电路，现在的ATX电源基本都带主动PFC，早些年的是被动PFC（一个大电感）。主动PFC的作用是让电源的输入电流波形跟电压波形尽量同相，提高功率因数，一般主动PFC能做到0.9以上，被动的也就0.6到0.7。主动PFC电路由一个PFC电感、一个PFC开关管（MOS管）、一个PFC二极管和升压电容组成，通过PFC控制芯片（比如CM6500系列）控制MOS管的开关，把310V的直流母线电压提升到380V到400V左右，同时让电流波形跟着电压走。如果PFC电路出问题，主电容电压可能上不去或者电压不稳，导致电源带不动负载或者炸管。

核心的主开关变换电路，一般是半桥或者双管正激结构，中高端电源还有全桥LLC谐振结构。简单说就是通过PWM控制芯片（比如常用的TL494、SG6105）控制两个或多个高压MOS管高速开关（一般几十KHz到上百KHz），把PFC输出的400V直流高压变成高频的方波交流电，然后加到主变压器的初级绕组。主变压器是高频变压器，不是工频的，铁芯用的是铁氧体磁芯，体积小很多，它把高压高频交流电降压成低压高频交流电，输出端一般有几组绕组：12V绕组（给CPU、显卡、硬盘供电，是功率最大的一路）、5V绕组、3.3V绕组、还有给风扇和待机电路的辅助绕组。

输出端的整流滤波，把主变压器出来的低压高频交流电变成干净的直流电。现在的电源12V一般用同步整流（用MOS管代替二极管，导通压降小，效率高），5V和3.3V有的是用肖特基二极管整流，有的也是同步整流，或者用12V通过DC-DC降压得到5V和3.3V（这种叫单路12V架构，现在很流行，效率高）。整流之后是大容量的滤波电容（固态电容或者电解电容）和滤波电感，把纹波降到很低的水平，给主板稳定的直流输出。电源还要有完善的保护电路：过压保护OVP、欠压保护UVP、过流保护OCP、过功率保护OPP、过温保护OTP、短路保护SCP，这些保护功能一般由PWM控制芯片或者专用的监控芯片实现，出故障时会关断输出，防止烧坏主板和设备。

最后说待机电源和开机控制，ATX电源有个特点：只要插着220V电，哪怕没按开机键，也有一路5V待机电压（5VSB）输出，给主板的开机电路、唤醒电路（比如键盘开机、网络唤醒）供电，一般电流是2A左右。开机是靠PS-ON信号（主板上的绿线）来控制的，主板按开机键后，把PS-ON线从高电平（5V左右）拉到低电平（GND），电源收到这个信号后就启动主电路，各路输出开始上电，输出稳定后，PG信号（Power Good，灰线）变高，告诉主板电源准备好了，可以启动了。关机的时候PS-ON回到高电平，电源就关断主输出，只保留5VSB。实际维修中常见的故障现象：插电就烧保险——整流桥、MOS管、主电容短路；上电没反应、风扇不转——查5VSB有没有、PS-ON是不是被拉低；输出电压不稳或者掉电——查输出电容、PFC电压、保护电路是不是动作了；风扇转一下就停——多半是某一路过流或短路，保护电路动作了。