Eng Ru
Отправить письмо

Устройство и принцип работы блока питания ATX. Схема блок питания ноутбука


КАК РАЗОБРАТЬ БЛОК ПИТАНИЯ НОУТБУКА

   Многие, как и я, рано или поздно приходят к тому что надо что-то переделать из имеющегося под рукой, и не охота просто с нуля создавать, например, блок питания в целом. Но у каждого валяется без дела один, а то и более ноутбучных блоков, как правило такой блок питания это довольно таки мощный импульсный БП, но вот беда - напряжение на выходе у таких устройств порядка 18-22 вольт, что не совсем и нужно обычному радиолюбителю. Поэтому как есть использовать такой блок не получится.

коробка ноутбучных блоков

   Нужно переделать схему изменив параметры для ШИМа, а для начала его разобрать. Берем в руки блок и как ни старайся если подковыривать даже умело отверткой или медиатарами или другим спец пластиком для вскрытия корпусов ничего не получится, особенно если это блок питания от производителя Самсунг.

КАК РАЗОБРАТЬ БЛОК ПИТАНИЯ

   Все дело в том, что многие производители довольно точно и прочно соединяют обе половинки пластикового корпуса, причем с одной стороны по всему параметру получается выступ, а с другой паз, в который этот выступ по всему периметру и входит, причем все это дело промазано клеем и соединено при температуре выше 60 градусов, при остывание получается весьма прочное соединение, которое даже при падении блока с нескольких метров под своим весом не удастся разрушить, а тем более ковыряния чем либо выше описанным вообще ничего не дадут, разве что надломите края и все поцарапаете, ну или сломаете сам материал.

КАК РАЗОБРАТЬ БЛОК ПИТАНИЯ НОУТБУКА

   Что же делать? Нужно же добраться как-то до платы, фишка проста – берем прочный толстый нож с острым лезвием, желательно что-нибудь строительное или прочный скальпель, ставим на угол и бьем молотком с изрядной силой пару раз, так делаем для каждого из четырех углов, а потом проходимся и по всему периметру тоже постукивая, но с меньшей силой.

КАК РАЗОБРАТЬ БЛОК ПИТАНИЯ в пластмассе

   До этого такие вещи никогда не разбирал, но как видите все получилось идеально и с первого раза! Далее вытаскиваем начинку, и тут главное от радости не начать выдирать металлический экран, который, как правило, обволакивает плату блока. Нужно найти место где она паяется на массу, прогреть мощным паяльником ватт на 40 и оттянуть в стороны затем сняв ее.

Надо РАЗОБРАТЬ БЛОК ПИТАНИЯ НОУТБУКА

   Удалить фольгу, если она там есть, или же пластиковый желтый скотч.

Плата БЛОКА ПИТАНИЯ НОУТБУКА

   Кстати, белый клей, которым залито все вокруг, как полагается легко отходит – достаточно выставить температуру фена на 80-90 градусов погреть с минуту и просто отламывать толстым пинцетом.

Плата ШИМ БЛОКА ПИТАНИЯ

   Все! Теперь плата со всеми элементами в том числе и модулем ШИМ доступна, ищем даташит, и скорее всего в оптопаре на выходе просто пересчитываем делитель и выставляем нужные значения, причем если уменьшаем напряжение, то тока блок даст еще и больше (мощность ведь сохраняется неизменной), можно впаять и простой переменник и снабдив блок вольтметром использовать для какого-то подобия приличного лабораторного БП. Более подробно о их ремонте и схемотехнике читайте далее.

el-shema.ru

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Изготавливать самодельное зарядное для аккумулятора автомобиля не всегда проще и выгоднее. Даже используя самый простые схемы необходимо думать о покупке трансформатора или о самостоятельной его перемотке, решать, из чего изготовить корпус и т.д. Гораздо проще переделать уже готовый блок питания на зарядное устройство. Большой популярностью среди автолюбителей пользуется переделка блока питания ATX, но ничего не мешает использовать подобный подход и смастерить зарядное устройство из блока питания ноутбука. Сегодня мы расскажем, как можно переделать блок питания ноутбука в зарядное устройство. И так, поехали!

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Напрямую сразу подключать блок питания ноутбука клеммам АКБ нельзя. Напряжение на выходе составляет около 19 В, а сила тока около 6 А. Силы тока для зарядки 60 А/ч аккумулятора достаточно, а что делать напряжением? Тут есть варианты.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука может быть реализовано двумя абсолютно разными путями.

  • Без переделки блока питания. Необходимо последовательно с автомобильным АКБ подключить мощную лампочку от фары. Такая лампочка в данном случае будет служить токоограничителем. Решение очень простое и доступное.
  • С переделкой блока питания. Тут необходимо снизить напряжение блока питания ноутбука для нормальной зарядки до 14 – 14,5 В.

Мы пойдем более интересным путем и в вкратце расскажем, как легко можно понизить напряжение блока питания ноутбука. Подопытным блоком станет универсальная зарядка к ноутбуку под название Great Wall.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Первым делом разбираем корпус, стараемся сильно его не растрепать, нам еще им пользоваться.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Как видим, блок выдает напряжение – 19 В.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Плата построена на TEA1751+TEA1761.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Для лучшего понимания дела на одном из китайских сайтов была схема ну очень похожего блока.

Отличие лишь в номиналах некоторых деталей.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Для снижения напряжение на выходе ищем резистор, который соединяет шестую ножку TEA1761 и плюс с выхода блока питания (на фото отмечен красным).

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

На схеме этот резистор состоит из двух (они тоже обведены красной линией).

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Для удобства приводим назначение и расположение ножек из datasheet TEA1761.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Выпаиваем этот резистор и измеряем его сопротивление – 18 кОм.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Достаем из закромов переменный или подстроечный резистор на 22 кОм и настраиваем его на 18 кОм. Впаиваем его на место предыдущего.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Постепенно снижая сопротивление добиваемся показания 14 – 14,5 В на выходе блока питания.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Получив необходимое напряжение можно его отпаять от платы и измерить текущее сопротивление – оно составило 12,37 кОм.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

После всего нужно подобрать постоянный резистор, с как можно близким к этому значению номиналом. У нас это будет пара 10 кОм и 2,6 кОм. Увы, в SMD исполнение ничего подобного не нашлось, пришлось кончики резисторов посадить в термокембрик.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Паяем данные резисторы.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Тестируем работу блока – 14,25 В на выходе. Напряжение для зарядки автомобильного АКБ в самый раз.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Собираем блок питания и подключаем крокодилы на конце шнура. (Необходимо тщательно проверять полярность на выходе шнура, в некоторых блоках питания «-» – это центральный провод, а «+» – оплетка).

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Зарядное устройство из блока питания ноутбука работает как положено, ток в середине процесса зарядки составляет около 2-3 А. При падении тока зарядки до 0,5-0.2 А, процесс зарядки можно считать оконченным.

Зарядное устройство из блока питания ноутбука

Для удобства зарядное можно снабдить амперметром, прикрученным на корпус, или контрольным светодиодом, который будет сигнализировать об окончании заряда. Как дополнительную меру предосторожности можно посоветовать использовать хоть какую-то защиту от переполюсовок.

Подобные материалы:

Зарядное устройство из блока питания светодиодных лент

Зарядное устройство из блока питания компьютера

VK

Facebook

Twitter

Odnoklassniki

comments powered by HyperComments

diodnik.com

Зарядник из адаптера от ноутбука

Целью проекта является постройка универсального регулируемого блока питания, который может быть использован для зарядки никелевых или свинцовых аккумуляторов, причем не только автомобильных. Зарядное устройство позволит заряжать аккумуляторы с напряжением от 4 до 30 В.

Первое, что понадобится для реализации этого проекта, — это корпус. Подойдет, например, от китайского инвертора 12-220 В. Он монолитный и изготовлен из алюминия.

корпус

Можно взять любой другой подходящего размера, к примеру, от компьютерного блока питания.

Второе – это сетевой понижающий импульсный блок питания.

блок питания

Напряжение на выходе используемого в этом проекте блока составляет 19 В при токе около 5 А.

блок питания

Это дешевый универсальный адаптер для ноутбука. Он построен на ШИМ-контроллере из семейства UC38, имеет стабилизацию и защиту от коротких замыканий.

Третье – это цифровой или аналоговый вольтамперметр. Представленный здесь вольтамперметр был изъят из китайского стабилизатора напряжения (30 В, 5 А).

вольтамперметр

Четвертое – это немного таких электронных компонентов, как клеммы и шнур питания.

клеммы и шнур питания

Устройство схематически изображено на нижеследующей картинке:

схема

Теперь взгляните на схему блока питания. Микросхема TL431 располагается возле оптрона. Именно эта микросхема задает выходное напряжение. В обвязке всего 2 резистора, и путем их подбора можно получить нужное выходное напряжение.

схема

Далее, нужно проследить цепь резистора, которая идет от управляющего вывода микросхемы к выходному плюсу. (Всю схему можно скачать в конце статьи)

схема

На этой схеме он обозначен как R13. В имеющемся блоке его сопротивление составляет 20 кОм. Последовательно этому резистору нужно подключить переменный на 10 кОм, примерно, как на картинке:

переменный на 10 кОм

Путем вращения переменного резистора необходимо добиться выходного напряжения в районе 30 В. Затем нужно отключить «переменник» и замерить его сопротивление, при котором напряжение на выходе было 30 В, и заменить R13 на резистор с подобранным сопротивлением. Получилось примерно 27 кОм. На этом переделка адаптера завершена.

Для ограничения тока будет использоваться метод ШИМ-регулировки, поскольку выходной ток с адаптера от ноутбука очень мал.

ШИМ-регулировки

Вообще, эта схема представляет собой ШИМ-регулятор напряжения без отдельного узла ограничения тока. Этот генератор прямоугольных импульсов построен на базе таймера NE555, который работает на определенной частоте. Диоды служат для постоянной смены времени заряда и разряда частотозадающего конденсатора. Благодаря этому явлению имеется возможность менять скважность выходных импульсов. Поскольку силовой транзистор работает в режиме ключа (он либо открыт, либо закрыт), то можно наблюдать довольно высокий КПД. Переменный резистор регулирует скважность импульсов.

Установить необходимый ток заряда можно изменением напряжения, то есть вращением многооборотного переменного резистора.

многооборотного переменного резистора

Транзистор подойдет буквально любой. Здесь используется n-канальный полевой транзистор с напряжением 60 В и током от 20 А.

Транзистор

Из-за ключевого режима работы его нагрев не будет большим, в отличие от линейных схем, но теплоотвод не помешает. В этом проекте в качестве теплоотвода используется алюминиевый корпус.

Схема ШИМ-регулятора действительно проста, экономична и надежна, но тоже нуждается в небольшой доработке. Дело в том, что, согласно документации, микросхема NE555 имеет максимально допустимое напряжение питания 16 В. А на выходе переделанного адаптера напряжение практически в 2 раза выше, и при подключении схемы таймер однозначно сгорит.

Схема

Решений в данной ситуации несколько. Взгляните на 3 из них:

  1. Использовать линейный стабилизатор, скажем, от 5 до 12 В из семейства 78xx или

построить простой стабилизатор по следующей схеме:

линейный стабилизатор

линейный стабилизатор

  1. Использовать для запитки таймера отдельный адаптер питания, к примеру, зарядку от мобильного телефона. зарядку от мобильного телефона
  2. Намотать дополнительную обмотку на силовом трансформаторе. Дополнить обмотку выпрямителем и небольшим конденсатором на выходе. Намотать дополнительную обмотку

Намотать дополнительную обмотку

Наипростейшим решением будет являться внедрение в схему линейного стабилизатора, к примеру, 7805. Но следует помнить, что максимальное напряжение питания в зависимости от производителя разнится от 24 до 35 В. В этом проекте используется стабилизатор КА7805 с максимальным входным напряжением 35 В по даташиту. Если не удается достать такую микросхему, можно построить стабилизатор всего из трех деталей.

даташит

После сборки нужно проверить ШИМ-регулятор.

На плате адаптера есть 2 активных компонента, которые подвергаются нагреву – силовой транзистор высоковольтной цепи преобразователя и сдвоенный диод на выходе схемы. Они были отпаяны и прикреплены к алюминиевому корпусу. При этом их нужно изолировать от основного корпуса.

Лицевая панель изготовлена из куска пластика.

В схеме адаптера имеется защита от короткого замыкания, но не имеет защиты от переполюсовки. Но это поправимо.

Поскольку в ходе тестирования выходное напряжение адаптера превысило 30 В, цифровой вольтамперметр сгорел. Не допускайте превышения напряжения ни на 1 В. Придется обойтись без него. Ток заряда будет показываться с помощью мультиметра.

даташит

Зарядник получился неплохой – заряжает также без проблем аккумуляторы от шуруповерта.

Зарядник получился неплохой

Зарядник получился неплохой

Автор: АКА КАСЬЯН.

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ.

 

volt-index.ru

Несколько слов о HP блоках питания.

На днях приобрел внешнюю АКБ с солнечной батарейкой на спине.Солнышкоуловитель, конечно слабенький, но куплено устройство было не сколько из-за него, сколько из-за емкости равной 23*10E3 миллиампер час.

Вот собственно, как он выглядит:

И хотя в спецификации указано, что он поддерживает различные ноутбуки в том числе HP, но оказалось, что не все.Среди переходников у него действительно есть штеккеры для HP, но на серию EliteBook, они никакого влияния не оказывают, разряженный в ноль ноут не запускается.

Чтобы было понятно, штеккер блока питания HP имеет 3, образно выражаясь, пина.

Внешнее кольцо, внутреннее кольцо, разделенное изолятором и "игла" ("ID") - средний пин.

Как показало исследование, таблица напряжений выглядит следующим образом:(Щуп "масса" к левой части пары, чуп измерения к правой части пары.То есть "3-2" 19,55В означает, что "масса" ("-") на площадке "3", а "+" на "2". Не знаю как еще объяснить. Кратко: положительная полярность на "2".)

Пин-пинБез нагрузкиПод нагрузкой
3-219,55В19,53В
3-116,2В3,4В
1-2-0,06В-15,6В
То есть задача подключения внешней АКБ превращалась в преобразование обычного двух-пинового питания в 3х пиновое.

Исследование интернет опыта показало, что подача 19В на пин приводит к трагедии в жизни ноутбука по причине скоропостижной смерти компаратора в цепи питания.Например вот так:

Перспектива скорого похода в сервис совсем не воодушвляла, поэтому возникло желание выяснить четко, кто и за что отвечает.Первое, что бросилось в глаза - это гуляющая по сети вот такая схема:

Все просто, обычный делитель напряжения, а ID вроде бы индикатор "родного" блока питания.Смутило только сопротивление гасящего резистора 334 Ома.Это практический риск подать на пин вольт 18-19 и отправить бедную микросхему на "тот" свет.Но схема гуляет, только уверенности в ее работоспособности не много.Народ на форумах колдует и иногда радостно заявляет, что у них заработало, у кого то не заработало, номинал плавает от 300 килоом, до нескольких сот Ом.

В общем, под сильными сомнениями пришлось искать дальше.В интернете гуляет схема ноутбука EliteBook 6930, но в части питания там как то скудновато. По крайней мере 34 страница не дает ответа о роли среднего пина ("иглы").

И на сайте El-Shema.Ru я нахожу что-то похожее на блок питания.В частности, там нарисована схема формирования ID сигнала.И мои опасения подтверждаются, номинал резистора 5,6 килоома (R30 на схеме).

После этого был проведен ряд экспериментов, где оказалось, что при напряжении 1,7 - 1,8 Вольта (пара 3-1), ноутбук сигнализирует о необходимости воспользоваться более мощным блоком питания.Но уже с 3 вольт начинает спокойно воспринимать питание и заряжаться.----После того, как стендовая схема была спаяна, выяснилось, что внешняя АКБ при работающем ноуте минуты через 3 отключается.

Причина - превышение потребляемой мощности.Тут надо отметить очень интересный эффект.При подключении ноута к АКБ, ток потребления где-то 1 Ампер, медленно растет вверх, примерно со скоростью 1А в минуту, доходит до потолка в 3 Ампера внешней АКБ и продолжает расти до 3,45, где фиксируется.АКБ некоторое время работает в этом режиме, потом отключается. Логичное действие на длительную перегрузку, приятное поведение батарейки.

Работающий ноут с батареей, как я сказал, потребляет 19V 3,45А.Работающий ноут без батареи - примерно около 19V 2,2AВыключенный ноут с батареей - примерно 19V 1,2А.

То есть с батареей в ноуте можно работать только если она заряжена до 97%, в этом случае, логика подзарядки деактивирована.Дальше работать на ноуте можно, только вынув батарею. Что в общем то не фатально, если не забывать поглядывать за уровнем заряда внешней АКБ, потому что об окончании заряда никто уведомлять не будет.Ну и еще один вариант, это просто зарядка выключенного ноута.

Сама батарея лежа на подоконнике в пасмурный зимний день сигнализирует, что заряжается, что в общем то является несомненно полезной функцией. Полезней ее отсуствия.

Из-за моей любви ко всяким индикаторам, результирующая схема оказалась следующей:R1 = 30 КОмR2 = 5 КОмС1 = 100 НфVD1 = 1N4148 VD2 = Какой-то 12В, красный, взят из одноцветной гирлянды.

Так что при включении, светодиод уровнем яркости показывает уровень напряжения на "игле", относительно массы, что больше приятно, чем полезно.

Надеюсь, кому нибудь эта информация поможет.

fwsx.livejournal.com

Зарядные устройства ноутбуков. Основы функционирования и схемотехники. (Часть I).

Журнал "Мир периферийных устройств ПК" 

Конягин Алексей, Учебный центр "Эксперт"

автор и преподаватель курса "Ремонт ноутбуков и нетбуков" 

Зарядные устройства, обозначаемые на схемах, как Charger, являются ключевым звеном в процессе запуска ноутбука.Название «зарядное устройство» совсем не означает, что оно используется только для заряда аккумулятора. Этим модулем формируется первичное напряжение, из которого затем вырабатываются все остальные напряжения, т.е. Сharger является одним из ключевых звеньев во всей системе энергообеспечения ноутбука. И поэтому неудивительно, что статистика неисправностей ноутбуков говорит о необходимости обсуждения схемотехники данного модуля.

 

В среде специалистов и пользователей ноутбуков так сложилось, что зарядными устройствами часто называют блоки питания, формирующие постоянное напряжение величиной примерно +19V. Это напряжение получают из сетевого переменного напряжения 220 Вольт путем импульсного преобразования. Но называть этот преобразователь, этот блок питания,  зарядным устройством как-то не совсем корректно. К нему в большей степени подходит термин «сетевой адаптер». 

Зарядное устройство (Charger) в ноутбуках выполняет, как правило, следующие основные функции:

  • формирование зарядного напряжения/тока для аккумуляторной батареи;
  • коммутацию «первичного» напряжения, необходимого для формирования всех системных напряжений;
  • информирование системных контроллеров о подключении сетевого адаптера;
  • автоматическое управление мощностью, потребляемой от сетевого адаптера (функция DPM) .

Упрощенную функциональную схему Charger'а мы попытались представить на рис.1.

charger1_1

Рис.1 Блок-схема зарядного устройства ноутбука

 

Формирование зарядного напряжения аккумулятора

Исходя из названия модуля, эта функция является его важнейшей функцией. Как известно, в аккумуляторных батареях ноутбуков, в настоящее время широко применяются литий-ионные аккумуляторы (LiOn). Номинальным напряжением одного литий-ионного элемента является 3.6 Вольт. На практике же, заряд этих элементов осуществляется напряжением 3.9 – 4.3 вольт/элемент. Также хорошо известно, что увеличение емкости батарей достигается последовательно-параллельным включением нескольких аккумуляторов.

 

charger1_2

Рис.2 Трехэлементная (3-Cell)  батарея. Каждый элемент состоит из двух параллельно-включенных  "банок". В результате получаем батерю типа "3S-2P"

 

Чаще всего, батарея образована тремя элементами (Cell's), каждый из которых, в свою очередь, состоит из двух или трех параллельно-включенных «банок» (рис.2). Разумеется, что такие много-секционные батареи требуют увеличенного зарядного напряжения, величину которого очень легко подсчитать: необходимо напряжение заряда одного элемента умножить на количество элементов в цепочке. Таким образом, простая арифметика показывает, что для заряда 3-элементных батарей необходимо напряжение 11,7...12,9 Вольт. Отличить 3-элементные батареи можно следующим образом:

  • во-первых, в прайс-листах реселлеров эти батареи могут быть обозначены, как 3-Cell;
  • во-вторых, по напряжению батареи – 3-х элементные аккумуляторы имеют выходное напряжение, равное 10.8 Вольт (иногда попадаются батареи с напряжением 11.1 Вольт). Еще раз обращаем внимание, что это лишь номинальные напряжения аккумуляторов, а на самом деле напряжение на них несколько выше, например, 12.6 Вольт.

Наряду с 3-Cell батареями, существуют и 4-х элементные аккумуляторы (рис.3). Эти батареи требуют зарядного напряжения величиной от 15.6 В до 17.2 В. Аккумуляторы этого типа в прайс-листах обозначаются, как 4-Cell, а их выходное напряжение, как правило, равно 14.4 В (но изредка попадаются батареи с выходным напряжением 14.8 Вольт).

 

 

charger1_3

Рис.3 Четырехэлементная (4-Cell)  батарея. Каждый элемент состоит из двух параллельно-включенных  "банок". В результате получаем батерю типа "4S-2P"

 

Кроме того, ряд ноутбуков позволяет работать как с 3-элементными, так и с 4-элементыми батареями, автоматически изменяя формируемое зарядное напряжение, в зависимости от типа подключенной батареи. Естественно, что Charger таких ноутбуков должен «уметь заряжать» батареи разных типов, формируя разное выходное напряжение и разные выходные токи.

Сетевой адаптер (блок питания), являющийся главным источником энергии для ноутбука, формирует постоянное напряжение номиналом 19 Вольт. А для заряда аккумуляторов, как мы видели, требуется меньшее напряжение. Поэтому в составе ноутбука присутствует зарядное устройство, формирующее напряжение соответствующего номинала, достаточное и необходимое для заряда батареи. Таким образом, фактически, Charger представляет собой понижающий DC-DC преобразователь импульсного типа, в котором могут быть реализованы и некоторые дополнительные функции. Например, такие как:

  • включение и выключение преобразователя по командам от управляющего контроллера;
  • контроль выходного тока, т.е. контроль тока, потребляемого аккумуляторной батареей в момент ее заряда;
  • контроль выходного зарядного напряжения, прикладываемого к аккумулятору, с целью его регулировки и стабилизации;
  • управление величиной зарядного тока;
  • определение подключения аккумуляторной батареи с целью предотвращения работы в режиме холостого хода и др.

 

 

Коммутация первичного напряжения

Источником энергии для ноутбука может являться либо сетевой адаптер, когда он подключен к питающей сети 220 Вольт, либо аккумуляторная батарея. В составе Charger'а имеются транзисторные ключи, которые коммутируются таким образом, чтобы на выходе Charger'а всегда присутствовало напряжение VDC, из которого затем формируются все необходимые для работы ноутбука напряжения. Это напряжение VDC является либо напряжением сетевого адаптера (т.е. напряжением 19В), либо напряжением от аккумулятора (например, 12 В).

Логика работы данной схемы очень простая. Если сетевой адаптер подключен и формирует напряжение 19В, то Charger на свой выход начинает транслировать именно это напряжение. Если же напряжение сетевого адаптера не обнаружено, то происходит переключение на аккумуляторную батарею. Фактически, схема коммутации первичного напряжения представляет собой два ключа и контроллер, анализирующий наличие входного напряжения 19В (рис.4).

 

charger1_4 

Рис.4 Принцип выбора "первичного" источника энергии для питания ноутбука

 

К функциям входных коммутаторов, можно отнести и функцию контроля входного тока. Для этого в схему Charger'а вводится цепь измерения тока, традиционно состоящая из токового датчика, в виде низкоомного резистора. Эта цепь позволяет измерять величину тока, потребляемого источниками питания ноутбука от сетевого адаптера, т.е. позволяет измерять ток в канале 19V. Величину входного тока анализирует контроллер зарядного устройства, и, если измеренное значение превышает заданную величину, контроллер зарядного устройства закрывает входной ключ канала 19V. Такая защита позволяет исключить работу сетевого адаптера в случае коротких замыканий при неисправностях в питающих каскадах ноутбука.

 

Информирование о подключении сетевого адаптера

Эта функция тесно связана с предыдущей. Если контроллер Charger'а обнаружил наличие напряжения 19В от сетевого адаптера, то он не только переключает ноутбук на работу именно от этого напряжения, но и «сообщает» об этом контроллеру клавиатуры - KBC (EC) или «южному мосту» посредством генерации сигнала, часто обозначаемого на схемах, как ACOK. Активность сигнала ACOK приводит к тому, что зарядное устройство запускается и начинается зарядка аккумуляторной батареи, а, кроме того, выводится соответствующая индикация режима работы ноутбука.

nout1

Сделав краткий обзор общих принципов функционирования Charger'а, переходим к рассмотрению схемотехнических решений, положенных в основу построения зарядных устройств.

Центральным элементом любого Charger'а является микросхема-контроллер, набор функциональных возможностей которого может быть очень широким. Однако для построения Charger'а могут быть использованы и достаточно примитивные контроллеры.

В некоторых, уже достаточно старых, моделях ноутбуков в качестве микросхем контроллеров зарядного устройства приходилось встречаться с такой микросхемой общего применения, как TL494 (специалисты, которые занимались системными блоками питания AT и ранними ATX, с этой микросхемой должны быть очень хорошо знакомы). Естественно, что такое решение отличается достаточно громоздкой схемотехникой и сложностью реализаций даже самых простых функций. Поэтому о подобных схемах следует говорить, как об экзотике, и брать их за пример для обсуждения не стоит.

В настоящее время существует целый ряд специализированных микросхем, разработанных исключительно для применения в ноутбуках и именно в качестве Charger'а. Микросхемы этого класса выпускаются, в основном, такими производителями, как Maxim, Intersil, Fujitsu Electronics, Texas Instruments (семейство BQ). Интегрированные Charger'ы позволяют значительно упростить разработку схемы зарядного устройства и снизить ее габариты. Кроме того, такие контроллеры «нагружены» большим количеством дополнительных функций, о которых говорилось в начале статьи. В результате, в современных ноутбуках повсеместно применяются интегральные Charger'ы, и схемотехника всего зарядного устройства определяется типом и функциональными характеристиками именно этой микросхемы.

Так как микросхем интегральных Charger'ов сейчас достаточно много, то и различных вариантов построения зарядного устройства тоже хватает. Однако, несмотря на все разнообразие схем зарядных устройств и применяемых в них контроллеров, постараемся выделить и охарактеризовать их основные элементы.

 

Детектор сетевого адаптера

Определение входного питающего напряжения, формируемого сетевым адаптером, относится к основным функциям Charger'а. Практически во всех современных микросхемах Charger'ов эта функция является внутренней, и для ее реализации имеется отдельный контакт, на который подается напряжение, пропорциональное уровню входного напряжения 19VDC, формируемого адаптером. В наименовании этого контакта чаще всего встречается аббревиатура "AC" (например, ACIN или ACSET и т.п.), указывающая на то, что данным сигналом детектируется подключение ноутбука к питающей сети переменного тока.

 

charger1_5

 

Рис.5  Детектор сетевого адаптера

 

Детектор сетевого адаптера представляет собой делитель напряжения и компаратор, интегрированный в микросхему Charger'а (рис.5). На вход детектора подается напряжение +19V, которое резистивным делителем уменьшается до напряжения, допустимого для входа микросхемы, например, до 5 Вольт или до 2.5 Вольт. Далее, внутри микросхемы это напряжение сравнивается с внутренним опорным напряжением, номинал которого является уникальным для каждой микросхемы Charger'а (но обычно близок к уровню 1.2В или 2В). Компаратор осуществляет контроль входного напряжения ноутбука, т.е. не позволяет ноутбуку начать работу от адаптера при слишком низком питающем напряжении.

Схема детектора сетевого адаптера формирует сигнал, который мы условно назовем «ACOK». Активизация сигнала ACOK подтверждает, что обнаружено подключение сетевого адаптера, и что его напряжение соответствует рабочему диапазону. Сигнал ACOK, как правило, является выходом с открытым коллектором (стоком), а его уровень активности (высокий или низкий) определяется типом микросхемы Charger'а (рис.6). Сигнал ACOK подается на вход микросхемы ICH («южный мост») или на вход микросхемы управляющего контроллера, в качестве которого обычно используется KBC.

 

charger1_6

Рис.6  Выходной сигнал детектора может быть активен как высоким уровнем, так и низким

 

Выход с открытым коллектором/стоком предполагает «подтягивание» этого контакта к шине питания через ограничивающий резистор. Но откуда же возьмется «подтягивающее» напряжение, если ноутбук и все его элементы еще не начали свою работу?

Очень часто подтягивающее напряжение для выхода ACOK формируется самой микросхемой Charger-контроллера. В состав контроллера вводится линейный стабилизатор, формирующий постоянное напряжение из питающего напряжения микросхемы, т.е. из +19V, подаваемых на вход DCIN. Выход линейного стабилизатора часто обозначается как LDO (рис.7). Выходное напряжение этого линейного стабилизатора обычно равно +5 Вольт. В некоторых случаях в качестве «подтягивающего» напряжения для выхода ACOK используется опорное напряжение, также формируемое внутренним источником опорного напряжения, и обозначаемое VREF.

 

charger1_7

Рис.7 "Подтягивание" выхода с открытым стоком к логической единице. Источником напряжения является внутренний линейный стабилизатор LDO.

 

Напряжение +19V для детектора сетевого адаптера берется непосредственно с входного питающего разъема (см.рис.5), но в некоторых ноутбуках на входе зарядного устройства устанавливается ключ, открывающийся самостоятельно или Charger-контроллером в момент появления входного напряжения +19V (рис.8). Такой ключ можно рассматривать в качестве буферного элемента, выполняющего функцию защиты от всплеска напряжения и от влияния переходных процессов при подключении. Также этот ключ не позволит включиться схеме при недостаточном напряжении от адаптера, что можно рассматривать в качестве защиты от неисправности сетевого адаптера, хотя функция защиты от запуска ноутбука при неисправном адаптере, обычно реализована, компаратором сигнала ACIN. Ведь если входное напряжение ACIN будет меньше порогового напряжения компаратора, выходной сигнал ACOK не должен генерироваться.

 

charger1_8

Рис.8 Входной транзистор, открывающийся автоматически

 

Входной ключ Charger'а является полевым P-канальным транзистором. Чаще всего это AP4435 или его аналоги. В случае неисправности входного транзистора зарядного устройства и невозможности идентификации его маркировки, можно смело ставить именно AP4435. Следует отметить, что неисправность этого транзистора является одной из основных проблем Charger'а.

С другой стороны, нередки и схемы без входных транзисторных ключей. Однако современная схемотехника ноутбуков нацелена на применение входных транзисторных ключей, так как их наличие, кроме всего прочего, позволяет организовать дополнительные функции.

 

charger1_9

 

Рис.9  Реализация дополнительных защитных функций в Charger'е ноутбука Samsung NP-P55

 

В качестве примера такой дополнительной функции, можно привести схему «зарядника» ноутбука Samsung NP-P55 (рис.9). В этой схеме первоначальное открывание ключа обеспечивается резистивным делителем R516/R517, который создает на затворе транзистора Q2 напряжение, меньшее, чем на его истоке. Это и является условием открывания Q2. В результате, на стоке Q2 появляется напряжение VDC_ADPT, равное 19 Вольтам. Это напряжение используется для питания Charger-контроллера и формирования всех остальных напряжений ноутбука.

Кроме делителя, состоянием транзистора Q2 управляет еще и транзистор Q503. Открывание транзистора Q503 приводит к подаче на затвор транзистора Q2 напряжения от сетевого адаптера, т.е. напряжения на истоке и затворе выравниваются. Это приводит к запиранию Q2. Осталось выяснить, что же может привести к открыванию транзистора Q503.

Затвор транзистора Q503 управляется триггером, состоящим из транзисторов Q501 и Q502. Срабатывание триггера произойдет в случае открывания хотя бы одного из стабилитронов ZD500, ZD501 или ZD503. В свою очередь, эти стабилитроны открываются в случае значительного превышения напряжения в каналах 5V, 1.8V, 1.05V, 1.25V, 1.5V. Перечисленные напряжения питают процессор, чипсет, графический контроллер и память, и увеличение этих напряжений способно натворить много бед. Критическое превышение номинала этих напряжений может произойти только в случае пробоя транзисторных ключей в DC-DC преобразователях, формирующих эти напряжения из напряжения VDC.

Срабатывание триггера означает, что Q501 и Q502 оказываются открытыми, и это будет продолжаться до тех пор, пока на входе ноутбука будет присутствовать напряжение +19V. В этом случае, для повторного запуска ноутбука необходимо обязательно вынуть штекер сетевого адаптера, подождать некоторое время и снова подключить ноутбук к источнику питания.

Открытый триггер обеспечивает подачу на затвор Q503 низкого уровня, что приводит к открыванию Q503 и закрыванию Q2. В результате, 19V (VDC) перестает подаваться на DC-DC преобразователи и ноутбук выключается. Работа при повышенном напряжении основных элементов системы исключается.

Так как для работы детектора и его компаратора требуется наличие опорного напряжения, то, разумеется, необходимо обеспечить питанием микросхему Charger-контроллера. Питающим напряжением для микросхемы является все те же 19V от сетевого адаптера. Только эти 19 Вольт для обеспечения питания подаются на другой контакт, традиционно обозначаемый DCIN. Но об этом мы продолжить говорить уже в следующем номере нашего журнала.

 

Перейти ко второй части статьи

 

Понравилась статья? Узнали что-то новое и интересное?

Вы можете выразить благодарность автору статьи скромным денежным переводом.

www.mirpu.ru

ATX блоки питания компьютеров: схемы и устройство | Ремонт компьютеров Троещина на дому: компьютерная помощь, диагностика компьютера на Троещине

Производя ремонт компьютеров очень часто приходится заглядывать под крышку БП: осматривать его узлы, замерять напряжения, иногда перепаивать компоненты.

Блоки питания компьютеров, являясь высоковольтными силовыми устройствами, выходят из строя намного чаще других комплектующих компьютера. Не зависимо от производителя и цены, устройство и принцип работы блока питания ATX неизменны. Схематически устройство блока питания компьютера можно разделить на:

  • Входную цепь (1)
  • Сетевой выпрямитель (2)
  • Автогенераторный источник питания (3)
  • Силовой каскад (4)
  • Вторичные выпрямители (5)

Внутреннее устройство блока питания ATX

Входная цепь состоит из сетевого фильтра гасящего помехи в сети от работы БП. Сетевой выпрямитель блока питания компьютера включает в себя диодную сборку (мост) и выпрямительные конденсаторы. Автогенераторный источник питания работает когда компьютер выключен (не из сети, разумеется, а кнопкой Power) он подает дежурное напряжение питания +5VStb на контроллеры материнской платы. На силовой каскад  от выпрямителя подается напряжение +310В. Транзисторы силового каскада блока питания ATX работают по двутактной схеме совместно с силовым трансформатором и управляются микросхемой ШИМ. Со вторичных обмоток силового трансформатора напряжение подается на вторичные низковольтные выпрямители. Микросхема ШИМ запускается по сигналу от материнской платы «Power On» запуская, соответственно, транзисторно-трансформаторный преобразователь и подавая  напряжения на его вторичные обмотки. Во вторичных обмотках блока питания компьютера, кроме диодных сборок (на радиаторах) задействованы дроссели.

Схема блока питания компьютера (кликните для увеличения).

Схема блока питания компьютера (кликните для увеличения).

 

Блок питания компьютера является импульсным устройством. В отличие от линейных, импульсные блоки питания компактнее и обладают высоким КПД и меньшими тепловыми потерями. Сетевое напряжение 220в поступает через сетевой фильтр на выпрямитель состоящий из диодов и двух последовательно соединенных электролитических конденсаторов. Так же запитывается автогенераторный источник питания формирующий дежурное напряжение +5v stb. С выпрямителя, напряжение величиной 310в поступает на силовой каскад реализованный на мощных транзисторных ключах и трансформаторе. Силовой каскад управляется импульсами поступающими от микросхемы-генератора ШИМ (Широтно Импульсная Модуляция) через согласующий трансформатор на базы ключей. Генерируемое импульсное напряжение снимается со вторичных обмоток силового трансформатора, выпрямляется диодами и конденсаторами. Величина выходного напряжения контролируется специальной схемой защиты, которая формирует сигнал Power-Ok (Power-Good). В случае отклонения выходных напряжений от номиналов сигнал Power-Ok не подается на контроллер материнской платы, тем самым блокируя запуск компьютера.

 

PowerMaster_FA_5_2_v3-2_230W_LP-8

PowerMaster_230W

PowerMaster_FA_5_2_v3-2_250W

PowerMaster_250W

Maxpower_PX-300W

Maxpower_PX-300W

jnc

jnc

dtk_ptp-2038

dtk_ptp-2038

colors_it_330

colors_it_330

codegen_atx_300w

codegen_atx_300w

pitaniya-330w

Codegen-330w

Gembird-350W

Gembird-350W

Распиновка разъемов ATX блока питания компьютера

Распиновка разъемов ATX блока питания компьютера

                    Распиновка разъемов блока питания ATX

Ремонт блоков питания компьютеров следует начинать с проверки подачи сетевого напряжения ~220в на выпрямитель. Далее, необходимо проконтролировать наличие +310в на выходе выпрямителя (не забывайте, что конденсаторы выпрямителя блока питания компьютера включены последовательно и напряжение на их выводах будет составлять приблизительно по 150-160в). Удостоверьтесь в наличии напряжений +5v stb и Power-Ok (розовый и зеленый провода). Если они отсутствуют следует проверить автогенераторный источник питания дежурного режима и микросхему ШИМ (если нет напряжения Power-Ok). Если генерация дежурного напряжения +5v stb и Power-Ok в норме, сосредоточьте свое внимание на силовых ключах и вторичном выпрямителе блока питания. Не забывайте, что для проверки полупроводников и конденсаторов их лучше выпаять из схемы.

computerrepair.com.ua

Питание ноутбука от бортовой сети - Блоки питания

Для питания ноутбука от борт-сети яхты возникла необходимость изготовить повышающий преобразователь напряжения. Обзор в Интернете разработок на эту тему ни к чему утешительному не привел – или сложная схема и дефицитные компоненты или схема откровенно халтурная. И тогда я решил сделать что-нибудь попроще, из того, что было под руками. Для питания моего яхтенного ноутбука «Panasonic – CF29» необходим источник 15.6 вольт, 2 Ампера ток. Для экономичности и надежности был выбран принцип работы устройства – импульсный повышающий стабилизатор напряжения. Благодаря маленькой микросхемке В34063А, стоимостью меньше пятидесяти центов, схема устройства получилась предельно простая.

 

 

 

 

Индуктивность я взял готовую, от какого-то промышленного стабилизатора. На ферритовом колечке диаметром 40 мм выполнена обмотка двумя параллельно соединенными проводами диаметром 1 мм, содержащая 25 пар витков. Диод – от компьютерного блока питания. Резистор R5 первоначально был типа подстроечного. После установки необходимого напряжения на выходе стабилизатора сопротивление его было измерено и он был заманен на постоянный, с целью надежности. Для понижения пульсации на выходе и входе стабилизатора установлены блоки из параллельно включенных электролитических конденсаторов.

 

 

 

 

Следует отметить, что замена нескольких конденсаторов одним конденсатором с такой же суммарной емкостью ни к чему хорошему не приведут – емкость мало влияет на уровень пульсации, больше помогает количество конденсаторов с небольшой емкостью. Это наглядно видно при подключении осциллографа. При изменении входного напряжения с 9-ти до 15-ти вольт устройство стабильно держит напряжение на выходе при заданном токе. При изменении нагрузки на выходе стабилизатора от ноля до 5 Ампер выходное напряжение остается постоянным.

Валерий UT5EC

 

 

Поделитесь записью в своих социальных сетях! Скачать Lite браузер Сайт RA1OHX

При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

ra1ohx.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта