Устройство и ремонт цепей заряда ноутбуков Acer. Схема питания ноутбука

Последовательность запуска ноутбука, схема включения.

Диагностика материнской платы ноутбука Для диагностики неисправности материнской платы ноутбука нужно знать последовательность ее включения.

Последовательность включения ноутбука

Затем BIOSзапускает POST (PowerOnSelfTest), который выполняет обнаружение и самотестирование системы. Во время самотестирования обнаруживается и инициализируется видеочип, включается подсветка, определяется тип процессора. Из данных BIOS определяется его тактовая частота, множитель, настройки. Затем определяется тип памяти, ее объем, проводится ее тестирование. После этого происходит обнаружение, инициализация и проверка подключенных накопителей – привода, жесткого диска, картридера, флоппи дисковода и др., а после проверка и тестирование дополнительных устройств.

После завершения POST управление передается загрузчику операционной системы на жестком диске, который и загружает ее ядро.

Приводим схему последовательности включения ноутбука

Схема последовательности включения ноутбука

Алгоритм проверки

проверка напряжений питания согласно datasheet;
проверка PowerGood и сигнала запуска;
контроль опроса BIOS;
диагностика загрузки по посткарте, показывающий на каком этапе прекращается загрузка.

Рассматриваем 2 варианта:

1. Питание не появляется, светодиод питания не горит.

ite-microcontroller

За распределение питания может отвечать и схема коммутации питания (например, может быть чип MAXIM). Она отвечает за переключение питания с внешнего адаптера на питание от батареи, контролирует зарядку и др.

В некоторых случаях слетает прошивка микроконтроллера. В этом случае ноутбук не запускается, хотя все напряжения присутствуют и нужные сигналы подаются.

2. Питание есть, светодиод питания горит, но ноутбук не включается, экран темный. Индикатор жесткого диска сначала включается и гаснет, затем не горит.

Разбираем ноутбук, прогреваем микросхемы чипсета по-очереди. После каждого прогрева пробуем на включение. Если ноутбук включается, то виноват конкретный чип. Очень важна предыстория поломки — например, если до поломки перестали работать USB порты, то скорее всего вышел из строя Южный мост. Если были артефакты на встроенном видео, то виноват Северный мост.

www.complace.ru

Устройство и ремонт цепей заряда ноутбуков Acer на платформе Compal.

Ремонт материнских плат Compal, с неисправностью "не заряжает" или "не включается", особенно после залития жидкостью, зачастую вызывает у мастеров трудности. Рассмотрим типовую схему питания и заряда, применяемую в ноутбуках Acer, на примере платформы LA-6552p. Эта материнская плата устанавливается в ноутбуках Acer 5552 и Emashines E442. Другие материнские платы, имеющие в своем составе микросхему чарджера ISL 6251, построены по аналогичному принципу и имеют минимальные отличия.

Полная схема ноутбука: ACER Aspire 5552 PEW96 LA-6552p

Datasheet микросхемы чарджера ISL-6251

Будем рассматривать параллельно типовую схему включения чарджера ISL6251a и те куски схемы ноутбука, которые связаны с запуском и зарядом аккумулятора.

Работа чарджера ISL6251 и заряд аккумулятора.

Питание +19в поступает на 24-й вывод микросхемы чарджера DCIN с разъема питания через диод PD16 и резистор PR281. Если вы заменили микросхему, проверьте цел ли резистор. Внутри микросхемы на выводе 1 VDD формируется напряжение питания +5в которое далее через PR86 поступает на 15 вывод VDDP и запитывает остальные узлы микросхемы. Проверяем присутствие +5в на 15 выводе.

На выводе VREF должно быть генерируемое чарджером опорное напряжение 2.39v

Вход ACSET - чарджер детектирует напряжение питания 19в, которое делитель на PR280 и PR282 понижает в 14 раз. Для этого напряжение на ACSET должно превысить 1.26в, что соответствует 18.0в на входе. Обнаружив нормальное питание, чарджер опускает в низкий уровень ACPRN - подаёт сигнал мультиконтроллеру.

Мультиконтроллер обменивается данными с контроллером аккумулятора и при необходимости зарядки выставляет высокий уровень на выводе EN чарджера, разрешая ему заряд.

На выводе CELLS мультиконтроллер устанавливает напряжение, зависящее от количества банок в аккумуляторе, указывая тем самым чарджеру, какое напряжение подавать на аккумулятор.

Выводы CSIN CSIP подключены к датчику тока источника питания - резистору PR61, а выводы CSON CSOP - источнику тока заряда. При превышении тока чарджер выключает зарядку аккумулятора.

Таким образом, для заряда аккумулятора необходимо, чтобы чарджер был запитан (DCIN = 19в, VDD и VDDP = 5в, VREF = 2.39v), чтобы он продетектировал питание (ACSET >1.26v) мультиконтроллер выдал ему сигнал EN.

Должна запуститься генерация на транзисторах PQ55 PQ57, токи на PR61 и PR78 не должны превысить предельно допустимых. Здесь следует обратить внимание, что кроме самих резисторов PR61 PR78 могут подгореть также и PR74 PR76 PR72 PR73, из-за чего чарджер может неправильно измерять токи.

Работа цепей питания LA6552p. Первоначальный запуск и появление напряжений.

Для работы ноутбука необходимо, чтобы открылись входные полевые транзисторы PQ14 PQ15. Их открывает транзистор PQ68B. Его же открывает высокий уровень сигнала PACIN. На транзисторах PQ68A, PQ21, PQ19 собрана блокировка - низкий уровень на затворе PQ68A приводит к надежному закрытию PQ14, PQ15. Также это может произойти, если мультиконтроллер подымет сигнал ACOFF.

Теперь посмотрим, откуда берется PACIN. По схеме мы видим, что из 6251VDD через резистор PR286. В добавок к этому, PQ67 должен быть закрыт, для чего чарджер должен продетектировать наличие внешнего питания (вывод ACSET) и опустить сигнал ACPRN.

Кстати, ACSET формируется не из напряжения VIN с разъёма, а из напряжения PreCHG, которое, в свою очередь, уже формируется из VIN четырьмя резисторами PR124-PR127, поэтому, если последние в обрыве, то чарджер не увидит подключенный адаптер.

Запуск ШИМ RT8205, дежурные напряжения +3 и +5

На данной платформе генерация дежурных напряжений происходит только при питании от адаптера.

Рассмотрим работу ноутбука без аккумулятора, поскольку при ремонте материнской платы обычно мастер так и поступает, запитывая плату от лабораторного блока питания. После подключения адаптера появляется VIN и PreCHG. Через резистор PR128 оно поступает на базу PQ34, открывая его, а он, в свою очередь, открывает PQ31, подавая PreCHG на B+. Поскольку пока никакие узлы не запущены, потребления по B+ нет, то через резисторы PR124-PR127 происходит заряд конденсаторов, подключенных к B+

Когда напряжение B+ достигнет достаточного для запуска RT8205, появляются напряжения +3VLP и VL. А дальше, если запуск не заблокирован транзисторами PQ63A, PQ63B, напряжения +3ALWP и +5ALWP Чтобы произошел запуск, нужно, чтобы PQ64 был открыт. Для этого должно быть напряжение VS, а ACPRN в низком уровне. VS берется из VIN через резисторы PR10 PR11.

При питании от батареи VS отсутствует и появляется при нажатии на кнопку питания. Таким образом, при питании от аккумулятора в дежурном режиме RT8205 генерирует только +3VLP и VL.

Многие платформы Compal имеют схожие схемы. В некоторых могут применяться операционные усилители для формирования ACSET и других сигналов. В этих узлах для формирования опорного напряжения может использоваться напряжение 3V RTC, такие платы не запускаются, если батарейка часов разряжена.

remnout.by

РЕМОНТ БЛОКА ПИТАНИЯ ДЛЯ НОУТБУКА

Покупая ноутбук или нетбук, точнее расчитывая бюджет на это прибретение, мы не учитываем дальнейших сопутствующих расходов. Сам лэптоп стоит допустим 500$, но ещё сумка 20$, мышь 10$. Аккумулятор при замене (а его гарантийный ресурс всего пару лет) потянет на 100$, и столько же будут стоить блок питания, в случае его сгорания.

ПОЧИНКА БЛОКА ПИТАНИЯ ДЛЯ НОУТБУКА

Именно о нём и пойдёт тут разговор. У одного не очень состоятельного знакомого, недавно перестал работать блок питания для ноутбука acer. За новый придётся отдать почти сотню долларов, поэтому вполне логичным будет попробовать починить его своими руками. Сам БП представляет собой традиционную чёрную пластиковую коробочку с электронным импульсным преобразователем внутри, обеспечивающим напряжение 19В при токе 3А. Это стандарт для большинства ноутбуков и единственное отличие между ними - штеккер питания:). Сразу привожу здесь несколько схем блоков питания - кликните для увеличения.

При включении блока питания в сеть ничего не происходит - светодиод не светится и на выходе вольтметр показывает ноль. Проверка омметром сетевого шнура ничего не дала. Разбираем корпус. Хотя проще сказать, чем сделать: винтов или шурупов тут не предусмотрено, поэтому будем ломать! Для этого потребуется на соединительный шов поставить нож и стукнуть по нему слегка молотком. Смотрите не перестарайтесь, а то разрубите плату!

Разбираем, и восстанавливаем работоспособность блока питания, к ноутбуку Acer

После того, как корпус слегка разойдётся, вставляем в образовавшуюся щель плоскую отвертку и с усилием проводим по контуру соединения половинок корпуса, аккуратно разламывая его по шву.

Осматриваем и проверяем плату и детали БП

Разобрав корпус проверяем плату и детали на предмет чего-нибудь чёрного и обугленного.

восстанавливаем работоспособность блока питания к ноутбуку

Прозвонка входных цепей сетевого напряжения 220В сазу же выявила неисправность - это самовосстанавливающийся предохранитель, который почему-то не захотел восстановиться при перегрузке:)

неисправность - это самовосстанавливающийся предохранитель

Заменяем его на аналогичный, либо на простой плавкий с током 3 ампера и проверяем работу БП. Зелёный светодиод засветился, свидетельствуя о наличии напряжения 19В, но на разъёме по прежнему ничего нет. Точнее иногда что-то проскакивает, как при перегибе провода.

сгоревший самовосстанавливающийся предохранитель

Придётся ремонтировать и шнур подключения блока питания к ноутбуку. Чаще всего обрыв происходит в месте ввода его в корпус или на разъёме питания.

Обрезка провода у возле штекера, что вставляется в ноутбук

Обрезаем сначала у корпуса - не повезло. Теперь возле штекера, что вставляется в ноутбук - снова нет контакта!

разрезать шнур пополам и оставить рабочую половинку

Тяжёлый случай - обрыв где-то посередине. Самый простой вариант, разрезать шнур пополам и оставить рабочую половинку, а нерабочую выкинуть. Так и сделал.

склеить половинки корпуса блока питания клеем "момент

Припаиваем назад соединители и проводим испытания. Всё заработало - ремонт закончен.

ремонт БП занял не больше часа

Осталось только склеить половинки корпуса клеем "момент" и отдать блок питания заказчику. Весь ремонт БП занял не больше часа.

el-shema.ru

Ремонт цепи питания ноутбука — Статьи — АЛЬФА-РЕРУМ

Неисправность цепи питания ноутбука

Для подзарядки и/или для работы ноутбук подключается к электрической сети. Напряжение в сети России составляет 220 вольт переменного тока. Между ноутбуком и электрической сетью находиться блок питания, который понижает напряжение до уровня необходимого для питания/зарядки ноутбука и преобразует его из переменного в постоянное. Внутри ноутбука есть устройства, которые работают от 3 и от 5 вольт. Откуда берется это напряжения? Данное напряжение формируется специальными устройствами, которые составляют цепи питания ноутбука. В процессе эксплуатации ноутбука из-за небрежного обращения (залили ноутбук), или скачков напряжения происходит разрыв цепей питания ноутбука. И мы можем наблюдать картину, при которой ноутбук не включается (не путать с тем, что ноутбук не загружает операционную систему). Также ноутбук может не реагировать на кнопку включения.

Элементарным примером ремонта цепи питания ноутбука можно назвать замену блока питания ноутбука, перепайку разъема питания ноутбука, ремонт штекера блока питания. Данный ремонт не сложен и возможен в любом сервисе имеющем инженера и необходимое оборудование.

Если неисправность вашего ноутбука вызвана выходом из строй блока питания, или необходимостью замены/ремонта штекера/гнезда для подключения блока питания, можно сказать, что вы отделались "малой кровью"! В системе питания ноутбка есть еще отдельные цепи питания, которые как раз и формируют напряжения от 1,5 до 24 вольт и используются для питания процессора, оперативной памяти, чипсета, жесткого диска, матрицы, и многих других устройств в ноутбуке. Расположены они как правило на материнской плате ноутбука. Ремонт таких цепей очень трудоемкий процесс он требует знаний схемотехники и что не мало важно, это наличие запчастей и специального оборудования. Как правило выполняется на территории сервисного центра и производится после предварительной диагностики ноутбука.

Под ремонтом цепей питания материнских плат ноутбука понимается

Восстановление ноутбука после залития жидкостью.
Восстановление материнских плат после короткого замыкания, скачков напряжения сети, изменения входной полярности питания ноутбука.
Неисправности при работе с батареей ноутбука: ноутбук не заряжает или не видит батарею.

Ремонт систем питания ноутбука

Допустим, в результате короткого замыкания или залития ноутбука, каскадом выгорают несколько элементов, тогда необходимо методом поэтапного их выявления и замены, восстанавливать работоспособность ноутбука. Пробои в цепи питания ноутбука частенько случаются из-за скачков напряжения в сети. Так же использование не оригинальных блоков питания или не соответствующих требуемым характеристикам по вольтажу и потребляемому току, приводит к выходу из строя цепей питания и заряда, при этом значительно сокращается срок жизни аккумулятора. Неисправный штекер блока питания или разъёма питания на ноутбуке (плохой контакт) так-же может привести к выходу из строя первичной цепи питания ноутбука.

Ремонт/восстановление цепей питания материнской платы ноутбука (с учётом стоимости расходных материалов)

от 1500 до 4500 руб

Последовательность включения ноутбука

Для диагностики неисправности материнской платы ноутбука нужно знать последовательность ее включения.

mb-power-on

Приводим схему последовательности включения ноутбука

При включении ноутбука дежурное напряжение через кнопку подается на мультиконтроллер, который запускает все контроллеры ШИМ, вырабатывающие все напряжения (их много), и, при нормальном исходе, вырабатывают сигнал PowerGood. По этому сигналу снимается сигнал reset с процессора и он начинает выполнять программный код, записанный в BIOS с адресом ffff 0000.Затем BIOS запускает POST (PowerOnSelfTest), который выполняет обнаружение и самотестирование системы. Во время самотестирования обнаруживается и инициализируется видеочип, включается подсветка, определяется тип процессора. Из данных BIOS определяется его тактовая частота, множитель, настройки. Затем определяется тип памяти, ее объем, проводится ее тестирование.После этого происходит обнаружение, инициализация и проверка подключенных накопителей – привода, жесткого диска, картридера, и др., а после проверка и тестирование дополнительных устройств.После завершения POST управление передается загрузчику операционной системы на жестком диске, который и загружает ее ядро.

Если питание не появляется, светодиод питания не горит.

Ищем неисправность в схеме управления питанием. Проверяем Мультиконтроллер — микросхему, управляющую схемами ШИМ, формирования напряжений. Также в нем встроены контроллеры периферии (клавиатуры, мыши, температуры, вентилятора, аккуиулятора, тачпэда и др.). Иногда в мультиконтроллер входит схема питания USB. Часто это микросхема ITE. На мультиконтроллер подается напряжение питания непосредственно с адаптера (обычно 19В), а дальше передается на другие устройства. Таким образом контроллер управляет процессом включения в ноутбуке.За распределение питания может отвечать и схема коммутации питания (например, может быть чип MAXIM). Она отвечает за переключение питания с внешнего адаптера на питание от батареи, контролирует зарядку и др.В некоторых случаях слетает прошивка микроконтроллера. В этом случае ноутбук не запускается, хотя все напряжения присутствуют и нужные сигналы подаются.

www.alpha-rerum.ru

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.

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

Ремонт зарядных устройств (блоков питания) ноутбуков

Читать все новости ➔

Фактически, узел питания и зарядное устройство ноутбука состоит из двух частей, - узла аккумуляторного питания (в нем же и система контроля зарядки) и внешнего зарядного устройства, которое обычно представляет собой импульсный блок питания с выходным напряжением 19V. Именно о этой, внешней, части и пойдет речь в данной статье. Пример схемы блока питания для ноутбуков фирмы Acer с выходным напряжением 19V при максимальном токе 3.5А показан на рисунке. Следует заметить что блоки питания и для других ноутбуков построены по аналогичной схеме, поэтому материалом изложенным в этой статье можно пользоваться при ремонте блоков питания для самых разных ноутбуков, и вообще импульсных блоков питания. И так, источник питания выполнен по импульсной схеме и базируется на основе микросхемы TOP258EN (U1) фирмы Power Integrations. Данная микросхема обладает встроенным контроллером и силовым MOSFET ключом, которым управляет, путем изменения широты импульсов, поступающих на его затвор, основываясь на сигнале обратной связи.

Сетевое напряжение поступает через предохранитель F1 и экстратоковую защиту на силовом терморезисторе RT1 на входной дроссель L1, подавляющий помехи. Далее следует мостовой выпрямитель на диодах D1-D4. При нормальной работе на конденсаторе С4 выделяется постоянное напряжение около 305V. Этим напряжением питается импульсный генератор на основе микросхемы U1 и импульсного трансформатора Т1.

Резисторы R3 и R4 создают пусковое напряжение питания микросхемы U1, необходимое для первичного запуска её генератора в момент включения питания. Генератор запускается, и дает первые импульсы на затвор ключевого транзистора микросхемы. На выводе D U1 возникают мощные импульсы тока, который протекает через первичную обмотку трансформатора Т1. Это приводит к наведению во вторичных обмотках напряжения. Обмотка Т1 4-5 служит для рабочего питания микросхемы, на которое микросхема переходит после удачного запуска блока. Выпрямитель состоит из диода D6 и конденсатора С10. Если запуск прошел нормально, что стабилитрон VR2 открывается и через него на контроллер U1 поступает питание. Теперь контроллер с режима запуска переходит на рабочий режим.

Для слежения за состоянием схемы у контроллера микросхемы U1 есть два входа - С и X. Вход X служит для контроля за величиной сетевого напряжения. Датчиком величины сетевого напряжения является делитель на резисторах R1, R2 и R9. Величина сетевого напряжения оценивается по величине напряжения на резисторе R9. Вход С служит для слежения за состоянием выхода. Между ним и выпрямителем на диоде D6 включен фототранзистор оптопары U2, а светодиод её подключен к вторичной цепи (к выходу выпрямителя на диодах D7, D8 и конденсаторе С 13 через ИМС U3, контролирующей состояние выхода).

Вот вкратце, описание работы блока питания. Теперь переходим к «типовым» неполадкам.

1. Блок не работает, в сеть включаем, а на выходе напряжения нет, никаких звуков, никакого стрекотания тоже нет. Самая распространенная неисправность. Здесь может быть неисправность как на входе, так и на выходе (о банальном обрыве в сетевом шнуре или выходном шнуре говорить не будем), так и в самом импульсом генераторе.

Итак, если блок питания не работает, а предохранитель F1 цел, то лучше всего начинать поиск неисправностей с проверки напряжения на выходе сетевого выпрямителя.

Это напряжение должно составлять около +305 V (во всяком случае в пределах 280-310V), при питающем напряжении сети переменного тока равном 220 В. Кроме того, проверьте с помощью осциллографа амплитуду пульсаций этого напряжения. Если напряжение существенно ниже вышеуказанного значения или вовсе отсутствует, проверьте выпрямитель сетевого напряжения. Повышенная амплитуда пульсаций при пониженном напряжении указывает на неисправность конденсатора С4 либо на обрыв диодного выпрямителя на диодах D 1-D4.

Полное отсутствие напряжения на С4 говорит о обрыве в цепи от сетевой вилки до С4. Очень возможно сгорел RT1 или диоды моста, дроссель L1. Но если предохранитель все же цел, то неисправность может быть в банальном дефекте пайки (расшатан какой-то вывод в этой цепи, поврежден коррозией), трещине в печатной дорожке. Отключите от сети и найдите неисправность путем прозвонки цепей.

При перегорании предохранителя повторное включение имеет смысл проводить подключая источник питания к сети через лампу накаливания на 220V мощностью не менее 100W. Это позволит обезопасить другие части схемы, которые «спас» предохранитель. Например, при КЗ в С4 при повторном включении в сеть предохранитель может не успеть сработать, что приведет к повреждению диодов выпрямителя, обмоток дросселя и др.

А лампа накаливания ограничит ток К.З.

Перегорание предохранителя (или пробой диодов выпрямителя, резистора RT1) скорее всего связано пробоем (междуобкладочным замыканием) конденсатора С 4. Дополнительным признаком пробоя конденсатора может быть изменение формы его корпуса (выбухание донной части, разрыв её). Реже это связано с пробоем транзистора микросхемы U1.

Следует знать, что пробой мощного переключательного транзистора микросхемы не обязательно бывает самопроизвольным, а часто вызывается неисправностью какого-либо другого элемента. В частности, в рассматриваемой схеме это может быть обрыв одного из элементов демпфирующей цепи D5, R6, С6, VR1, R7, а так же наличие короткозамкнутых витков в первичной обмотке трансформатора Т1.

Поэтому перед заменой микросхемы в случае пробоя выходного транзистора желательно проанализировать возможные причины его выхода из строя и провести необходимые проверки, иначе для устранения неисправности придется запастись большим количеством дорогостоящих, мощных транзисторов.

Кроме того может быть и междуобкладочное замыкание СЗ. Но при этом перегорает только предохранитель.

Если напряжение +305V есть на С4 это говорит что цепи первичного выпрямителя исправны и неработоспособность блока питания может быть связана с неисправностью в генераторе на ИМС U1 и трансформаторе Т1.

Блок питания может просто не запускаться при включении из-за обрыва в резисторах R3-R4. В этом случае при включении в сеть питание на генератор ИМС U1 не поступает, и он не работает. Другой случай - обрыв в выходном ключе микросхемы.

Наиболее редкий случай - обрыв обмоток трансформатора, в частности первичной обмотки. В этом случае блок питания вообще не работает. Определить это можно измерив постоянное напряжение на выводе D микросхемы U1 Если на нем напряжения 305V нет, а на С4 (конденсаторе фильтра сетевого выпрямителя) есть, то, скорее всего, оборвана первичная обмотка импульсного трансформатора (в данной схеме обмотка 1—3 трансформатора Т1).

Хотя не следует исключать и обрыв в печатных дорожках или некачественных пайках. Перед принятием решения о замене трансформатора необходимо выяснить, не было ли причиной этого обрыва короткое замыкание в цепи первичной обмотки, например, пробой выходного транзистора U1 (не должно звониться в обоих направлениях между выводами D и S U1).

Возможно аварийное состояние блока из-за короткого замыкания во вторичной цепи. Либо ошибочного состояния системы контроля вторичной цепи из-за повреждения U3 или в элементах её «обвязки». Замыкание во вторичной цепи чаще всего возникает из-за пробоя одного из электролитических конденсаторов.

Пульсация источника питания (кратковременный запуск при включении в сеть, без перехода на рабочий режим) может быть вызвана неисправностью в цепи выпрямителя на D 6, С 10, а так же стабилитрона VR2.

Автор: Андреев С.

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Принципиальные электрические схемы по ноутбукам HP.

Схемы к ноутбукам HP Pavilion 15 17 (Quanta R75 R7X AMD rev.1a)
Схемы к ноутбукам HP Probook 6550B (Inventec Diesel 10 UMA)
Схемы к ноутбукам HP 630, Compaq CQ43, CQ47 (Foxconn Chicago)
Схемы к ноутбукам HP ProBook 650 G1 (Inventec Cyclone Discrete rev.x01)
Схемы к ноутбукам HP Probook 4421S, 4420S, 4321S (Quanta SX6-MV-DIS boardview)
Схемы к ноутбукам HP Compaq 6515B, 6715B, 6715S (Inventec TT1.0 rev.A02)
Схемы к ноутбукам HP Probook 4710S, 4510S, 4411S (Inventec Invicta Cycle1 rev.A03)
Схемы к ноутбукам HP ZE2000 (quanta ct8)
Схемы к ноутбукам HP Pavilion DV7 (compal la 4081 rev.0.3)
Схемы к ноутбукам HP Pavilion DM4
Схемы к ноутбукам HP Compaq 510, 511, 610
Схемы к ноутбукам HP Probook 4421S, 4420S, 4321S (Quanta SX6 rev.2b)
Схемы к ноутбукам HP Pavilion G6 (Quanta R12)
Схемы к ноутбукам HP Pavilion DV7 (Quanta-lx6-7)
Схемы к ноутбукам HP Pavilion DV7 (Quanta-lx89)
Схемы к ноутбукам HP Compaq NX7400 (gallo-inventec)
Схемы к ноутбукам HP Compaq 2510p (Quanta OT2)
Схемы к ноутбукам HP Pavilion G4, G6, G7 (quanta r.23, rev.1a)
Схемы к ноутбукам HP G62 (foxcon-safina)
Схемы к ноутбукам HP Compaq 515, 615 (rev.ax1)

zremcom.ru