Из чего состоит зарядка для ноутбука
Неисправности
Внешние признаки поломки токопроводящего кабеля или контактной группы:
- Если после того как нажали на кнопку “Пуск” – ничего не происходит.
- Происходит периодическое включение.
- Операционная система загружается через раз и после нескольких секунд происходит отключение ноутбука.
- Корпус блока питания сильно нагревается.
Но если питание не трехконтактное, подойдёт универсальный блок питания. В наборе идут 8 переходных разъемов для подключения, а напряжение выставляется автоматически (в отдельных устройствах устанавливается вручную).
Чтобы устройство смогло работать – мощность универсального БП должна быть выше, чем мощность переносного компьютера.
Но у универсальных адаптеров три недостатка:
- ненадежность в работе проявляется перегревом и выходом из строя;
- ненадежный контакт в разъеме переходника;
- несовместимость устройств, что выражается в неправильной работе клавиатуры и тачпэда.
Потенциально максимальный ток линии
Это тоже один из немаловажных параметров БП. Но чаще всего пользователь не берет его во внимание.
Конденсаторы
Внутри блока питания есть конденсаторы большие и маленькие. Они выполняют некоторые стандартные функции. Их предназначение продиктовано принципом работы самого конденсатора.
Так, большой конденсатор выполняет функцию фильтра. Это называется накопительная фильтрующая ёмкость . Известно, что если заряжать конденсатор импульсным током, то при разрядке он способен отдать постоянный ток.
Маленькие конденсаторы выполняют аналогичные функции, но работают на своих участках цепи.
Дроссель
В блоке питания есть и вот такая интересная деталь. Это самый обычный дроссель. Или винтовая катушка индуктивности . Конструкция простая - проволочка, намотанная на ферримагнитное кольцо.
Дроссель в электронике нужен для снижения пульсаций электрического тока. Он будет сглаживать высокочастотные помехи. Работает в качестве этакого простенького стабилизатора. Он умеет ограничивать ток, не пропуская ничего лишнего в основную цепь . Одна из основных деталей любого блока питания.
Зарядные устройства ноутбуков. Основы функционирования и схемотехники. (Часть I).
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.
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.
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).
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).
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.
Стабильность напряжений
Это связано с работой портативного компьютера. К примеру, при работе на ноутбуке с графическими программами, видеокарта и процессор потребляет большое количество ресурсов. А такое увеличение мощности не всегда могут выдерживать электронные детали и способны сгореть.
Также такое увеличение мощности может привести к перегреву. В результате характеристики БП могут измениться.
Для чего вообще нужен блок питания ноутбуку
Блок питания для ноутбука выполняет сразу две функции .
Он является источником питания ноутбука, когда устройство работает от сети и одновременно заряжает встроенный аккумулятор. Все ноутбуки работают от низкого напряжения около 20 Вольт, при этом оно должно быть постоянным. В электрической же цепи, которая есть у нас "в розетке" напряжение переменное и его величина 220 Вольт. Блок питания преобразует переменное напряжение в постоянное и понижает его. Кроме того, стандартный литий-ионный аккумулятор заряжается именно постоянным током.
Доброго времени суток! Надеюсь Вы уже прочитали предыдущую статью и подписались на наш канал, чтобы не упустить будущий контент. В продолжении темы сегодня хочу рассказать о первом "оплоте" питания любого ноутбука: о принципе работы схемы чарджера (от англ. Charger - зарядка). Чарджером можно назвать как саму микросхему управления, так и целиком участок принципиальной схемы, который отвечает за подключение батареи в момент, когда отключен внешний источник энергии, за заряд батареи, чарджер "следит" за состоянии батареи и передает его в операционную систему. Основная задача этого блока - формирование самого главного напряжения питания ноутбука, обычно его называют B+ (в схемах конечно же каждый производитель обозначает по своему, B+ это базовый термин). Из напряжения B+ формируются все остальные напряжения: в первую очередь это "дежурка" и далее в соответствии с логикой микропрограммы мультиконтроллера - остальные напряжения питания процессора, мостов, памяти и т.п.
Для рассмотрения возьмем схему чарджера платформы Compal LA-C801P (можно скачать здесь ). Схемы и даташиты обычно в формате pdf. Для просмотра лучше использовать бесплатный Acrobat Reader, который в полной мере позволит использовать поиск по схеме.
Итак, схема чарджера (ищем в pdf по слову charger) построена на основе распространенной микросхеме BQ24725A (datasheet качаем тут)
Типовая блок-схема из документации:
1. Точка подключение внешнего адаптера питания
2. Выходное напряжение B+
3. Токовый датчик: важный элемент схемы, который дает понять микросхеме что на выходе короткое замыкание - в штатном режиме чарджер сразу отключит питание.
4. Резистивный делитель, с помощью которого формируется сигнал о том что подключен внешний блок питания.
5. Шина, по которой чарджер передает в систему состояние батареи.
6. MOSFETы импульсного преобразователя, которые формируют напряжение питания для заряда батареи.
7. MOSFET который подключает к B+ аккумулятор при отсутствии внешнего источника питания.
8. Собственно сама батарея.
Рассмотрим реальную схему, сначала со стороны внешнего источника
Внешний блок питания при подключении к ноутбуку дает нам напряжение +19V_VIN, которое подается на транзистор PQ302 и через участок 4 (на схеме выше) запитывает микросхему чарджера. Микросхема в свою очередь открывает транзисторы PQ302 и PQ303 (2) и через них мы получаем +19VB (6), которое является базовым и запитывает все остальные участки схемы. Также видим что в схеме присутствует защита от "переполюсовки" (1): она закроет и не даст открыться PQ302 и PQ303 в случае, если по каким-то причинам "перепутаны" минус с плюсом в блоке питания. Еще одна защита в виде токового датчика (3): даст понять микросхеме, что ток потребления выше заданного и что нужно закрыть PQ302 и PQ303. Если процесс подключения внешнего источника прошел в штатном режиме, то чарджер выдает сигнал ACOK(5), который в дальнейшем используется микроконтроллером.
Когда внешний источник отключен PQ302 и PQ303 закрываются, чарджер открывает транзистор (1) PQ304 и напряжение батареи формирует +19VB и поддерживает питание микросхемы через PD1 (2)
Также здесь видим транзисторы импульсного преобразователя PQ305 и PQ306 (3), которые формируют напряжение зарядки аккумулятора по принципу ШИМ, рассмотренному в предыдущей статье . Ток заряда чарджер контролирует посредством токового датчика (4)
Состояние батареи чарджер "читает" по SMbus
1. Разъем подключения аккумуляторной батареи
2. Линии SCL и SDA шины SMbus
3. Сигнал о температуре батареи, который передается в мультиконтроллер: он даст команду чарджеру отключить зарядку или питание от батареи, если температура ее будет выше критической.
Надеюсь принцип работы схемы чарджера более чем понятен. Если возникают вопросы, Вы можете задать их в нашей группе ВК
Неисправности этой части схемы:
1. выходят из строя входные ключи: определяется мультиметром, транзисторы не должны "звониться" накоротко.
2. выходит из строя сама микросхема: наиболее быстрый способ локализации - поставить заведомо исправную микросхему (купить можно тут ). Или брать даташит и промерить все сигналы, которые необходимы для функционирования.
Жмите "понравилось", подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить полезные статьи! В следующей части рассмотрим "дежурку".
Доброго времени суток! Продолжаем обзор принципа работы системы питания ноутбука на базе платформы Compal LA-C801P REV: 1.A. Схему можно скачать тут .
В третьей части мы рассмотрели "дежурку", которая запитывает мультиконтроллер и обеспечивает режим ожидания. В продолжении темы рассмотрим базовые напряжения, которые формирует также "дежурка". Это напряжения, обозначенные на схеме +3VALW и +5VALW . Согласно карте питания (рассмотрена в четвертой части статьи), мы видим что их формируют гибридные ШИМ контроллеры SY8286BRAC и SY8286CRAC , обозначенные на схеме PU401 и PU402 соответственно. Отличие у них в цоколевке и в формируемом напряжении линейного и импульсного стабилизатора +3V и +5V соответственно. Заметьте что разница в одной букве в маркировке дает значительную разницу в характеристиках микросхемы! Т.е. надо быть крайне внимательным при подборе микросхемы на замену. Корпуса этих микросхем очень малы, всего 3 на 3 миллиметра, и физически производитель не смог бы нанести полную маркировку микросхемы, поэтому используется кодированное название. Для первой микросхемы это одно из: AWV5QB, AWV5BB, AWV5JA.
Для второй: AWW5LA, AWW5BZ, AWW5JC.
Документацию на эти микросхемы найти не удается, даже на официальном сайте производителя ее нет. Видимо данные микросхемы изготавливались по специальному заказу.. Но нам ничего не мешает для понимая сути рассмотреть функциональную схему микросхемы 8286A, принцип работы у них схож:
Данный DC-DC преобразователь состоит из:
- линейного стабилизатора (LDO - Linear Drop-Out regulators ) 3.3V
- Импульсного преобразователя, включающего PWM контроллер и выходных ключей (MOSFET)
- Системы защиты
Питание подается на вход IN (согласно документации от 4 до 23V), вход BS предназначен для подключения внешнего конденсатора к LX , LX - выход для подключения катушки индуктивности, собственно после катушки снимается выходное напряжение. GND - ground, "корпус" или просто "минус" в системе. VCC выход LDO 3.3V, BYP - байпас, сюда подаются внешние 3,3V, у нас не используется. FB - feed back, обратная связь - очень важный и критичный сигнал, с помощью этого сигнала мы настраиваем микросхему на нужное выходное напряжение с помощью резистивного делителя выходного напряжение по формуле:
FB всегда должно быть равно 0,6V, отсюда, зная какое нам нужно напряжение на выходе мы подбираем резисторы R1 и R2 так, чтобы FB было равно 0,6V. Отслеживая этот сигнал внутренний ШИМ механизм будет поднимать или опускать выходное напряжение, стабилизируя его. MODE и ILMT задают режимы работы микросхемы, подробно не будем рассматривать. EN - enable, логическая "1" - работа микросхемы разрешена. PG - power good, дает понять "старшим" что все хорошо, питания в норме, обычно подается в мультиконтроллер.
Рассмотрим схему включения PU401 :
Здесь выводы 2-5 входное напряжение, на них подается +19VB . LX выходное напряжение, к нему подключается катушка индуктивности, с которой "снимается" +3VALWP . GND - "корпус". LDO - выход линейного стабилизатора, от него питается мультиконтроллер (рассмотрели в третьей части). FF + OUT - обратная связь. Здесь два сигнала Enable: EN1 разрешает работу импульсного стабилизатора, при этом появляется напряжение на LX . EN2 разрешает работу линейного стабилизатора (LDO). В данной схеме EN2 формируется сразу из +19VB . Т.е. при подаче +19V сразу начинает работать линейный стабилизатор, выдавая +3VLP .
на EN1 подается сигнал 3V_EN , найдем в схеме (CTRl+F) как он формируется:
Тут мы видим: сигнал 3V_EN будет равен логической "1" если сигнал 3V_EN_R_EC (формируется мультиконтроллером) в высоком уровне и MAINPWON также в высоком уровне. Здесь присутствует диод Шоттки D2012 . Если вдруг MAINPWON станет равен логическому "0", то диод откроется и на 3V_EN будет низкий уровень, после чего сразу выключится +3VALW .
Давайте разберемся для чего это сделано. Найдем где используется и как формируется MAINPWON:
Здесь на микросхеме G718TM1U реализована термозащита процессора. Как только к ноутбуку подключен блок питания или вставлена заряженная батарея, включается дежурное напряжение +3VLP и в точке 2 резистора PR207 будет +3V, при условии что вывод 3 микросхемы в закрытом, не активном состоянии ( OT1 с чертой сверху, значит активный уровень "0") . Данная микросхема предназначена для сигнализирования о превышении допустимой температуры, ее значение "программируется" подбором терморезистора ( PH201 ) и резисторов PR206 , PR209 . В данной схеме при достижении температуры 92 градуса Цельсия, микросхема PU201 выставит вывод 3 в низкий уровень, а значит MAINPWON станет равен логическому "0", что приведет к отключению +3VALW.
С помощью MAINPWON также реализована функция Reset:
Теперь кратко рассмотрим схему включения PU402. Так как она практически идентична схеме PU401. Разница лишь в том что LDO PU402 выдает +5V и не используется:
Блок питания для ноутбука: принцип работы, виды и характеристики, преимущества, проблемы, как выбрать, какой лучше, эксплуатация, гарантия, неисправности,
Блоки питания для ноутбука
Как выбрать блок питания для ноутбука
- входному напряжению (110V/220V);
- рекомендуемому выходному напряжению (V);
- сила тока на выходе (А);
- типу разъему ноутбука;
Случается, сами производители переносных компьютеров используют блоки питания от сторонних производителей и наклеивают на них этикетки под брендом фирмы. В таком “плагиате” замечены:
Не всегда оригинальный БП это показатель качества.
На нижней стороне компьютера есть стикер, на котором обозначены характеристики. Это напряжение и сила тока.
Чаще у ноутбуков напряжение 11-18 В. Когда подбирается блок питания, допускается отклонение в 1,5-2,1 В. Для выбора силы тока придерживайтесь правила – выходная сила тока не может быть меньше требуемой для работы переносного компьютера.
Если у БП запас по мощности, это гарантирует нормальную работу, то слабый – выйдет из строя.
При покупке нового БП стоит обратить внимание не только на производителя, но и на цену. Более дешевые, скорее всего, сделаны на подпольных фабриках и не гарантируют нормальную работу устройства.
Различия по весу объясняются тем, что в подделках не стараются улучшить продукцию и экономят, например, на установке экранирования от помех. У подделки могут отсутствовать схемы защиты и дополнительные фильтры для выпрямления тока.
Чем может обернуться такое приобретение? Из-за нехватки мощности зарядное устройство выйдет из строя, что повлечет за собой новую покупку БП.
Полученное значение и обусловливает выбор зарядного устройства по мощности.
Тоже относится и к универсальным зарядникам. Несмотря на то, что у них есть возможность переполюсовки, переключатели напряжения и дополнительные разъемы – чаще всего они долго не работают.
Какой лучше
Чтобы определится с выбором достаточно знать 3 параметра:
Эти значения тесно взаимосвязаны. Если выходное напряжение и один из 1 или 2 пункта совпадают с одним из параметров указанных в рекомендациях к ноутбуку – зарядное устройство будет гарантировано работать.
Мощность БП
Строго говоря, этот требуемый показатель мощности можно рассчитать, если просуммировать необходимую мощность для работы отдельных элементов и выбрать БП чуть большей мощности с запасом.
Если блок питания ниже заявленной мощности, то это может вызвать:
- зависания компьютера;
- частые перезагрузки;
- характерное пощелкивание головок жёсткого диска;
- сам ноутбук не сможет включиться.
Надо сказать, что подвержена к перебоям и сама материнская плата. Может сама она и не выйдет из строя, но вот контакты и разъемы способны выгореть от постоянного нагрева.
По выходной силе тока универсальный блок питания можно выбрать таким же образом. Главное величина должна совпадать с необходимым значением для ноутбука или немного превышать его. Только такие значения определяют долгую и надежную работу зарядного устройства.
Пластинки для охлаждения
Есть ещё такие забавные детальки, которые выполняют сразу две функции. Они оттягивают тепло от высоконагруженных деталей, которые нагреваются до больших температур и не дают им сгореть, а заодно являются ребрами жесткости для механической фиксации детали. Такой прием весьма распространен.
Диапазон рабочих напряжений
Характеристика БП подразумевает тот интервал сетевого напряжения, при котором в состоянии работать и выдавать требуемые параметры.
Большинство устройств способно стабильно работать в диапазоне от 110 до 240В. Это предохраняет ноутбук и позволяет ему работать при резких перепадах напряжения в сети.
Как пользоваться
У некоторых ноутбуков не получится заменить родной на универсальный блок питания.
У оригинальных блоков питания вшито устройство определения “свой-чужой” – контроллер посылает сигнал и если не получит ответного сигнала, он не определяется системой ноутбука и защита принудительно понижает частоту процессора, в результате на батарею перестает подаваться заряд.
При частых скачках напряжения надо приобрести как минимум стабилизатор.
Правила подключения. Сначала носимый компьютер к БП, а потом уже зарядное устройство в розетку переменного напряжения.
Опасно использовать ноутбук с неисправной батареей. В этом случае может выйти из строя сам адаптер или весь комплект. Если портативный компьютер работает от батареи менее 10минут – неисправную батарею надо в обязательном порядке заменить.
При использовании новой батареи придерживайтесь инструкции по использованию новых батарей (полный цикл разряда и заряда).
Под сроком действия гарантии, имеется ввиду то время, в период которого производится бесплатное восстановление работоспособности купленного устройства. Наступление гарантийного срока начинается со дня покупки в компьютерном салоне после заполнения гарантийного талона с печатью торгующей организации.
В отдельных случаях срок действия гарантии наступает в момент регистрации на сайте компании.
В случае если дату продажи установить не удалось, гарантия на прибор начинается со дня изготовления аппарата.
Гарантия на блоки питания и аккумуляторы меньше, чем на ноутбук, но обычно он составляет от 6 месяцем до года.
Неэлектрические величины
Кроме электрических характеристик, важны при выборе устройства и неэлектрические параметры. В паспорте изделия их может и не быть. Поэтому необходимо знать, что еще является показателем лучшего БП.
- насколько широк диапазон рабочих температур;
- надёжность (время наработки до отказа);
- вес;
- длина питающих кабелей;
- удобство в применении;
- класс экологичности продукта;
- соответствие международным стандартам;
- общие размеры по габаритам;
- соответствие плюса и минуса на выводных контактах с вводом в ноутбук.
- доступность в сочетании с надежностью в эксплуатации;
- КПД (66-71%). Потери мощности приходятся на те процессы, которые по времени настолько малы, что не отражаются на работе БП;
- малый габарит и масса не приводит к перегреву зарядного устройства;
- предусмотрено подключение к сетям с разбросом в диапазоне напряжений 110-240В и частот 50-60 Гц.
Несоблюдение этого условия может повлечь поломку как БП, так и самого ноутбука. Перед включением проверить, что полярности совпадают.
Частые проблемы с подключением:
- БП не включается;
- разъемы БП разболтались, из-за чего пропал контакт на входе.
Распространены три дефекта БП:
- БП попросту перегорел (специфический запах горелых проводов).
- При нагреве и нагрузке БП отключается (вышли из строя конденсаторы).
- Проблемы с разъемом или шнуром.
Но выход из строя БП происходит редко, а вот перетертый шнур или расшатанный разъем встречаются в быту. Поэтому при переноске ноутбука рекомендуется вытаскивать БП из контактного гнезда и аккуратно скручивать кабеля.
Трансформатор
Как мы видим, импульсный блок питания тоже содержит трансформатор .
Он нужен для того, чтобы из постоянного тока вновь сгенерировать переменные импульсы. Это и есть отличие импульсного блока питания. В нем переменное напряжение из сети сначала преобразуется в постоянное, потом опять становится импульсным, а на последней стадии вновь превращается в постоянное.
Такая хитрая схема позволяет уменьшить потери и позволить сделать блок питания более компактным, но зато конструкция технически более сложная . Скажем, импульсный блок питания почти не нагревается, тогда как стандартный трансформаторный блок питания может нагреваться до огромных температур. При этом импульсный блок питания создает ощутимые помехи и если поднести к такому блоку питания без хорошего фильтра самое обычное радио, то услышите, как радио щелкает в такт импульсам внутри блока питания.
Импульсы же - это способ преобразования энергии.
Hewlett-Packard (HP)
Для носимых устройств они выпускают адаптеры импульсного типа. Особенностью этих адаптеров является автоматический подбор выходных показателей. Это позволяет использовать эти адаптеры в качестве альтернативного блока питания для большинства моделей переносных моделей.
Кроме перечисленного, ассортимент устройств IPPON дополняются:
- стабилизаторами напряжения;
- автомобильными преобразователями для ноутбуков;
- сетевыми фильтрами.
Основной вид продукции это:
Производитель гарантирует качественную работу комплектующих и заявляет, что все образцы продукции изготовлены по евростандарту, которые проходят предварительный контроль на соответствие заявленному качеству. На сайте компании можно подобрать и заказать:
- аккумуляторы;
- адаптеры питания;
- автомобильные адаптеры питания;
- кабели, переходники.
- Кроме того широко представлена продукция для:
- планшетов;
- смартфонов;
- авто аксессуары;
- 3D, TV, VIDEO;
- видео- и фотокамеры.
На рынке компания представлена:
- системами высокого разрешения для видеоконференцсвязи;
- терминалами связи для видеоконференций, как для больших залов, так и для переговорных комнат;
- конференц – телефонами;
- программным обеспечением для средств аудио-видео конференций;
- блоками питания для IP-телефонов серии Polycom .
Классические транзисторы и диоды
К сожалению, эти детали очень плохо видно на плате, но они довольно распространены и мало удивляют людей, даже далеких от радиоэлектроники. Это полупроводники. Диоды умеют пропускать ток только в одном направлении и используются в выпрямителях. Транзисторы умею открываться и закрываться в зависимости от подачи напряжения на управляющий контакт. В блоке питания эти детали выполняют роль выпрямителя.
Пленочный конденсатор
Есть вот такая вот прямоугольная коробочка. Это тоже конденсатор, но немного нестандартный. Это пленочный конденсатор . Работает дольше, чем аналогичные детали из бумаги или с воздухом. Заряд накапливает благодаря наличию воздушной прослойки между пленками из лавсана или аналогичного материала. Они используются в цепях с высокочастотным током. Цель использования такая же - приведение тока к нужным характеристикам.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Блок питания ноутбука, да и вообще любой блок питания, устроены примерно одинаковым образом. Давайте на примере старого блока питания ноутбука посмотрим из каких частей он состоит и какая деталь какую функцию выполняет .
Раскручиваем блок питания и видим стандартную схемку. Это импульсный блок питания . Раньше использовались только трансформаторные блоки питания, но они постепенно уходят в прошлое и встречаются всё реже и реже. Отличить их легко.
Если в импульсном блоке питания трансформатор маленький, то в трансформаторном варианте он солидного размера и занимает почти всё свободное пространство внутри корпуса.
Виды и характеристик блоков питания для ноутбука
Ниже перечислены и показаны типы разъемов и компьютеры, для которых они подходят:
подходит для (Rover, i-Ru, Benq, MSI и иногда для Fujitsu)
выпускается под 2 типа разъёмов
Выпускаются 2 вида разъёмов
По типу питающего напряжения. Как правило, 18,5 В и 19 В. Менее распространены 15-16 В; 19,5 В; 20 В; 24 В.
По мощности тока (А):
Устройство блока питания для ноутбука
Для подключения к эл/сети ноутбука используется блок питания (БП). Он изготавливается неразборным, в пластмассовом корпусе. Каждый БП снабжён кабелем с разъемом, который индивидуален для каждой модели.
Адаптер еще известен под названием зарядного устройства. Портативный компьютер отличается от настольного ПК тем, что способен работать в автономном режиме до 6 часов. Для восполнения потери заряда батарей, требуется время от времени подключаться к сети переменного тока.
Задачи, которые выполняет БП:
- поддерживает необходимое напряжение/ток для заряда аккумуляторной батареи;
- встроенный контроллер в БП дает сигнал о подключении;
- автоматически поддерживает необходимую мощность для работы компьютера.
Производители
Другие – БП с переключением вручную. Переключатель оборудован на корпусе. Для регионов с сетевым напряжением отличающихся от европейского – 230В 50Гц, ноутбуки комплектуются адаптированными БП.
Рекомендуется при подборе обращать внимание на мощность таких адаптеров.
Обладают многими защитами:
- от перепадов и избыточного напряжения в сети;
- от перегрева БП;
- от перезаряда аккумулятора.
Компания FSP занимает лидирующие позиции в производстве именно такой продукции.
В России продукция компании Hama представлена:
- кабелями теле-, видео-, компьютеров;
- средствами внешней очистки:
- зарядными устройствами, сетевыми адаптерами, аккумуляторами;
- наушниками и внешними акустическими системами и прочие аксессуары для фото-, видео-, компьютерной техники.
Supermicro
Основная специализация компании – разработка х86-разрядных серверных платформ и комплектующих к серверам, рабочим станциям и системам хранения данных.
- блоки питания;
- системы охлаждения для настольных ПК, процессоров, жестких дисков и графических карт.
Научные разработки Xilence направлены на то, чтобы компьютеры работали с наименьшим шумом и с большей энергоэффективностью, при увеличении мощности современных персональных компьютеров.
Читайте также: