Обзор универсального блока питания для ноутбуков Q-Dion QD90

Опубликовал Александр Дудкин

6 октября, 2018

В этой статье мы рассмотрим устройство, схему и базовые принципы работы ноутбуков Dell. Сразу отмечу, что далеко не все производители ноутбуков собирают их на базе своих собственных плат, точнее большинство этого не делают. Существует ряд зарекомендовавших себя производителей, на базе платформ которых и собирается большинство ноутбуков. Вот они: Compal, Quanta, Wistron, Inventec, Mitac, Samsung, ASUS, Clevo, ECS (вместе с Twinhead’ами и Uniwill’ами), Foxconn. ASUS и SAMSUNG, например, производят свои ноутбуки на базе своих материнских плат. Таким образом, когда мы говорим о схемотехнике ноутбука, мы должны скорее говорить о том или ином референсном решении производителя платы, которые в рамках одного вендора обычно типовые. Более того, в ноутбуках разных производителей могут встречаться одинаковые или похожие платы на одной платформе.

Как определить платформу ноутбука — читайте здесь. Таблицу соответствия моделей ноутбуков и платформ смотрите здесь.

В случае в Dell раньшее (примерно до 2010 года) использовались платформы Compal, а сейчас — Wistron. Для изучения мы возьмем свежую платформу Janus HSW 40/50/70. Это интеловская платформа для процессоров Broadwell ULT, в качестве стандарта памяти используется DRR3L, а дискретная графика nVidia GeForce GT840M (чип N15V-GM-S-A2).

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.

Стабилизированный блок питания ноутбука

Электропитание

Главная Радиолюбителю Электропитание

Предлагаемый стабилизированный блок питания предназначен для сетевого питания ноутбуков и зарядки их литий-ионных аккумуляторных батарей, а также свинцово-кислотных батарей блоков бесперебойного питания. В устройстве предусмотрено переключение выходного напряжения в зависимости от типа и номинального напряжения аккумуляторной батареи.

Зарядка глубоко разряженной аккумуляторной батареи ноутбука не всегда возможна по причине срабатывания встроенной в батарею защиты. Разборка некоторых подобных аккумуляторных блоков показала, что все элементы исправны, микросхема, выполняющая функцию защиты, не повреждена.

В таких случаях возможна предварительная зарядка батареи прямым подключением зарядного устройства к аккумуляторам в соответствующей полярности в обход узла защиты.

Подобная ситуация у меня произошла с неисправным ноутбуком, аккумуляторная батарея которого полностью, за год, разрядилась. После ремонта ноутбука предлагалось купить новый аккумуляторный блок взамен вышедшего из строя, поскольку штатное зарядное устройство ноутбука (AD 82000, 19 В, 1,58 А) батарею заряжать «отказывалось».

Появилась идея разработать самодельное устройство для зарядки аккумуляторной батареи. Такое устройство было собрано, и после его применения батарея начала заряжаться в штатном режиме.

Зарядное устройство содержит стабилизированный источник питания с выходным напряжением и током защиты в соответствии с паспортными данными аккумуляторной батареи ноутбука.

Сегодня промышленность выпускает широкую линейку микросхемных стабилизаторов напряжения как регулируемых, так и на фиксированное значение, имеющих весьма высокие параметры. Однако у большинства из них максимальный ток нагрузки не превышает 1,5 А. Поэтому было принято решение сделать блок питания ноутбука на основе микросхемы стабилизатора напряжения с умощняющим регулирующим транзистором.

Основные технические характеристики

Номинальное напряжение сети, В………………….220

Потребляемая мощность, не более, Вт …………………60

Выходное напряжение, В…..12/19

Максимальный ток нагрузки, А…..2

Ток замыкания выхода, А……….0,5

Схема блока питания ноутбука показана на рис. 1. Он содержит трансформатор Т1 с элементами коммутации SA1 и защиты FU1, RK1. С вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение 24 В подаётся на диодный мост VD1, с которого после выпрямления и сглаживания пульсаций конденсатором С1 поступает на стабилизатор DA1 и регулирующий транзистор VT1. Конденсатор С2 устраняет высокочастотные помехи, проникающие из электросети в нагрузку.

Схема блока питания ноутбука

Рис. 1. Схема блока питания ноутбука

Поскольку в серии микросхем КМП403 отсутствуют приборы с выходным напряжением 19 В, применена микросхема на номинальное напряжение 12 В, авольтодобавкаорганизована подключением стабилитрона VD2 с напряжением стабилизации 6,8 В в цепь вывода 6 микросхемы. Ток стабилитрона задаёт резистор R4. Выключателем SA2 переключают выходное напряжение с 12 В, когда контакты выключателя замкнуты, на 19 В, когда они разомкнуты. В небольших пределах выходное напряжение блока питания можно регулировать резистором R1.

Все элементы устройства, за исключением выключателей, трансформатора и элементов защиты, смонтированы на плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Её чертёж показан на рис. 2.

Чертёж платы элементов

Рис. 2. Чертёж платы элементов

Все элементы устройства, за исключением выключателей, трансформатора и элементов защиты, смонтированы на плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Её чертёж показан на рис. 2.

В устройстве применены постоянные резисторы С2-29, МЛТ-0,25, переменный — СП-3-23. Оксидные конденсаторы — импортные, С2 — керамический К10-17.

Микросхема КМП403ЕН4А заменима аналогичной из серии К403, в любом варианте её устанавливают на теплоотвод размерами 55×30 мм. Транзистор КТ829А можно заменить любым из серии КТ8108 или импортным C3461, его также размещают на теплоотводе размерами 100×30 мм.

Диодный мост GBU706 заменим мостом RBV606, GBU606, KBL406, 1KBR210 или другим, рассчитанным на прямой ток более 2 А и обратное напряжение не менее 100 В.

В авторском варианте в блоке питания применён трансформатор ХL15-P-EC. Его можно заменить на ТН-46, четыре вторичные обмотки по 6,3 В на ток 2,38 А которого соединяют последовательно, или натрансформаторы серий ТПП, ТС, вторичные обмотки которых имеют напряжение 24 В при токе нагрузки 2 А.

Для проверки к выходу блока питания подключают нагрузку, например, лампу накаливания на напряжение 24 В мощностью 50 Вт, и резистором R1 устанавливают выходное напряжение 19 В. При зарядке аккумуляторных батарей этим резистором выставляют зарядный ток. Для контроля в плюсовую цепь включают амперметр на 5 А.

Авторы: А. Вантеев, В. Коновалов, г. Иркутск

Дата публикации: 24.02.2015

Мнения читателей
  • Алексей / 28.11.2017 — 00:19 схема вообще не работает
  • Алибек / 23.10.2016 — 05:01 Уважаемый Владимир, положителен ли опыт эксплуатации Вашего БП? Тоже собираюсь запитать один ноут именно от трансформаторного» БП,но опасаюсь что НЧ пульсации могут повредить ШИМ-Ы ноута, осцил. есть,но электролитические кондеры имеют свойство подсыхать»,думаю ставить 2шт по 10 000MKF,для надежности. Любая критика только приветствуется. Алибек,Махачкала,Дагестан
  • Владимир / 22.03.2016 — 21:48 Схема составлена для идиотов, смотрите первоисточники. Стабилизаторы КМП 403 ЕН … имеют свои особенности по включению и режимам работы.Советую ознакомиться (Журнал Радиолюбитель №12/95 г. с.14) «Профессорам» большой «привет»….

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

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.

Замена резисторов

Удаляем этот клей и видим перегретые резисторы. На них даже обуглилась краска в месте присоединения металлических выводов к корпусу резисторов.

Выпаиваем эти резисторы и меняем на подобные. Резистор слева имеет номинал 33 кОм, а справа 33 Ом.

Определил я это по таблице маркировки резисторов с кольцевой цветовой маркировкой.

Паяем резисторы на место и не жалеем припоя и флюса. Перегретые площадки дорожек платы плохо держат на себе припой.

Вот что получилось со стороны радиоэлементов.

Запуск ШИМ RT8205, дежурные напряжения +3 и +5

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

Acer compal la6552 запуск дежурных питаний rt8205

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.

Схема преобразования напряжений

Теперь рассмотрим как на платформе Wistron Janus происходит преобразование напряжений питания. Как мы уже выяснили, большинство управляющих напряжений для преобразователей формируются из сигнала DCBATOUT. Они поступают на различные DC/DC-преобразователи для получения более низких напряжений.

Итак, чарджер BQ24717 (маркировка HPA02224RGRR) формирует напряжение DCBATOUT, которое поступает на другие преобразователи. Главный из них — TPS51125, который формирует дежурные питания режима S5 — 3.3 и 5 V (5V_S5 и 3D3V_S5), а также 15V_S5, 3D3V_AUX_S5 и 5V_AUX_S5. Также, для возможности Wake-on-LAN запитывается Ethernet-контроллер через преобразователь AO3403, формирующий сигнал +3,3V 3D3V_LAN_S5.

Конвертор TPS51216 участвует в формировании напряжения 1D35V_S3 в режиме S3. Все остальные импульсные преобразователи (отмечены штриховой линией) формируют напряжения для режима S0: 2 микросхемы TPS22966 и SIRA06DP для видеокарты, ШИМ-контроллер ISL95813 и RT8237 — для процессора, AP3211 — для питания ядра видеокарты.

Питание периферийных устройств и контроллеров в режиме S0 формируют микросхемы AP2182SG, AP2301M8G (5V для USB); TPS22966 и SY6288 (5V для накопителей). Матрица экрана питается от напряжения 3,3 V (LCDVDD), приходящего по цепочке из дежурного напряжения в режиме S0 через микросхему RT9724.

Отдельно хочу сказать о линейном регуляторе (LDO) питания TLV70215, который формирует 1,5 V из 3,3 V для процессора.

Замена конденсаторов

Проверяем обязательно состояние электролитических конденсаторов, которые боятся перегрева. Достаточно посмотреть насколько плоская их верхняя часть, чтобы удостовериться, что все хорошо. Но если менять, то только на конденсаторы и конденсаторы . Есть подешевле из приличных (но обязательно на 105 градусов) .

На этом ремонт блока питания считаю завершенным. Осталось собрать все обратно в корпус и проверить на стабильность работы. Теперь можно ощутить насколько аккуратно Вы разобрали корпус блока питания. Если обе половинки сходятся с шириной шва около 1 мм, то все хорошо, если больше – то возможно мешают пластиковые заусенцы по шву. Их нужно удалить ножом или бокорезами.

Как только добьемся удовлетворяющего шва, капаем на шов несколько капель (я обычно капаю в 6-8 точках) клея типа «Секунда» и прижимаем корпус чем-то тяжелым на 5 минут. Теперь все готово – отремонтирован блок питания SAD04214A от монитора Samsung 960BF и заклеен назад после вскрытия.

Удачного ремонта! Ваш Мастер Пайки.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: