Eng Ru
Отправить письмо

Виды электрических схем блока питания компьютера. Блок схема питания ноутбука


Автомобильное питание ноутбука | Для дома, для семьи

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. На сегодняшний день мобильный компьютер стал тем незаменимым помощником, без которого мы не мыслим себя на работе, дома, на отдыхе и даже в поездке. Но у всех подобных устройств (смартфон, нетбук, ноутбук) есть одно слабое место – это батарея, которой не хватает на продолжительное время, и которую необходимо периодически подзаряжать.

Я хочу предложить Вам собрать простой автомобильный адаптер (преобразователь), который во время поездки на автомобиле позволит питать ноутбук от бортовой сети автомобиля.

Автомобильный адаптер для питания ноутбука

Предлагаемое устройство повышает постоянное напряжение бортовой сети с 12 до 19В, которое необходимо для питания ноутбука.

Принципиальная схема автомобильного адаптера.

Схему преобразователя, выполненную на основе микросхемы таймера КР1006ВИ (аналог NE555), я взял из статьи К. Гаврилова «Автомобильный блок питания ноутбука на таймере КР1006ВИ» («Радио», 2013, №2, стр. 22-23). Мы с Вами уже собирали реле времени с задержкой включения на таком таймере и знаем о надежной работе этой микросхемы.

Принципиальная схема адаптера для питания ноутбука

На микросхеме DA1 собран генератор прямоугольных импульсов, длительность которых зависит от управляющего напряжения на выводе 5. Элементы R1, R2, C1 являются времязадающими для работы генератора. Импульсы, формируемые на выходе микросхемы (вывод 3), управляют мощным ключевым полевым транзистором VT1.

Когда транзистор VT1 открыт, то через дроссель L1 течет нарастающий ток, в результате чего дроссель накапливает энергию магнитного поля. Когда же транзистор VT1 закрыт, ток дросселя течет уже через диод VD1 и заряжает накопительный конденсатор С4. Таким образом энергия, накапливаемая на дросселе, передается в конденсатор С4, на котором формируется выходное напряжение.

Конденсатор С2 подавляет низкочастотные импульсные помехи во входной цепи питания, а конденсатор С3 — высокочастотные. Эти конденсаторы препятствуют проникновению импульсных помех, создающих преобразователем, в бортовую сеть автомобиля.

Конденсатор С5 подавляет всплески выходного напряжения, образующиеся на внутренней последовательной индуктивности конденсатора 4.

На транзисторе VT2 и стабилитроне VD2 выполнена цепь стабилизирующей обратной связи, которая управляет работой генератора прямоугольных импульсов через выводы 4 и 5 микросхемы. Обратная связь нужна при работе преобразователя с малым током нагрузки или в режиме холостого хода.

Из-за наличия пульсаций тока через дроссель за время, пока транзистор VT1 открыт, дроссель успевает запасти больше энергии, чем необходимо нагрузке, что приводит к росту выходного напряжения. Обратная же связь стремиться скомпенсировать повышение напряжения увеличением скважности импульсов путем снижения управляющего напряжения на выводах 4 и 5, что обрабатывается микросхемой как сигнал сброса, приостанавливающий работу генератора и, тем самым, приводит к снижению выходного напряжения.

Конденсатор С6 уменьшает влияние пульсаций выходного напряжения. Резистор R4 ограничивает ток базы транзистора VT2 на безопасном уровне, а резистор R5 задает ток через стабилитрон VD2 около 2 mA.

Конструкция и детали.

Внешний вид собранной платы устройства показан на рисунке ниже. Конденсаторы С2, С4 и дроссель L1 расположены горизонтально, чтобы плату можно было разместить в тонкий корпус. Выводы транзистора VT1 и диода VD1 укорочены до минимума.

Плата адаптера для питания ноутбука

Транзистор VT1 и диод VD1 установлены на общий теплоотвод площадью не менее 100 см². Теплоотвод сделан из алюминиевого уголка размерами 15х15х100мм, который распилен вдоль, где обе его половинки, для увеличения площади теплопередачи, скреплены вместе винтами, крепящими транзистор и диод.

Корпуса транзистора VT1 и диода VD1 изолируются от поверхности радиатора изолирующими прокладками, например, через слюду. Крепежные винты также сажаются через диэлектрические шайбы, а затем, мультиметром проверяется отсутствие контакта между радиатором и стоком транзистора и анодом диода.

Изолируем прямой контакт транзистора и диода от радиатора

Транзистор КП727Б (VT1) можно заменить на КП723А – КП723В, КП746А – КП746В, КП812 с любым буквенным индексом, а также на IRFZ34N, DUZ11 или другие аналогичные приборы, рассчитанные на ток не менее 15А с возможно меньшим сопротивлением открытого канала.

Транзистор КТ201ГМ (VT2) можно заменить на КТ306Г, КТ312В, КТ342А, КТ342ГМ, КТ358В, КТ375Б, КТ3102А, КТ315Б, КТ315Г, КТ315Е, КТ315Ж, КТ340А, КТ340Б, КТ503Б, КТ503Г, ВС547А или другие n-p-n транзисторы с коэффициентом передачи тока базы не менее 100 при токе коллектора 1mA.

Диод Шотки КД272А (VD1) можно заменить на 2Д2998Б, 2Д2998В, КД2998В – КД2998Д, MBR1635 и на любые из серии 2Д252, КД272, КД273, 2Д2992 – 2Д2997, 2Д2999, а также на другие диоды Шотки, рассчитанные на прямой ток не менее 15А и обратное напряжение не менее 25В.

Стабилитрон 2С218Ж (VD2) можно заменить на КС218Ж, КС518А, КС508Г, КС509Б, 1N4746 или другим с напряжением стабилизации 18В. Для более точной настройки выходного напряжения может потребоваться подбор стабилитрона.

Цоколевка транзистора, диода и стабилитрона

Микросхема таймера КР1006ВИ1 может быть заменена импортным аналогом NE555N. В оригинале статьи автор предлагает еще две равнозначные замены: КР1441ВИ1 и КР1087ВИ2.

Цоколевка таймера КР1006ВИ1

Дроссель L1 намотан проводом ПЭВ-2 диаметром 1,25мм на двух сложенных вместе кольцевых магнитопроводах КП27х15х6 из пермаллоя МП140. Обмотка должна содержать 16 витков.

Также можно применить желто-белый кольцевой магнитопровод Т106-26 фирмы Epcos от многообмоточного дросселя расположенного в блоке питания компьютера.

Многообмоточный дроссель в блоке питания компьютера

В этом случае сматываем все имеющиеся обмотки с магнитопровода, а для самостоятельной намотки используем кусок смотанного провода диаметром 1,25мм. Намотку выполняем равномерно в один полный слой. Количество витков из смотанного куска провода получается примерно 20 – 24.

Самодельный дроссель

Подойдут и другие дроссели индуктивностью не менее 18 мкГн (микрогенри), рассчитанные на утроенный максимальный ток нагрузки. Но индуктивность дросселя не должна быть слишком велика, так как при ее увеличении выше 100 мкГн преобразователь может потерять устойчивость.

Оксидные конденсаторы С2 и С4 автор статьи предлагает использовать фирмы Jamicon серии WL, рассчитанные на допустимый ток пульсаций не менее 3А и имеющие малое эквивалентное последовательное сопротивление, то есть относиться к категории «Low ESR». Но в магазине таких не оказалось, и я приобрел обыкновенные.

Электролитические конденсаторы

Остальные постоянные конденсаторы должны быть керамическими.

Маркировка керамических конденсаторов

Для соединения преобразователя с бортовой сетью автомобиля и ноутбуком применен гибкий медный двухжильный провод сечением 2,5 квадрата и вилка прикуривателя.

Для защиты преобразователя от перегрузок на плюсовой жиле установлен предохранитель FU1, рассчитанный на ток 10А.

Корпус Вы можете изготовить самостоятельно или приобрести в магазине. Я использовал готовый корпус от блока питания для принтера Canon. Шнур для соединения адаптера с ноутбуком я также взял от этого же блока питания, но перепаял штекер, так как родной от принтера был великоват.

Расположение платы адаптера в корпусе

Все детали, за исключением предохранителя FU1, размещены на печатной плате размерами 95х45мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертеж печатной платы со стороны дорожек и деталей показан на рисунке ниже.

Между выводами 4 и 5 микросхемы DA1 и коллектором транзистора VT2 использована проволочная перемычка, обозначенная пунктирной линией. Можно было бы обойтись и без перемычки, но тогда бы пришлось уменьшать площадь силовых печатных проводников.

Чертеж печатной платы адаптера для питания ноутбука

Правильно и из исправных деталей собранный автомобильный адаптер для питания ноутбука начинает работать сразу и в налаживании не нуждается.Ну а если трудности все же возникли, то почитайте дополнение, в котором радиолюбитель Вячеслав делится своим опытом наладки адаптера и печатной платой, сделанной в программе Sprint Layout.

Также рекомендую посмотреть этот видеоролик, где показан весь процесс сборки автомобильного адаптера от начала и до конца:

Удачи!

sesaga.ru

Виды электрических схем блока питания компьютера

Работа любого компьютера невозможна без блока питания. Поэтому стоит отнестись серьезно к выбору. Ведь от стабильной и надежной работы БП будет зависеть работоспособность самого компьютера.

Что это такое

Главной задачей блока питания является преобразование переменного тока и дальнейшее формирование требуемого напряжения, для нормальной работы всех комплектующих ПК.

Напряжение, требуемое для работы комплектующих:

Кроме этих заявленных величин существует и дополнительное величины:

Виды электрических схем блока питания компьютера

БП выполняет роль гальванической развязки между электрическим током из розетки и комплектующими потребляющие ток. Простой пример, если произошла утечка тока и человек дотронулся до корпуса системного блока его ударило бы током, но благодаря блоку питания этого не происходит. Часто используются источники питания (ИП) формата ATX.

Обзор схем источников питания

Главной частью структурной схемы ИП, формата ATX, является полумостовой преобразователь. Работа преобразователей этого типа заключается в использовании двухтактного режима.

Стабилизация выходных параметров ИП осуществляется применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) управляющих сигналов.

В импульсных источниках питания часто используется микросхема ШИМ-контроллера TL494, которая обладает рядом положительных свойств:

  • приемлемые рабочие характеристики микросхемы. Это – малый пусковой ток, быстродействие;
  • наличие универсальных внутренних элементов защиты;
  • удобство использования.

Простой импульсный БП

Принцип работы обычного импульсного БП можно увидеть на фото.

Виды электрических схем блока питания компьютера

Первый блок выполняет изменение переменного тока в постоянный. Преобразователь выполнен в виде диодного моста, который преобразовывает напряжение, и конденсатора, сглаживающего колебания.

Кроме этих элементов могут присутствовать еще дополнительные комплектующие: фильтр напряжения и термисторы. Но, из-за дороговизны, эти комплектующие могут отсутствовать.

Генератор создает импульсы с определенной частотой, которые питают обмотку трансформатора. Трансформатор выполняет главную работу в БП, это – гальваническая развязка и преобразование тока до требуемых величин.

Далее переменное напряжение, генерируемое трансформатором, идет на следующий блок. Этот блок из диодов, выравнивающих напряжение, и фильтра пульсаций. Фильтр состоит из группы конденсаторов и дросселя.

Видео: Принцип работы ШИМ контроллера БП

АТХ без коррекции коэффициента

Простой импульсный БП хоть и рабочее устройство, но на практике его использовать неудобно. Многие из его параметров на выходе «плавают», в том числе и напряжение. Все эти показатели изменяются из-за нестабильного напряжения, температуры и загруженности выхода преобразователя.

Но если осуществлять управление этими показателями с помощью контроллера, который будет выполнять роль стабилизатора и дополнительные функции, то схема будет вполне пригодной для применения.

Структурная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции проста и представляет генератор импульсов на ШИМ-контроллере.

Виды электрических схем блока питания компьютера

ШИМ-контроллер регулирует амплитуду изменения сигналов проходящих через фильтр низких частот (ФНЧ). Главным достоинством являются высокие показатели КПД усилителей мощности и широкие возможности в использовании.

АТХ с коррекцией коэффициента мощности

В новых источниках питания для ПК появляется дополнительный блок – корректор коэффициента мощности (ККМ). ККМ убирает появляющиеся погрешности мостового выпрямителя переменного тока и повышает коэффициент мощности (КМ).

Поэтому производителями активно изготавливаются БП с обязательной коррекцией КМ. Это означает, что ИП на компьютере будет работать в диапазоне от 300Вт и более.

Виды электрических схем блока питания компьютера

В этих БП используют специальный дроссель с индуктивностью выше чем на входе. Такой ИП называют PFC или пассивным ККМ. Имеет внушительный вес из-за дополнительного использования конденсаторов на выходе выпрямителя.

Из недостатков можно выделить невысокую надежность ИП и некорректную работу с ИБП во время переключения режима работы «батарея/сеть».

Это связано с маленькой емкостью фильтра сетевого напряжения и в момент падения напряжения повышается ток ККМ, и в этот момент включается защита от короткого замыкания.

На двухканальном ШИМ-контролере

Часто используют в современных источниках питания для компьютера двухканальные ШИМ-контроллеры. Единственная микросхема способна выполнять роль преобразователя и корректора КМ, что сокращает общее количество элементов в схеме БП.

Виды электрических схем блока питания компьютера

В приведенной схеме первая часть выполняет формирование стабилизированного напряжение +38В, а вторая часть является преобразователем, который формирует стабилизированное напряжение +12В.

Схема подключения блока питания компьютера

Для подключения блока питания к компьютеру следует выполнить ряд последовательных действий:

  • установить БП в системный блок. Все эти действия нужно выполнять аккуратно, чтобы не задеть остальные комплектующие;
  • закрепить БП к задней панели системного блока специальными винтами;
  • подсоединить кабели питания ко всем устройствам находящимся в системном блоке (материнская плата, дисковод, видеокарта, винчестер). Особых предпочтений в порядке подключения нет, главное все сделать аккуратно и правильно.

    Виды электрических схем блока питания компьютера

Конструктивные особенности

Для подключения комплектующих персонального компьютера на БП предусмотрены различные разъемы. На задней его части расположен разъем под сетевой кабель и кнопка выключателя.

Кроме этого может находится еще на задней стенке БП и разъем для подключения монитора.

В различных моделях могут быть и другие разъемы: 

  • индикатор напряжения;
  • кнопки изменения режима работы вентилятора;
  • переключатель входящего напряжения;
  • USB-порты, встроенные в БП.

    Виды электрических схем блока питания компьютера

В современных источниках питания для ПК реже устанавливают вентилятор на задней стенке, который вытягивал горячий воздух из БП. В замен этого решения начали использовать вентилятор на верхней стенке, который был больше и работал тише.

На некоторых моделях возможно встретить сразу два вентилятора. Из стенки, которая находится внутри системного блока, выходит провод со специальным разъемом для подачи тока на материнскую плату. На фото указаны возможные разъемы подключения и обозначение контактов.

Виды электрических схем блока питания компьютера

Каждый цвет провода подает определенное напряжение:

  • желтый — +12 В;
  • красный — +5 В;
  • оранжевый — +3,3 В;
  • черный – заземление.

У различных производителей могут изменяться значения для этих цветов проводов.

Также есть разъемы для подачи тока комплектующим компьютера.

Виды электрических схем блока питания компьютера

Параметры и характеристики

БП персонального компьютера имеет много параметров, которые могут не указываться в документации. На боковой этикетке указываются несколько параметров – это напряжение и мощность.

Мощность – основной показатель

Эта информация пишется на этикетке крупным шрифтом. Показатель мощности БП указывает на общее количество электроэнергии доступной для внутренних комплектующих.

Казалось бы, выбрать БП с требуемой мощностью будет достаточным просуммировать потребляемые показатели комплектующими и выбрать БП с небольшим запасом. Поэтому большой разницы между 200w и 250w не будет существенной.

Виды электрических схем блока питания компьютера

Но на самом деле ситуация выглядит сложнее, потому что выдаваемое напряжение может быть разным — +12В, -12В и другим. Каждая линия напряжения потребляет определенную мощность. Но в БП расположен один трансформатор, который генерирует все напряжения, используемые ПК. В редких случаях может быть размещено два трансформатора. Это дорогой вариант и используется в качестве источника на серверах.

В простых же БП используется 1 трансформатор. Из-за этого мощность на линиях напряжений может меняться, увеличиваться при малой нагрузке на других линиях и наоборот уменьшаться.

Рабочие напряжение

При выборе БП следует обратить внимание на максимальные значения рабочих напряжений, а также диапазон входящих напряжений, он должен быть от 110В до 220В.

Правда большинство из пользователей на это не обращают своего внимания и выбирая БП с показателями от 220В до 240В рискуют к появлению частых отключений ПК.

Виды электрических схем блока питания компьютера

Такой БП будет выключаться при падении напряжения, которые не редкость для наших электросетей.Превышение заявленных показателей приведет к выключению ПК, сработает защита. Чтобы включить обратно БП придется отключить его от сети и подождать минуту.

Следует помнить, что процессор и видеокарта потребляю самое большее рабочее напряжение в 12В. Поэтому следует обращать внимание на эти показатели.Для снижения нагрузки на разъемы, линию 12В разделяют на пару параллельных с обозначением +12V1 и +12V2. Эти показатели должны быть указаны на этикетке.

Советы по выбору источника

Перед тем как выбрать для покупки БП, следует обратить внимание на потребляемую мощность внутренними компонентами ПК.

Но некоторые видеокарты требуют особый потребляемый ток +12В и эти показатели следует учитывать при выборе БП. Обычно для ПК, в котором установлена одна видеокарта, достаточно источника с мощностью в 500вт или 600.

Виды электрических схем блока питания компьютера

Также следует ознакомится с отзывами покупателей и обзорами специалистов о выбранной модели, и компании производителе. Лучшие параметры, на которые следует обратить внимание, это: мощность, тихая работа, качество и соответствие написанным характеристикам на этикетке.

Экономить при этом не следует, ведь от работы БП будет зависеть работа всего ПК. Поэтому чем качественнее и надежнее источник, тем дольше прослужит компьютер. Пользователь может быть уверен, что сделал правильный выбор и не беспокоится о внезапных выключениях своего ПК.

compsch.com

Схема блока питания компьютера - электрическая, структурная, подключение, импульсного

Работа любого компьютера невозможна без блока питания. Поэтому стоит отнестись серьезно к выбору. Ведь от стабильной и надежной работы БП будет зависеть работоспособность самого компьютера.

Что это такое

Главной задачей блока питания является преобразование переменного тока и дальнейшее формирование требуемого напряжения, для нормальной работы всех комплектующих ПК.

Напряжение, требуемое для работы комплектующих:

Кроме этих заявленных величин существует и дополнительное величины:

Блок питания

Фото: блок питания

БП выполняет роль гальванической развязки между электрическим током из розетки и комплектующими потребляющие ток. Простой пример, если произошла утечка тока и человек дотронулся до корпуса системного блока его ударило бы током, но благодаря блоку питания этого не происходит. Часто используются источники питания (ИП) формата ATX.

Обзор схем источников питания

Главной частью структурной схемы ИП, формата ATX, является полумостовой преобразователь. Работа преобразователей этого типа заключается в использовании двухтактного режима.

Стабилизация выходных параметров ИП осуществляется применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) управляющих сигналов.

В импульсных источниках питания часто используется микросхема ШИМ-контроллера TL494, которая обладает рядом положительных свойств:

  • приемлемые рабочие характеристики микросхемы. Это – малый пусковой ток, быстродействие;
  • наличие универсальных внутренних элементов защиты;
  • удобство использования.

Простой импульсный БП

Принцип работы обычного импульсного БП можно увидеть на фото.

Блок схема работы импульсного БП

Фото: блок схема работы импульсного

Первый блок выполняет изменение переменного тока в постоянный. Преобразователь выполнен в виде диодного моста, который преобразовывает напряжение, и конденсатора, сглаживающего колебания.

Кроме этих элементов могут присутствовать еще дополнительные комплектующие: фильтр напряжения и термисторы. Но, из-за дороговизны, эти комплектующие могут отсутствовать.

Генератор создает импульсы с определенной частотой, которые питают обмотку трансформатора. Трансформатор выполняет главную работу в БП, это – гальваническая развязка и преобразование тока до требуемых величин.

Далее переменное напряжение, генерируемое трансформатором, идет на следующий блок. Этот блок из диодов, выравнивающих напряжение, и фильтра пульсаций. Фильтр состоит из группы конденсаторов и дросселя.

Видео: Принцип работы ШИМ контроллера БП

АТХ без коррекции коэффициента

Простой импульсный БП хоть и рабочее устройство, но на практике его использовать неудобно. Многие из его параметров на выходе «плавают», в том числе и напряжение. Все эти показатели изменяются из-за нестабильного напряжения, температуры и загруженности выхода преобразователя.

Но если осуществлять управление этими показателями с помощью контроллера, который будет выполнять роль стабилизатора и дополнительные функции, то схема будет вполне пригодной для применения.

Структурная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции проста и представляет генератор импульсов на ШИМ-контроллере.

ИП для компьютера с ШИМ-контроллером

Фото: ИП для компьютера с ШИМ-контроллером

ШИМ-контроллер регулирует амплитуду изменения сигналов проходящих через фильтр низких частот (ФНЧ). Главным достоинством являются высокие показатели КПД усилителей мощности и широкие возможности в использовании.

АТХ с коррекцией коэффициента мощности

В новых источниках питания для ПК появляется дополнительный блок – корректор коэффициента мощности (ККМ). ККМ убирает появляющиеся погрешности мостового выпрямителя переменного тока и повышает коэффициент мощности (КМ).

Поэтому производителями активно изготавливаются БП с обязательной коррекцией КМ. Это означает, что ИП на компьютере будет работать в диапазоне от 300Вт и более.

Схема блока питания компьютера 300w

Фото: схема блока питания компьютера 300w

В этих БП используют специальный дроссель с индуктивностью выше чем на входе. Такой ИП называют PFC или пассивным ККМ. Имеет внушительный вес из-за дополнительного использования конденсаторов на выходе выпрямителя.

Из недостатков можно выделить невысокую надежность ИП и некорректную работу с ИБП во время переключения режима работы «батарея/сеть».

Это связано с маленькой емкостью фильтра сетевого напряжения и в момент падения напряжения повышается ток ККМ, и в этот момент включается защита от короткого замыкания.

На двухканальном ШИМ-контролере

Часто используют в современных источниках питания для компьютера двухканальные ШИМ-контроллеры. Единственная микросхема способна выполнять роль преобразователя и корректора КМ, что сокращает общее количество элементов в схеме БП.

Схема БП с использованием двухканального ШИМ-котроллера

Фото: схема БП с использованием двухканального ШИМ-котроллера

 

В приведенной схеме первая часть выполняет формирование стабилизированного напряжение +38В, а вторая часть является преобразователем, который формирует стабилизированное напряжение +12В.

Схема подключения блока питания компьютера

Для подключения блока питания к компьютеру следует выполнить ряд последовательных действий:

  • установить БП в системный блок. Все эти действия нужно выполнять аккуратно, чтобы не задеть остальные комплектующие;
  • закрепить БП к задней панели системного блока специальными винтами;
  • подсоединить кабели питания ко всем устройствам находящимся в системном блоке (материнская плата, дисковод, видеокарта, винчестер). Особых предпочтений в порядке подключения нет, главное все сделать аккуратно и правильно. Схема подключения питания компьютера PcCar CarPc

    фото: схема подключения питания компьютера PcCar CarPc

Конструктивные особенности

Для подключения комплектующих персонального компьютера на БП предусмотрены различные разъемы. На задней его части расположен разъем под сетевой кабель и кнопка выключателя.

Кроме этого может находится еще на задней стенке БП и разъем для подключения монитора.

В различных моделях могут быть и другие разъемы: 

  • индикатор напряжения;
  • кнопки изменения режима работы вентилятора;
  • переключатель входящего напряжения;
  • USB-порты, встроенные в БП. Внешний вид БП для ПК

    Фото: внешний вид БП для ПК

В современных источниках питания для ПК реже устанавливают вентилятор на задней стенке, который вытягивал горячий воздух из БП. В замен этого решения начали использовать вентилятор на верхней стенке, который был больше и работал тише.

На некоторых моделях возможно встретить сразу два вентилятора. Из стенки, которая находится внутри системного блока, выходит провод со специальным разъемом для подачи тока на материнскую плату. На фото указаны возможные разъемы подключения и обозначение контактов.

Обозначение контактов разъемов БП

Фото: обозначение контактов разъемов БП

Каждый цвет провода подает определенное напряжение:

  • желтый — +12 В;
  • красный — +5 В;
  • оранжевый — +3,3 В;
  • черный – заземление.

У различных производителей могут изменяться значения для этих цветов проводов.

Также есть разъемы для подачи тока комплектующим компьютера.

Специальные разъемы для комплектующих

Фото: специальные разъемы для комплектующих

Параметры и характеристики

БП персонального компьютера имеет много параметров, которые могут не указываться в документации. На боковой этикетке указываются несколько параметров – это напряжение и мощность.

Мощность – основной показатель

Эта информация пишется на этикетке крупным шрифтом. Показатель мощности БП указывает на общее количество электроэнергии доступной для внутренних комплектующих.

Казалось бы, выбрать БП с требуемой мощностью будет достаточным просуммировать потребляемые показатели комплектующими и выбрать БП с небольшим запасом. Поэтому большой разницы между 200w и 250w не будет существенной.

Импульсный блок питания компьютера (ATX) на з00 Вт

Фото: Импульсный блок питания компьютера (ATX) на з00 Вт

Но на самом деле ситуация выглядит сложнее, потому что выдаваемое напряжение может быть разным — +12В, -12В и другим. Каждая линия напряжения потребляет определенную мощность. Но в БП расположен один трансформатор, который генерирует все напряжения, используемые ПК. В редких случаях может быть размещено два трансформатора. Это дорогой вариант и используется в качестве источника на серверах.

В простых же БП используется 1 трансформатор. Из-за этого мощность на линиях напряжений может меняться, увеличиваться при малой нагрузке на других линиях и наоборот уменьшаться.

Рабочие напряжение

При выборе БП следует обратить внимание на максимальные значения рабочих напряжений, а также диапазон входящих напряжений, он должен быть от 110В до 220В.

Правда большинство из пользователей на это не обращают своего внимания и выбирая БП с показателями от 220В до 240В рискуют к появлению частых отключений ПК.

параметры блока питания компьютера

Фото: параметры блока питания компьютера

Такой БП будет выключаться при падении напряжения, которые не редкость для наших электросетей.Превышение заявленных показателей приведет к выключению ПК, сработает защита. Чтобы включить обратно БП придется отключить его от сети и подождать минуту.

Следует помнить, что процессор и видеокарта потребляю самое большее рабочее напряжение в 12В. Поэтому следует обращать внимание на эти показатели.Для снижения нагрузки на разъемы, линию 12В разделяют на пару параллельных с обозначением +12V1 и +12V2. Эти показатели должны быть указаны на этикетке.

Советы по выбору источника

Перед тем как выбрать для покупки БП, следует обратить внимание на потребляемую мощность внутренними компонентами ПК.

Но некоторые видеокарты требуют особый потребляемый ток +12В и эти показатели следует учитывать при выборе БП. Обычно для ПК, в котором установлена одна видеокарта, достаточно источника с мощностью в 500вт или 600.

Super Power 300X

Фото: Super Power 300X

Также следует ознакомится с отзывами покупателей и обзорами специалистов о выбранной модели, и компании производителе. Лучшие параметры, на которые следует обратить внимание, это: мощность, тихая работа, качество и соответствие написанным характеристикам на этикетке.

настройке модема в роутер ByFlyВам необходимо настроить модем в режиме роутера! Подробнее в настройке модема в роутер ByFly.

Интересует настройка роутера ZYXEL KEENETIC LITE PPPoE? Читайте тут.

Настройка IPTV в роутере DIR 620 от Ростелеком? Читайте в статье.

Экономить при этом не следует, ведь от работы БП будет зависеть работа всего ПК. Поэтому чем качественнее и надежнее источник, тем дольше прослужит компьютер. Пользователь может быть уверен, что сделал правильный выбор и не беспокоится о внезапных выключениях своего ПК.

proremontpk.ru

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НОУТБУКА - Все про ноутбук



Эта часть содержит информацию о системе питания ноутбука, включающей сетевой адаптер питания, аккумулятор, перезарядку аккумулятора и рекомендации по сбережению аккумуляторного питания. Здесь также приводится подробное описание возможностей управления по-требляемой мощностью и каждого из энергосберегающих режимов питания. Система питания состоит из двух частей: сетевого адаптера питания и аккумулятора. Сетевой адаптер питания преобразовывает переменное напряжение сетевой розетки в постоянное напряжение, требуемое компьютеру. Аккумулятор - комплект литиево-ионных (Lithium-Ion, Li-Ion) или никель-металл-гидридных (Nickel-Metal Hydride, Ni-MH) батарей, помещенных в пластмассовую оболочку.

Адаптер сетевого питания (AC Adapter)

Основная функция адаптера сетевого питания - обеспечить питанием компьютер. Его подклю-чение к компьютеру описано в главе 2. Когда компьютер соединен с адаптером, на него подается питание, если адаптер подключен к сетевой розетке. Если сетевой адаптер питания работает неустойчиво, немедленно обращайтесь к специалистам.

Ремонт цепи питания ноутбука

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.

Последовательность включения ноутбука

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

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.

См. также Система аккумуляторного питания

www.dikarka.ru

Автомобильный блок питания для ноутбука своими руками

Здравствуйте друзья!

Для питания ноутбука от сети автомобиля я рекомендую использовать преобразователь напряжения с 12 в 19 Вольт. По сравнению с инверторами в 220В ток потребления данного устройства значительно ниже. В современных легковых автомобилях провода идущие на прикуриватель не предназначены на нагрузку более 10А. Соответственно для инверторов 220В я рекомендую протянуть отдельный силовой провод на прикуриватель, с предохранителем у аккумуляторной батареи.  Или гораздо интереснее использовать представленный в этой статье вариант. Габариты данного устройства 130х85х60. Максимальный выходной ток 4.7А. Частота преобразования 25 кГц и КПД от 61 до 83%.  Схема устройства показана на Рисунке 1.

Рисунок 1

Схема автомобильного блока питания для ноутбука.

Принцип работы

Устройство построено на микросхеме КР1114ЕУ4 она представляет собой двухтактный ШИ контроллер. Конденсатор С4 и резистор R7 задают частоту примерно 25 кГц на внутренний генератор микросхемы. Делитель R3 и R4 задают паузу между импульсами примерно 8 мкс. Пауза необходима для того, чтобы предотвратить протекание сквозного тока через транзисторы при переключениях. Делитель R1, R2 и R6 обеспечивает стабилизирующую обратную связь на микросхему. Для сглаживания пульсаций напряжения поступающего по данному делителю предназначен конденсатор C1. Транзисторы VT1-VT4 включены по мостовой схеме, ими управляет микросхема DA1. Из Диодов Шотки VD1-VD4 и конденсаторов VT1-VT4 собран удвоитель напряжения. Резисторы R9 и R12 нужны для ограничения тока на микросхеме DA1 и соответственно на базах транзисторах VT1-VT4 (в пределах 0.17….0.25А).

Аналоги и рекомендации по монтажу

Микросхему КР1114ЕУ4 можно заменить на MB3759P, TL494CN, KA7500B, IR9494.

Транзисторы КТ8102Б и КТ8101Б можно заменить на КТ8102А и КТ8101А. Транзисторы следует устанавливать на теплоотводах не менее 200 см2. Каждая пара ставится на отдельный радиатор.

Диоды Шотки 2Д219А можно заменить на 2Д219, 2Д2998, КД2998.

Конденсаторы С2, C5, С7 выбирать из расчета нагрузки не менее 3 А и с малым эквивалентным последовательным сопротивлением.

Печатная плата преобразователя напряжения

Печатная плата автомобильного блока питания для ноутбука.

Данный пост основан на  статье из журнала «Радио» от 2013г. №4 стр. 21. Автор К. Гаврилов, город Новосибирск.

На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.

Успехов!

 

 

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Читайте также:

electrongrad.ru

Переделка блока питания для ноутбука HP

Сегодня принесли в ремонт блок питания от ноутбука HP Compaq NX7400. У этого блока питания есть одна особенность. На ноутбук идет три провода, вместо двух:

  • внешний — общий провод
  • внутренний — +19 Вольт
  • центральный — id-сигнал.

С первыми двумя понятно — от них питается ноутбук. А вот третий провод (центральная жила) — необходим для зарядки ноутбука. И работает он следующим образом: если на ним нет напряжения, то зарядки аккумулятора не происходит, а если есть напряжение определенного номинала, то включается зарядка. Заковырка в том, что номинал этот нигде не описан, а сам БП — неисправен.

Как всегда выход из положения был найден в интернете, на одном из форумов. Оказывается, китайские самоделкины уже давно раскусили схемотехнику НР, и во всю производят свои блоки питания с этим дополнительным сигналом.

Вот схема получения этого сигнала:

Номиналы деталей на схеме:резистор: 330кОм (в SMD-исполнении на нем будет написано «334». Такой можно найти почти на любой ненужной плате)конденсатор: 100nF (спасибо бдительным читателям блога)диод — любой выдерживающий напряжение 20 вольт (лучше взять на 30-50вольт).

Эта схема подходит к следующим БП:384020-001, 384021-001, 384020-003, 391173-001,409992-001, ED495AA, PA-1900-18h3, PPP014L-SA,382021-002, PPP012L-S, PPP012S-S, PPP014L-S,PPP014H-S, PA-1900-08h3, HP-AP091F13LF SE,ED495AA#ABA, 397823-001, 416421-001,418873-001, 463955-001HP 2133 Mini-Note PCHP 2533t Mobile Thin ClientHP Compaq 2230s Notebook PCHP Compaq 2510p Notebook PCHP Compaq 2710p Notebook PCHP Compaq 6510b Notebook PCHP Compaq 6515b Notebook PCHP Compaq 6530b Notebook PCHP Compaq 6535b Notebook PCHP Compaq 6710b Notebook PCHP Compaq 6715b Notebook PCHP Compaq 6720t Mobile Thin ClientHP Compaq 6730b Notebook PCHP Compaq 6730s Notebook PCHP Compaq 6735b Notebook PCHP Compaq 6735s Notebook PCHP Compaq 6830s Notebook PCHP Compaq 6910p Notebook PCHP Compaq 8510p Notebook PCHP Compaq 8510w Mobile WorkstationHP Compaq 8710p Notebook PCHP Compaq 8710w Mobile WorkstationHP Compaq nc2400 Notebook PCHP Compaq nc4400 Notebook PCHP Compaq nc6140 Notebook PCHP Compaq nc6320 Notebook PCHP Compaq nc6400 Notebook PCHP Compaq nc8430 Notebook PCHP Compaq nw8440 Mobile WorkstationHP Compaq nw9440 Mobile WorkstationHP Compaq nx6310 Notebook PCHP Compaq nx6115 Notebook PCHP Compaq nx6325 Notebook PCHP Compaq nx7300 Notebook PCHP Compaq nx7400 Notebook PCHP Compaq nx8420 Notebook PCHP Compaq nx9420 Notebook PCHP Compaq tc4400 Tablet PCHP EliteBook 6930p Notebook PCHP EliteBook 8730w Mobile WorkstationCompaq Presario CQ40 SeriesCompaq Presario CQ45 SeriesCompaq Presario CQ50 SeriesCompaq Presario CQ60 SeriesCompaq Presario CQ70 SeriesHP Pavilion G50 SeriesHP Pavilion G60 SeriesHP Pavilion G70 SeriesHP OmniBook 300 Series: 300HP OmniBook 400 Series: 400, 425, 430HP OmniBook 500 Series: 500,500B,510,530, 550HP OmniBook 600 Series: 600, 600c,600ctHP OmniBook 800 Series: 800, 800cs,800ctHP OmniBook 5000 Series: 5000, 5000c,5000ct, 5000cts, 5000vlHP OmniBook 5400 Series: 5400HP OmniBook 5500 Series: 5500, 5500cd, 5500cs,5500ctHP OmniBook 5700 Series: 5700, 5700ctHP Pavilion: dv4, dv5, dv7

Продолжение…

web.igrosfera.net

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

Журнал "Мир периферийных устройств ПК" 

Конягин Алексей, Учебный центр "Эксперт"

автор и преподаватель курса "Ремонт ноутбуков и нетбуков" 

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

 

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

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

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

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

charger1_1

Рис.1 Блок-схема зарядного устройства ноутбука

 

Формирование зарядного напряжения аккумулятора

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

 

charger1_2

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

 

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

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

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

 

 

charger1_3

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

 

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

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

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

 

 

Коммутация первичного напряжения

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

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

 

charger1_4 

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

 

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

 

Информирование о подключении сетевого адаптера

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

nout1

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

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

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

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

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

 

Детектор сетевого адаптера

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

 

charger1_5

 

Рис.5  Детектор сетевого адаптера

 

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

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

 

charger1_6

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

 

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

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

 

charger1_7

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

 

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

 

charger1_8

Рис.8 Входной транзистор, открывающийся автоматически

 

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

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

 

charger1_9

 

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

 

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

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

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

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

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

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

 

Перейти ко второй части статьи

 

Понравилась статья? Узнали что-то новое и интересное?

Вы можете выразить благодарность автору статьи скромным денежным переводом.

www.mirpu.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта