Материнская плата ноутбука состоит из нескольких модулей: процессор, мосты, память, видеоподсистема и т.п. Каждый модуль требует для себя отдельного, качественного питания: стабильного, достаточной мощности и без помех. Как мы знаем ноутбук запитывается от внешнего блока питания или от встроенного аккумулятора.
Блок питания обычно выдает 19В, батарея в зависимости от модели от +7 до +17 Вольт, а различные части ноутбука питаются от значительно меньших напряжений: 1,5 1,8 3,3 5 Вольт и других значений. Давайте рассмотрим типовую схему DC-DC (из постоянного в постоянное) преобразования напряжения посредством широтно-импульсного модулирования (ШИМ или PWM).
Схема как правило содержит микросхему управления (PWM контроллер или ШИМку), два полевых (MOSFET) транзистора, дроссель, конденсатор и обвязку обратной связи.
Принцип работы состоит в том, что драйвер (ШИМ контроллер) очень быстро открывает ключи Т1 и Т2. В момент открытия Т1, Т2 закрыт и напряжение B+ (на картинке +12В, в ноуте оно равно от +7 до 19В) начинает заряжать конденсатор С через дроссель L в котором при протекании тока возникает ЭДС. Далее ШИМка закрывает Т1 и открывает Т2, теперь источником питания становится LC цепочка, которая через Т2 замыкается на цепь нагрузки. По законам физики Выходное напряжение схемы зависит от величин LC цепочки и от скважности импульсов, которые закрывают/открывают транзисторы, т.е. зная значения LC и подавая нужные импульсы на транзисторы можно получить на выходе стабильное напряжение, необходимой величины. На рисунке не обозначены элементы обратной связи, которые позволяют PWM контроллеру "наблюдать" за выходным напряжением, чтобы вовремя изменить скважность импульсов, стабилизируя выходное напряжение. Также зачастую ШИМке по спец шине данных задают нужное напряжение и ШИМка в ответ дает PowerGood, сигнализируя, что все в порядке с питанием вверенной ей схеме.
В настоящее время все чаще встречаются гибридные ШИМ контроллеры: это когда в корпус микросхемы интегрированы сам PWM контроллер и MOSFETы которыми он управляет.
Блок схема ШИМки SY8286
Кусок реальной схемы
У каждой ШИМки есть как минимум один сигнал Enable
Здесь их два. Первый разрешает включение импульсного преобразователя, второй разрешает работу линейного преобразователя (данная ШИМ имеет встроенный линейный стабилизатор LDO, выдающий +3V c максимальным током 400mA). В рассматриваемой схеме выход LDO используется для формирования слаботочных сигналов, например +3VLP подается на кнопку включения ноутбука.
Таким образом, если отсутствует напряжение питания какой-либо части ноутбука, то делаем следующее:
1. Скачиваем схему и смотрим: какая ШИМ формирует данное напряжение и находим ее на плате и скачиваем даташит (копируем ее название в схеме, вставляем в поисковик Google и добавляем ключевое слово PDF).
2. Проверяем мультиметром наличие необходимых напряжений (для ШИМки указанной выше это 2,3,4,5 выводы и выводы включения EN1 и EN2)
3. Если отсутствуют EN1 и EN2 смотрим по схеме - какая микросхема их формирует и проверяем ее работоспособность или логику работы - может быть и так что по логике работы схемы этот кусок схемы не должен работать в текущий момент!
4. Если все необходимое для работы ШИМ присутствует и нет короткого замыкания в цепи ее нагрузки - то микросхема ШИМ подлежит замене
5. Если есть короткое замыкание на выходе LC цепочки - выясняем что его создает, отключая последовательно элементы, на которые подается формируемое ШИМкой напряжение.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Если у вас не гибридный ШИМ и MOSFETы распаяны отдельно, то не в коем случае нельзя включать ноутбук при выпаянной ШИМ - в этом случае верхний транзистор может быть открыт и вся энергия блока питания или батареи с высоким напряжением будет направлена на "выжигание" элементов этой схемы!
Также хочу отметить, что мощные нагрузки типа процессора питаются большим током при малом напряжении (порядка 70-100 Ампер!) Поэтому для формирования питающего напряжения для процессоров используются многофазные импульсные преобразователи. Принцип тот же самый, просто большой ток делится между несколькими фазами по 20-30 Ампер.
Подписывайтесь на канал, во второй части подробнее рассмотрим функциональную схему питания ноутбука.
Что еще почитать:
Чем питается ноутбук: схемотехника, принцип работы и неисправности. Часть 2: схема зарядки и подключения адаптера питания
Чем питается ноутбук: схемотехника, принцип работы и неисправности. Часть 3: "дежурка" +3VLP
Чем питается ноутбук: схемотехника, принцип работы и неисправности. Часть 4: "карта питания"
Чем питается ноутбук: схемотехника, принцип работы и неисправности. Часть 5: базовые напряжения +3V и +5V.
Чем питается ноутбук: программное управление электропитанием.
Чем питается ноутбук: схемотехника, принцип работы и неисправности. Часть 6: POWER SEQUENCE
Прошивка BIOS ноутбука, часть 1: основы и почему память "прошивают"
Прошивка BIOS ноутбука, часть 2: необходимое оборудование
"Я так тыщу раз делал.." или почему нельзя подключать матрицу ноутбука на "горячую"