Как изменить выходное напряжение блока питания ноутбука

Как изменить выходное напряжение блока питания ноутбука

При помощи этой инструкции можно изменить выходное напряжение практически любого импульсного блока питания, а не только того что от ноутбука. Все они почти работают по одному принципу и схемой не особо отличаются.

К примеру, если у вас остался ненужный блок питания на 19 В, то его запросто можно переделать под 12 В, и, скажем, питать от него светодиодную ленту.

Эффективная схема бп для ноутбука на микросхеме MIC29752 и контроллером FAN собственными руками

Старая схема регулятора

Схема бп — модернизация

Реальная настольная схема бп обычно имеет такие функции, как регулируемое ограничение тока и установленные дисплеи, показывающие напряжение и ток. Я продолжал пользоваться этими простыми функциями, поэтому ничего не было добавлено, к тому же я не хотел тратить слишком много времени на новый проект. Дисплеи и ограничители тока могут быть легко добавлены позже в любом случае, между выходом блока питания и нагрузкой.

ИС регулятора LT1083 больше не производятся, однако в Китае их еще можно приобрести, но скорее всего они являются подделками. Я обнаружил, что регулятор напряжения MIC29752 очень похож, с несколькими дополнительными функциями, такими как контактный вывод, позволяющий упростить управление питанием, что хорошо, так как я хотел удалить оригинальный выключатель питания и использовать какую-то полупроводниковую конструкцию.

Новый блок питания

Мне часто требовалось так, чтобы схема бп могла бы обеспечивать второе напряжение питания, поэтому вспомогательный выход добавлялся при помощи микросхемы LM317 с регулируемым выходным напряжением, используя при этом небольшой потенциометр подстройки. В первой ревизии печатной платы все провода были подключены неправильно (на базе L78M), и после подачи питания на плату стабилизатор быстро пробило, оставив в нем маленькое отверстие.

Замена корпуса микросхемы

Я также заметил, что корпус SOT-223 у LM317 имел гораздо более низкое тепловое сопротивление перехода к плате и более высокий предел тока, чем более крупный корпус SOT-252-3/DPAK, что казалось необычным, поэтому я взял оба типа и попробовал их на плате. В итоге я определил, что SOT-223 способен рассеивать гораздо больше энергии, чем более крупный корпус SOT-252, прежде чем он начал ограничивать себя по температуре. Я думал, что это должно-бы быть наоборот? Не волнуйтесь, корпус SOT-223 прекрасно устанавливается вместо SOT-252.

alt=»Схема БП-6″ width=»300″ height=»83″ />

Старый блок питания также имел перемычку селектора на 6 диапазонов напряжения; 3В, 5В, 7В, 9В, 12В и 19В. Я думаю, что я когда-либо использовал только диапазоны 5 В, 12 В и 19 В, так что это все, что есть у нового блока питания.

Все эти микросхемы регулятора должны иметь минимальный ток нагрузки 5-10 мА, чтобы поддерживать стабильное выходное напряжение, поэтому к каждому выходу был добавлен приемник постоянного тока 8,5 мА. У старого блока питания не было ничего для создания минимальной токовой нагрузки, но я никогда не замечал никаких проблем. Резисторы обратной связи, вероятно, потребляли достаточно тока для поддержания стабильности.

Схема бп — управление питанием

Теперь управление питанием осуществляется с помощью 2 кнопок со встроенными светодиодами, которые прикреплены к небольшой, полностью аналоговой, вставной плате управления для устранения неисправностей и управления выводом включения главной ИС регулятора. Плата управления может быть заменена, что позволяет изменять поведение кнопок и светодиодов или даже внешнее управление источником питания.

В данный момент левая кнопка выключает питание, а правая включает его. Удерживание кнопки «выкл» превращает кнопку «вкл» в кнопку с кратковременным включением, что полезно, когда вы хотите лишь ненадолго подать питание для тестирования.

Схема платы управления

Схема управления имеет несколько больше компонентов, чем большинство компенсирующих схем компаратора. Но я хотел, чтобы он запомнил состояние включения/выключения примерно на 250 мс после потери питания (состояние сохраняется в C2), поскольку блок питания ноутбука циклически включается-выключается-выключается во время перегрузки. Мне это было не нужно, чтобы регулятор сбрасывался обратно, чтобы выключить, когда это произошло.

Он также должен был уметь обрабатывать дребезжание, когда обе кнопки нажимаются одновременно при формировании функции мгновенного включения «вкл». Q2 инвертирует выход компаратора, при этом Q1 необходим, иначе Q2 никогда не отключится, так как ток может пройти через R8 и R4 на землю. Имитируйте схему в [Falstad Circuit Sim].

Выходных разъемы схемы бп

Что касается новых выходных разъемов питания, я очень люблю прикреплять зажимы «крокодил» на винты. Также были добавлены винтовые клеммные колодки и несколько обычных выводов для более слабых токов. Разъемы для подачи питания также похожи; винты, клеммные колодки и 2,5-мм разъем постоянного тока для питания ноутбука. Я полностью забыл о коннекторах типа «банан»; хотя можно было бы подумать о добавлении их тоже. В центре платы установлены четыре винта, которые используются для обхода входного диода, если это необходимо.

Был также разработан новый специальный радиатор. Я хотел, чтобы радиатор был многоцелевым; чтобы быть крепкой точкой монтажа для печатной платы. С добавленным весом, блок питания должен быть надежно закреплен, а регулятор оставался прохладным. Я использовал медный лист толщиной 70×78 мм толщиной 3 мм, в котором просверлил несколько отверстий под винты для монтажа на печатной плате и регуляторе. Затем вырезал несколько пазов, чтобы облегчить охлаждение и сделать его более интересным!

После некоторого тестирования выясняется, что новый радиатор не намного лучше, чем старый. Нагревание занимает больше времени, поскольку это массивная медная плита с высокой теплопроводностью и теплоемкостью, но ее конструкция не очень хороша для пассивного избавления от тепла.

Радиатор охлаждения

Тестирование производительности радиатора проводилось с использованием резистора мощностью 3,3R 10 Вт в качестве нагрузки с выходным напряжением, установленным на 5v. Тепловой ограничитель MIC29752 срабатывает при 125°C, где он начинает понижать выходное напряжение и, следовательно, рассеивать ток и тепло, не давая температуре перехода повышаться. Через несколько минут выходное напряжение упало примерно до 2,2 В (0,66 А через резистор), а при входе 19v это означало бы, что регулятор может рассеивать только 11,2 Вт, сохраняя температуру соединения на уровне 125°C.

Новая схема регулятора

Тепловое сопротивление перехода к корпусу регулятора IC составляет 1,5°C/Вт, тепловая прокладка составляет 0,3°C/Вт, а комнатная температура составляла 25°C. Так, радиатор имеет тепловое сопротивление (125 — (11,2 * (1,5 + 0,3)) — 25)/11,2 = 7,13°C/Вт. Исходный радиатор был рассчитан на 7,2°C/Вт. Так что это немного лучше.

Выход по-прежнему очень медленно падал, но регулятор слегка колебался на частоте около 16 кГц, что приводило к тому, что большой выходной конденсатор издавал тихий шипящий звук, поэтому я решил, что будет лучше остановить тест. У LT1083 не было проблем с колебаниями, и он мог выдерживать температуру до 150°C.

Небольшой вентилятор Delta EFB0412VHD, на самом деле довольно мощный, получающий питание от вспомогательного выхода, который был установлен сзади, что значительно улучшило ситуацию. Небольшая плата управления с ATtiny10, также была сделана для управления вентилятором в зависимости от температуры радиатора с кнопкой выбора авто/вкл/выкл.

С выходом, установленным на 5,7v, при подключении через резистор расчитанный на ток 1,7 А и мощностью 10 Вт, стабилизатор без проблем рассеивал 23 Вт. Тепловая камера показала, что пластиковая верхняя часть корпуса была при 68°C (тепловая камера не работала на медном радиаторе, поскольку она была слишком отражающей). Я предполагаю, что регулятор сможет рассеивать около 35 Вт с вентилятором. Максимальная мощность, которую регулятор может рассеивать, при условии, что корпус может выдерживать 25°C, составляет 66 Вт.

Недостатком меди является то, что она легко тускнеет и теряет блеск. Кроме того, клей для резиновых ножек, плавится при нагревании радиатора.

Схема контроллера вентилятора

Заключение

В целом, это успех! Теперь гораздо проще использовать блок питания, поскольку у него есть винты для крепления зажимов крокодил, достаточный вес, чтобы он не скользил по столу, и лучшее охлаждение с помощью установленного вентилятора. Мне придется немного поэксперементировать в создании ограничителя тока и платы для дисплеев.

Проекты печатных плат, прошивки и прочее можно найти на сайте — GitHub

Вскрытие корпуса блока питания

Перед началом восстановления блока питания от лэптопа, нужно правильно демонтировать ее. Большинство моделей зарядных устройств для ноутбуков выпускаются в неразборном исполнении. Однако их можно разобрать, если действовать строго по инструкции.

Первый вариант разборки

Для проведения таких манипуляций нужно подготовить медицинский шприц и заполнить его бензином. Дальше следует обработать шов блока питания этим веществом по периметру, подождать 5-10 минут и выполнить идентичные действия.

После этого, стоит подготовить плоскую отвертку и отсоединить элементы корпуса. Если попытки безуспешные, нужно повторить процедуру.

Второй вариант разборки

Согласно отзывам многих пользователей, автомобильное топливо не всегда позволяет демонтировать корпус БП ноутбука без сложностей. Успешность подобного воздействия зависит от материала изготовления корпуса и специфики его соединения.

Если поверхность запаяна, то бензин окажется бесполезным. Чтобы разделить две части корпуса, нужно взять нож и молоток. Для начала следует навести на шов нож и постепенно простучать по его периметру ударами молотка.

С помощью ножа необходимо разъединить обе крышки БП.

Используя молоток, необходимо быть осторожным, чтобы не повредить корпус и не сделать сквозное отверстие. Не пытайтесь завершить процедуру с первого раза, прикладывая большие усилия. Если первые попытки не принесли положительных результатов, придется повторить их.

Меняем напряжение источника питания

Теперь разберемся подробнее. Всю плату импульсного источника можно условно разделить на два раздела. Центром является высокочастотный трансформатор, это самая массивная деталь на плате. Слева расположена низковольтная чать, а справа высоковольтная.

Высоковольтная часть имеет обратную связь с низковольтной по средствам оптрона, которым управляет микросхема-стабилизатор «TTL431» или аналогичная.

То есть, когда напряжение на выходе достигает необходимого значение, стабилизатор это отслеживает и передает сигнал через оптопару на контроллер в высоковольтной части. Так осуществляется стабилизация тока и напряжения блоком питания.

Стабилизатор «TTL431» имеет регулируемые параметры, которые задаются цепочкой смещения, которая состоит из двух резисторов.

Один резистор всегда идет на плюс, другой на минус. Чтобы изменить выходное напряжение, необходимо изменить соотношение этих резисторов. Тут действует правило: если напряжение на входе стабилизатора будет увеличиваться, то выходное напряжение будет уменьшаться и наоборот.

И тут есть два способка как поступить, чтобы изменить напряжение на выходе:

• – Допаять резистор сверху.
• – Выпаять оба резистора и впаять вместо них потенциометр.

В данном примере идем по второму пути. Выпаиваем оба резистора.

Напряжение аккумулятора ноутбука

Напряжение аккумулятора на ноутбуке – величина неизменная. Если замеры показали уменьшение значения – устройство непригодно к дальнейшей работе и требуется замена.

Устройство батареи включает аккумуляторы с напряжением 3,6 или 3,7 В. Выбор зависит от необходимой мощности ноутбука. При параллельном соединении элементов суммируется их емкость. Последовательное напряжение увеличивает разность потенциалов во столько раз, сколько в комплекте последовательных ячеек. Поэтому, используя элементы на 3,6 или 3,7 В, получим напряжение 10,8 и 11,1 В для 3х2 банок, 14,4 и 14,8 В для батарей из 4х2 банок. (Для создания нужной емкости в каждой ячейке 2 — 4 параллельных аккумулятора 18650).

Для подсчета общего количества банок можно воспользоваться таблицей.

Следует обратить внимание, как резко растет емкость батареи из элементов 3,7 В, а габариты и цена меняются незначительно.

Признаком того что один из элементов по какой-либо причине вышел из строя станет недостаточное напряжение, которое можно измерить мультиметром при постоянном токе.

Как проверить блок питания мультиметром

Блок питания можно проверить мультиметром или тестером. Для этого необходимо замкнуть контакты PS-ON (зеленый провод) и любой COM (черные провода) скрепкой. На мультиметре переключатель выставьте на отметку 20V постоянного тока.

Для того чтобы проверить напряжение блока питания по линии 3.3 вольт – засуньте черный щуп мультиметра в разъем черного провода и красный щуп в разъем оранжевого, 5 вольт – черный и красный, 12 вольт – черный и желтый. Отклонения допустимы ±5%. Черный щуп мультиметра всегда подключается к черному проводу, красный щуп к любому другому цвету.

Запуск ШИМ RT8205, дежурные напряжения +3 и +5

На данной платформе генерация дежурных напряжений происходит только при питании от адаптера. Сигналы держаного напряжения здесь называются +3ALWP и +5ALWP, формируемых микросхемой 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.

В статьи использованы материалы remnout.by — ремонт ноутбуков в Минске.

[Посещений: 12 742, из них сегодня: 1]