Как починить контроллер питания ноутбука

Аккумулятор ноутбука не заряжается: диагностика

В этой статье мы рассмотрим ситуацию, когда ноутбук включается только от сети, но не включается от аккумулятора, а сам аккумулятор не заряжается. Диагностика этой неисправности включает как ряд простых шагов, так и сложных, требующих знаний в электронике и схемотехнике.

Итак, существует несколько причин невозможности заряда аккумулятора:

1. неисправны «банки» аккумулятора
2. неисправен контроллер аккумулятора
3. неисправен контроллер заряда на материнской плате

Устройство и неисправности аккумуляторной батареи (АКБ)

Аккумуляторная батарея ноутбука состоит из нескольких групп «банок» – литий-ионных аккумуляторов, соединенных последовательно-параллельным подключением. Емкость элементов питания со временем уменьшается, что приводит к уменьшению времени автономной работы и необходимости ремонта. Кроме того, их приходится менять после глубокого разряда, когда аккумулятор некоторое время лежит без дела.

Нормальный срок работы коммутатора 3-4 года, 5-6 лет предельный срок, заявляемый производителем. При частом использовании и зарядки ноутбука, вы уже через год или пол начнете замечать признаки износа батареи. Чаще всего они проявляются так:

• В автономном режиме длительность работы ноутбука сокращается.
• Индикатор заряда батареи «врет”.
• Показатель уровня износа «Battery Wear level” в различных программах превышает 25%.

Реальное состояние батареи можно посмотреть в бесплатной утилите BatteryInfoView. Она используется данные с контроллера самой батареи, если контроллер неисправен, то данные могут не отображаться или отображаться некорректно.

Схема АКБ обычно включает в себя 4, 6, 9 или 12 элементов питания, так называемых ячеек (cells) или на сленге, «банок». При сильном износе этих «банок» аккумулятор может вздуться. Также это может произойти из-за перенапряжения. Иногда батарея может дать течь: если банки, в которых храниться электролит, сильно прохудились, то он может вытекать через них. Такую батарею нужно извлечь и никогда больше не заряжать. Поврежденные элементы питания заменяются методом перепайки.

Новая АКБ на 6 ячеек

Типичные симптомы неисправных банок:

• аккумулятор не держит заряд;
• моментальное выключение ноутбука после отключения блока питания;
• ноутбук распознает батарею, но уровень заряда при этом не меняется;
• наличие визуальных дефектов, таких как вздутие потекший электролит, прогар корпуса или сильный нагрев при подключении к сети.

Электроника

В схему заряда аккумулятора ноутбука также входит контроллер – это микросхема, обеспечивающая равномерное распределение заряда, а также защиту от перезаряда, перегрева и других нарушений работы. Литий-ионные аккумуляторы считаются достаточно капризными: любое отклонение в процессе зарядки может привести к возгоранию и взрыву. Контроллер также хранит информацию о количестве циклов зарядки и разрядки.

Устройство батареи предусматривает защитное отключение при достижении температуры 80─90 градусов благодаря встроенному термостату и термодатчику. В литий-ионных батареях больше, чем в других типах АКБ, всевозможных предохранителей. Это необходимо, поскольку литий представляет собой очень активный металл. Контроллер следит за степенью заряженности аккумулятора в целом и всех элементов в отдельности.

Также в Li-Ion аккумуляторах имеется много разных датчиков и защит для её обеспечения. Вот некоторые:

• Общий предохранитель по току (восстанавливается);
• Предохранитель на каждом аккумуляторном элементе, срабатывающий при температуре 80–90 градусов С;
• Защита от превышения давления в аккумуляторном элементе. Критическое значение 10 кгс/см2. Защита не восстанавливается;
• Схема контроля зарядки и общего состояния аккумулятора.

Срабатывание любого датчика или отключает отдельную банку, или же прекращает заряд всей АКБ полностью.

Взаимодействие контроллера АКБ с материнской платой происходит через шину SMBus. Для подключения аккумулятора к плате используется разъем с как минимум 5 контактами. Из них два отвечают за подачу питания, ещё два обеспечивают обмен данными о состоянии аккумулятора и степени зарядки, отработанных циклах заряд-разряд, информации о производителе и т. п. Некоторые параметры приводятся ниже:

• текущее состояние;
• тип аккумуляторных элементов;
• идентификатор;
• серийный номер;
• даты производства и первого использования;
• производитель
• число сделанных циклов заряд-разряд.

Большинство ноутбуков, предлагаемых на рынке, имеют батареи с разъёмами 6, 7, 9 контактами. Распиновку для конкретного ноутбука приходится искать на сайтах производителей или мануалах. Распиновка наиболее распространённого семи контактного разъёма аккумулятора ноутбука выглядит следующим образом:

1. ID;
2. NC (No Contact);
3. SCL/SDA (применяется для связи микросхем);
4. BATT_IN (сигнал о подключении);
5. SMB (шина для передачи данных о состоянии батареи);
6. DATA- (ноль);
7. DATA+ (основное напряжение).

В аккумуляторной батарее отдельная электрическая линия отводится под передачу идентификатора (ID), который представляет собой последовательность кодов. Распиновка таких батарей включает в себя следующие контакты:

Вывод идентификации в аккумуляторе обеспечивает тактовый генератор. Этот элемент вырабатывает сигнал в виде электрических импульсов. Чтобы интерфейс мог функционировать, требуется наличие двух линий. С их помощью передаётся информация между батареей и материнской платой.

Как вы понимаете, в случае неисправности генератора или термистора батарея не будет определяться ноутбуком.

Типичные симптомы неисправности контроллера, генератора или схемы обвязки:

• Ноутбук не видит батарею. Несмотря на то, что батарея целая и подключена к ноутбуку, он ее не распознает и выдает уведомление, что батарея отсутствует;
• Ноутбук определяет батарею, но заряд не начинается;
• При подключенной батареи, ноутбук не запускается, а после ее извлечения и подключения на прямую от электросети включается сразу. Такой симптом будет говорить о том, что внутри батареи происходит короткое замыкание.

Прошивка

Аккумуляторная батарея обменивается с электроникой ноутбука не только идентификационной информацией. Она хранит много другой информации о себе и текущем состоянии. Чтобы хранить все эти данные в батарее предусмотрена энергонезависимая программируемая EEPROM-память в виде микросхемы с последовательным интерфейсом. Она содержит заводскую информацию о полной емкости, серийном номере, производителе и т.п. Её содержимое можно перепрошить при необходимости.

Чаще всего перепрошивку выполняют через программу Battery EEPROM Works. Перепрошивку необходимо выполнять, когда вы установили новые банки, чтобы сбросить счетчик циклов заряда и полный объем новых элементов (Full Charge Capacity):

Прошивка EEPROM АКБ

Несовместимость батарей и блоков питания

Основная причина сбоев контроллеров аккумуляторов заключается в том, что вместо оригинальной батареи для ноутбука используют китайские аналоги, купленные в интернет-магазинах типа Aliexpress и Ebay. В этом случае проблема может проявить себя моментально, после подключения устройства к цепи питания, либо после нескольких циклов подзарядки. Основная причина несовместимости — материнской плате не удается распознать контроллер батареи.

Некоторые производители ноутбуков используют специальную систему распознавания оригинального блока питания. Такую функцию имеют ноутбуки Sony, HP, Dell (некоторые модели), Lenovо. К примеру, если к одному из этих ноутбуков подключить чужой или не оригинальный блок питания, то батарея в этом случае может не заряжаться. Да, ноутбук включится и будет работать, но только от сети.

Диагностика цепи заряда на материнской плате

Как изначально было сказано, аккумулятор может не заряжаться и не по своей вине, а именно по вине схемы заряда на материнской плате.

Процесс заряда батареи управляется с платы микросхемой ШИМ-контроллера — чарджером (charger). Коммутация цепей питания от источника питания (АКБ или БП) на плату ноутбука путем подачи управляющих сигналов на транзисторные ключи (MOSFET) — это и есть основная задача чарджера. Также чарджер отвечает за сообщение о подключении источника питания другим системным контроллерам и формирование напряжений и токов для зарядки аккумулятора.

Существует огромное число различных модификаций ШИМ-контроллеров заряда, используемых в ноутбуках. Связано это с тем, что мощности потребления и напряжения в разных платформах разные. Наиболее популярными являются микросхемы фирм RT (RICHTEK), MAX (Maxim Integrated), ISL (Renesas, Intersil), SEMTECH (SX), Texas Instruments (TPS, BQ).

Рассмотрим схему чарджера на примере применения BQ24707.

Упрощенная схема подключения BQ24707

При подсоединении к ноутбуку блока питания, включенного в электросеть (обычно 15-19 V), на одном из контактов чарджера появляется напряжение (в примере выше оно передается по линии Adapter Detection, обведенной красным) – так происходит распознавание подключения БП. Узнав, что адаптер подсоединен, чарджер информирует об этом одну из главных управляющих микросхем – EC/KBC controller (он же мультиконтроллер) или южный мост, которые обозначены на рисунке прямоугольником «Host». В некоторых реализациях информацию получают обе микросхемы.

Если уровень входного напряжения с блока питания соответствует требуемому (для большинства ноутбуков это 19 V), EC/KBC контроллер закрывает ключ (BATFET, обведенный синим), который пропускает на плату питание с АКБ. Одновременно с этим открываются ключи Q1 и Q2, работающие в противофазе с BATFET. Q1 пропускает питание с линии 19 V к самому чарджеру, а через Q2 напряжение с БП поступает остальным потребителям системы. Также оно идет на зарядку аккумулятора.

Вот типовая схема подключения:

Типовая схема включения BQ24707

По отдельному каналу чарджер отслеживает уровень напряжения АКБ. При достижении максимума зарядка прекращается.

• ACDET — вход определения наличия адаптера
• SCL — тактирование шины SMBus
• SDA — данные шины SMBus
• SRN и SRP — негативные и позитивные входы датчиков тока. SRN также используется для определения напряжения батареи.
• PHASE и LODRV — верхние и нижние плечи MOSFET выхода питания.
• ACN и ACP — входы тестирования наличия тока

Если вы обратите внимание на линии, которые идут к чарджеру и от него, вы заметите, что они усыпаны мелкими деталями, которые называются элементами обвязки. Каждый из этих элементов в любой момент может выйти из строя. Именно это и послужит причиной для отсутствия зарядки и ряда других проблем с батареей.
Некорректная работа системы заряда сопровождается следующими симптомами:

• Ноутбук не видит рабочую батарею
• Ноутбук видит новую батарею, но не заряжает ее.
• При подключении компьютера к электросети индикатор заряда батареи активен, но на самом деле батарея не заряжается.
• Батарея имеет полный заряд, но на ноутбук питание не поступает. Если отключить его от электросети, происходит моментальное выключение компьютера.

Решив проблемы с контроллером заряда, вы одновременно решите и проблемы со включением ноутбука.

Многие контроллеры похожи друг на друга и взаимозаменяемы. Вы можете изучить эту статью, посвященную данному вопросу.

Источник

Как отремонтировать блока питания от ноутбука самостоятельно

Ремонт зарядного устройства для ноутбука можно выполнить самостоятельно — если знать, как обнаружить дефект и уметь устранить его. В этой инструкции мы рассмотрим ремонт блока питания ноутбука своими руками пошагово — на что обратить внимание, как диагностировать типичные неисправности, какие инструменты потребуются в процессе.

Основные причины поломок

Диагностировать возможную проблему несложно — достаточно проверить, как ведет себя индикатор, которым оборудован блок питания. Светодиод есть почти на всех моделях БП, как у современных лэптопов, так и выпущенных лет 10 назад.

Первый вариант — при подключении к сети индикатор на блоке светится, но заряд батареи не идет. Это свидетельствует, что потеря напряжения происходит между самим блоком и зарядным гнездом ноутбука — деформирован или поврежден штекер, разорван провод, треснуло изоляционное покрытие.

Если при подключении к сети индикатор продолжает гореть, но при присоединении шнура, идущего от блока в гнездо зарядки, лампочка тускнеет, то проблема связана с электрическим контуром самого адаптера. Скорее всего, нужно заменить конденсаторы. В большинстве случаев, чтобы выполнить ремонт блока питания ноутбука, его потребуется разобрать.

Также о выходе из строя конденсаторов может свидетельствовать характерный писк. В нормальном состоянии устройство работает бесшумно.

Если светодиод вообще не светится, то произошел обрыв цепи внутри блока или поврежден провод, идущий от розетки к трансформатору.

Ремонт зарядного устройства для ноутбука своими руками

Механическое повреждение кабеля или коннектора часто можно определить визуально. Исключение — когда внутри перебиты одна или несколько силовых жил, но при этом оплетка осталась целой. Такое может произойти, если на провод поставить что-то тяжелое или регулярно перегибать его под слишком острым углом.

Мелкие дефекты оплетки, если провода не повреждены, как временное решение можно устранить с помощью изоленты. Однако может произойти и такое, что этот временный «костыль» становится и окончанием ремонта. Выглядите непрезентабельно — зато работает.

Если поврежден один или несколько проводов и это явно видно, нужно спаять их обратно, а затем заизолировать. По поводу того, какой кабель куда подсоединять, вопросов возникнуть не должно: оплетка каждой силовой жилы обычно маркируется разными цветами.

Алгоритм действий (специально для тех, кто впервые берет в руки паяльник):

1. С помощью канцелярского ножа аккуратно срезать оплетку на каждой поврежденной жиле, чтобы обнажить 1-1.5 см неизолированного провода.
2. Перед спайкой обезжирить их, макнув в кипящую канифоль, которую вы будете греть с помощью паяльника в отдельной емкости.
3. Спутать жилы, имеющие оплетку одного цвета, на пару витков.
4. Расплавить паяльником небольшой кусочек припоя и нанести небольшой слой на провода, чтобы между ними возник «мостик».
5. Заизолировать оплетку каждой жилы, затем несущую оплетку всего силового кабеля.

Удобнее и проще всего поврежденные провода сложить параллельно и запутать их свободные концы. Однако после наложения слоя изоленты выглядеть будет не эстетично: получится небольшой «нарост», внутри которого кабель меняет угол направления.

Если сложить жилы внахлест неизолированными концами друг навстречу другу, со слоем изоляции конструкция будет выглядеть более презентабельно, но паять такую схему неудобно. Нужно отделить спаиваемый кабель от всех остальных и желательно зафиксировать их с помощью зажима, чтобы не попали под руку в самый неподходящий момент.

Когда поврежден коннектор, который вставляется в гнездо питания, ремонт БП ноутбука сводится к его замене. В этом случае следует учитывать, что все производители делают адаптеры «под себя» — например, штекер от «АСУСА» не подойдет для «Самсунга». Нужно купить точно такой же штекер, а еще лучше новый или б/у провод, идущий от трансформатора к зарядному гнезду ноута.

Если такие варианты вас не устраивают, ремонт зарядки ноутбука потребует замены кабеля. Как правило, кабель от розетки к трансформатору вставляет в БП с помощью специального коннектора. Его можно купить в любом компьютерном магазине. Замена кабеля от трансформатора к гнезду питания потребует разборки блока питания. Как его чинить, рассмотрим далее.

Как понять, что неисправен именно блок питания, основные симптомы

Для перестраховки, чтобы убедиться, что ремонтировать нужно именно трансформатор, рекомендуется проверить этот компонент с помощью мультиметра. Прибор нужно выставить на постоянный ток, на напряжение, которое указано как номинальное на самом блоке питания. Если там указано от 15 до 20 вольт, выставляйте тестер на 20, а если больше 20 — то на 200.

Внутрь коннектора нужно вставить красный штырек мультиметра («плюс»). Черный нужно положить на внешнюю часть коннектора. Если тестер покажет напряжение чуть выше номинального, значит, с блоком питания все в порядке. Если на индикаторе будет ноль или небольшая цифра, потребуется замена конденсатора или восстановление электрических цепей.

Альтернативный вариант диагностики, если мультиметра под рукой не оказалось. Нужно взять лампочку от автомобиля, которая питается от постоянного тока напряжением 12 вольт, и пару проводков. Желательно припаять провода к лампочке — один к сердечнику, а второй к внешней стороне цоколя.

Кабель, который припаян к сердечнику, вставляется внутрь коннектора блока питания ноутбука, а тот который к внешней стороне — к внешней стороне коннектора. Если трансформатор выдает необходимое напряжение, спираль лампочки должна засветиться.

Некоторые производители отказались от стандартных круглых штекеров и используют специфические конструкции. Например, у Lenovo это коннектор квадратной формы с двумя контактами, который вставляется в гнездо с характерным щелчком. Тестируется с помощью мультиметра или лампочки такой адаптер уже «методом тыка», так как «плюс» и «минус» на нем не указаны.

Способы вскрытия блока питания

Многие производители наглухо запаивают блоки питания еще на заводе, или же склеивают две створки. Делается это в расчете на то, что пользователю будет лень возиться с неисправным БП и он купит новый. В этом случае для разбора потребуются столярный лобзик или ножовка по металлу, а также тиски.

Зажимаете блок питания в тисках и делаете аккуратный пропил вдоль междустворочного шва на глубину 2-3 мм. Старайтесь не переборщить, так как при глубоком надрезе можно повредить электронные компоненты. После таких манипуляций створки легко можно разъединить с помощью обычной шлицевой отвертки (плоской). Если вы услышали характерный щелчок — значит створки разошлись.

Для доступа к содержимому также потребуется снять металлическую планку, которая выполняет роль радиатора. Осмотрите конденсаторы на наличие черных участков и вздутия. Если найдете поврежденный компонент, выпаяйте его из платы и припаяйте новый. Естественно, характеристики новой детали должны быть такие же, как и у старой.

Также осмотрите печатную плату, к которой припаяны все компоненты. Если на ней есть потемневшие участки — значит она перегорела. Найти такую же деталь крайне сложно, и с перепайкой придется заморочиться. Быстрее и проще купить новый блок питания — если нет подходящей модели, то хотя бы универсальный.

Теперь о замене кабеля, который идет от трансформатора к зарядному гнезду ноута. В зависимости от производителя силовых жил может быть две или три — «плюс» и «минус», а также и дополнительный сервисный канал, по которому ноут считывает информацию о состоянии адаптера. Как правило, на печатной плате нанесена маркировка, куда какой кабель нужно припаять. GND соответствует «минусу», VO «плюсу», а ID это сервисный канал.

После замены конденсаторов и перепайки кабеля блок питания собирается в обратной последовательности: возвращаете на место радиатор, соединяете створки корпуса и закручиваете винты, если они были. Чтобы корпус держался крепче, особенно если вы его распиливали и винтами он не оборудован, можно воспользоваться суперклеем или парой пластиковых стяжек, перетянув ими корпус адаптера с обеих концов.

В целом ремонт БП ноутбука — задача средней сложности, которая требует от пользователя определенных навыков. Если вы не уверены, что справитесь, то лучше обратитесь в сервисный центр или купите новое устройство.

Источник