Питание нашего ноутбука может осуществляться от сетевого адаптера или от аккумуляторной батареи
Потребители — это те устройства, которые будут запитываться от этих источников питания.
Соответственно нам нужно сделать таким образом, чтобы данные источники питания работали отдельно.
Если у нас подключен аккумулятор, то питаемся от аккумулятора. Если подключен блок питания, то питаемся от блока питания, при этом нужно отключить аккумулятор.
Этими функциями и занимается чарджер (charger). Он смотрит подключен ли к системе (устройству) блок питания или аккумулятор, и на основании поступающих в него данных, отключает или включает источник питания.
У чарджера имеется два транзистора, первый транзистор включает или отключает источник питания (входной мосфет), а второй транзистор включает или отключает аккумуляторную батарею.
Чарджер управляет затворами данных транзисторов следующим образом:
Один транзистор закрыт, пока другой транзистор открыт и наоборот, в зависимости от подключения источника питания (блока питания или аккумулятора).
Так же чарджер выполняет функцию заряда аккумуляторной батареи, для этого у него имеется еще пара транзисторов.
На схеме это выглядит следующим образом
В низу по центру наш charger.
Вверху, слева входные транзисторы, есть источник питания 19 вольт, сюда подключается адаптер.
С права на схеме контакт батареи, куда подключается аккумулятор и рядом в верху транзистор, который либо включает либо отключает батарею для питания нагрузки.
Напряжение идет у нас от адаптера питания, либо от аккумуляторной батареи.
Соответственно чарджер: 1) Открывает, либо закрывается мосфет, который включает или отключает аккумуляторную батарею; 2) Открывает либо закрывает два входных мосфета; 3) Управляет мосфетами одним и тем же сигналом; 4) Если открывает входные транзисторы, то мосфет запитывающий устройство от аккумуляторной батареи закрыт и наоборот; 5) Имеет еще пару мосфетов, с помощью которых заряжает аккумуляторную батарею; 6) Управляет мосфетами с помощью затворов (все затворы идут на charger)
В каких режимах могут работать мосфеты?
Входные мосфеты имеют только два состояния (открыт,закрыт).
Допустим чарджер их открыл и 19 вольт пошли через открытый мосфет
Как на входе, так и на выходе будет сигнал равный 19 вольт, то есть никаких изменений напряжения не присутствует .
Мосфеты с помощью которых изменяется напряжение на выходе, управляются шим сигналом.
Они могут не только постоянно находятся в открытом или закрытом состоянии, но напряжение на их затворе может постоянно изменяться, с высокого на низкий уровень.
Чарджер постоянно открывает и закрывает очень быстро данный мосфет
Если на входе мосфета было 19 вольт, а для заряда аккумуляторной батареи нужно 12 вольт, то таким образом чарджер управляя мосфетом изменяет напряжение на выходе, то есть 19 вольт приходит на мосфет, а на выходе получается 12 вольт.
Что такое даташит?
Даташит — это инструкция, в которой описываются электрические параметры, назначение выводов и принцип работы той или иной микросхемы.
В даташите имеется:
1) Сам чарджер, внешний вид и его выводы
2) Типовая схема включения по аналогии с принципиальной схемой, там имеются
1. Точка подключение внешнего адаптера питания
2. Выходное напряжение B+
3. Токовый датчик: важный элемент схемы, который дает понять микросхеме что на выходе короткое замыкание - в штатном режиме чарджер сразу отключит питание.
4. Резистивный делитель, с помощью которого формируется сигнал о том что подключен внешний блок питания.
5. Шина, по которой чарджер передает в систему состояние батареи.
6. MOSFETы импульсного преобразователя, которые формируют напряжение питания для заряда батареи.
7. MOSFET который подключает к B+ аккумулятор при отсутствии внешнего источника питания.
8. Собственно сама батарея.
Если отсутствует принципиальная схема на ваш ноутбук, то можете скачать datasheet на необходимый контроллер и посмотреть, как все организовано.
3) Так же имеется табличка, на которой есть расшифровки всех выводов данной микросхемы
Если не знаете, что это за вывод, открываем данную табличку и смотрим интересующий нас вывод. Здесь в общих чертах описывается предназначение данного вывода и при каких условиях он работает.
4) Имеется блок схема того, что находится внутри самого шим-контроллера, его внутренностей
Здесь можно отследить взаимосвязь между выводами, так как на обычной принципиальной схеме это отследить невозможно
Как чарджер узнает, что подключен источник питания?
Смотрим на схеме точку VIN.
Источник питания 19 вольт проходит необязательно через входные мосфеты, так как имеются точки на схеме, куда VIN подключён непосредственно
Есть диод PD230, на котором имеется VIN, это говорит о том, что питание на него подается не через входные мосфеты, а непосредственно после подключения источника питания (напряжение 19 вольт уже будет присутствовать).
Данная точка используется для питания чарджера, так как 19 вольт через диод PD230 поступает на его вывод VCC.
На начальном этапе важны два сигнала, это питание нашего шим-контроллера: вывод (20) VCC и сигнал (6) ACDET.
По этим сигналам контроллер определяет подключено ли питание или нет от блока питания
На вывод (6) питание подается через делитель напряжения, непосредственно от источника питания, минуя входной транзистор, так как имеется точечка VIN и сюда приходит 19 вольт
Делитель напряжения состоит из резисторов верхнего плеча PR243 и PR244 (соединены последовательно их сопротивление складываются) и нижнего плеча резистор PR245
Это два резистора, где входное напряжение 19 вольт. Номинал верхнего резистора складывается 270 кОм + 154 кОм = 424 кОм и нижний резистор 66 кОм. В результате нашего делителя напряжения получаем 2.56 вольта.
Пройдя эту цепь на выводе (6) будет два с половиной вольта и пройдя через определенную групп операционных усилителей и сумматоров внутри контролера, получаем на выходе сигнал (5) ACOK.
ACOK — исходящий сигнал, который как правило идет на мультеконтроллер и сообщает ему о том, что питание подключено и имеет заданные параметры.
При получении чарджером питания (20) VCC и питания (6) ACDET, вырабатывается сигнал EN_REGN (см. рис. 18).
Этот сигнал идет на линейный стабилизатор (REGN LDO) чарджера и выдает 6 вольт, то есть при наличии сигналов (20) VCC и (6) ACDET автоматически должен появляться сигнал (16) REGN.
При диагностике шим-контроллера, увидев наличие данных сигналов можно посмотреть наличие сигнала REGN.
При диагностике входного напряжения от сети мы не используем аккумулятор и проверяем только сигнал PDS. В нормальном режиме он должен подтягиваться к земле, тем самым открывая P-MOS и пропуская 19В на плату. Если контроллер не правильно управляет транзистором P3, то необходимо проверить запитан ли сам контроллер.
Затем проверяем основные сигналы DCIN, ACIN, ACOK, PDS. Если сигналы отсутствуют, то меняем контроллер и на всякий случай P-mos транзисторы.
При каких условиях, входные транзисторы откроются?
Условия при которых входные транзисторы откроется смотрим таблицу с выводами в даташит:
Уровень сигнала ACDET должен быть в интервале между 2.4 и 3.15 вольт (см.рис. 20). Напряжение на выходе VCC должно быть больше чем напряжение на выводе UVLO (защита от низкого напряжения) и это напряжение должно быть больше на 275 милливольт чем напряжение на выводе SRN (вывод обратной связи с батареей).
На этом все , ну и пользуйтесь боардью кой их тут хватает, для наглядности видео