Pinout conectorul bateriei pe macbook pro. Sistemul de alimentare MacBook

Te-ai întrebat vreodată ce se află în încărcătorul MacBook? Există mult mai multe piese în sursa de alimentare compactă decât v-ați aștepta, inclusiv chiar și un microprocesor. În acest articol, tu și cu mine vom putea dezasambla încărcătorul MacBook pentru a vedea numeroasele componente ascunse în interior și pentru a afla cum interacționează pentru a furniza în siguranță electricitatea necesară computerului.

Aspectul Apple MacBook Air a rămas același de ani de zile, dar, după cum se spune, nimic nu este permanent, iar linia de produse urmează mari schimbări anul viitor, inclusiv lansarea unui model de 15 inchi la WWDC 2016. Până în prezent , MacBook Air este disponibil în două versiuni de ecrane de 11 inchi și 13 inchi, dar Economic Daily News a aflat că Apple a dezvoltat un design complet nou pentru MacBook Air de 13 inchi și 15 inchi care urmează să fie lansat anul viitor.

Majoritatea dispozitivelor electronice de larg consum, de la smartphone la televizor, folosesc surse de alimentare comutatoare pentru a converti curentul de curent alternativ de la priza de perete în curent continuu de joasă tensiune utilizat de circuitele electronice. Comutarea surselor de alimentare sau, mai corect, a surselor de alimentare secundare, își iau numele de la faptul că pornesc și opresc sursa de alimentare de mii de ori pe secundă. Este cel mai eficient pentru conversia tensiunii.

Principala alternativă la sursa de alimentare comutată este sursa de alimentare liniară, care este mult mai simplă și transformă supratensiunea în căldură. Datorită acestei pierderi de energie, eficiența unei surse de alimentare liniare este de aproximativ 60%, față de aproximativ 85% pentru o sursă de alimentare în comutație. Sursele de alimentare liniare folosesc un transformator voluminos care poate cântări până la un kilogram sau mai mult, în timp ce sursele de alimentare cu comutare pot folosi transformatoare mici de înaltă frecvență.

Acum aceste surse de alimentare sunt foarte ieftine, dar nu a fost întotdeauna cazul. În anii 1950, sursele de alimentare în comutație erau complexe și costisitoare, utilizate în aplicații aerospațiale și prin satelit care aveau nevoie de o sursă de alimentare ușoară și compactă. La începutul anilor 1970, noi tranzistori de înaltă tensiune și alte îmbunătățiri tehnologice au făcut bateriile mult mai ieftine și au fost utilizate pe scară largă în computere. Introducerea controlerelor cu un singur cip în 1976 a făcut convertoarele de putere și mai simple, mai mici și mai ieftine.

Utilizarea de către Apple a surselor de alimentare comutatoare a început în 1977, când inginerul șef Rod Holt a proiectat sursa de alimentare comutată pentru Apple II.

Potrivit lui Steve Jobs:
Această sursă de alimentare cu comutare a fost la fel de revoluționară ca și logica Apple II. Rod nu a primit prea multă recunoaștere în paginile istoriei, dar a meritat-o. Fiecare computer folosește acum surse de alimentare comutatoare și toate sunt similare ca design cu designul lui Holt.
Este un citat grozav, dar nu este în întregime adevărat. Revoluția sursei de alimentare a avut loc mult mai devreme. Robert Boschert a început să vândă surse de alimentare cu comutare în 1974 pentru orice, de la imprimante și computere până la avionul de luptă F-14. Designul Apple a fost similar cu dispozitivele anterioare, iar alte computere nu au folosit designul lui Rod Holt. Cu toate acestea, Apple folosește pe scară largă comutarea surselor de alimentare și depășește limitele designului încărcătoarelor cu încărcătoare compacte, elegante și avansate.

Ce e inauntru?
Pentru analiză a fost luat încărcătorul Macbook 85W model A1172, ale cărui dimensiuni sunt suficient de mici pentru a încăpea în palmă. Figura de mai jos prezintă câteva caracteristici care pot ajuta la distingerea unui încărcător original de fals. Un măr mușcat pe carcasă este un atribut esențial (de care toată lumea știe), dar există un detaliu care nu atrage întotdeauna atenția. Încărcătoarele originale trebuie să aibă un număr de serie situat sub contactul de masă.

Oricât de ciudat ar părea, cel mai bun mod de a deschide încărcarea este să folosești o daltă sau ceva similar și să adaugi puțină forță brută. Apple s-a opus inițial ca cineva să-și deschidă produsele și să inspecteze „interiorul”. Îndepărtând carcasa din plastic, puteți vedea imediat radiatoarele metalice. Acestea ajută la răcirea semiconductoarelor puternice adăpostite în interiorul încărcătorului.

Pe spatele încărcătorului, puteți vedea placa de circuit imprimat. Unele componente minuscule sunt vizibile, dar majoritatea circuitelor sunt ascunse sub un radiator metalic ținut împreună cu bandă electrică galbenă.

Ne-am uitat la calorifere și e suficient. Pentru a vedea toate detaliile dispozitivului, desigur, trebuie să îndepărtați radiatoarele. Există mult mai multe componente ascunse sub aceste piese metalice decât ne-am aștepta de la un bloc mic.

Imaginea de mai jos prezintă principalele componente ale încărcătorului. Alimentarea AC intră în încărcător și este deja convertită în curent continuu acolo. Circuitul PFC (Power Factor Correction) îmbunătățește eficiența prin furnizarea unei sarcini stabile pe liniile de curent alternativ. În conformitate cu funcțiile fezabile, este posibil să se împartă microcircuitul în două părți: primar și secundar. Partea primară a plăcii, împreună cu componentele așezate pe ea, este proiectată pentru a reduce tensiunea continuă de înaltă tensiune și a o transfera la transformator. Partea secundară primește o tensiune constantă de joasă tensiune de la transformator și emite o tensiune constantă de nivelul necesar către laptop. Mai jos luăm în considerare aceste scheme mai detaliat.

Intrare AC la încărcător
Tensiunea alternativă este furnizată încărcătorului printr-o fișă detașabilă a cablului de alimentare. Un mare avantaj al comutării surselor de alimentare este capacitatea lor de a funcționa pe o gamă largă de tensiuni de intrare. Prin simpla schimbare a prizei, încărcătorul poate fi folosit în orice regiune a lumii, de la 240 volți european la 50 GHz până la 120 volți nord-american la 60 GHz. Condensatorii, filtrele și inductoarele de la etapa de intrare împiedică interferența de a părăsi încărcătorul prin liniile de alimentare. Redresorul în punte conține patru diode care convertesc puterea AC în DC.

Urmărește acest videoclip pentru o mai bună demonstrație a modului în care funcționează un redresor în punte.

PFC: netezirea puterii
Următorul pas în funcționarea încărcătorului este circuitul de corectare a factorului de putere, marcat cu violet. O problemă cu încărcătoarele simple este că acestea sunt încărcate doar pentru o mică parte a ciclului AC. Atunci când un singur dispozitiv face acest lucru, nu există probleme deosebite, dar când sunt mii de ele, creează probleme companiilor energetice. Acesta este motivul pentru care reglementările impun încărcătoarelor să utilizeze tehnici de corecție a factorului de putere (acestea folosesc puterea mai uniform). S-ar putea să vă așteptați ca factorul de putere scăzut să fie cauzat de comutarea transmisiei de putere care se pornește și se oprește rapid, dar aceasta nu este o problemă. Problema vine de la puntea de diode neliniare, care încarcă condensatorul de intrare doar când semnalul AC atinge vârfuri. Ideea din spatele PFC este de a utiliza un convertor DC boost înainte de a comuta sursa de alimentare. Astfel, unda sinusoidală curentă la ieșire este proporțională cu forma de undă AC.

Circuitul PFC folosește un tranzistor de putere pentru a schimba cu precizie intrarea AC de zeci de mii de ori pe secundă. Contrar așteptărilor, acest lucru face ca sarcina pe liniile de curent alternativ să fie mai lină. Cele mai mari două componente dintr-un încărcător sunt inductorul și condensatorul PFC, care ajută la creșterea tensiunii continue la 380 de volți. Încărcătorul folosește cipul MC33368 pentru a rula PFC.

Conversia energiei primare
Circuitul primar este inima încărcătorului. Acesta preia tensiunea de curent continuu ridicată din circuitul PFC, o toacă și o alimentează într-un transformator pentru a genera ieșirea de joasă tensiune a încărcătorului (16,5-18,5 volți). Încărcătorul folosește un controler rezonant avansat care permite sistemului să funcționeze la frecvențe foarte înalte de până la 500 kiloherți. Frecvența mai mare permite utilizarea unor componente mai compacte în interiorul încărcătorului. Circuitul integrat de mai jos controlează sursa de alimentare.

Controler SMPS - controler rezonant de înaltă tensiune L6599; etichetat DAP015D dintr-un motiv oarecare. Utilizează o topologie rezonantă cu jumătate de punte; într-un circuit în jumătate de punte, doi tranzistori conduc puterea prin convertor. Sursele de alimentare comutatoare comune folosesc un controler PWM (Pulse Width Modulation) care corectează timpul de intrare. L6599 corectează frecvența pulsului, nu pulsul acestuia. Ambele tranzistoare pornesc alternativ timp de 50% din timp. Când frecvența crește peste frecvența de rezonanță, puterea scade, astfel încât controlul frecvenței ajustează tensiunea de ieșire.

Cele două tranzistoare se pornesc și se opresc alternativ pentru a reduce tensiunea de intrare. Traductorul și condensatorul rezonează la aceeași frecvență, netezind intrarea întreruptă într-o undă sinusoidală.

Conversie secundară a puterii
A doua jumătate a circuitului generează ieșirea încărcătorului. Primește putere de la convertor și cu ajutorul diodelor o transformă în curent continuu. Condensatorii de filtrare netezesc tensiunea care vine de la încărcător prin cablu.

Rolul cel mai important al părții secundare a încărcătorului este de a menține tensiunea înaltă periculoasă în interiorul încărcătorului pentru a evita un șoc potențial periculos la dispozitivul final. Limita izolației, marcată cu o linie punctată roșie în imaginea de mai sus, indică separarea dintre partea principală de înaltă tensiune și partea secundară de joasă tensiune a dispozitivului. Ambele părți sunt separate una de cealaltă la o distanță de aproximativ 6 mm.

Transformatorul transferă puterea între dispozitivele primare și secundare folosind câmpuri magnetice, în loc de o conexiune electrică directă. Firul din transformator este triplu izolat pentru siguranță. Încărcătoarele ieftine tind să fie zgârcite cu izolația. Acest lucru prezintă un risc de securitate. Un optocupler folosește un fascicul de lumină intern pentru a transmite un semnal de feedback între părțile secundare și primare ale încărcătorului. Circuitul de control din partea primară a dispozitivului utilizează semnalul de feedback pentru a regla frecvența de comutare pentru a menține tensiunea de ieșire stabilă.

Microprocesor puternic din interiorul încărcătorului
Componenta neașteptată a încărcătorului este o placă de circuit în miniatură cu un microcontroler, care poate fi văzută în schema noastră de mai sus. Acest procesor pe 16 biți monitorizează constant tensiunea și curentul încărcătorului. Permite transmisia atunci când încărcătorul este conectat la MacBook și dezactivează transmisia când încărcătorul este deconectat. Deconectarea încărcătorului are loc dacă există vreo problemă. Acesta este un microcontroler Texas Instruments MSP430, aproximativ aceeași putere ca și procesorul din primul Macintosh original. Procesorul din încărcător este un microcontroller de putere redusă cu 1 KB de memorie flash și doar 128 de octeți de memorie RAM. Include un convertor A/D de 16 biți de înaltă precizie.

Cele 68.000 de microprocesoare de la Apple Macintosh original și cele 430 de microcontrolere din încărcător nu sunt comparabile, deoarece au design și seturi de instrucțiuni diferite. Dar pentru o comparație aproximativă, 68000 este un procesor pe 16/32 de biți care rulează la 7,8 MHz, în timp ce MSP430 este un procesor pe 16 biți care rulează la 16 MHz. MSP430 este proiectat pentru un consum redus de energie și utilizează aproximativ 1% din sursa de alimentare a lui 68000.

Suprapunerile pătrate portocalii din dreapta sunt folosite pentru a programa cipul în timpul producției. Încărcătorul MacBook de 60 W folosește un procesor MSP430, dar încărcătorul de 85 W folosește un procesor de uz general care trebuie să fie flash. Este programat cu interfața Spy-Bi-Wire, care este o versiune cu două fire a interfeței standard TI JTAG. Odată programată, siguranța de siguranță din cip este distrusă pentru a preveni citirea sau modificarea firmware-ului.

Circuitul integrat cu trei pini din stânga (IC202) reduce 16,5 volți ai încărcătorului la 3,3 volți necesari procesorului. Tensiunea către procesor este furnizată nu de un regulator de tensiune standard, ci de LT1460, care furnizează 3,3 volți cu o precizie excepțional de mare de 0,075%.

O mulțime de componente minuscule pe partea inferioară a încărcătorului
Întoarcerea încărcătorului cu susul în jos pe placa de circuite dezvăluie zeci de componente minuscule. PFC și chipul de control al sursei de alimentare (SMPS) sunt principalele circuite integrate care controlează încărcătorul. Cipul de referință de tensiune este responsabil pentru menținerea unei tensiuni stabile chiar și atunci când temperatura se schimbă. Cipul de referință de tensiune, este TSM103/A care combină două amplificatoare operaționale și o referință de 2,5 V într-un singur cip. Proprietățile unui semiconductor variază foarte mult în funcție de temperatură, astfel încât menținerea unei tensiuni stabile nu este o sarcină ușoară.

Aceste microcircuite sunt înconjurate de rezistențe mici, condensatoare, diode și alte componente mici. MOS - tranzistor de ieșire, pornește și oprește alimentarea la ieșire în conformitate cu instrucțiunile microcontrolerului. În stânga acestuia sunt rezistențe care măsoară curentul trimis către laptop.

O limită de izolare (marcată cu roșu) separă tensiunea înaltă de circuitul de ieșire de joasă tensiune pentru siguranță. Linia roșie punctată arată limita izolației care separă partea de joasă tensiune de partea de înaltă tensiune. Optocuptoarele trimit semnale din partea secundară către dispozitivul principal, oprind încărcătorul dacă există o problemă.

Un pic despre împământare. Un rezistor de masă de 1KΩ conectează terminalul de masă AC la masă la ieșirea încărcătorului. Patru rezistențe de 9,1 MΩ conectează baza internă DC la baza de ieșire. Din moment ce trec granița de izolare, securitatea este o preocupare. Stabilitatea lor ridicată evită pericolul de șoc. Cele patru rezistențe nu sunt cu adevărat necesare, dar redundanța este acolo pentru a asigura siguranța și toleranța la erori a dispozitivului. Există, de asemenea, un condensator Y (680pF, 250V) între masă internă și masă de ieșire. Siguranța T5A (5A) protejează ieșirea la masă.

Unul dintre motivele pentru a instala mai multe componente de control în încărcător decât de obicei este tensiunea de ieșire variabilă. Pentru a furniza 60 de wați de tensiune, încărcătorul oferă 16,5 volți cu un nivel de rezistență de 3,6 amperi. Pentru a furniza 85 de wați, potențialul crește la 18,5 volți, iar rezistența este de 4,6 amperi, respectiv. Acest lucru permite încărcătorul să fie compatibil cu laptop-uri care necesită tensiuni diferite. Pe măsură ce potențialul de curent crește peste 3,6 amperi, circuitul crește treptat tensiunea de ieșire. Încărcătorul se va opri automat când tensiunea atinge 90W.

Schema de control este destul de complexă. Tensiunea de ieșire este controlată de amplificatorul operațional din cipul TSM103/A, care o compară cu tensiunea de referință generată de același cip. Acest amplificator trimite un semnal de feedback printr-un optocupler către cipul de control SMPS de pe partea primară. Dacă tensiunea este prea mare, semnalul de feedback scade tensiunea și invers. Aceasta este o parte destul de simplă, dar acolo unde tensiunea trece de la 16,5 volți la 18,5 volți, lucrurile se complică.

Curentul de ieșire creează o tensiune între rezistențele cu o rezistență mică de 0,005Ω fiecare - sunt mai mult ca fire decât rezistențe. Amplificatorul operațional din cipul TSM103/A amplifică această tensiune. Acest semnal ajunge la un mic amplificator operațional TS321 care începe să crească atunci când semnalul este de 4,1 A. Acest semnal intră în circuitul de control descris anterior, crescând tensiunea de ieșire. Semnalul de curent intră și în micul comparator TS391, care trimite semnalul către primar printr-un alt optocupler pentru a reduce tensiunea de ieșire. Acesta este un circuit de protecție dacă nivelul curentului devine prea mare. Există mai multe locuri pe PCB unde pot fi plasate rezistențe cu rezistență zero (adică jumperi) pentru a schimba câștigul amplificatorului operațional. Acest lucru permite ajustarea preciziei câștigului în timpul fabricării.

Mufă Magsafe
Mufa magnetică Magsafe care se conectează la Macbook-ul dvs. este mai complex decât ar putea părea la prima vedere. Are cinci pini cu arc (cunoscuți ca pini Pogo) pentru conectarea la computer, precum și doi pini de alimentare, doi pini de masă. Pinul din mijloc este conexiunea de date la computer.

În interior, Magsafe este un cip în miniatură care îi spune laptopului numărul de serie, tipul și puterea încărcătorului. Laptopul foloseste aceste date pentru a determina originalitatea incarcatorului. Cipul conduce, de asemenea, un indicator LED pentru indicarea vizuală a stării. Laptopul nu primește date direct de la încărcător, ci doar printr-un cip din interiorul Magsafe.

Utilizarea încărcătorului
Poate ați observat că atunci când conectați încărcătorul la laptop, durează una sau două secunde până când senzorul LED se declanșează. În acest timp, există o interacțiune complexă între mufa Magsafe, încărcător și Macbook în sine.

Când încărcătorul este deconectat de la laptop, tranzistorul de ieșire blochează tensiunea la ieșire. Dacă măsurați tensiunea de la încărcătorul MacBook, veți găsi aproximativ 6 volți în loc de 16,5 volți pe care sperați să îi vedeți. Motivul este că ieșirea este deconectată și măsurați tensiunea pe rezistorul de bypass chiar sub tranzistorul de ieșire. Când ștecherul Magsafe este conectat la Macbook, acesta începe să tragă tensiune scăzută. Microcontrolerul din încărcător detectează acest lucru și pornește sursa de alimentare în câteva secunde. În acest timp, laptopul reușește să obțină toate informațiile necesare despre încărcător de pe cipul din interiorul Magsafe. Dacă totul este bine, laptopul începe să consume energie de la încărcător și trimite un semnal către indicatorul LED. Când mufa Magsafe este deconectată de la laptop, microcontrolerul detectează pierderea de curent și oprește alimentarea cu energie, ceea ce stinge și LED-urile.

Apare o întrebare perfect logică - de ce este atât de complicat încărcătorul Apple? Alte încărcătoare pentru laptop furnizează pur și simplu 16 volți și furnizează tensiune imediat când sunt conectate la un computer. Motivul principal este din motive de securitate, pentru a se asigura că nu se aplică nicio tensiune până când pinii nu sunt atașați ferm de laptop. Acest lucru minimizează riscul de scântei sau arc electric atunci când este conectat un ștecher Magsafe.

De ce nu ar trebui să folosiți încărcătoare ieftine
Încărcătorul original pentru Macbook 85W costă 79 USD. Dar pentru 14 USD poți cumpăra pe eBay un încărcător care arată ca originalul. Deci, ce primești pentru cei 65 USD în plus? Să comparăm copia încărcătorului cu originalul. Din exterior, încărcătorul arată exact ca originalul Apple de 85 W. Cu excepția faptului că logo-ul Apple în sine lipsește. Dar dacă te uiți înăuntru, diferențele devin evidente. Fotografiile de mai jos arată un încărcător Apple original în stânga și o copie în dreapta.

O copie a încărcătorului are jumătate din câte piese decât originalul, iar spațiul de pe placa de circuit imprimat este pur și simplu gol. În timp ce încărcătorul original Apple este plin de componente, replica nu este proiectată pentru multă filtrare și reglare și nu are circuite PFC. Transformatorul din copia încărcătorului (dreptunghi mare galben) este mult mai mare decât modelul original. Frecvența mai mare a Apple Advanced Resonant Converter permite utilizarea unui transformator mai mic.

Întoarcerea încărcătorului cu susul în jos și examinarea plăcii de circuite imprimate dezvăluie circuitele mai complexe ale încărcătorului original. Copia are un singur IC de control (în colțul din stânga sus). Deoarece circuitul PFC este complet aruncat. În plus, clona de încărcare este mai puțin dificil de gestionat și nu are conexiune la masă. Înțelegi ce amenință.

Este demn de remarcat faptul că copia încărcătorului folosește un cip de controler PWM verde Fairchild FAN7602, care este mai avansat decât v-ați aștepta. Cred că majoritatea oamenilor se așteptau să vadă ceva ca un simplu oscilator cu tranzistor. Și pe lângă copie, spre deosebire de original, se folosește o placă de circuit imprimat pe o singură față.

De fapt, copia încărcătorului este de o calitate mai bună decât v-ați aștepta, în comparație cu copiile groaznice ale încărcătoarelor iPad și iPhone. Copia încărcătorului MacBook nu taie toate componentele posibile și folosește un circuit moderat complex. Există, de asemenea, un ușor accent pe siguranță în acest încărcător. Se aplică izolarea componentelor și separarea secțiunilor de înaltă și joasă tensiune, cu excepția unei greșeli periculoase, pe care o veți vedea mai jos. Condensatorul Y (albastru) a fost montat strâmb și periculos de aproape de contactul optocuplerului pe partea de înaltă tensiune, creând un risc de electrocutare.

Probleme cu originalul de la Apple
Ironia este că, în ciuda complexității și a atenției la detalii, încărcătorul Apple MacBook nu este un dispozitiv sigur. Pe Internet puteți găsi o mulțime de fotografii diverse cu încărcătoare arse, deteriorate și pur și simplu nefuncționale. Cea mai vulnerabilă parte a încărcătorului original este firul de lângă mufa Magsafe. Cablul este destul de subțire și se destramă rapid, ceea ce duce la deteriorare, ardere sau pur și simplu rupere. Apple oferă instrucțiuni detaliate despre cum să evitați deteriorarea cablului, în loc să furnizeze doar un cablu mai puternic. Recenzia de pe site-ul Apple a dat încărcătorului doar 1,5 stele din 5.

Încărcătoarele MacBook se pot opri și din cauza unor probleme interne. Fotografiile de mai sus și de mai jos arată urme de arsuri în interiorul încărcătorului Apple defect. Din păcate, este imposibil de spus exact ce a provocat incendiul. Jumătate dintre componente și o bună parte din placa de circuit imprimat s-au ars din cauza unui scurtcircuit. Mai jos în fotografie este o izolație din silicon ars pentru montarea plăcii.

De ce sunt încărcătoarele originale atât de scumpe?
După cum puteți vedea, încărcătorul Apple are un design mai avansat decât replicile și are caracteristici de securitate suplimentare. Cu toate acestea, un încărcător autentic costă 65 USD mai mult și mă îndoiesc că componentele suplimentare costă mai mult de 10 USD - 15 USD. Cea mai mare parte a costului încărcătorului intră în profitul companiei. Se estimează că 45% din costul iPhone-ului este profitul net al companiei. Probabil, încărcătoarele aduc și mai multe fonduri. Prețul originalului de la Apple ar trebui să fie mult mai mic. Dispozitivul are multe componente mici de rezistențe, condensatoare și tranzistoare care variază ca preț în regiunea de un cent. Semiconductori mari, condensatori și inductori costă în mod natural mult mai mult, dar, de exemplu, un procesor MSP430 pe 16 biți costă doar 0,45 USD. Apple explică costul ridicat nu numai prin costul de marketing și așa mai departe, ci și prin costurile ridicate ale dezvoltării unui anumit model de încărcător în sine. Cartea Practical Switching Power Supply Design estimează 9 luni de timp de lucru pentru proiectarea și îmbunătățirea surselor de alimentare în regiunea de 200 000 USD Compania vinde aproximativ 20 de milioane de MacBook-uri pe an. Dacă investiți costul dezvoltării în costul dispozitivului, acesta va fi de doar 1 cent. Chiar dacă costul de proiectare și dezvoltare a încărcătoarelor Apple este de 10 ori mai mare, prețul nu va depăși 10 cenți. Cu toate acestea, nu vă recomand să economisiți bani cumpărând încărcătoare analogice și riscând laptopul și chiar sănătatea.

Și pentru restul
Utilizatorii nu sunt adesea interesați de ceea ce se află în interiorul încărcătorului. Dar este plin de lucruri interesante. Încărcarea aparent simplă utilizează tehnologii avansate, inclusiv corecția factorului de putere și o sursă de alimentare rezonantă, pentru a produce 85 de wați de putere într-un modul compact. Încărcătorul Macbook este o piesă de inginerie impresionantă. În același timp, copiile sale tind să facă totul cât mai ieftin posibil. Acest lucru este cu siguranță economic, dar și un pericol pentru tine și laptopul tău.

Înainte de inspecție, asigurați-vă că încărcătorul este deconectat de la priză.

Deteriorarea mecanică relevă de obicei o examinare externă. In cazul sursei noastre de alimentare problema a fost la cablul de la baza conectorului magnetic. Dacă cablul pare intact la exterior, atunci deteriorarea poate fi în interiorul izolației sau conectorului.

Ai grija si incearca sa nu folosesti o sursa defecta, poate fi periculos pentru laptop si sanatate!

Procedăm la înlocuirea cablului cu unul nou. Pentru a face acest lucru, va trebui să dezasamblați sursa de alimentare și să înlocuiți cablul vechi cu unul nou prin lipirea acestuia.

Pasul 2 - Dezasamblarea sursei de alimentare

Pentru a avea acces la interiorul sursei de alimentare, este necesar să separați cele două jumătăți care alcătuiesc corpul blocului. Jumătățile sunt lipite împreună, așa că trebuie să folosiți forța.

Deschidem consolele destinate înfășurării cablului la transportul unității. Introducem cleștii, așa cum se arată în ilustrație, și îi desprindem cu puțin efort până când jumătățile corpului încep să se depărteze una de cealaltă. Repetăm ​​procedura pe cealaltă parte.

Pasul 3 - Pregătirea cablului pentru dezlipire

Apoi, deschidem complet carcasa.

Pasul 4 - Pregătirea cablului pentru dezlipire

Deschideți cu atenție scutul de cupru care acoperă interiorul sursei de alimentare.

Pasul 5 - Tăierea cablului

Atenție, ecranul este atașat de placă cu un picior, nu îl deteriorați.

Pasul 6 - Lipirea cablului

Lipim firele cablurilor de pe placă. Pentru a simplifica lipirea, vă recomandăm să utilizați acid de lipit. Apoi, lipiți noul cablu.

Pasul 7 - Asamblarea sursei de alimentare

Asamblam jumătățile sursei de alimentare folosind adeziv pentru produse din plastic. Folosim super-clei universal marca „Moment”.

Pentru comoditate, am folosit instrumentul Spudger, care a aplicat adeziv pe una dintre jumătățile blocului.

Apple nu este ca oamenii, chiar și sursa de alimentare a laptopului lor Macbook este diferită de adaptoarele obișnuite. Materialul ar putea deveni o descriere a unei reparații reușite, doar că reparația a eșuat, dar mai întâi lucrurile. Au adus pentru reparare un mic Apple Macbook vechi, în care adaptorul fie nu s-a încărcat, apoi după ce a smucit și a mutat conectorul s-a încărcat, iar recent a încetat să mai funcționeze.

Sursa de alimentare este asamblată într-o carcasă mică de plastic albă. Sursa de alimentare este conectată la computer folosind o mufă specială - pentru aceasta, există o priză corespunzătoare pe peretele lateral al MacBook-ului. Ștecherul are o indicație luminoasă - deci, dacă bateria se încarcă, indicatorul luminează portocaliu; iar dacă bateria este deja încărcată - verde. Desigur, în primul rând, apar trei posibile motive pentru refuz:

1) Uzura la capătul cablului este cea mai frecventă problemă. Apare din cauza faptului că utilizatorul, la deconectarea încărcării de la MacBook, trage de cablu, și nu de portul MagSafe în sine.

2) Uzura la baza cablului. Apare din cauza înfășurării necorespunzătoare a cablului în jurul sursei de alimentare.

3) Defecțiunea controlerului de conectare MagSafe. În acest caz, încărcarea poate infecta uneori, iar alteori nu.

Să vedem ce putem face cu toate astea. Pentru început, am încercat să nu deschid, ci să deschid literalmente carcasa PSU, deoarece nu există șuruburi acolo și, în loc de zăvoare, așa cum se face adesea pe telecomenzi, de exemplu, totul este pur și simplu lipit de-a lungul conturului.

Deschizând-o la jumătate, am putut deja să ajung la tester la contactele celor două fire incluse în placa de alimentare. Apelul a arătat un scurtcircuit, care a dispărut după tăierea unuia dintre conductori.

Este clar că acum trebuie să lucrezi cu mufa. Iar mufa Apple Macbook este echipata cu un suport magnetic original - MagSafe Connector. Simplifica conectarea incarcatorului la laptop (este suficient sa aduci mufa la conector, intrucat incepe sa "atinga" instalarea corecta in conector). De asemenea, face procedura de încărcare a bateriei mai sigură, deoarece dacă cablul este tras prea strâns în timpul încărcării - să zicem, cineva îl agăță cu piciorul - conectorul se va deconecta de la sine; în caz contrar, laptopul ar putea cădea de pe masă și s-ar putea rupe.

Apple folosește surse inteligente de alimentare în laptopurile sale, ceea ce înseamnă că, pe lângă tensiunea de alimentare, există un canal de informare. Ștecherul unității conține un microcircuit care „comunica” cu multicontrolerul (SMC) de pe placa de bază. Microcircuitul are o zonă de memorie în care sunt scrise date despre bloc (producător, număr de serie, putere etc.), iar până când Macbook-ul „citește” aceste informații, nu va funcționa din acest bloc.

După ce am dezasamblat ștecherul, am văzut că firele de la cele 5 contacte erau aproape rupte, iar firul de împământare, sub formă de împletitură, era tot umplut și totul a început să se închidă pe o eșarfă în miniatură care a fost instalată în mufă.

Desigur, reparația aici este foarte dificilă, mai ales că unele dintre urmele de pe eșarfă au fost rupte. Desigur, cu o dorință puternică, puteți încerca să restabiliți contactele, iar unii specialiști au făcut acest lucru, dar toate acestea sunt atât de mici și de nesigur, încât este mai bine să cumpărați un nou PSU.

Te-ai întrebat vreodată ce se află în încărcătorul MacBook? Există mult mai multe piese în sursa de alimentare compactă decât v-ați aștepta, inclusiv chiar și un microprocesor. În acest articol, tu și cu mine vom putea dezasambla încărcătorul MacBook pentru a vedea numeroasele componente ascunse în interior și pentru a afla cum interacționează pentru a furniza în siguranță electricitatea necesară computerului.

Majoritatea dispozitivelor electronice de larg consum, de la smartphone la televizor, folosesc surse de alimentare comutatoare pentru a converti curentul de curent alternativ de la priza de perete în curent continuu de joasă tensiune utilizat de circuitele electronice. Comutarea surselor de alimentare sau, mai corect, a surselor de alimentare secundare, își iau numele de la faptul că pornesc și opresc sursa de alimentare de mii de ori pe secundă. Este cel mai eficient pentru conversia tensiunii.

Principala alternativă la sursa de alimentare comutată este sursa de alimentare liniară, care este mult mai simplă și transformă supratensiunea în căldură. Datorită acestei pierderi de energie, eficiența unei surse de alimentare liniare este de aproximativ 60%, față de aproximativ 85% pentru o sursă de alimentare în comutație. Sursele de alimentare liniare folosesc un transformator voluminos care poate cântări până la un kilogram sau mai mult, în timp ce sursele de alimentare cu comutare pot folosi transformatoare mici de înaltă frecvență.

Acum aceste surse de alimentare sunt foarte ieftine, dar nu a fost întotdeauna cazul. În anii 1950, sursele de alimentare în comutație erau complexe și costisitoare, utilizate în aplicații aerospațiale și prin satelit care aveau nevoie de o sursă de alimentare ușoară și compactă. La începutul anilor 1970, noi tranzistori de înaltă tensiune și alte îmbunătățiri tehnologice au făcut bateriile mult mai ieftine și au fost utilizate pe scară largă în computere. Introducerea controlerelor cu un singur cip în 1976 a făcut convertoarele de putere și mai simple, mai mici și mai ieftine.

Utilizarea de către Apple a surselor de alimentare comutatoare a început în 1977, când inginerul șef Rod Holt a proiectat sursa de alimentare comutată pentru Apple II.

Potrivit lui Steve Jobs:

Această sursă de alimentare cu comutare a fost la fel de revoluționară ca și logica Apple II. Rod nu a primit prea multă recunoaștere în paginile istoriei, dar a meritat-o. Fiecare computer folosește acum surse de alimentare comutatoare și toate sunt similare ca design cu designul lui Holt.

Este un citat grozav, dar nu este în întregime adevărat. Revoluția sursei de alimentare a avut loc mult mai devreme. Robert Boschert a început să vândă surse de alimentare cu comutare în 1974 pentru orice, de la imprimante și computere până la avionul de luptă F-14. Designul Apple a fost similar cu dispozitivele anterioare, iar alte computere nu au folosit designul lui Rod Holt. Cu toate acestea, Apple folosește pe scară largă comutarea surselor de alimentare și depășește limitele designului încărcătoarelor cu încărcătoare compacte, elegante și avansate.

Ce e inauntru?

Pentru analiză a fost luat încărcătorul Macbook 85W model A1172, ale cărui dimensiuni sunt suficient de mici pentru a încăpea în palmă. Figura de mai jos prezintă câteva caracteristici care pot ajuta la distingerea unui încărcător original de fals. Un măr mușcat pe carcasă este un atribut esențial (de care toată lumea știe), dar există un detaliu care nu atrage întotdeauna atenția. Încărcătoarele originale trebuie să aibă un număr de serie situat sub contactul de masă.

Oricât de ciudat ar părea, cel mai bun mod de a deschide încărcarea este să folosești o daltă sau ceva similar și să adaugi puțină forță brută. Apple s-a opus inițial ca cineva să-și deschidă produsele și să inspecteze „interiorul”. Îndepărtând carcasa din plastic, puteți vedea imediat radiatoarele metalice. Acestea ajută la răcirea semiconductoarelor puternice adăpostite în interiorul încărcătorului.

Pe spatele încărcătorului, puteți vedea placa de circuit imprimat. Unele componente minuscule sunt vizibile, dar majoritatea circuitelor sunt ascunse sub un radiator metalic ținut împreună cu bandă electrică galbenă.

Ne-am uitat la calorifere și e suficient. Pentru a vedea toate detaliile dispozitivului, desigur, trebuie să îndepărtați radiatoarele. Există mult mai multe componente ascunse sub aceste piese metalice decât ne-am aștepta de la un bloc mic.

Imaginea de mai jos prezintă principalele componente ale încărcătorului. Alimentarea AC intră în încărcător și este deja convertită în curent continuu acolo. Circuitul PFC (Power Factor Correction) îmbunătățește eficiența prin furnizarea unei sarcini stabile pe liniile de curent alternativ. În conformitate cu funcțiile fezabile, este posibil să se împartă microcircuitul în două părți: primar și secundar. Partea primară a plăcii, împreună cu componentele așezate pe ea, este proiectată pentru a reduce tensiunea continuă de înaltă tensiune și a o transfera la transformator. Partea secundară primește o tensiune constantă de joasă tensiune de la transformator și emite o tensiune constantă de nivelul necesar către laptop. Mai jos luăm în considerare aceste scheme mai detaliat.

Intrare AC la încărcător

Tensiunea alternativă este furnizată încărcătorului printr-o fișă detașabilă a cablului de alimentare. Un mare avantaj al comutării surselor de alimentare este capacitatea lor de a funcționa pe o gamă largă de tensiuni de intrare. Prin simpla schimbare a prizei, încărcătorul poate fi folosit în orice regiune a lumii, de la 240 volți european la 50 GHz până la 120 volți nord-american la 60 GHz. Condensatorii, filtrele și inductoarele de la etapa de intrare împiedică interferența de a părăsi încărcătorul prin liniile de alimentare. Redresorul în punte conține patru diode care convertesc puterea AC în DC.

Urmărește acest videoclip pentru o mai bună demonstrație a modului în care funcționează un redresor în punte.

PFC: netezirea puterii

Următorul pas în funcționarea încărcătorului este circuitul de corectare a factorului de putere, marcat cu violet. O problemă cu încărcătoarele simple este că acestea sunt încărcate doar pentru o mică parte a ciclului AC. Atunci când un singur dispozitiv face acest lucru, nu există probleme deosebite, dar când sunt mii de ele, creează probleme companiilor energetice. Acesta este motivul pentru care reglementările impun încărcătoarelor să utilizeze tehnici de corecție a factorului de putere (acestea folosesc puterea mai uniform). S-ar putea să vă așteptați ca factorul de putere scăzut să fie cauzat de comutarea transmisiei de putere care se pornește și se oprește rapid, dar aceasta nu este o problemă. Problema vine de la puntea de diode neliniare, care încarcă condensatorul de intrare doar când semnalul AC atinge vârfuri. Ideea din spatele PFC este de a utiliza un convertor DC boost înainte de a comuta sursa de alimentare. Astfel, unda sinusoidală curentă la ieșire este proporțională cu forma de undă AC.

Circuitul PFC folosește un tranzistor de putere pentru a schimba cu precizie intrarea AC de zeci de mii de ori pe secundă. Contrar așteptărilor, acest lucru face ca sarcina pe liniile de curent alternativ să fie mai lină. Cele mai mari două componente dintr-un încărcător sunt inductorul și condensatorul PFC, care ajută la creșterea tensiunii continue la 380 de volți. Încărcătorul folosește cipul MC33368 pentru a rula PFC.

Conversia energiei primare

Circuitul primar este inima încărcătorului. Acesta preia tensiunea de curent continuu ridicată din circuitul PFC, o toacă și o alimentează într-un transformator pentru a genera ieșirea de joasă tensiune a încărcătorului (16,5-18,5 volți). Încărcătorul folosește un controler rezonant avansat care permite sistemului să funcționeze la frecvențe foarte înalte de până la 500 kiloherți. Frecvența mai mare permite utilizarea unor componente mai compacte în interiorul încărcătorului. Circuitul integrat de mai jos controlează sursa de alimentare.

Controler SMPS - controler rezonant de înaltă tensiune L6599; etichetat DAP015D dintr-un motiv oarecare. Utilizează o topologie rezonantă cu jumătate de punte; într-un circuit în jumătate de punte, doi tranzistori conduc puterea prin convertor. Sursele de alimentare comutatoare comune folosesc un controler PWM (Pulse Width Modulation) care corectează timpul de intrare. L6599 corectează frecvența pulsului, nu pulsul acestuia. Ambele tranzistoare pornesc alternativ timp de 50% din timp. Când frecvența crește peste frecvența de rezonanță, puterea scade, astfel încât controlul frecvenței ajustează tensiunea de ieșire.

Cele două tranzistoare se pornesc și se opresc alternativ pentru a reduce tensiunea de intrare. Traductorul și condensatorul rezonează la aceeași frecvență, netezind intrarea întreruptă într-o undă sinusoidală.

Conversie secundară a puterii

A doua jumătate a circuitului generează ieșirea încărcătorului. Primește putere de la convertor și cu ajutorul diodelor o transformă în curent continuu. Condensatorii de filtrare netezesc tensiunea care vine de la încărcător prin cablu.

Rolul cel mai important al părții secundare a încărcătorului este de a menține tensiunea înaltă periculoasă în interiorul încărcătorului pentru a evita un șoc potențial periculos la dispozitivul final. Limita izolației, marcată cu o linie punctată roșie în imaginea de mai sus, indică separarea dintre partea principală de înaltă tensiune și partea secundară de joasă tensiune a dispozitivului. Ambele părți sunt separate una de cealaltă la o distanță de aproximativ 6 mm.

Transformatorul transferă puterea între dispozitivele primare și secundare folosind câmpuri magnetice, în loc de o conexiune electrică directă. Firul din transformator este triplu izolat pentru siguranță. Încărcătoarele ieftine tind să fie zgârcite cu izolația. Acest lucru prezintă un risc de securitate. Un optocupler folosește un fascicul de lumină intern pentru a transmite un semnal de feedback între părțile secundare și primare ale încărcătorului. Circuitul de control din partea primară a dispozitivului utilizează semnalul de feedback pentru a regla frecvența de comutare pentru a menține tensiunea de ieșire stabilă.

Microprocesor puternic din interiorul încărcătorului

Componenta neașteptată a încărcătorului este o placă de circuit în miniatură cu un microcontroler, care poate fi văzută în schema noastră de mai sus. Acest procesor pe 16 biți monitorizează constant tensiunea și curentul încărcătorului. Permite transmisia atunci când încărcătorul este conectat la MacBook și dezactivează transmisia când încărcătorul este deconectat. Deconectarea încărcătorului are loc dacă există vreo problemă. Acesta este un microcontroler Texas Instruments MSP430, aproximativ aceeași putere ca și procesorul din primul Macintosh original. Procesorul din încărcător este un microcontroller de putere redusă cu 1 KB de memorie flash și doar 128 de octeți de memorie RAM. Include un convertor A/D de 16 biți de înaltă precizie.

Cele 68.000 de microprocesoare de la Apple Macintosh original și cele 430 de microcontrolere din încărcător nu sunt comparabile, deoarece au design și seturi de instrucțiuni diferite. Dar pentru o comparație aproximativă, 68000 este un procesor pe 16/32 de biți care rulează la 7,8 MHz, în timp ce MSP430 este un procesor pe 16 biți care rulează la 16 MHz. MSP430 este proiectat pentru un consum redus de energie și utilizează aproximativ 1% din sursa de alimentare a lui 68000.

Suprapunerile pătrate portocalii din dreapta sunt folosite pentru a programa cipul în timpul producției. Încărcătorul MacBook de 60 W folosește un procesor MSP430, dar încărcătorul de 85 W folosește un procesor de uz general care trebuie să fie flash. Este programat cu interfața Spy-Bi-Wire, care este o versiune cu două fire a interfeței standard TI JTAG. Odată programată, siguranța de siguranță din cip este distrusă pentru a preveni citirea sau modificarea firmware-ului.

Circuitul integrat cu trei pini din stânga (IC202) reduce 16,5 volți ai încărcătorului la 3,3 volți necesari procesorului. Tensiunea către procesor este furnizată nu de un regulator de tensiune standard, ci de LT1460, care furnizează 3,3 volți cu o precizie excepțional de mare de 0,075%.

O mulțime de componente minuscule pe partea inferioară a încărcătorului

Întoarcerea încărcătorului cu susul în jos pe placa de circuite dezvăluie zeci de componente minuscule. PFC și chipul de control al sursei de alimentare (SMPS) sunt principalele circuite integrate care controlează încărcătorul. Cipul de referință de tensiune este responsabil pentru menținerea unei tensiuni stabile chiar și atunci când temperatura se schimbă. Cipul de referință de tensiune, este TSM103/A care combină două amplificatoare operaționale și o referință de 2,5 V într-un singur cip. Proprietățile unui semiconductor variază foarte mult în funcție de temperatură, astfel încât menținerea unei tensiuni stabile nu este o sarcină ușoară.

Aceste microcircuite sunt înconjurate de rezistențe mici, condensatoare, diode și alte componente mici. MOS - tranzistor de ieșire, pornește și oprește alimentarea la ieșire în conformitate cu instrucțiunile microcontrolerului. În stânga acestuia sunt rezistențe care măsoară curentul trimis către laptop.

O limită de izolare (marcată cu roșu) separă tensiunea înaltă de circuitul de ieșire de joasă tensiune pentru siguranță. Linia roșie punctată arată limita izolației care separă partea de joasă tensiune de partea de înaltă tensiune. Optocuptoarele trimit semnale din partea secundară către dispozitivul principal, oprind încărcătorul dacă există o problemă.

Un pic despre împământare. Un rezistor de masă de 1KΩ conectează terminalul de masă AC la masă la ieșirea încărcătorului. Patru rezistențe de 9,1 MΩ conectează baza internă DC la baza de ieșire. Din moment ce trec granița de izolare, securitatea este o preocupare. Stabilitatea lor ridicată evită pericolul de șoc. Cele patru rezistențe nu sunt cu adevărat necesare, dar redundanța este acolo pentru a asigura siguranța și toleranța la erori a dispozitivului. Există, de asemenea, un condensator Y (680pF, 250V) între masă internă și masă de ieșire. Siguranța T5A (5A) protejează ieșirea la masă.

Unul dintre motivele pentru a instala mai multe componente de control în încărcător decât de obicei este tensiunea de ieșire variabilă. Pentru a furniza 60 de wați de tensiune, încărcătorul oferă 16,5 volți cu un nivel de rezistență de 3,6 amperi. Pentru a furniza 85 de wați, potențialul crește la 18,5 volți, iar rezistența este de 4,6 amperi, respectiv. Acest lucru permite încărcătorul să fie compatibil cu laptop-uri care necesită tensiuni diferite. Pe măsură ce potențialul de curent crește peste 3,6 amperi, circuitul crește treptat tensiunea de ieșire. Încărcătorul se va opri automat când tensiunea atinge 90W.

Schema de control este destul de complexă. Tensiunea de ieșire este controlată de amplificatorul operațional din cipul TSM103/A, care o compară cu tensiunea de referință generată de același cip. Acest amplificator trimite un semnal de feedback printr-un optocupler către cipul de control SMPS de pe partea primară. Dacă tensiunea este prea mare, semnalul de feedback scade tensiunea și invers. Aceasta este o parte destul de simplă, dar acolo unde tensiunea trece de la 16,5 volți la 18,5 volți, lucrurile se complică.

Curentul de ieșire creează o tensiune între rezistențele cu o rezistență mică de 0,005Ω fiecare - sunt mai mult ca fire decât rezistențe. Amplificatorul operațional din cipul TSM103/A amplifică această tensiune. Acest semnal ajunge la un mic amplificator operațional TS321 care începe să crească atunci când semnalul este de 4,1 A. Acest semnal intră în circuitul de control descris anterior, crescând tensiunea de ieșire. Semnalul de curent intră și în micul comparator TS391, care trimite semnalul către primar printr-un alt optocupler pentru a reduce tensiunea de ieșire. Acesta este un circuit de protecție dacă nivelul curentului devine prea mare. Există mai multe locuri pe PCB unde pot fi plasate rezistențe cu rezistență zero (adică jumperi) pentru a schimba câștigul amplificatorului operațional. Acest lucru permite ajustarea preciziei câștigului în timpul fabricării.

Mufă Magsafe

Mufa magnetică Magsafe care se conectează la Macbook-ul dvs. este mai complex decât ar putea părea la prima vedere. Are cinci pini cu arc (cunoscuți ca pini Pogo) pentru conectarea la computer, precum și doi pini de alimentare, doi pini de masă. Pinul din mijloc este conexiunea de date la computer.

În interior, Magsafe este un cip în miniatură care îi spune laptopului numărul de serie, tipul și puterea încărcătorului. Laptopul foloseste aceste date pentru a determina originalitatea incarcatorului. Cipul conduce, de asemenea, un indicator LED pentru indicarea vizuală a stării. Laptopul nu primește date direct de la încărcător, ci doar printr-un cip din interiorul Magsafe.

Utilizarea încărcătorului

Poate ați observat că atunci când conectați încărcătorul la laptop, durează una sau două secunde până când senzorul LED se declanșează. În acest timp, există o interacțiune complexă între mufa Magsafe, încărcător și Macbook în sine.

Când încărcătorul este deconectat de la laptop, tranzistorul de ieșire blochează tensiunea la ieșire. Dacă măsurați tensiunea de la încărcătorul MacBook, veți găsi aproximativ 6 volți în loc de 16,5 volți pe care sperați să îi vedeți. Motivul este că ieșirea este deconectată și măsurați tensiunea pe rezistorul de bypass chiar sub tranzistorul de ieșire. Când ștecherul Magsafe este conectat la Macbook, acesta începe să tragă tensiune scăzută. Microcontrolerul din încărcător detectează acest lucru și pornește sursa de alimentare în câteva secunde. În acest timp, laptopul reușește să obțină toate informațiile necesare despre încărcător de pe cipul din interiorul Magsafe. Dacă totul este bine, laptopul începe să consume energie de la încărcător și trimite un semnal către indicatorul LED. Când mufa Magsafe este deconectată de la laptop, microcontrolerul detectează pierderea de curent și oprește alimentarea cu energie, ceea ce stinge și LED-urile.

Apare o întrebare perfect logică - de ce este atât de complicat încărcătorul Apple? Alte încărcătoare pentru laptop furnizează pur și simplu 16 volți și furnizează tensiune imediat când sunt conectate la un computer. Motivul principal este din motive de securitate, pentru a se asigura că nu se aplică nicio tensiune până când pinii nu sunt atașați ferm de laptop. Acest lucru minimizează riscul de scântei sau arc electric atunci când este conectat un ștecher Magsafe.

De ce nu ar trebui să folosiți încărcătoare ieftine

Încărcătorul original pentru Macbook 85W costă 79 USD. Dar pentru 14 USD poți cumpăra pe eBay un încărcător care arată ca originalul. Deci, ce primești pentru cei 65 USD în plus? Să comparăm copia încărcătorului cu originalul. Din exterior, încărcătorul arată exact ca originalul Apple de 85 W. Cu excepția faptului că logo-ul Apple în sine lipsește. Dar dacă te uiți înăuntru, diferențele devin evidente. Fotografiile de mai jos arată un încărcător Apple original în stânga și o copie în dreapta.

O copie a încărcătorului are jumătate din câte piese decât originalul, iar spațiul de pe placa de circuit imprimat este pur și simplu gol. În timp ce încărcătorul original Apple este plin de componente, replica nu este proiectată pentru multă filtrare și reglare și nu are circuite PFC. Transformatorul din copia încărcătorului (dreptunghi mare galben) este mult mai mare decât modelul original. Frecvența mai mare a Advanced Resonant Converter de la Apple permite utilizarea unui transformator mai mic.

Întoarcerea încărcătorului cu susul în jos și examinarea plăcii de circuite imprimate dezvăluie circuitele mai complexe ale încărcătorului original. Copia are un singur IC de control (în colțul din stânga sus). Deoarece circuitul PFC este complet aruncat. În plus, clona de încărcare este mai puțin dificil de gestionat și nu are conexiune la masă. Înțelegi ce amenință.

Este demn de remarcat faptul că copia încărcătorului folosește un cip de controler PWM verde Fairchild FAN7602, care este mai avansat decât v-ați aștepta. Cred că majoritatea oamenilor se așteptau să vadă ceva ca un simplu oscilator cu tranzistor. Și pe lângă copie, spre deosebire de original, se folosește o placă de circuit imprimat pe o singură față.

De fapt, copia încărcătorului este de o calitate mai bună decât v-ați aștepta, în comparație cu copiile groaznice ale încărcătoarelor iPad și iPhone. Copia încărcătorului MacBook nu taie toate componentele posibile și folosește un circuit moderat complex. Există, de asemenea, un ușor accent pe siguranță în acest încărcător. Se aplică izolarea componentelor și separarea secțiunilor de înaltă și joasă tensiune, cu excepția unei greșeli periculoase, pe care o veți vedea mai jos. Condensatorul Y (albastru) a fost montat strâmb și periculos de aproape de contactul optocuplerului pe partea de înaltă tensiune, creând un risc de electrocutare.

Probleme cu originalul de la Apple

Ironia este că, în ciuda complexității și a atenției la detalii, încărcătorul Apple MacBook nu este un dispozitiv sigur. Pe Internet puteți găsi o mulțime de fotografii diverse cu încărcătoare arse, deteriorate și pur și simplu nefuncționale. Cea mai vulnerabilă parte a încărcătorului original este firul de lângă mufa Magsafe. Cablul este destul de subțire și se destramă rapid, ceea ce duce la deteriorare, ardere sau pur și simplu rupere. Apple oferă o modalitate de a evita deteriorarea cablului în loc să furnizeze doar un cablu mai puternic. Recenzia de pe site-ul Apple a dat încărcătorului doar 1,5 stele din 5.

Încărcătoarele MacBook se pot opri și din cauza unor probleme interne. Fotografiile de mai sus și de mai jos arată urme de arsuri în interiorul încărcătorului Apple defect. Din păcate, este imposibil de spus exact ce a provocat incendiul. Jumătate dintre componente și o bună parte din placa de circuit imprimat s-au ars din cauza unui scurtcircuit. Mai jos în fotografie este o izolație din silicon ars pentru montarea plăcii.

De ce sunt încărcătoarele originale atât de scumpe?

După cum puteți vedea, încărcătorul Apple are un design mai avansat decât replicile și are caracteristici de securitate suplimentare. Cu toate acestea, un încărcător autentic costă 65 USD mai mult și mă îndoiesc că componentele suplimentare costă mai mult de 10 USD - 15 USD. Cea mai mare parte a costului încărcătorului intră în profitul companiei. Se estimează că 45% din costul iPhone-ului este profitul net al companiei. Probabil, încărcătoarele aduc și mai multe fonduri. Prețul originalului de la Apple ar trebui să fie mult mai mic. Dispozitivul are multe componente mici de rezistențe, condensatoare și tranzistoare care variază ca preț în regiunea de un cent. Semiconductori mari, condensatori și inductori costă în mod natural mult mai mult, dar, de exemplu, un procesor MSP430 pe 16 biți costă doar 0,45 USD. Apple explică costul ridicat nu numai prin costul de marketing și așa mai departe, ci și prin costurile ridicate ale dezvoltării unui anumit model de încărcător în sine. Cartea Practical Switching Power Supply Design estimează 9 luni de timp de lucru pentru proiectarea și îmbunătățirea surselor de alimentare în regiunea de 200 000 USD Compania vinde aproximativ 20 de milioane de MacBook-uri pe an. Dacă investiți costul dezvoltării în costul dispozitivului, acesta va fi de doar 1 cent. Chiar dacă costul de proiectare și dezvoltare a încărcătoarelor Apple este de 10 ori mai mare, prețul nu va depăși 10 cenți. Cu toate acestea, nu vă recomand să economisiți bani cumpărând încărcătoare analogice și riscând laptopul și chiar sănătatea.

Și pentru restul

Utilizatorii nu sunt adesea interesați de ceea ce se află în interiorul încărcătorului. Dar este plin de lucruri interesante. Încărcarea aparent simplă utilizează tehnologii avansate, inclusiv corecția factorului de putere și o sursă de alimentare rezonantă, pentru a produce 85 de wați de putere într-un modul compact. Încărcătorul Macbook este o piesă de inginerie impresionantă. În același timp, copiile sale tind să facă totul cât mai ieftin posibil. Acest lucru este cu siguranță economic, dar și un pericol pentru tine și laptopul tău.