Internet Windows Android
Kengaytirish

Macbook pro-da batareya ulagichining pinouti. MacBook quvvat tizimi

MacBook zaryadlovchi qurilmasi ichida nima borligini hech o'ylab ko'rganmisiz? Yilni quvvat manbaida siz kutganingizdan ko'ra ko'proq qismlar mavjud, jumladan, mikroprotsessor ham. Ushbu maqolada siz va men MacBook zaryadlovchini qismlarga ajratib, ichkarida yashiringan ko'plab komponentlarni ko'rishimiz va ular kompyuterga juda zarur bo'lgan elektr energiyasini xavfsiz etkazib berish uchun qanday o'zaro ta'sir qilishini bilib olamiz.

Apple MacBook Air-ning ko'rinishi yillar davomida bir xil bo'lib qoldi, lekin ular aytganidek, hech narsa doimiy emas va kelgusi yil mahsulot qatorida katta o'zgarishlar, jumladan WWDC 2016 da 15 dyuymli modelning chiqarilishi. Bugungi kunga qadar , MacBook Air 11 dyuymli va 13 dyuymli ekranlarning ikkita versiyasida mavjud, ammo Economic Daily News ma'lum qilishicha, Apple kelasi yili 13 dyuymli va 15 dyuymli MacBook Airs uchun mutlaqo yangi dizaynni ishlab chiqqan.


Smartfoningizdan televizoringizgacha bo'lgan ko'pgina maishiy elektronika AC quvvatini devor rozetkasidan elektron zanjirlar tomonidan ishlatiladigan past kuchlanishli shaharga aylantirish uchun o'zgaruvchan quvvat manbalaridan foydalanadi. Kommutatsiya quvvat manbalari yoki to'g'rirog'i ikkilamchi quvvat manbalari o'z nomini ular quvvat manbaini soniyada minglab marta yoqish va o'chirishdan oladi. Bu kuchlanish konvertatsiyasi uchun eng samarali hisoblanadi.

Kommutatsiya quvvat manbaiga asosiy muqobil chiziqli quvvat manbai bo'lib, u ancha sodda va kuchlanish kuchlanishini issiqlikka aylantiradi. Ushbu energiya yo'qotilishi tufayli chiziqli quvvat manbai samaradorligi taxminan 60% ni tashkil qiladi, kommutatsiya quvvat manbai uchun taxminan 85%. Chiziqli quvvat manbalari og'irligi bir kilogramm yoki undan ko'proq bo'lishi mumkin bo'lgan katta hajmli transformatordan foydalanadi, quvvat manbalarini almashtirish esa kichik yuqori chastotali transformatorlardan foydalanishi mumkin.

Endi bu quvvat manbalari juda arzon, ammo bu har doim ham shunday emas edi. 1950-yillarda kommutatsiya quvvat manbalari murakkab va qimmat bo'lib, engil va ixcham quvvat manbaiga muhtoj bo'lgan aerokosmik va sun'iy yo'ldosh ilovalarida ishlatilgan. 1970-yillarning boshlariga kelib, yangi yuqori voltli tranzistorlar va boshqa texnologik yaxshilanishlar batareyalarni ancha arzonlashtirdi va kompyuterlarda keng qo'llanila boshlandi. 1976 yilda bitta chipli kontrollerlarning joriy etilishi quvvat konvertorlarini yanada sodda, kichikroq va arzonroq qildi.

Apple kompaniyasining kommutatsiya quvvat manbalaridan foydalanishi 1977 yilda bosh muhandis Rod Xolt Apple II uchun kommutatsiya quvvat manbaini loyihalashtirgandan boshlangan.

Stiv Jobsga ko'ra:
Ushbu kommutatsiya quvvat manbai Apple II mantig'i kabi inqilobiy edi. Rod tarix sahifalarida unchalik tan olinmagan, ammo u bunga loyiq edi. Endi har bir kompyuter kommutatsiya quvvat manbalaridan foydalanadi va ularning barchasi dizayn jihatidan Holt dizayniga o'xshash.
Bu ajoyib iqtibos, lekin bu mutlaqo to'g'ri emas. Elektr ta'minoti inqilobi ancha oldin sodir bo'lgan. Robert Boschert 1974 yilda printerlar va kompyuterlardan tortib F-14 qiruvchi samolyotigacha bo'lgan hamma narsa uchun kommutatsiya quvvat manbalarini sotishni boshladi. Apple dizayni avvalgi qurilmalarga o'xshardi va boshqa kompyuterlar Rod Holt dizaynidan foydalanmagan. Biroq, Apple quvvat manbalarini almashtirishdan keng foydalanmoqda va ixcham, zamonaviy va ilg'or zaryadlovchilar bilan zaryadlovchi dizayni chegaralarini kengaytirmoqda.

Ichida nima bor?
Tahlil qilish uchun Macbook 85W zaryadlovchi A1172 modeli olingan, uning o'lchamlari kaftingizga sig'adigan darajada kichikdir. Quyidagi rasmda asl zaryadlovchini soxta narsalardan ajratishga yordam beradigan bir nechta xususiyatlar ko'rsatilgan. Kassadagi tishlangan olma muhim atributdir (bu haqda hamma biladi), lekin har doim ham e'tiborni tortmaydigan tafsilot mavjud. Asl zaryadlovchilar er kontakti ostida joylashgan seriya raqamiga ega bo'lishi kerak.

Qanchalik g'alati tuyulmasin, zaryadni ochishning eng yaxshi usuli - chisel yoki shunga o'xshash narsalarni ishlatish va unga ozgina qo'pol kuch qo'shishdir. Apple dastlab kimningdir o'z mahsulotlarini ochishga va "ichki qismini" tekshirishga qarshi edi. Plastmassa idishni olib tashlasangiz, siz darhol metall issiqlik moslamalarini ko'rishingiz mumkin. Ular zaryadlovchining ichida joylashgan kuchli yarimo'tkazgichlarni sovutishga yordam beradi.

Zaryadlovchining orqa tomonida siz bosilgan elektron platani ko'rishingiz mumkin. Ba'zi mayda komponentlar ko'rinadi, lekin sxemaning aksariyati sariq elektr lenta bilan birlashtirilgan metall sovutgich ostida yashiringan.

Biz radiatorlarga qaradik va bu etarli. Qurilmaning barcha tafsilotlarini ko'rish uchun, albatta, siz issiqlik moslamalarini olib tashlashingiz kerak. Ushbu metall qismlar ostida kichik blokdan kutilganidan ko'ra ko'proq komponentlar yashiringan.

Quyidagi rasmda zaryadlovchining asosiy komponentlari ko'rsatilgan. AC quvvati zaryadlovchiga kiradi va u erda allaqachon to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylanadi. PFC (Power Factor Correction) sxemasi AC liniyalarida barqaror yukni ta'minlash orqali samaradorlikni oshiradi. Mumkin bo'lgan funktsiyalarga muvofiq, mikrosxemani ikki qismga bo'lish mumkin: asosiy va ikkilamchi. Kengashning birlamchi qismi, uning ustiga qo'yilgan komponentlar bilan birga, yuqori voltli to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishni pasaytirish va uni transformatorga o'tkazish uchun mo'ljallangan. Ikkilamchi qism transformatordan doimiy past kuchlanishli kuchlanishni oladi va noutbukga kerakli darajadagi doimiy kuchlanishni chiqaradi. Quyida biz ushbu sxemalarni batafsil ko'rib chiqamiz.

Zaryadlovchiga AC kirish
O'zgaruvchan kuchlanish zaryadlovchiga olinadigan tarmoq kabeli vilkasi orqali beriladi. Quvvat manbalarini almashtirishning katta afzalligi ularning kirish kuchlanishlarining keng diapazonida ishlash qobiliyatidir. Quvvat vilkasini shunchaki almashtirib, zaryadlovchini dunyoning istalgan mintaqasida, Yevropa 240 voltdan 50 gigagertsli 60 gigagertsli Shimoliy Amerika 120 voltgacha ishlatish mumkin. Kirish bosqichidagi kondansatörler, filtrlar va induktorlar zaryadlovchini elektr uzatish liniyalari orqali tark etishiga to'sqinlik qiladi. Ko'prikni to'g'rilash moslamasi to'rtta diodni o'z ichiga oladi, ular o'zgaruvchan tokni DC ga aylantiradi.

Ko'prik rektifikatori qanday ishlashini yaxshiroq ko'rsatish uchun ushbu videoni tomosha qiling.

PFC: quvvatni tekislash
Zaryadlovchining ishlashidagi keyingi qadam binafsha rang bilan belgilangan quvvat faktorini to'g'rilash davri. Oddiy zaryadlovchilar bilan bog'liq muammolardan biri shundaki, ular faqat AC aylanishining kichik bir qismi uchun zaryadlanadi. Bitta qurilma buni qilganda, alohida muammolar bo'lmaydi, lekin ular minglab bo'lsa, bu energiya kompaniyalari uchun muammolarni keltirib chiqaradi. Shuning uchun qoidalar zaryadlovchi qurilmalarni quvvat faktorini to'g'rilashdan foydalanishni talab qiladi (ular quvvatni tengroq ishlatishadi). Tezda yoqiladigan va o'chadigan quvvat uzatishni almashtirish tufayli zaif quvvat omili sabab bo'lishini kutishingiz mumkin, ammo bu muammo emas. Muammo chiziqli bo'lmagan diodli ko'prikdan kelib chiqadi, u faqat AC signali eng yuqori nuqtaga etganida kirish kondensatorini zaryad qiladi. PFC ning g'oyasi quvvat manbaini almashtirishdan oldin DC kuchaytirgich konvertoridan foydalanishdir. Shunday qilib, chiqishdagi joriy sinus to'lqin AC to'lqin shakliga proportsionaldir.

PFC sxemasi sekundiga o'n minglab marta o'zgaruvchan tokning kirishini aniq o'chirish uchun quvvat tranzistoridan foydalanadi. Kutilgandan farqli o'laroq, bu AC liniyalaridagi yukni yumshoqroq qiladi. Zaryadlovchining ikkita eng katta komponenti doimiy kuchlanishni 380 voltgacha oshirishga yordam beradigan induktor va PFC kondensatoridir. Zaryadlovchi PFCni ishga tushirish uchun MC33368 chipidan foydalanadi.

Birlamchi quvvat konvertatsiyasi
Birlamchi sxema zaryadlovchining yuragi hisoblanadi. U PFC pallasidan yuqori doimiy kuchlanishni oladi, uni kesib tashlaydi va zaryadlovchining past kuchlanishli chiqishini (16,5-18,5 volt) hosil qilish uchun transformatorga beradi. Zaryadlash moslamasi tizimning 500 kilogertsgacha bo'lgan juda yuqori chastotalarda ishlashiga imkon beruvchi ilg'or rezonansli kontrollerdan foydalanadi. Yuqori chastota zaryadlovchi ichida yanada ixcham komponentlardan foydalanish imkonini beradi. Quyida ko'rsatilgan IC quvvat manbaini boshqaradi.

SMPS tekshirgichi - yuqori voltli rezonansli boshqaruvchi L6599; negadir DAP015D etiketli. U yarim ko'prikli rezonans topologiyasidan foydalanadi; yarim ko'prikli sxemada ikkita tranzistor quvvatni konvertor orqali boshqaradi. Umumiy kommutatsiya quvvat manbalari kirish vaqtini to'g'irlaydigan PWM (Pulse Width Modulation) boshqaruvchisidan foydalanadi. L6599 pulsni emas, balki uning chastotasini to'g'rilaydi. Ikkala tranzistor ham 50% vaqt uchun navbatma-navbat yoqiladi. Chastota rezonans chastotasidan oshib ketganda, quvvat pasayadi, shuning uchun chastota nazorati chiqish kuchlanishini sozlaydi.

Kirish kuchlanishini pasaytirish uchun ikkita tranzistor navbat bilan yoqiladi va o'chiriladi. Transduser va kondansatör bir xil chastotada rezonanslashadi va uzilgan kirishni sinus to'lqiniga tekislaydi.

Ikkilamchi quvvat konvertatsiyasi
Devrenning ikkinchi yarmi zaryadlovchining chiqishini hosil qiladi. U konvertordan quvvat oladi va diodlar yordamida uni to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantiradi. Filtr kondansatkichlari zaryadlovchidan kabel orqali keladigan kuchlanishni tekislaydi.

Zaryadlovchining ikkilamchi qismining eng muhim roli oxirgi qurilmaga potentsial xavfli zarba bermaslik uchun zaryadlovchi ichidagi xavfli yuqori kuchlanishni ushlab turishdir. Yuqoridagi rasmda qizil nuqta chiziq bilan belgilangan izolyatsiya chegarasi qurilmaning asosiy yuqori kuchlanish qismi va past kuchlanishli ikkilamchi qismi o'rtasidagi ajralishni ko'rsatadi. Har ikki tomon bir-biridan taxminan 6 mm masofada ajratilgan.

Transformator to'g'ridan-to'g'ri elektr aloqasi o'rniga magnit maydonlar yordamida asosiy va ikkilamchi qurilmalar o'rtasida quvvat o'tkazadi. Transformatordagi sim xavfsizlik uchun uch marta izolyatsiyalangan. Arzon zaryadlovchi qurilmalar odatda izolyatsiya bilan ziqna bo'ladi. Bu xavfsizlikka xavf tug'diradi. Optokupler zaryadlovchining ikkilamchi va asosiy qismlari o'rtasida qayta aloqa signalini uzatish uchun ichki yorug'lik nuridan foydalanadi. Qurilmaning asosiy qismidagi boshqaruv sxemasi chiqish voltajini barqaror ushlab turish uchun o'tish chastotasini sozlash uchun qayta aloqa signalidan foydalanadi.

Zaryadlovchi ichidagi kuchli mikroprotsessor
Zaryadlovchining kutilmagan komponenti mikrokontrollerli miniatyura plata bo'lib, uni yuqoridagi sxemamizda ko'rish mumkin. Ushbu 16-bitli protsessor zaryadlovchining kuchlanishi va oqimini doimiy ravishda kuzatib boradi. Zaryadlovchi MacBook-ga ulanganda uzatishni yoqadi va zaryadlovchi o'chirilganda uzatishni o'chiradi. Zaryadlovchini o'chirish, agar biron bir muammo bo'lsa, sodir bo'ladi. Bu Texas Instruments MSP430 mikrokontrolleri bo'lib, u birinchi original Macintosh protsessoridagi protsessor bilan bir xil quvvatga ega. Zaryadlovchidagi protsessor kam quvvatli mikrokontroller bo'lib, 1 KB flesh-xotira va atigi 128 bayt operativ xotiraga ega. U yuqori aniqlikdagi 16 bitli A/D konvertorini o'z ichiga oladi.

Asl Apple Macintosh-dan 68 000 mikroprotsessor va zaryadlovchidagi 430 mikrokontrollerni solishtirish mumkin emas, chunki ular turli dizayn va ko'rsatmalar to'plamlariga ega. Ammo taxminiy taqqoslash uchun, 68000 7,8 MGts chastotada ishlaydigan 16/32 bitli protsessor, MSP430 esa 16 MGts chastotada ishlaydigan 16 bitli protsessordir. MSP430 kam quvvat iste'moli uchun mo'ljallangan va 68000 quvvat manbaining taxminan 1 foizidan foydalanadi.

O'ngdagi kvadrat to'q sariq qoplamalar ishlab chiqarish jarayonida chipni dasturlash uchun ishlatiladi. 60 Vt quvvatga ega MacBook zaryadlovchi qurilmasi MSP430 protsessoridan foydalanadi, lekin 85 Vt quvvatga ega zaryadlovchi qurilmasi miltillashi kerak bo'lgan umumiy maqsadli protsessordan foydalanadi. U TI standarti JTAG interfeysining ikki simli versiyasi bo'lgan Spy-Bi-Wire interfeysi bilan dasturlashtirilgan. Dasturlashtirilgandan so'ng, mikrodasturni o'qish yoki o'zgartirishni oldini olish uchun chipdagi xavfsizlik sug'urtasi yo'q qilinadi.

Chapdagi uchta pinli IC (IC202) zaryadlovchining 16,5 voltini protsessor talab qiladigan 3,3 voltgacha kamaytiradi. Protsessorga kuchlanish standart voltaj regulyatori tomonidan emas, balki 3,3 voltni 0,075% ni juda yuqori aniqlik bilan ta'minlaydigan LT1460 tomonidan ta'minlanadi.

Zaryadlovchining pastki qismida juda ko'p mayda komponentlar mavjud
Zaryadlovchini elektron plataga teskari burish orqali o‘nlab mayda qismlar paydo bo‘ladi. PFC va quvvat manbai boshqaruvchi chipi (SMPS) zaryadlovchini boshqaradigan asosiy integral sxemalardir. Voltaj mos yozuvlar chipi harorat o'zgarganda ham barqaror kuchlanishni saqlash uchun javobgardir. Voltaj mos yozuvlar chipi, bu TSM103/A bo'lib, u ikkita operatsion kuchaytirgich va 2,5V mos yozuvni bitta chipda birlashtiradi. Yarimo'tkazgichning xususiyatlari haroratga qarab juda farq qiladi, shuning uchun barqaror kuchlanishni saqlab qolish oson ish emas.

Ushbu mikrosxemalar mayda rezistorlar, kondansatörler, diodlar va boshqa kichik komponentlar bilan o'ralgan. MOS - chiqish tranzistori, mikrokontrollerning ko'rsatmalariga muvofiq chiqishda quvvatni yoqadi va o'chiradi. Uning chap tomonida noutbukga yuborilayotgan oqimni o'lchaydigan rezistorlar joylashgan.

Izolyatsiya chegarasi (qizil rang bilan belgilangan) xavfsizlik uchun yuqori kuchlanishni past kuchlanishli chiqish pallasidan ajratib turadi. Nuqtali qizil chiziq past kuchlanish tomonini yuqori kuchlanish tomondan ajratib turadigan izolyatsiya chegarasini ko'rsatadi. Optokupllar ikkilamchi tomondan signallarni asosiy qurilmaga yuboradi, agar muammo bo'lsa, zaryadlovchini o'chiradi.

Topraklama haqida bir oz. 1KŌ topraklama rezistori zaryadlovchining chiqishidagi AC topraklama terminalini erga ulaydi. To'rtta 9,1 MŌ rezistorlar ichki DC bazasini chiqish bazasiga ulaydi. Ular izolyatsiya chegarasini kesib o'tganligi sababli, xavfsizlik tashvish uyg'otadi. Ularning yuqori barqarorligi zarba xavfini oldini oladi. To'rt rezistor, albatta, talab qilinmaydi, lekin qurilmaning xavfsizligi va nosozliklarga chidamliligini ta'minlash uchun ortiqcha. Shuningdek, ichki tuproq va chiqish tuproqlari o'rtasida Y kondansatörü (680pF, 250V) mavjud. T5A sug'urtasi (5A) tuproq chiqishini himoya qiladi.

Zaryadlovchiga odatdagidan ko'ra ko'proq boshqaruv komponentlarini o'rnatishning sabablaridan biri o'zgaruvchan kuchlanish chiqishi hisoblanadi. 60 vatt kuchlanishni etkazib berish uchun zaryadlovchi 3,6 amperlik qarshilik darajasi bilan 16,5 voltni ta'minlaydi. 85 vattni etkazib berish uchun potentsial 18,5 voltgacha ko'tariladi va qarshilik mos ravishda 4,6 amperni tashkil qiladi. Bu zaryadlovchini turli kuchlanish talab qiladigan noutbuklar bilan mos kelishiga imkon beradi. Hozirgi potentsial 3,6 amperdan oshib ketganda, kontaktlarning zanglashiga olib chiqish kuchlanishi asta-sekin ortadi. Zaryadlash moslamasi kuchlanish 90 Vt ga yetganda avtomatik ravishda o'chadi.

Nazorat sxemasi ancha murakkab. Chiqish kuchlanishi TSM103/A chipidagi operatsion kuchaytirgich tomonidan boshqariladi, uni bir xil chip tomonidan yaratilgan mos yozuvlar kuchlanishi bilan taqqoslaydi. Ushbu kuchaytirgich optokupler orqali asosiy tomondagi SMPS boshqaruv chipiga qayta aloqa signalini yuboradi. Agar kuchlanish juda yuqori bo'lsa, qayta aloqa signali kuchlanishni pasaytiradi va aksincha. Bu juda oddiy qism, lekin kuchlanish 16,5 voltdan 18,5 voltgacha bo'lgan joyda ishlar yanada murakkablashadi.

Chiqish oqimi har biri 0,005 Ō kichik qarshilikka ega rezistorlar bo'ylab kuchlanish hosil qiladi - ular rezistorlardan ko'ra ko'proq simlarga o'xshaydi. TSM103/A chipidagi operatsion kuchaytirgich bu kuchlanishni kuchaytiradi. Bu signal signal 4.1A ga teng bo'lganda kuchayishni boshlaydigan kichik TS321 op ampga o'tadi. Ushbu signal chiqish kuchlanishini oshirib, ilgari tasvirlangan boshqaruv pallasiga kiradi. Joriy signal, shuningdek, chiqish kuchlanishini kesish uchun boshqa optokupler orqali birlamchiga signal yuboradigan kichik TS391 komparatoriga kiradi. Agar oqim darajasi juda yuqori bo'lsa, bu himoya davri. PCBda op ampning daromadini o'zgartirish uchun nol qarshilik rezistorlari (ya'ni jumperlar) joylashtirilishi mumkin bo'lgan bir nechta joylar mavjud. Bu ishlab chiqarish jarayonida daromadning aniqligini sozlash imkonini beradi.

Magsafe vilkasi
Macbook-ga ulanadigan Magsafe magnit vilkasi birinchi paydo bo'lishidan ko'ra murakkabroq. Unda kompyuterga ulanish uchun beshta prujinali pin (Pogo pinlari deb nomlanadi), shuningdek, ikkita quvvat pinlari, ikkita yer pinlari mavjud. O'rta pin - bu kompyuterga ma'lumot ulanishi.

Ichkarida Magsafe miniatyura chipi bo'lib, u noutbukga zaryadlovchining seriya raqami, turi va quvvatini bildiradi. Noutbuk ushbu ma'lumotlardan zaryadlovchining o'ziga xosligini aniqlash uchun foydalanadi. Chip, shuningdek, holatni vizual ko'rsatish uchun LED indikatorini ham boshqaradi. Noutbuk to'g'ridan-to'g'ri zaryadlovchidan ma'lumot olmaydi, faqat Magsafe ichidagi chip orqali.

Zaryadlovchidan foydalanish
Zaryadlovchini noutbukga ulaganingizda, LED sensori yonishidan oldin bir yoki ikki soniya vaqt ketishini sezgan bo'lishingiz mumkin. Bu vaqt ichida Magsafe vilkasi, zaryadlovchi va Macbookning o'zi o'rtasida murakkab o'zaro ta'sir mavjud.

Zaryadlovchi noutbukdan uzilganda, chiqish tranzistori chiqishdagi kuchlanishni bloklaydi. Agar siz MacBook zaryadlovchidan kuchlanishni o'lchasangiz, siz kutgan 16,5 volt o'rniga taxminan 6 voltni topasiz. Buning sababi shundaki, chiqish uzilib qolgan va siz chiqish tranzistorining past qismidagi bypass rezistoridagi kuchlanishni o'lchayapsiz. Magsafe vilkasi Macbook-ga ulanganda, u past kuchlanishni tortib olishni boshlaydi. Zaryadlovchidagi mikrokontroller buni aniqlaydi va bir necha soniya ichida quvvat manbaini yoqadi. Bu vaqt ichida noutbuk Magsafe ichidagi chipdan zaryadlovchi haqida barcha kerakli ma'lumotlarni olishga muvaffaq bo'ladi. Agar hamma narsa yaxshi bo'lsa, noutbuk zaryadlovchidan quvvat iste'mol qila boshlaydi va LED indikatoriga signal yuboradi. Magsafe vilkasi noutbukdan uzilganida, mikrokontroller oqim yo'qolishini aniqlaydi va quvvat manbaini o'chiradi, bu ham LEDlarni o'chiradi.

To'liq mantiqiy savol tug'iladi - nega Apple zaryadlovchi qurilmasi juda murakkab? Boshqa noutbuk zaryadlovchi qurilmalari shunchaki 16 voltni ta'minlaydi va kompyuterga ulanganda darhol kuchlanishni ta'minlaydi. Asosiy sabab, xavfsizlik maqsadlarida, pinlar noutbukga mahkam o'rnatilguncha hech qanday kuchlanish qo'llanilmasligini ta'minlashdir. Bu Magsafe vilkasi ulanganda uchqun yoki elektr yoylari xavfini kamaytiradi.

Nima uchun arzon zaryadlovchilardan foydalanmasligingiz kerak
Asl Macbook 85W zaryadlovchi qurilmasi 79 dollar turadi. Lekin 14 dollarga eBay’da asl nusxasiga o‘xshash zaryadlovchini xarid qilishingiz mumkin. Xo'sh, qo'shimcha 65 dollarga nima olasiz? Keling, zaryadlovchining nusxasini asl nusxa bilan taqqoslaylik. Tashqi tomondan, zaryadlovchi qurilma Apple kompaniyasining 85 Vt quvvatiga o'xshaydi. Bundan tashqari, Apple logotipining o'zi yo'q. Ammo ichkariga qarasangiz, farqlar aniq bo'ladi. Quyidagi fotosuratlarda chapda haqiqiy Apple zaryadlovchi qurilmasi va o'ngda nusxasi ko'rsatilgan.

Zaryadlovchining nusxasi asl nusxaning yarmiga teng qismlarga ega va bosilgan elektron platadagi bo'sh joy shunchaki bo'sh. Haqiqiy Apple zaryadlovchi qurilmasi komponentlar bilan to'la bo'lsa-da, replika ko'p filtrlash va tartibga solish uchun mo'ljallanmagan va PFC sxemasi mavjud emas. Zaryadlovchining nusxasidagi transformator (katta sariq to'rtburchak) asl modeldan ancha katta. Apple Advanced Resonant Converter-ning yuqori chastotasi kichikroq transformatordan foydalanishga imkon beradi.

Zaryadlovchini teskari burish va bosilgan elektron platani tekshirish asl zaryadlovchining yanada murakkab sxemasini ko'rsatadi. Nusxa faqat bitta boshqaruv ICga ega (yuqori chap burchakda). PFC sxemasi butunlay tashlanganligi sababli. Bundan tashqari, zaryadlovchi klonni boshqarish unchalik qiyin emas va yerga ulanishi yo'q. Siz nima tahdid qilayotganini tushunasiz.

Shuni ta'kidlash kerakki, zaryadlovchining nusxasi Fairchild FAN7602 yashil PWM kontroller chipidan foydalanadi, bu siz kutganingizdan ham ilg'or. O'ylaymanki, ko'pchilik oddiy tranzistorli osilator kabi narsalarni ko'rishni kutishgan. Va nusxaga qo'shimcha ravishda, asl nusxadan farqli o'laroq, bir tomonlama bosilgan elektron plata ishlatiladi.

Aslida, zaryadlovchining nusxasi iPad va iPhone zaryadlovchilarining dahshatli nusxalari bilan solishtirganda siz kutganingizdan ham sifatliroqdir. MacBook zaryadlovchi nusxasi barcha mumkin bo'lgan komponentlarni kesmaydi va o'rtacha murakkab sxemadan foydalanadi. Ushbu zaryadlovchida xavfsizlikka ham ozgina urg'u berilgan. Komponentlarni izolyatsiya qilish va yuqori va past kuchlanishli uchastkalarni ajratish qo'llaniladi, faqat bitta xavfli xato bundan mustasno, siz quyida ko'rasiz. Y kondansatörü (ko'k) yuqori kuchlanish tomonidagi optokupl kontaktiga egri va xavfli darajada yaqin o'rnatilgan bo'lib, elektr toki urishi xavfini tug'dirdi.

Apple'dan asl nusxa bilan bog'liq muammolar
Ajablanarlisi shundaki, murakkablik va tafsilotlarga e'tibor qaratishga qaramay, Apple MacBook zaryadlovchi qurilmasi muvaffaqiyatsizlikka uchragan qurilma emas. Internetda siz kuygan, shikastlangan va oddiygina ishlamaydigan zaryadlovchilarning ko'plab turli fotosuratlarini topishingiz mumkin. Asl zaryadlovchining eng zaif qismi Magsafe vilkasi yaqinidagi simdir. Kabel juda mo'rt va tez parchalanadi, bu esa shikastlanishga, yonib ketishga yoki oddiygina sinishiga olib keladi. Apple shunchaki kuchliroq kabelni taqdim etish o'rniga, kabelga zarar yetkazmaslik bo'yicha batafsil ko'rsatmalar beradi. Apple veb-saytidagi sharh zaryadlovchiga 5 yulduzdan atigi 1,5 ball berdi.

MacBook zaryadlovchi qurilmalari ham ichki muammolar tufayli ishlamay qolishi mumkin. Yuqoridagi va pastdagi fotosuratlarda Apple’ning ishlamay qolgan zaryadlovchi qurilmasida kuyish izlari ko‘rsatilgan. Afsuski, yong‘inga nima sabab bo‘lganini aniq aytish mumkin emas. Qisqa tutashuv tufayli komponentlarning yarmi va bosilgan elektron plataning yaxshi qismi yonib ketdi. Suratda quyida taxtani o'rnatish uchun kuygan silikon izolyatsiyasi mavjud.

Nega original zaryadlovchilar juda qimmat?
Ko'rib turganingizdek, Apple zaryadlovchi qurilmasi nusxalarga qaraganda ancha ilg'or dizaynga ega va qo'shimcha xavfsizlik funksiyalari bilan birga keladi. Biroq, haqiqiy zaryadlovchining narxi 65 dollarga qimmatroq va qo'shimcha komponentlar 10-15 dollardan qimmatroq ekanligiga shubha qilaman. Zaryadlovchining narxining katta qismi kompaniyaning daromadiga tushadi. iPhone narxining taxminan 45 foizi kompaniyaning sof foydasiga to'g'ri keladi. Ehtimol, zaryadlovchilar yanada ko'proq mablag' olib keladi. Apple'dan originalning narxi ancha past bo'lishi kerak. Qurilma rezistorlar, kondansatörler va tranzistorlarning ko'plab kichik qismlariga ega bo'lib, ularning narxi bir tsentga teng. Katta yarim o'tkazgichlar, kondansatörler va induktorlar tabiiy ravishda sezilarli darajada qimmatroq, ammo masalan, 16 bitli MSP430 protsessorining narxi atigi 0,45 dollarni tashkil qiladi. Apple yuqori narxni nafaqat marketing xarajatlari va boshqalar bilan, balki ma'lum bir zaryadlovchi modelini ishlab chiqishning yuqori xarajatlari bilan ham tushuntiradi. "Amaliy kommutatsiya quvvat manbai dizayni" kitobida quvvat manbalarini loyihalash va yaxshilash uchun 9 oylik ish vaqti taxminan 200 000 dollarga baholangan. Kompaniya yiliga 20 millionga yaqin MacBook sotadi. Agar siz ishlab chiqish xarajatlarini qurilma narxiga kiritsangiz, u atigi 1 sent bo'ladi. Apple zaryadlovchi qurilmalarini loyihalash va ishlab chiqish narxi 10 baravar qimmat bo'lsa ham, narxi 10 sentdan oshmaydi. Bularning barchasiga qaramay, analog zaryadlovchilarni sotib olib, noutbukni va hatto sog'lig'ingizni xavf ostiga qo'yib, pulingizni tejashni tavsiya etmayman.

Va qolganlari uchun
Foydalanuvchilarni ko'pincha zaryadlovchining ichida nima borligi qiziqtirmaydi. Ammo u qiziqarli narsalarga to'la. Ko'rinishidan oddiy ko'rinadigan zaryadlash ixcham modulda 85 vatt quvvat ishlab chiqarish uchun ilg'or texnologiyalardan, jumladan quvvat faktorini to'g'rilash va rezonansli quvvat manbaidan foydalanadi. Macbook zaryadlovchi qurilmasi ta'sirchan muhandislik qismidir. Shu bilan birga, uning nusxalari hamma narsani iloji boricha arzonroq qilishga intiladi. Bu, albatta, tejamkor, lekin ayni paytda siz va noutbukingiz uchun xavf tug'diradi.

Tekshirishdan oldin zaryadlovchining elektr tarmog'idan uzilganligiga ishonch hosil qiling.

Mexanik shikastlanish odatda tashqi tekshiruvni ochib beradi. Elektr ta'minotimiz bo'lsa, muammo magnit ulagichning tagida joylashgan kabelda edi. Agar kabel tashqi tomondan buzilmagan ko'rinsa, shikastlanish izolyatsiya yoki ulagichning ichida bo'lishi mumkin.

Ehtiyot bo'ling va noto'g'ri quvvat manbaidan foydalanmaslikka harakat qiling, bu sizning noutbukingiz va sog'ligingiz uchun xavfli bo'lishi mumkin!

Kabelni yangisiga almashtirishni davom ettiramiz. Buning uchun siz elektr ta'minotini qismlarga ajratishingiz va eski kabelni lehimlash orqali yangisiga almashtirishingiz kerak.


2-qadam - Quvvat manbaini qismlarga ajratish

Elektr ta'minotining ichki qismlariga kirish uchun blok korpusini tashkil etuvchi ikkita yarmini ajratish kerak. Yarimlar bir-biriga yopishtirilgan, shuning uchun siz kuch ishlatishingiz kerak.

Jihozni tashishda kabelni o'rash uchun mo'ljallangan qavslarni ochamiz. Rasmda ko'rsatilganidek, biz penselarni joylashtiramiz va tananing yarmi bir-biridan uzoqlasha boshlaguncha ularni ozgina kuch bilan ochamiz. Boshqa tomondan protsedurani takrorlaymiz.


3-qadam - Kabelni eritish uchun tayyorlash

Keyinchalik, biz ishni to'liq ochamiz.


4-qadam - Kabelni eritish uchun tayyorlash

Elektr ta'minotining ichki qismlarini qoplaydigan mis qalqonni ehtiyotkorlik bilan oching.


5-qadam - Kabelni kesish

Ehtiyot bo'ling, ekran bir oyog'i bilan taxtaga biriktirilgan, uni shikastlamang.


6-qadam - Kabelni lehimlash

Kabel simlarini taxtadan lehimlaymiz. Lehimlashni soddalashtirish uchun biz lehim kislotasidan foydalanishni tavsiya qilamiz. Keyinchalik, yangi kabelni lehimlang.


7-qadam - Elektr ta'minotini yig'ish

Plastik mahsulotlar uchun elim yordamida elektr ta'minotining yarmini yig'amiz. Biz universal super elim "Moment" brendidan foydalanamiz.

Qulaylik uchun biz Spudger vositasidan foydalandik, u blokning yarmidan biriga elim surtdi.

Apple odamlarga o'xshamaydi, hatto Macbook noutbukining quvvat manbai odatdagi adapterlardan farq qiladi. Material muvaffaqiyatli ta'mirlashning tavsifiga aylanishi mumkin edi, faqat ta'mirlash muvaffaqiyatsiz tugadi, lekin birinchi navbatda. Ular ta'mirlash uchun kichik eski Apple Macbook-ni olib kelishdi, unda adapter yo zaryad olmadi, so'ngra ulagichni silkitib, siljitgandan keyin u zaryad qildi va yaqinda u umuman ishlamay qoldi.

Elektr ta'minoti kichik oq plastik qutiga yig'ilgan. Elektr ta'minoti kompyuterga maxsus vilka yordamida ulangan - buning uchun MacBook-ning yon devorida mos keladigan rozetka mavjud. Vilkada yorug'lik belgisi bor - shuning uchun batareya zaryad olayotgan bo'lsa, indikator to'q sariq rangda yonadi; va agar batareya allaqachon zaryadlangan bo'lsa - yashil. Tabiiyki, birinchi navbatda, rad etishning uchta mumkin bo'lgan sababi paydo bo'ladi:

1) Kabelning uchida aşınma eng keng tarqalgan muammodir. Bu foydalanuvchi zaryadlashni MacBook-dan uzganda, MagSafe portining o'zida emas, balki kabelni tortib olishi tufayli paydo bo'ladi.

2) Kabelning tagida kiying. Bu elektr ta'minoti atrofida noto'g'ri o'ralgan kabel tufayli yuzaga keladi.

3) MagSafe ulanish boshqaruvchisining ishlamay qolishi. Bunday holda, zaryadlash ba'zan infektsiyani yuqtirishi mumkin, ba'zan esa yo'q.

Keling, bularning barchasi bilan nima qilishimiz mumkinligini ko'rib chiqaylik. Boshlash uchun men PSU korpusini ochmaslikka, balki tom ma'noda ochishga harakat qildim, chunki u erda vintlardek yo'q va mandallar o'rniga, masalan, masofadan boshqarish pultlarida bo'lgani kabi, hamma narsa shunchaki kontur bo'ylab yopishtirilgan.

Yarim yo'lni ochib, men sinov qurilmasiga elektr ta'minoti platasiga kiritilgan ikkita simning kontaktlariga etib bordim. Qo'ng'iroqda qisqa tutashuv ko'rsatilgan, u o'tkazgichlardan birini kesib tashlaganidan keyin yo'qolgan.

Endi siz vilka bilan ishlashingiz kerakligi aniq. Va Apple Macbook vilkasi original magnit o'rnatish moslamasi - MagSafe Connector bilan jihozlangan. Zaryadlovchini noutbukga ulashni soddalashtiradi (vilkani ulagichga olib kelish kifoya, chunki u ulagichdagi to'g'ri o'rnatishga "etish" boshlaydi). Bu, shuningdek, batareyani zaryadlash jarayonini xavfsizroq qiladi, chunki zaryad olayotganda sim juda qattiq tortilsa - aytaylik, kimdir uni oyog'i bilan bog'lab qo'ysa - ulagich o'z-o'zidan uzilib qoladi; aks holda, noutbuk stoldan tushib, sinishi mumkin.

Apple o'z noutbuklarida aqlli quvvat manbalaridan foydalanadi, ya'ni ta'minot kuchlanishidan tashqari, axborot kanali mavjud. Jihozning vilkasida anakartdagi multikontroller (SMC) bilan "aloqa bo'ladigan" mikrosxema mavjud. Mikrosxemada xotira maydoni mavjud bo'lib, unda blok haqidagi ma'lumotlar (ishlab chiqaruvchi, seriya raqami, quvvat va boshqalar) yoziladi va Macbook ushbu ma'lumotni "o'qimaguncha" u ushbu blokdan ishlamaydi.

Vilkani demontaj qilgandan so'ng, men 5 ta kontaktdagi simlar deyarli uzilib qolganini va o'ralgan ko'rinishdagi tuproq simining hammasi shag'al ekanligini va hamma narsa vilkaga o'rnatilgan miniatyura sharfda yopila boshlaganini ko'rdim.

Tabiiyki, bu erda ta'mirlash juda qiyin, ayniqsa, sharfdagi ba'zi izlar yirtilib ketgan. Albatta, kuchli istak bilan siz kontaktlarni tiklashga harakat qilishingiz mumkin va ba'zi mutaxassislar buni qilishgan, ammo bularning barchasi shunchalik kichik va ishonchsizki, shunchaki yangi PSU sotib olish yaxshiroqdir.

MacBook zaryadlovchi qurilmasi ichida nima borligini hech o'ylab ko'rganmisiz? Yilni quvvat manbaida siz kutganingizdan ko'ra ko'proq qismlar mavjud, jumladan, mikroprotsessor ham. Ushbu maqolada siz va men MacBook zaryadlovchini qismlarga ajratib, ichkarida yashiringan ko'plab komponentlarni ko'rishimiz va ular kompyuterga juda zarur bo'lgan elektr energiyasini xavfsiz etkazib berish uchun qanday o'zaro ta'sir qilishini bilib olamiz.

Smartfoningizdan televizoringizgacha bo'lgan ko'pgina maishiy elektronika AC quvvatini devor rozetkasidan elektron zanjirlar tomonidan ishlatiladigan past kuchlanishli shaharga aylantirish uchun o'zgaruvchan quvvat manbalaridan foydalanadi. Kommutatsiya quvvat manbalari yoki to'g'rirog'i ikkilamchi quvvat manbalari o'z nomini ular quvvat manbaini soniyada minglab marta yoqish va o'chirishdan oladi. Bu kuchlanish konvertatsiyasi uchun eng samarali hisoblanadi.

Kommutatsiya quvvat manbaiga asosiy muqobil chiziqli quvvat manbai bo'lib, u ancha sodda va kuchlanish kuchlanishini issiqlikka aylantiradi. Ushbu energiya yo'qotilishi tufayli chiziqli quvvat manbai samaradorligi taxminan 60% ni tashkil qiladi, kommutatsiya quvvat manbai uchun taxminan 85%. Chiziqli quvvat manbalari og'irligi bir kilogramm yoki undan ko'proq bo'lishi mumkin bo'lgan katta hajmli transformatordan foydalanadi, quvvat manbalarini almashtirish esa kichik yuqori chastotali transformatorlardan foydalanishi mumkin.

Endi bu quvvat manbalari juda arzon, ammo bu har doim ham shunday emas edi. 1950-yillarda kommutatsiya quvvat manbalari murakkab va qimmat bo'lib, engil va ixcham quvvat manbaiga muhtoj bo'lgan aerokosmik va sun'iy yo'ldosh ilovalarida ishlatilgan. 1970-yillarning boshlariga kelib, yangi yuqori voltli tranzistorlar va boshqa texnologik yaxshilanishlar batareyalarni ancha arzonlashtirdi va kompyuterlarda keng qo'llanila boshlandi. 1976 yilda bitta chipli kontrollerlarning joriy etilishi quvvat konvertorlarini yanada sodda, kichikroq va arzonroq qildi.

Apple kompaniyasining kommutatsiya quvvat manbalaridan foydalanishi 1977 yilda bosh muhandis Rod Xolt Apple II uchun kommutatsiya quvvat manbaini loyihalashtirgandan boshlangan.

Stiv Jobsga ko'ra:

Ushbu kommutatsiya quvvat manbai Apple II mantig'i kabi inqilobiy edi. Rod tarix sahifalarida unchalik tan olinmagan, ammo u bunga loyiq edi. Endi har bir kompyuter kommutatsiya quvvat manbalaridan foydalanadi va ularning barchasi dizayn jihatidan Holt dizayniga o'xshash.

Bu ajoyib iqtibos, lekin bu mutlaqo to'g'ri emas. Elektr ta'minoti inqilobi ancha oldin sodir bo'lgan. Robert Boschert 1974 yilda printerlar va kompyuterlardan tortib F-14 qiruvchi samolyotigacha bo'lgan hamma narsa uchun kommutatsiya quvvat manbalarini sotishni boshladi. Apple dizayni avvalgi qurilmalarga o'xshardi va boshqa kompyuterlar Rod Holt dizaynidan foydalanmagan. Biroq, Apple quvvat manbalarini almashtirishdan keng foydalanmoqda va ixcham, zamonaviy va ilg'or zaryadlovchilar bilan zaryadlovchi dizayni chegaralarini kengaytirmoqda.

Ichida nima bor?

Tahlil qilish uchun Macbook 85W zaryadlovchi A1172 modeli olingan, uning o'lchamlari kaftingizga sig'adigan darajada kichikdir. Quyidagi rasmda asl zaryadlovchini soxta narsalardan ajratishga yordam beradigan bir nechta xususiyatlar ko'rsatilgan. Kassadagi tishlangan olma muhim atributdir (bu haqda hamma biladi), lekin har doim ham e'tiborni tortmaydigan tafsilot mavjud. Asl zaryadlovchilar er kontakti ostida joylashgan seriya raqamiga ega bo'lishi kerak.

Qanchalik g'alati tuyulmasin, zaryadni ochishning eng yaxshi usuli - chisel yoki shunga o'xshash narsalarni ishlatish va unga ozgina qo'pol kuch qo'shishdir. Apple dastlab kimningdir o'z mahsulotlarini ochishga va "ichki qismini" tekshirishga qarshi edi. Plastmassa idishni olib tashlasangiz, siz darhol metall issiqlik moslamalarini ko'rishingiz mumkin. Ular zaryadlovchining ichida joylashgan kuchli yarimo'tkazgichlarni sovutishga yordam beradi.

Zaryadlovchining orqa tomonida siz bosilgan elektron platani ko'rishingiz mumkin. Ba'zi mayda komponentlar ko'rinadi, lekin sxemaning aksariyati sariq elektr lenta bilan birlashtirilgan metall sovutgich ostida yashiringan.

Biz radiatorlarga qaradik va bu etarli. Qurilmaning barcha tafsilotlarini ko'rish uchun, albatta, siz issiqlik moslamalarini olib tashlashingiz kerak. Ushbu metall qismlar ostida kichik blokdan kutilganidan ko'ra ko'proq komponentlar yashiringan.

Quyidagi rasmda zaryadlovchining asosiy komponentlari ko'rsatilgan. AC quvvati zaryadlovchiga kiradi va u erda allaqachon to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylanadi. PFC (Power Factor Correction) sxemasi AC liniyalarida barqaror yukni ta'minlash orqali samaradorlikni oshiradi. Mumkin bo'lgan funktsiyalarga muvofiq, mikrosxemani ikki qismga bo'lish mumkin: asosiy va ikkilamchi. Kengashning birlamchi qismi, uning ustiga qo'yilgan komponentlar bilan birga, yuqori voltli to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishni pasaytirish va uni transformatorga o'tkazish uchun mo'ljallangan. Ikkilamchi qism transformatordan doimiy past kuchlanishli kuchlanishni oladi va noutbukga kerakli darajadagi doimiy kuchlanishni chiqaradi. Quyida biz ushbu sxemalarni batafsil ko'rib chiqamiz.

Zaryadlovchiga AC kirish

O'zgaruvchan kuchlanish zaryadlovchiga olinadigan tarmoq kabeli vilkasi orqali beriladi. Quvvat manbalarini almashtirishning katta afzalligi ularning kirish kuchlanishlarining keng diapazonida ishlash qobiliyatidir. Quvvat vilkasini shunchaki almashtirib, zaryadlovchini dunyoning istalgan mintaqasida, Yevropa 240 voltdan 50 gigagertsli 60 gigagertsli Shimoliy Amerika 120 voltgacha ishlatish mumkin. Kirish bosqichidagi kondansatörler, filtrlar va induktorlar zaryadlovchini elektr uzatish liniyalari orqali tark etishiga to'sqinlik qiladi. Ko'prikni to'g'rilash moslamasi to'rtta diodni o'z ichiga oladi, ular o'zgaruvchan tokni DC ga aylantiradi.

Ko'prik rektifikatori qanday ishlashini yaxshiroq ko'rsatish uchun ushbu videoni tomosha qiling.

PFC: quvvatni tekislash

Zaryadlovchining ishlashidagi keyingi qadam binafsha rang bilan belgilangan quvvat faktorini to'g'rilash davri. Oddiy zaryadlovchilar bilan bog'liq muammolardan biri shundaki, ular faqat AC aylanishining kichik bir qismi uchun zaryadlanadi. Bitta qurilma buni qilganda, alohida muammolar bo'lmaydi, lekin ular minglab bo'lsa, bu energiya kompaniyalari uchun muammolarni keltirib chiqaradi. Shuning uchun qoidalar zaryadlovchi qurilmalarni quvvat faktorini to'g'rilashdan foydalanishni talab qiladi (ular quvvatni tengroq ishlatishadi). Tezda yoqiladigan va o'chadigan quvvat uzatishni almashtirish tufayli zaif quvvat omili sabab bo'lishini kutishingiz mumkin, ammo bu muammo emas. Muammo chiziqli bo'lmagan diodli ko'prikdan kelib chiqadi, u faqat AC signali eng yuqori nuqtaga etganida kirish kondensatorini zaryad qiladi. PFC ning g'oyasi quvvat manbaini almashtirishdan oldin DC kuchaytirgich konvertoridan foydalanishdir. Shunday qilib, chiqishdagi joriy sinus to'lqin AC to'lqin shakliga proportsionaldir.

PFC sxemasi sekundiga o'n minglab marta o'zgaruvchan tokning kirishini aniq o'chirish uchun quvvat tranzistoridan foydalanadi. Kutilgandan farqli o'laroq, bu AC liniyalaridagi yukni yumshoqroq qiladi. Zaryadlovchining ikkita eng katta komponenti doimiy kuchlanishni 380 voltgacha oshirishga yordam beradigan induktor va PFC kondensatoridir. Zaryadlovchi PFCni ishga tushirish uchun MC33368 chipidan foydalanadi.

Birlamchi quvvat konvertatsiyasi

Birlamchi sxema zaryadlovchining yuragi hisoblanadi. U PFC pallasidan yuqori doimiy kuchlanishni oladi, uni kesib tashlaydi va zaryadlovchining past kuchlanishli chiqishini (16,5-18,5 volt) hosil qilish uchun transformatorga beradi. Zaryadlash moslamasi tizimning 500 kilogertsgacha bo'lgan juda yuqori chastotalarda ishlashiga imkon beruvchi ilg'or rezonansli kontrollerdan foydalanadi. Yuqori chastota zaryadlovchi ichida yanada ixcham komponentlardan foydalanish imkonini beradi. Quyida ko'rsatilgan IC quvvat manbaini boshqaradi.

SMPS tekshirgichi - L6599 yuqori voltli rezonans boshqaruvchisi; negadir DAP015D etiketli. U yarim ko'prikli rezonans topologiyasidan foydalanadi; yarim ko'prikli sxemada ikkita tranzistor quvvatni konvertor orqali boshqaradi. Umumiy kommutatsiya quvvat manbalari kirish vaqtini to'g'irlaydigan PWM (Pulse Width Modulation) boshqaruvchisidan foydalanadi. L6599 pulsni emas, balki uning chastotasini to'g'rilaydi. Ikkala tranzistor ham 50% vaqt uchun navbatma-navbat yoqiladi. Chastota rezonans chastotasidan oshib ketganda, quvvat pasayadi, shuning uchun chastota nazorati chiqish kuchlanishini sozlaydi.

Kirish kuchlanishini pasaytirish uchun ikkita tranzistor navbat bilan yoqiladi va o'chiriladi. Transduser va kondansatör bir xil chastotada rezonanslashadi va uzilgan kirishni sinus to'lqiniga tekislaydi.

Ikkilamchi quvvat konvertatsiyasi

Devrenning ikkinchi yarmi zaryadlovchining chiqishini hosil qiladi. U konvertordan quvvat oladi va diodlar yordamida uni to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantiradi. Filtr kondansatkichlari zaryadlovchidan kabel orqali keladigan kuchlanishni tekislaydi.

Zaryadlovchining ikkilamchi qismining eng muhim roli oxirgi qurilmaga potentsial xavfli zarba bermaslik uchun zaryadlovchi ichidagi xavfli yuqori kuchlanishni ushlab turishdir. Yuqoridagi rasmda qizil nuqta chiziq bilan belgilangan izolyatsiya chegarasi qurilmaning asosiy yuqori kuchlanish qismi va past kuchlanishli ikkilamchi qismi o'rtasidagi ajralishni ko'rsatadi. Har ikki tomon bir-biridan taxminan 6 mm masofada ajratilgan.

Transformator to'g'ridan-to'g'ri elektr aloqasi o'rniga magnit maydonlar yordamida asosiy va ikkilamchi qurilmalar o'rtasida quvvat o'tkazadi. Transformatordagi sim xavfsizlik uchun uch marta izolyatsiyalangan. Arzon zaryadlovchi qurilmalar odatda izolyatsiya bilan ziqna bo'ladi. Bu xavfsizlikka xavf tug'diradi. Optokupler zaryadlovchining ikkilamchi va asosiy qismlari o'rtasida qayta aloqa signalini uzatish uchun ichki yorug'lik nuridan foydalanadi. Qurilmaning asosiy qismidagi boshqaruv sxemasi chiqish voltajini barqaror ushlab turish uchun o'tish chastotasini sozlash uchun qayta aloqa signalidan foydalanadi.

Zaryadlovchi ichidagi kuchli mikroprotsessor

Zaryadlovchining kutilmagan komponenti mikrokontrollerli miniatyura plata bo'lib, uni yuqoridagi sxemamizda ko'rish mumkin. Ushbu 16-bitli protsessor zaryadlovchining kuchlanishi va oqimini doimiy ravishda kuzatib boradi. Zaryadlovchi MacBook-ga ulanganda uzatishni yoqadi va zaryadlovchi o'chirilganda uzatishni o'chiradi. Zaryadlovchini o'chirish, agar biron bir muammo bo'lsa, sodir bo'ladi. Bu Texas Instruments MSP430 mikrokontrolleri bo'lib, u birinchi original Macintosh protsessoridagi protsessor bilan bir xil quvvatga ega. Zaryadlovchidagi protsessor kam quvvatli mikrokontroller bo'lib, 1 KB flesh-xotira va atigi 128 bayt operativ xotiraga ega. U yuqori aniqlikdagi 16 bitli A/D konvertorini o'z ichiga oladi.

Asl Apple Macintosh-dan 68 000 mikroprotsessor va zaryadlovchidagi 430 mikrokontrollerni solishtirish mumkin emas, chunki ular turli dizayn va ko'rsatmalar to'plamlariga ega. Ammo taxminiy taqqoslash uchun, 68000 7,8 MGts chastotada ishlaydigan 16/32 bitli protsessor, MSP430 esa 16 MGts chastotada ishlaydigan 16 bitli protsessordir. MSP430 kam quvvat iste'moli uchun mo'ljallangan va 68000 quvvat manbaining taxminan 1 foizidan foydalanadi.

O'ngdagi kvadrat to'q sariq qoplamalar ishlab chiqarish jarayonida chipni dasturlash uchun ishlatiladi. 60 Vt quvvatga ega MacBook zaryadlovchi qurilmasi MSP430 protsessoridan foydalanadi, lekin 85 Vt quvvatga ega zaryadlovchi qurilmasi miltillashi kerak bo'lgan umumiy maqsadli protsessordan foydalanadi. U TI standarti JTAG interfeysining ikki simli versiyasi bo'lgan Spy-Bi-Wire interfeysi bilan dasturlashtirilgan. Dasturlashtirilgandan so'ng, mikrodasturni o'qish yoki o'zgartirishni oldini olish uchun chipdagi xavfsizlik sug'urtasi yo'q qilinadi.

Chapdagi uchta pinli IC (IC202) zaryadlovchining 16,5 voltini protsessor talab qiladigan 3,3 voltgacha kamaytiradi. Protsessorga kuchlanish standart voltaj regulyatori tomonidan emas, balki 3,3 voltni 0,075% ni juda yuqori aniqlik bilan ta'minlaydigan LT1460 tomonidan ta'minlanadi.

Zaryadlovchining pastki qismida juda ko'p mayda komponentlar mavjud

Zaryadlovchini elektron plataga teskari burish orqali o‘nlab mayda qismlar paydo bo‘ladi. PFC va quvvat manbai boshqaruvchi chipi (SMPS) zaryadlovchini boshqaradigan asosiy integral sxemalardir. Voltaj mos yozuvlar chipi harorat o'zgarganda ham barqaror kuchlanishni saqlash uchun javobgardir. Voltaj mos yozuvlar chipi, bu TSM103/A bo'lib, u ikkita operatsion kuchaytirgich va 2,5V mos yozuvni bitta chipda birlashtiradi. Yarimo'tkazgichning xususiyatlari haroratga qarab juda farq qiladi, shuning uchun barqaror kuchlanishni saqlab qolish oson ish emas.

Ushbu mikrosxemalar mayda rezistorlar, kondansatörler, diodlar va boshqa kichik komponentlar bilan o'ralgan. MOS - chiqish tranzistori, mikrokontrollerning ko'rsatmalariga muvofiq chiqishda quvvatni yoqadi va o'chiradi. Uning chap tomonida noutbukga yuborilayotgan oqimni o'lchaydigan rezistorlar joylashgan.

Izolyatsiya chegarasi (qizil rang bilan belgilangan) xavfsizlik uchun yuqori kuchlanishni past kuchlanishli chiqish pallasidan ajratib turadi. Nuqtali qizil chiziq past kuchlanish tomonini yuqori kuchlanish tomondan ajratib turadigan izolyatsiya chegarasini ko'rsatadi. Optokupllar ikkilamchi tomondan signallarni asosiy qurilmaga yuboradi, agar muammo bo'lsa, zaryadlovchini o'chiradi.

Topraklama haqida bir oz. 1KŌ topraklama rezistori zaryadlovchining chiqishidagi AC topraklama terminalini erga ulaydi. To'rtta 9,1 MŌ rezistorlar ichki DC bazasini chiqish bazasiga ulaydi. Ular izolyatsiya chegarasini kesib o'tganligi sababli, xavfsizlik tashvish uyg'otadi. Ularning yuqori barqarorligi zarba xavfini oldini oladi. To'rt rezistor, albatta, talab qilinmaydi, lekin qurilmaning xavfsizligi va nosozliklarga chidamliligini ta'minlash uchun ortiqcha. Shuningdek, ichki tuproq va chiqish tuproqlari o'rtasida Y kondansatörü (680pF, 250V) mavjud. T5A sug'urtasi (5A) tuproq chiqishini himoya qiladi.

Zaryadlovchiga odatdagidan ko'ra ko'proq boshqaruv komponentlarini o'rnatishning sabablaridan biri o'zgaruvchan kuchlanish chiqishi hisoblanadi. 60 vatt kuchlanishni etkazib berish uchun zaryadlovchi 3,6 amperlik qarshilik darajasi bilan 16,5 voltni ta'minlaydi. 85 vattni etkazib berish uchun potentsial 18,5 voltgacha ko'tariladi va qarshilik mos ravishda 4,6 amperni tashkil qiladi. Bu zaryadlovchini turli kuchlanish talab qiladigan noutbuklar bilan mos kelishiga imkon beradi. Hozirgi potentsial 3,6 amperdan oshib ketganda, kontaktlarning zanglashiga olib chiqish kuchlanishi asta-sekin ortadi. Zaryadlash moslamasi kuchlanish 90 Vt ga yetganda avtomatik ravishda o'chadi.

Nazorat sxemasi ancha murakkab. Chiqish kuchlanishi TSM103/A chipidagi operatsion kuchaytirgich tomonidan boshqariladi, uni bir xil chip tomonidan yaratilgan mos yozuvlar kuchlanishi bilan taqqoslaydi. Ushbu kuchaytirgich optokupler orqali asosiy tomondagi SMPS boshqaruv chipiga qayta aloqa signalini yuboradi. Agar kuchlanish juda yuqori bo'lsa, qayta aloqa signali kuchlanishni pasaytiradi va aksincha. Bu juda oddiy qism, lekin kuchlanish 16,5 voltdan 18,5 voltgacha bo'lgan joyda ishlar yanada murakkablashadi.

Chiqish oqimi har biri 0,005 Ō kichik qarshilikka ega rezistorlar bo'ylab kuchlanish hosil qiladi - ular rezistorlardan ko'ra ko'proq simlarga o'xshaydi. TSM103/A chipidagi operatsion kuchaytirgich bu kuchlanishni kuchaytiradi. Bu signal signal 4.1A ga teng bo'lganda kuchayishni boshlaydigan kichik TS321 op ampga o'tadi. Ushbu signal chiqish kuchlanishini oshirib, ilgari tasvirlangan boshqaruv pallasiga kiradi. Joriy signal, shuningdek, chiqish kuchlanishini kesish uchun boshqa optokupler orqali birlamchiga signal yuboradigan kichik TS391 komparatoriga kiradi. Agar oqim darajasi juda yuqori bo'lsa, bu himoya davri. PCBda op ampning daromadini o'zgartirish uchun nol qarshilik rezistorlari (ya'ni jumperlar) joylashtirilishi mumkin bo'lgan bir nechta joylar mavjud. Bu ishlab chiqarish jarayonida daromadning aniqligini sozlash imkonini beradi.

Magsafe vilkasi

Macbook-ga ulanadigan Magsafe magnit vilkasi birinchi paydo bo'lishidan ko'ra murakkabroq. Unda kompyuterga ulanish uchun beshta prujinali pin (Pogo pinlari deb nomlanadi), shuningdek, ikkita quvvat pinlari, ikkita yer pinlari mavjud. O'rta pin - bu kompyuterga ma'lumot ulanishi.

Ichkarida Magsafe miniatyura chipi bo'lib, u noutbukga zaryadlovchining seriya raqami, turi va quvvatini bildiradi. Noutbuk ushbu ma'lumotlardan zaryadlovchining o'ziga xosligini aniqlash uchun foydalanadi. Chip, shuningdek, holatni vizual ko'rsatish uchun LED indikatorini ham boshqaradi. Noutbuk to'g'ridan-to'g'ri zaryadlovchidan ma'lumot olmaydi, faqat Magsafe ichidagi chip orqali.

Zaryadlovchidan foydalanish

Zaryadlovchini noutbukga ulaganingizda, LED sensori yonishidan oldin bir yoki ikki soniya vaqt ketishini sezgan bo'lishingiz mumkin. Bu vaqt ichida Magsafe vilkasi, zaryadlovchi va Macbookning o'zi o'rtasida murakkab o'zaro ta'sir mavjud.

Zaryadlovchi noutbukdan uzilganda, chiqish tranzistori chiqishdagi kuchlanishni bloklaydi. Agar siz MacBook zaryadlovchidan kuchlanishni o'lchasangiz, siz kutgan 16,5 volt o'rniga taxminan 6 voltni topasiz. Buning sababi shundaki, chiqish uzilib qolgan va siz chiqish tranzistorining past qismidagi bypass rezistoridagi kuchlanishni o'lchayapsiz. Magsafe vilkasi Macbook-ga ulanganda, u past kuchlanishni tortib olishni boshlaydi. Zaryadlovchidagi mikrokontroller buni aniqlaydi va bir necha soniya ichida quvvat manbaini yoqadi. Bu vaqt ichida noutbuk Magsafe ichidagi chipdan zaryadlovchi haqida barcha kerakli ma'lumotlarni olishga muvaffaq bo'ladi. Agar hamma narsa yaxshi bo'lsa, noutbuk zaryadlovchidan quvvat iste'mol qila boshlaydi va LED indikatoriga signal yuboradi. Magsafe vilkasi noutbukdan uzilganida, mikrokontroller oqim yo'qolishini aniqlaydi va quvvat manbaini o'chiradi, bu ham LEDlarni o'chiradi.

To'liq mantiqiy savol tug'iladi - nega Apple zaryadlovchi qurilmasi juda murakkab? Boshqa noutbuk zaryadlovchi qurilmalari shunchaki 16 voltni ta'minlaydi va kompyuterga ulanganda darhol kuchlanishni ta'minlaydi. Asosiy sabab, xavfsizlik maqsadlarida, pinlar noutbukga mahkam o'rnatilguncha hech qanday kuchlanish qo'llanilmasligini ta'minlashdir. Bu Magsafe vilkasi ulanganda uchqun yoki elektr yoylari xavfini kamaytiradi.

Nima uchun arzon zaryadlovchilardan foydalanmasligingiz kerak

Asl Macbook 85W zaryadlovchi qurilmasi 79 dollar turadi. Lekin 14 dollarga eBay’da asl nusxasiga o‘xshash zaryadlovchini xarid qilishingiz mumkin. Xo'sh, qo'shimcha 65 dollarga nima olasiz? Keling, zaryadlovchining nusxasini asl nusxa bilan taqqoslaylik. Tashqi tomondan, zaryadlovchi qurilma Apple kompaniyasining 85 Vt quvvatiga o'xshaydi. Bundan tashqari, Apple logotipining o'zi yo'q. Ammo ichkariga qarasangiz, farqlar aniq bo'ladi. Quyidagi fotosuratlarda chapda haqiqiy Apple zaryadlovchi qurilmasi va o'ngda nusxasi ko'rsatilgan.

Zaryadlovchining nusxasi asl nusxaning yarmiga teng qismlarga ega va bosilgan elektron platadagi bo'sh joy shunchaki bo'sh. Haqiqiy Apple zaryadlovchi qurilmasi komponentlar bilan to'la bo'lsa-da, replika ko'p filtrlash va tartibga solish uchun mo'ljallanmagan va PFC sxemasi mavjud emas. Zaryadlovchining nusxasidagi transformator (katta sariq to'rtburchak) asl modeldan ancha katta. Apple Advanced Resonant Converter-ning yuqori chastotasi kichikroq transformatordan foydalanishga imkon beradi.

Zaryadlovchini teskari burish va bosilgan elektron platani tekshirish asl zaryadlovchining yanada murakkab sxemasini ko'rsatadi. Nusxa faqat bitta boshqaruv ICga ega (yuqori chap burchakda). PFC sxemasi butunlay tashlanganligi sababli. Bundan tashqari, zaryadlovchi klonni boshqarish unchalik qiyin emas va yerga ulanishi yo'q. Siz nima tahdid qilayotganini tushunasiz.

Shuni ta'kidlash kerakki, zaryadlovchining nusxasi Fairchild FAN7602 yashil PWM kontroller chipidan foydalanadi, bu siz kutganingizdan ham ilg'or. O'ylaymanki, ko'pchilik oddiy tranzistorli osilator kabi narsalarni ko'rishni kutishgan. Va nusxaga qo'shimcha ravishda, asl nusxadan farqli o'laroq, bir tomonlama bosilgan elektron plata ishlatiladi.

Aslida, zaryadlovchining nusxasi iPad va iPhone zaryadlovchilarining dahshatli nusxalari bilan solishtirganda siz kutganingizdan ham sifatliroqdir. MacBook zaryadlovchi nusxasi barcha mumkin bo'lgan komponentlarni kesmaydi va o'rtacha murakkab sxemadan foydalanadi. Ushbu zaryadlovchida xavfsizlikka ham ozgina urg'u berilgan. Komponentlarni izolyatsiya qilish va yuqori va past kuchlanishli uchastkalarni ajratish qo'llaniladi, faqat bitta xavfli xato bundan mustasno, siz quyida ko'rasiz. Y kondansatörü (ko'k) yuqori kuchlanish tomonidagi optokupl kontaktiga egri va xavfli darajada yaqin o'rnatilgan bo'lib, elektr toki urishi xavfini tug'dirdi.

Apple'dan asl nusxa bilan bog'liq muammolar

Ajablanarlisi shundaki, murakkablik va tafsilotlarga e'tibor qaratishga qaramay, Apple MacBook zaryadlovchi qurilmasi muvaffaqiyatsizlikka uchragan qurilma emas. Internetda siz kuygan, shikastlangan va oddiygina ishlamaydigan zaryadlovchilarning ko'plab turli fotosuratlarini topishingiz mumkin. Asl zaryadlovchining eng zaif qismi Magsafe vilkasi yaqinidagi simdir. Kabel juda mo'rt va tez parchalanadi, bu esa shikastlanishga, yonib ketishga yoki oddiygina sinishiga olib keladi. Apple shunchaki kuchliroq kabelni taqdim etish o'rniga kabelning shikastlanishiga yo'l qo'ymaslik usulini taqdim etadi. Apple veb-saytidagi sharh zaryadlovchiga 5 yulduzdan atigi 1,5 ball berdi.

MacBook zaryadlovchi qurilmalari ham ichki muammolar tufayli ishlamay qolishi mumkin. Yuqoridagi va pastdagi fotosuratlarda Apple’ning ishlamay qolgan zaryadlovchi qurilmasida kuyish izlari ko‘rsatilgan. Afsuski, yong‘inga nima sabab bo‘lganini aniq aytish mumkin emas. Qisqa tutashuv tufayli komponentlarning yarmi va bosilgan elektron plataning yaxshi qismi yonib ketdi. Suratda quyida taxtani o'rnatish uchun kuygan silikon izolyatsiyasi mavjud.

Nega original zaryadlovchilar juda qimmat?

Ko'rib turganingizdek, Apple zaryadlovchi qurilmasi nusxalarga qaraganda ancha ilg'or dizaynga ega va qo'shimcha xavfsizlik funksiyalari bilan birga keladi. Biroq, haqiqiy zaryadlovchining narxi 65 dollarga qimmatroq va qo'shimcha komponentlar 10-15 dollardan qimmatroq ekanligiga shubha qilaman. Zaryadlovchining narxining katta qismi kompaniyaning daromadiga tushadi. iPhone narxining taxminan 45 foizi kompaniyaning sof foydasiga to'g'ri keladi. Ehtimol, zaryadlovchilar yanada ko'proq mablag' olib keladi. Apple'dan originalning narxi ancha past bo'lishi kerak. Qurilma rezistorlar, kondansatörler va tranzistorlarning ko'plab kichik qismlariga ega bo'lib, ularning narxi bir tsentga teng. Katta yarim o'tkazgichlar, kondansatörler va induktorlar tabiiy ravishda sezilarli darajada qimmatroq, ammo masalan, 16 bitli MSP430 protsessorining narxi atigi 0,45 dollarni tashkil qiladi. Apple yuqori narxni nafaqat marketing xarajatlari va boshqalar bilan, balki ma'lum bir zaryadlovchi modelini ishlab chiqishning yuqori xarajatlari bilan ham tushuntiradi. "Amaliy kommutatsiya quvvat manbai dizayni" kitobida quvvat manbalarini loyihalash va yaxshilash uchun 9 oylik ish vaqti taxminan 200 000 dollarga baholangan. Kompaniya yiliga 20 millionga yaqin MacBook sotadi. Agar siz ishlab chiqish xarajatlarini qurilma narxiga kiritsangiz, u atigi 1 sent bo'ladi. Apple zaryadlovchi qurilmalarini loyihalash va ishlab chiqish narxi 10 baravar qimmat bo'lsa ham, narxi 10 sentdan oshmaydi. Bularning barchasiga qaramay, analog zaryadlovchilarni sotib olib, noutbukni va hatto sog'lig'ingizni xavf ostiga qo'yib, pulingizni tejashni tavsiya etmayman.

Va qolganlari uchun

Foydalanuvchilarni ko'pincha zaryadlovchining ichida nima borligi qiziqtirmaydi. Ammo u qiziqarli narsalarga to'la. Ko'rinishidan oddiy ko'rinadigan zaryadlash ixcham modulda 85 vatt quvvat ishlab chiqarish uchun ilg'or texnologiyalardan, jumladan quvvat faktorini to'g'rilash va rezonansli quvvat manbaidan foydalanadi. Macbook zaryadlovchi qurilmasi ta'sirchan muhandislik qismidir. Shu bilan birga, uning nusxalari hamma narsani iloji boricha arzonroq qilishga intiladi. Bu, albatta, tejamkor, lekin ayni paytda siz va noutbukingiz uchun xavf tug'diradi.