Nguyên lý mạch nguồn xung trong laptop

Do cách gọi tên các nguồn điện trên máy laptop mỗi hãng, mỗi dòng máy rất khác nhau nên trình bày theo tên là khá phức tạp ,rối và khó hiểu. Dựa vào trình tự xuất hiện nguồn trong laptop mà ta có thể phân chia thành các dạng nguồn như sau:

nguonxunglaptop — Nguồn xung trong laptop

Nguyên lý nguồn xung trong laptop
Nguồn đầu vào : từ 10.8v đến 20v là điểm chung của nguồn adaptor và nguồn pin. Từ đó cầp cho các khối nguồn khác.
Nguồn chờ : 3.3v là điện thế cấp cho ic I/O và ic rom bios làm cơ sở ban đầu phục vụ cho việc kích nguồn , nó có ngay khi ta vừa cấp nguồn , bất kể đó là nguồn pin hay nguồn laptop .
Nguồn cấp truớc : 3.3v,5v hoặc chỉ có 3.3v : nó xuất hiện ngay khi cấp nguồn bằng adaptor khi chưa kích
nguồn. Nó phục vụ việc nhận dạng và điều khiền sạc pin. Nguồn này thuờng chưa có khi chỉ có pin và chưa kích nguồn.

Nguồn cấp sau : nó có sau khi bấm kích nguồn, bao gồn các nguồn 3v,5v cấp cho các cổng usb, lan chíp nam , sound, hdd,dvd,wl..2.5v, 1.8v, 1.5v -1.25v, 0.9v, 0.75v cấp cho DDR, DDR2, DDR3. 1v.1v2, 1v2,
1,5v cấp cho chip bắc , VGA…trừ nguồn CPU lúc này chưa có.

Nguồn vcore : nguồn cấp chính cho CPU và là nguồn có sau cùng khi các nguồn trước đã có đủ và khối nhận dạng các nguồn hoạt động tốt.
Như vậy trình tự xuất hiện nguồn trong laptop lần luợt như sau :

NGUỒN ĐẦU VÀO => NGUỒN CHỜ => NGUỒN CẤP TRƯỚC => NGUỒN CẤP SAU => NGUỒN CPU.

Dựa vào điều kiện và trình tự xuất hiện nguồn như trên sẽ giúp chung ta khoanh vùng để sửa chữa đường nguồn dễ dàng hơn.

Để tiện theo dõi , đầu tiên chúng ta tìm hiểu sơ về nguyên lý hoạt động chung của 1 khối nguồn switching hay còn gọi là nguồn xung.

Cũng như các bộ trong đa số các thiết bị điện tử , nguời ta sử dung nguồn xung dạng chuyển đổi DC-DC ( DC converter ) với việc điều chế ra xung vuông tần số khoảng 300khz để đễ dàng chuyển đổi ra các điện thế DC vì việc nắn lọc, bù nguồn dễ dàng hơn dạng sóng hình sin , tần số thấp.

– việc điều chế độ rộng xung (PWM – Pulse Width Modulation) sẽ cho tín hiệu (xung vuông) ngựoc pha nhau đặt vào cực G của từng cặp mosfet hoạt động dang kéo đẩy tùy theo thời gian dẫn của fet nhiều hay ít để có điện thế ra như mong muốn , tại trung điểm cho ra diện thế như thiết kế , được dẫn lọc qua cuộn cảm và tụ , cho ra dòng DC tuơng đối bằng phẳng.

nguon-xung-laptop2 — Nguyên lý nguồn xung

-Khối giao động tạo xungỗi khối nguồn gồm 3 thành phần cơ bản :

-Khối công suất
-Khối hồi tiếp áp DC so sánh điều khiển độ rộng xung ra nhằm ổn định điện thế.
-Khối hồi tiếp xung để ổn định tần số giao động.
Riêng phần nguồn sạc và 1 số phần nguồn khác có thêm khối hồi tiếp nhận dạng dòng để phục vụ cho bảo vệ chạm tải hoặc cắt dòng sạc khi pin đầy.

Cơ chế ổn áp có thể hiểu như sau.

Nguyên tắc cơ bản vẫn là điều chỉnh độ rộng xung nghĩa là làm cho thời gian xuất hiện xung (Ton) + lâu hay nhanh từ đó điều khiển fet kênh N dẫn / tắt với thời gian tuơng ứng .

– Như minh họa trên cho ta thấy giả sử nguồn cần lấy ra trên đầu tụ là 3vdc , lúc đó 3v này nhờ cầu phân áp r1, r2 lấy ra 3v về khối so sánh ,hầu hết các đuờng hồi về này trong nguồn laptop đều dùng 2 trở và tổng trở ngõ vào tầng so sánh là rất lớn nên có thể coi dòng tiêu thụ ngõ vào = 0 nên áp hồi về này (VFB) tính theo định lý cầu phân thế.

*Truờng hợp B Giả sử ở đây ta lấy ra VFB = 3v , 3v này về cắt xung tam giác trong khối giao động ở các điểm 1′ , 2′ , 3′. ứng với chiều lên của xung ta có đuợc xung vuông Ton1 có thời gian từ 1′ đến 2′. Ứng với chiều xuống của xung ta có đuợc xung vuông Toff1 kéo dài từ 2′ đến 3′ , với xung vuông (B) này sẽ điều khiển fet dẫn / tắt và cho ra điện thế là 3v theo thiết kế.

*Trường hợp C Khi đầu ra có sự thay đổi thầp hơn 3V , qua cầu phân áp , U hồi về thấp theo vd 2,8v như hình trên ( C ) . 2,8v này cắt xung tam giác tại các điểm 1″ , 2″ , 3″. Ứng với chiều lên của xung ta có xung vuông Ton3 kéo dài từ 1″ đến 2″ mở rộng hơn truớc và ứng với chiều xuống cảu xung ta có xung vuông Toff3 thu hẹp lại kéo dài từ 2″ –3″.

* Truờng hợp A , khi điện thế ra cao hơn 3v , qua cầu phân thế , hồi về với diên ap VFB là 3.2v , điện áp này dâng lên và cắt xung nhọn ở các điểm 1 ,2 , 3. ứng với từ 1–2 ta có xung vuông Ton2 thu hẹp lại , ứng với điểm cắt 2 đến 3 ta có xung vuông Toff2 mở rộng ra.
chính những thời gian Ton mở rộng hay thu hẹp sẽ đến điều khiển fet làm tăng giảm thời gian dẫn , tắt của fet sẽ điều chỉnh luôn cho ra U= 3v theo thiết kế.-như vậy dù TON , TOFF thay đổi nhưng chu kỳ T không đổi chỉ có sự dịch pha.

Điều kiện cơ bản của khối nguồn xung :

Như trên ta đã thấy cơ chế ổn áp của nguồn xung (sw :Switching Regulator) cần có xung vuông thoát ra khỏi ic dao động mà ta thường gọi là ic nguồn vd: MAX8734 , MAX1999, TPS51020….51125.
– ic nguồn phải được cấp nguồn DC.
– 1 đường điện ở tần số khác nhau vd như cấp 0v thì ta có dao động 200KHz, 2v: 300KHz , 3,3v:400KHz..
-1 đường mở /tắt ,[/QUOTE][QUOTE]áp quyết định tần số làm việc của khối giao động , tuỳ theo thiết kế của mỗi loại ic mà ta có thể cấp áp vào để có xung vuông dao động là đường nhận lệnh từ nơi khác vd từ ic I/O , hoặc từ chíp nam..sẽ cho phép xung vuông thoát ra khỏi ic cấp vào cực G của cặp FET điều khiển nguồn ra.
– Đường hồi tiếp xung dùng để duy trì tần số dao động luôn đúng theo thiết
– Đường hồi tiếp áp dùng ổn định điện áp luôn đúng trong khoảng 1/300000s.
Một số khối nguồn có thêm khối nhận dạng dòng tải.
kế.