Obwód zasilania – działanie, możliwe usterki i objawy

Płyta główna to jeden z kluczowych elementów komputera – nie ważne, czy jest to komputer stacjonarny, laptop, tablet. Powszechnie znana i powtarzana definicja opisuje ten element jako obwód drukowany umożliwiający komunikację montowanym do niego podzespołom takim jak procesor, pamięć, urządzenia peryferyjne, itd.

Inną funkcją płyty głównej, szczególnie ważną w dobie urządzeń mobilnych i pogoni za ekologią, jest zarządzanie energią.

Jako przykład weźmy płytę główną notebooka. Najczęściej jest to wielowarstwowy obwód drukowany wyposażony w złącza procesora, pamięci RAM, USB, audio, LAN, mini PCIe, złącze matrycy LCD (LVDS lub eDP), konektor klawiatury, touchpada oraz gniazdo zasilania (zwane także DC Jack).

Oprócz gniazd, na płycie znajdują się układy wchodzące w skład chipsetu, kontroler graficzny, układ karty dźwiękowej, kontroler LAN i wiele innych, zależnych od typu i wyposażenia płyty układów scalonych. Większość z nich wymaga kilku napięć zasilania, doliczmy do tego zasilanie dla procesora, układu graficznego, pamięci RAM i portów USB (co jest sporym uproszczeniem) – i mamy całą listę napięć. Skąd się one biorą, skoro laptop jest podłączony jednym przewodem do zasilacza generującego napięcie około 20V?

Odpowiedzią jest wspomniany na początku obwód zasilania. Nie jest to osobny moduł, nie jest to też pojedynczy układ na płycie głównej. Jest to rozmieszczony w wielu miejscach powierzchni płyty zestaw układów scalonych i elementów im towarzyszących, wchodzących w skład przetwornic impulsowych wytwarzających niezbędne napięcia. Dodatkowo, pod kontrolą specjalizowanego układu (EC – Embedded Controller, zwany potocznie KBC – Keyboard Controller, od jego pierwotnej funkcji obsługi klawiatury matrycowej), są one odpowiednio włączane, wyłączane, a napięcia przez nie wytwarzane podawane do obwodów, lub odłączane. Wszystko dzieje się według ściśle ustalonej sekwencji. Ma to na celu takie sterowanie przetwornicami i kluczami (tranzystorami pracującymi jako przełączniki), aby zużycie energii było zminimalizowane, kiedy to możliwe. Jest to proces wielofazowy i skomplikowany, bierze pod uwagę wiele zmiennych, w tym plan zasilania, podłączenie zasilacza, stan baterii, sposób zamknięcia systemu (zamknięcie / uśpienie).

W laptopach bardzo istotną rolą obwodu zasilania jest umożliwienie pracy na baterii. Składa się na to funkcja ładowania baterii oraz przełączania źródła zasilania. Akumulator laptopa jest urządzeniem inteligentnym, posiada wbudowany układ kontroli ładowania ogniw, sprawdzający ich napięcie, temperaturę, ilość cykli ładowania i raportujący swój stan poprzez magistralę zarządzania systemem. Można się o tym przekonać, zaglądając do Menedżera Urządzeń, gdzie pod pozycją „Bateria” znajduje się wspomniane urządzenie. Jeżeli stopień naładowani jest niższy od progu rozpoczęcia ładowania, stan baterii jest dobry, i podłączony zostanie zasilacz, komputer powinien przejść na zasilanie sieciowe i rozpocząć ładowanie akumulatora. Po naładowaniu, komputer nie powinien rozładowywać baterii, a prąd potrzebny do pracy czerpać z zasilacza. Po odłączeniu zasilacza, obwód zasilania powinien przejść na zasilanie bateryjne w sposób nie zakłócający pracy. Odpowiedzialny za to fragment obwodu zasilania wykrywa brak napięcia na gnieździe zasilającym i poprzez odpowiednie wysterowanie kluczy, dołącza baterię do linii zasilania.

Jeżeli laptop pracuje tylko na baterii, nie musi to świadczyć o usterce zasilacza albo gniazda zasilania. Równie dobrze może to być objaw usterki w obwodzie zasilania. Podobnie sprawa ma się z pracą tylko na zasilaczu – nie zawsze problem leży po stronie baterii.

Będąc przy usterkach obwodu zasilania, warto wrócić do wspomnianych wcześniej przetwornic impulsowych generujących poszczególne napięcia zasilania. W przypadku braku dowolnego napięcia, objawem najczęściej jest nie włączanie się komputera.

Jeżeli podczas pracy komputer nagle się wyłącza, może to być także objaw usterki któregoś z elementów obwodu zasilania – usterka ujawnia się często pod wpływem zwiększonego obciążenia, czy wzrostu temperatury. Element nie jest całkowicie uszkodzony, pracuje normalnie tylko w pewnych warunkach.

Większość usterek w obwodzie zasilania dotyczy elementów półprzewodnikowych. Wysoka częstotliwość przełączania i znaczne prądy pracy sprawiają, że tranzystory i scalone układy przetwornic pracują w wyjątkowo ciężkich warunkach. Niekiedy uszkodzenia są ewidentnie widoczne w postaci wypalonej obudowy układu (wtedy pomimo łatwiejszej lokalizacji, problemem jest bardzo często przepalony laminat płyty głównej pod układem). Częściej uszkodzone układy wykazują jedynie nieprawidłowe działanie, bez widocznych oznak usterki.

Być może zainteresuje Cię również wpis pt.:  Naprawa obwodu zasilania laptopa

Powyższy opis jest jedynie zarysem budowy i zasady działania obwodu zasilania na płycie głównej. Jego złożoność i rozproszenie na płycie sprawia, że diagnozowanie usterek jest czaso- i pracochłonne. Nawet dostęp do dokumentacji technicznej płyty głównej nie jest gwarancją sukcesu, jeśli naprawa nie jest poparta wieloletnim doświadczeniem. Bez dogłębnej znajomości architektury komputera, można poczynić nieodwracalne szkody, utrudniające, bądź uniemożliwiające naprawę. Technicy pracujący w serwisie Repaired mają za sobą lata pracy przy usuwaniu tego rodzaju usterek poparte tysiącami naprawionych urządzeń. Zgromadzona wiedza i doświadczenie pozwala nam sprawnie diagnozować i usuwać uszkodzenia obwodu zasilania, eliminując konieczność dużo kosztowniejszej wymiany całej płyty głównej. Jeżeli komputer nie uruchamia się, wyłącza, ekran jest czarny, nie ładuje baterii, lub występują inne problemy z jego działaniem, zapraszamy do naszej siedziby przy ul. Grójeckiej 132/1A na warszawskiej Ochocie, lub do kontaktu pod nr tel. 507 255 608