Mạch nguồn IBMT40,41,42

Laptop: Mạch nguồn trên các máy IBM T40-41-42

Mạch điều khiển nguồn trên các máy Laptop IBM T40-41-42

Sơ đồ tổng quát của khối nguồn các máy IBM

Hình 1 – Sơ đồ khối tổng quát của khối nguồn Laptop IBM

1 – Phân tích sơ đồ khối cấp nguồn trên các máy Laptop IBM

Các máy Laptop nó chung và dòng máy Laptop IBM nói riêng chúng thường được chia thành nhiều loại điện áp nhằm mục đích:

- Dễ dàng điều khiển ngắt mở khi cần thiết nhằm tiết kiệm năng lượng.

- Dễ dàng kiểm soát và bảo vệ trong trường hợp một linh kiện nào đó có sự cố.

- Giảm sự tiêu hao năng lượng khi máy ở các chế độ chờ.

Các loại điện áp trên lại được chia thành ba loại chính và chúng có thời gian xuất hiện khác nhau, đó là:

- Các nguồn điện áp cấp trước (nguồn Stanby)
=> Là các nguồn điện mà khi chúng ta gắn PIN vào máy hoặc gắn Adapter vào máy là xuất hiện ngay các điện áp này, các điện áp này tồn tại cả khi ta không bật máy tính, chúng còn gọi là điện áp chờ.

- Các nguồn điện áp chính (Main Power)
=> Là các nguồn điện áp quan trong của máy, IBM thường ký hiệu các điện áp này có chữ ‘M’ ở phần đuôi như các điện áp: VCC5M, VCC3M, VCC1R8M, VCC1R2M.
=> Các điện áp chính xuất hiện khi bạn bật nguồn máy tính và xuất hiện cả trong các trường hợp bạn không bật nguồn nhưng có gắn Adapter vào máy, mục đích để chúng điều khiển quá trình xạc PIN.

- Các nguồn điện áp thứ cấp.
=> Là các nguồn điện sẽ bổ xung đầy đủ cho các bộ phận của máy để đảm bảo cho máy đi vào chế độ vận hành đầy đủ các chức năng, IBM thường ký hiệu các nguồn này có phần đuôi là ‘A’, ‘B’ và ‘P’ như các điện áp: VCC5B, VCC3A, VCC3B, VCC3P, VCC1R8A, VCC1R8B. Ngoài ra chúng còn bao gồm các điện áp cấp cho RAM, Chip Video, CPU như các điện áp VCC2R5A, VCCVIDEOCORE, VCORE, VCCCPU IO.
=> Các điện áp thứ cấp chỉ xuất hiện khi ta bấm công tắc mở nguồn và với điều kiện là các nguồn điện áp chính đã có đủ, máy không có sự cố.

- Nguồn VCORE cấp cho CPU=> Là nguồn điện chính cấp cho CPU, nguồn điện này chỉ xuất hiện khi máy có nguồn thứ cấp.

Quá trình cấp nguồn trên các máy IBM

- Khi ta gắn nguồn DC từ Adapter hoặc gắn PIN, mạch quản lý nguồn đầu vào sẽ điều khiển để tạo ra các điện áp VCC3SW  và điện áp VINT16 đây là hai điện áp cấp trước, hai điện áp này là khởi đầu cho sự hoạt động của các mạch nguồn kế tiếp.

- Khi ta gắn Adapter hoặc khi bấm công tắc mở nguồn, các IC điều khiển nguồn sẽ điều khiển để tạo ra các mức nguồn chính VCC5M, VCC3M, VCC1R8M và VCC1R2M, các mức nguồn này sẽ điều khiển mạch xạc trong chế độ không mở máy, đồng thời cung cấp cho các mạch công tắc để mở ra các điện áp thứ cấp ở chế độ máy hoạt động.

- Khi bấm công tắc, trước hết các mức nguồn chính sẽ được tạo ra, mạch bảo vệ sẽ kiểm tra nếu các nguồn chính đã hoạt động tốt sẽ cho lệnh mở ra các điện áp thứ cấp, các điện áp thứ cấp bao gồm: VCC5B, VCC3A, VCC3B, VCCVIDEOCORE, VCCCPUIO, VCC2R5A, VCC1R25B.

- Nguồn VCCCPUCORE cấp cho CPU sẽ được tạo ra sau cùng sau khi máy đã có nguồn thứ cấp.

- Sơ đồ cấp nguồn của máy Laptop IBM được thể hiện như sau:

Hình 2 – Lược đồ cấp nguồn tổng quát trên máy Laptop IBM

Giải thích lược đồ trên:

- Khi ta cắm điện DC từ nguồn Adapter hoặc khi gắn PIN vào máy, điện áp đầu tiên xuất hiện là nguồn VREGIN16, điện áp này sẽ cấp nguồn cho IC khởi động nguồn (TB62501)

- Khi IC khởi động TB62501 được cấp nguồn VREGIN16, nó sẽ tạo ra điện áp VCC3SW, điện áp này sẽ  cung cấp cho IC điều khiển nguồn PMH4, đồng thời IC khởi động cũng điều khiển cho các đèn Mosfet ở đầu vào nguồn PIN và nguồn Adapter mở ra điện áp VINT16 cấp cho các mạch nguồn xung của máy.

- Như vậy: các điện áp VREGIN16, VCC3SW và VINT16 sẽ xuất hiện ngay sau khi ta cắm nguồn DC từ Adapter hoặc khi ta gắn PIN vào máy các điện áp này gòi là điện áp chờ (STANBY)

- Sau khi máy có đủ ba điện áp Stanby ở trên, nếu chúng ta bấm công tắc mở nguồn hoặc cắm Adapter vào máy thì máy sẽ xuất hiện các điện áp chính là VCC5M, VCC3M, VCC1R8M và VCC1R2M đây là những điện áp do các mạch nguồn xung tạo ra và được điều khiển bởi IC – PMH4

- Sau khi máy xuất hiện các điện áp chính, nguồn điện VCC3M sẽ báo về IC điều khiển PMH4 một tín hiệu MPWRGD có mức cao, tín hiệu này báo cho IC biết các mức nguồn chính đã hoạt động tốt và khi đó PMH4 sẽ tiếp tục đưa ra lệnh điều khiển để mở ra các điện áp thứ cấp.

- Một điện áp thứ cấp (VCC3B) sẽ đi cấp nguồn cho mạch ổn áp VRM  để tạo ra điện áp VCCCPUCORE cấp cho CPU, đồng thời nó cũng báo về Chipset Nam để Chipset sẵn sàng tạo ra tín hiệu Reset hệ thống khởi động máy.

Hình 3 – Sơ đồ mạch cấp nguồn VREGIN16 cho IC khởi động nguồn TB62501
và điện áp VCC3SW cấp cho IC điều khiển nguồn PMH4 trên máy IBM T40-T41-T42

§ Nguồn VBAT (Nguồn PIN) đi qua cầu chì F12 đi tiếp qua cầu chì F9 đi qua đi ốt D19 để tạo ra điện áp VREGIN16.

§ Nguồn DC-IN từ Adapter đi vào máy qua rắc cắm DC-IN đi qua cầu chì F2 qua điện trở R453 đi tiếp qua đi ốt D10 và hoà nhập vào điện áp VREGIN16.

§ Từ điện áp VREGIN16 điện áp đi qua R413 rồi cấp nguồn vào cho IC khởi động TB62501 qua chân 57

§ Một mạch ổn áp trong TB62501 sẽ giảm áp từ nguồn VREGIN16 xuống điện áp khoảng 3V xuất ra chân 59, đây chính là điện áp VCC3SW cung cấp cho IC điều khiển nguồn PMH4

Hình 4 – Tóm tắt đường điện áp VREGIN16 cấp cho IC khởi động nguồn

TB62501 trên máy IBM T40-T41-T42

2 – Phân tích hoạt động mở nguồn trên các máy Laptop IBM T40-T41-T42

Hoạt động mở nguồn trên các máy Laptop IBM được trải qua ba giai đoạn

§ Giai đoạn chuẩn bị.

§ Giai đoạn triển khai.

§ Giai đoạn hoàn thiện.

Giai đoạn chuẩn bị:

Là giai đoạn đầu tiên khi máy chưa hoạt động, lúc này máy cần có một số điện áp gọi là điện áp chờ – Stanby.

Giai đoạn chuẩn bị máy cần phải có các điện áp chờ sau đây :

- VREGIN16

- VINT16

- VCC3SW

Giai đoạn triển khai :

Là giai đoạn các mạch nguồn chính bắt đầu hoạt động để cho ra các nguồn điện áp chính, giai đoạn này xuất hiện khi ta mới bật công tắc, các điện áp xuất hiện ở giai đoạn này là các điện áp :

- VCC5M

- VCC3M

- VCC1R8M

- VCC1R2M

Giai đoạn hoàn thiện :

Là giai đoạn cuối của quá trình mở nguồn, giai đoạn này chỉ được thực hiện khi các giai đoạn trên đã được thực hiện mà không có bất kỳ sự cố nào, ở giai đoạn này máy sẽ cho ra các nguồn điện áp thứ cấp như sau :

- VCC5B

- VCC3A

- VCC3B

- VCC3P

- VCC1R8A

- VCC1R8B

- VCC1R2A

- VCC1R2B

- VCC2R5A

- VCCVIDEOCORE

- VCCCPUIO

- VCCCPUCORE

3 – Quá trình tạo ra các điện áp chờ – Stanby ở giai đoạn chuẩn bị.

Ở giai đoạn chuẩn bị khi máy chưa bật nguồn, máy cần tạo ra các điện áp chờ bao gồm :

- VREGIN16 – Đây là điện áp cấp cho IC khởi động nguồn, điện áp này xuất hiện khi ta gắn PIN hoặc gắn Adapter vào máy, điện áp này là điện áp đầu tiên cần có trong quá trình mở nguồn của máy.

- VINT16 – Đây là điện áp chính của máy cung cấp trực tiếp cho các mạch nguồn xung, điện áp này được hình thành từ hai nguồn điện áp DC-IN của Adapter và BATERY của PIN sau khi đã đi qua các chuyển mạch điện tử ở đầu vào.

- VCC3SW – Đây là điện áp 3V cấp cho IC điều khiển nguồn, điện áp này được tạo ra từ  điện áp VREGIN16 sau khi đa được giảm áp bởi mạch ổn áp tuyến tính trong IC khởi động.

3.1 – Mạch tạo ra điện áp VRGIN16 trên máy Laptop IBM T40-T41-T42

Hình 5 – Sơ đồ mạch cấp nguồn điện VREGIN16 cho IC khởi động nguồn TB62501

Câu hỏi & giải đáp :

1) Điện áp VREGIN16 là gì ?

Là điện áp chờ (Stanby) đầu tiên cung cấp cho IC khởi động TB62501, đây là điện áp khởi đầu cho nên nếu mất điện áp này thì các nguồn điện áp khác sẽ không có, điện áp này được cung cấp từ hai nguồn điện là nguồn PIN và nguồn DC từ Adapter sau khi đi qua một số linh kiện.
- Nếu ta cắm Adapter thì điện áp 16V sẽ đi qua cầu chì F2 đi tiếp qua R453 đi tiếp qua đi ốt D10 để tạo ra điện áp VREGIN16
- Nếu ta gắn PIN vào máy thi nguồn VBAT sẽ đi từ cực dương Pin đi qua cầu chì F12 và F9 đi qua đi ốt D19  để nhập vào điện áp VREGIN16

2) Cho biết vị trí các linh kiện dẫn điện áp từ nguồn VBAT (PIN) vào đến điện áp VREGIN16  ?

- Bạn hãy quan sát các linh kiện ở phía sau Mainboard ngay sau rắc cắm PIN như hình 6 dưới đây :

Hình 6 – Các linh kiện dẫn điện áp VBAT vào điện áp VREGIN16

3) Cho biết vị trí các linh kiện trên máy dẫn điện áp DC từ rắc cắm Adapter vào đến điện áp VREGIN16 ?

Hình 7 – Các linh kiện dẫn điện áp DC-IN từ Adapter vào đến điện áp VREGIN16 đi qua các linh kiện F2 qua R453 qua D10
4) Ta có thể đo kiểm tra điện áp VREGIN16 ở đâu ?
- Điện áp VREGIN16 sẽ đi qua điện trở R413 vào cấp nguồn cho IC khởi động TB62501 qua chân 57, vì vậy bạn có thể đo vào đầu R413 hoặc đo trực tiếp vào chân IC- TB62501

Hình 8 – Điện trở R413 cấp nguồn VREGIN16 vào cho IC khởi động
nguồn TB62501, điện trở này ở mặt sau Mainboard ngay sau IC- TB62501

5) Cho biết vị trí và chức năng của các IC điều khiển nguồn ?

Hình 9 – Chú thích vị trí các IC trên vỉ máy Laptop IBM T40–T41–T42

Có hai IC điều khiển nguồn chính cho các máy IBM đó là :

- IC – TB 62501 (Power Start) đây là IC khởi động, IC này sẽ hoạt động đầu tiên trong suốt quá trình máy được cấp nguồn và là khởi đầu của mọi hoạt động, nếu IC này hỏng thì máy sẽ không bật được nguồn và thậm chí các điện áp chờ khác như VINT16 cũng không có.

- IC – PMH4 (Power Control) Đây là IC điều khiển nguồn chính, IC này  sẽ đưa ra các lệnh điều khiển các mạch nguồn Switching hoạt động để tạo ra các nguồn điện áp chính và các nguồn điện áp thứ cấp, nếu hỏng IC này thì máy cũng không bật được nguồn, tuy nhiên máy vẫn có các điện áp chờ.

- H8 (Keyboard Control) là IC điều khiển bàn phím, chuột Tourch Pad và các phím điều khiển của máy, đồng thời IC này còn giám sát dung lượng và nhiệt độ của Pin rồi báo cho mạch xạc biết để ngắt xạc khi cần thiết.

3.2 – Mạch tạo ra điện áp VINT16

Nguồn VINT16 là nguồn điện áp cấp trước, điện áp này xuất hiện ngay từ khi ta gắn PIN hoặc gắn Adapter vào máy, tuy nhiên điện áp này được điều khiển bởi các mạch đầu vào

Hình 10 – Sơ đồ mạch cấp nguồn VINT16 cho máy

Phân tích sơ đồ (Hình 10)

*  Khi gắn Adapter :

- Nếu máy chỉ có điện áp DC từ nguồn Adapter đi vào, điện áp này sẽ đi từ rắc DC-IN đi qua cầu chì F2 để tạo ra điểm điện áp DOCK-PWR16_F

- Điện áp DOCK-DWR16_F chia làm hai nhánh, một nhánh đi qua R453 đi tiếp qua D10 để tạo ra điện áp VREGIN16 sau đó điện áp này đi qua R413 vào cấp nguồn cho IC khởi động TB62501.

- Một nhánh điện áp đi qua đi ốt (mắc trong đèn Q34) rồi đi qua đèn Q36, lúc này đèn Q36 được IC TB62501 điều khiển cho dẫn thông qua lệnh DCIN_DRV để tạo ra điện áp VINT16 (lúc này điện áp VINT16 có 16V)

* Khi chỉ có PIN (Nguồn BATERY)

- Khi gắn PIN, nguồn điện VBAT đi qua cầu chì F12 vào tạo ra điện áp
M-BAT-PWR, điện áp này chia làm hai nhánh, một nhánh đi qua cầu chì F9 qua tiếp đi ốt D19 và tạo ra điện áp VREGIN16 sau đó điện áp này đi qua R413 để cấp nguồn cho IC khởi động TB62501

- Một nhánh đi qua đi ốt (trong đèn Q8) đi tiếp qua đèn Q10, lúc này đèn Q10 được IC – TB62501 điều khiển dẫn thông qua lệnh M2_DRV sau đó điện áp đi tiếp qua đi ốt (trong đèn Q13) rồi đưa ra điện áp VINT16 (lúc này điện áp VINT16 có khoảng 11V)

* Khi có cả PIN và có gắn điện áp DC từ Adapter

- Khi gắn nguồn DC từ Adapter, điện áp VINT16 sẽ có điện áp 16V và điện áp này lớn hơn điện áp từ nguồn VBAT vì vậy các đi ốt trong các đèn Q13 và Q8 sẽ phân cực ngược, mạch điều khiển xạc Pin sẽ điều khiển các đèn này để đưa điện áp đi ngược vào PIN để xạc điện.

Câu hỏi và giải đáp:

1) Điện áp VINT16 là gì,  có bao nhiêu vol, xuất hiện khi nào và cấp cho những bộ phận gì trong máy ?
Trả lời:
- Điện áp VINT16 là điện áp chờ xuất hiện thứ 2 về mặt thời gian trong các đường nguồn của máy, từ chân DC-IN của nguồn Adapter và chân VBAT của Pin để vào đến được điện áp VINT16 chúng phải đi qua mạch điều khiển đầu vào, mạch điều khiển đầu vào do IC khởi động TB62501 kết hợp với một số đèn Mosfet điều khiển.
- Điện áp VINT16 có 11V trong trường hợp máy chỉ chạy PIN và có khoảng 16V khi máy gắn Adapter vào chân DC-IN
- Điện áp VTIN16 xuất hiện thứ hai sau khi máy có nguồn VREGIN16, nếu máy không có điện áp này thì sẽ không có các điện áp khác như các nguồn điện áp chính và các nguồn thứ cấp.
- Điện áp VINT16 cấp cho toàn bộ các mạch nguồn xung của máy như các mạch nguồn xung để tạo ra các điện áp chính và các điện áp thứ cấp.

Hình 11 – Điện áp VINT16 cung cấp cho toàn bộ các mạch ổn áp xung (REGU) để tạo ra các điện áp chính và điện áp thứ cấp, cấp cho các thành phần của máy.

2) Cho biết vị trí các linh kiện đưa điện áp DC-IN từ Adapter vào đến điện áp VINT16. ?

Hình 12 – Các linh kiện dẫn điện áp DC-IN từ rắc cắm Adapter vào đến điện áp VINT16, vị trí nằm ngay cạnh chân cắm rắc DC IN (nhìn từ trên xuống)

3) Cho biết vị trí các linh kiện đưa điện áp VBAT từ PIN vào đến điện áp VINT16 ?

Hình 13 – Các linh kiện dẫn điện áp VBAT của nguồn PIN vào điện áp VINT16
(Nhìn từ mặt sau của Main khu vực chân PIN)

4) Những nguyên nhân nào dẫn đến mất điện áp VINT16 ?
- Điện áp VINT16 được điều khiển bởi IC khởi động TB62501 và các đèn Q36 (khi dùng Adapter) hoặc Q10 (khi máy chỉ dùng Pin), vì vậy nguyên nhân dẫn đến mất điện áp VINT16 là:
- Mất điện áp VREGIN16 cấp cho IC khởi động TB62501
- Hỏng IC – TB62501
- Hỏng đèn Q34, Q36 (nếu dùng Adapter mất điện VINT16)
- Hỏng đèn Q8, Q10 hoặc Q13 (nếu dùng Pin mà không có áp VINT16)
- Chập đường VINT16 (thường do chập các mạch nguồn Switching)

5) Phương pháp kiểm tra khi máy mất nguồn VINT16 ?
- Khi máy mất nguồn VINT16 là do những nguyên nhân ở câu hỏi 4, vì vậy bạn cần kiểm tra như sau:
* Kiểm tra trở kháng đường VINT16 xem có bị chập không?, bằng cách đo trở kháng từ VINT16 với Mass, nếu trở khàng này bình thường chúng phải có vài KΩ, nếu trở kháng này chập thì chúng có  0Ω , trường hợp đường VINT16 bị chập thì phần lớn là do chập các linh kiện của nguồn Switching tạo ra các điện áp VCC5M, VCC3M, VCC1R8M , VCC1R2M mà chúng ta sẽ tìm hiểu ở phần sau.
* Kiểm tra các đèn Q34, Q36 trong trường hợp gắn Adapter không và điện
* Kiểm tra các đèn Q8, Q10 và Q13 trong trường hợp nguồn PIN không vào điện
* Kiểm tra điện áp VREGIN16 cấp cho IC-TB62501 qua chân 57
* Nếu các bộ phận trên đa OK thì thay thử IC-TB62501

6) Cho biết các vị trí trên Main Laptop IBM T40-T41-T42 mà có nguồn điện áp VINT16 đi qua ?

Hình 14 – Các vị trí có điện áp VINT16 đi qua (nhìn từ mặt trên của Main)

Hình 15 – Các linh kiện có điện áp VINT16 đi qua (nhìn từ mặt sau Main)

3.3 – Mạch tạo ra điện áp chờ VCC3SW cấp cho IC điều khiển nguồn PMH4

• Điện áp VCC3SW là gì ?- Điện áp VCC3SW là điện áp chờ do IC khởi động nguồn TB62501 tạo ra để cung cấp cho IC điều khiển nguồn PMH4, điện áp này xuất hiện cùng thời điểm với điện áp VINT16.

Hình 16 – Sơ đồ mạch cấp nguồn VCC3SW cho IC điều khiển nguồn PMH4

 

Hình 17 – Chân điện áp VCC3SW đi ra từ chân 59 của IC –TB62501

 

Hình 18 – Điện áp VCC3SW đi vào các chân 7, 31, 59, 80, 98 của PMH4

 

Câu hỏi & giải đáp

1) Điện áp VCC3SW là gì ?
- Điện áp VCC3SW là điện áp chờ do IC khởi động nguồn TB62501 tạo ra để cung cấp cho IC điều khiển nguồn PMH4 hoạt động.
- Điện áp VCC3SW có điện áp khoảng 3V và được tạo ra từ điện áp VREGIN16 sau khi đi qua IC khởi động TB62501.
- Để có điện áp VCC3SW thì cần các điều kiện:
- Có điện áp VREGIN16 đi vào chân 57 của IC-TB62501 và IC-TB62501 tốt,
IC – PMH4 tốt không bị chập.

2) Điện áp VCC3SW xuất hiện khi nào ?
- Điện áp VCC3SW là điện áp chờ xuất hiện ngay khi ta cấp nguồn DC-IN hoặc khi gắn PIN vào máy, điện áp này do IC-TB62501 tạo ra để cung cấp cho IC-PMH4, nếu mất điện áp này thì IC-PMH4 sẽ không hoạt động và sẽ không có các lệnh điều khiển các mạch nguồn xung và máy sẽ không có các điện áp chính và áp thứ cấp, không có đèn báo, không lên nguồn.

3) Khi nào ta phải kiểm tra điện áp VCC3SW ?
- Khi bấm nút mở nguồn không có tác dụng thì bạn phải kiểm tra các điện áp chờ, các điện áp này chúng xuất hiện trước khi ta bấm công tắc, nếu thiếu các điện áp này thì ta sẽ không mở được nguồn, bạn nên kiểm tra theo thứ tự sau:
- Kiểm tra nguồn VINT16 trước
- Sau đó kiểm tra điện áp VREGIN16 ở từng chế độ ‘Chỉ có PIN’ và chỉ có
‘Adapter’
- Sau cùng bạn cần kiểm tra điện áp VCC3SW cấp cho IC điều khiển nguồn
PMH4

4) Nếu kiểm tra thấy mất điện áp VCC3SW thì nguyên nhân do đâu ?
- Nếu như bạn kiểm tra thấy mất điện áp VCC3SW thì bạn cần kiểm tra xem có điện áp VRGIN16 cấp vào chân 57 của IC- TB62501 chưa ?, nếu đã có điện áp này vào chân 57 mà không có điện áp VCC3SW ra ở chân 59 thì 90% là do chết IC-TB62501,  chỉ có khoảng 10% là do chập IC-PMH