1. електроніка
2. прошивка
3. Несумісність батарей і блоків живлення
4. Діагностика ланцюга заряду на материнській платі

Типові симптоми несправних банок:

• акумулятор не тримає заряд;
• моментальне вимикання ноутбука після відключення блоку живлення;
• ноутбук розпізнає батарею, але рівень заряду при цьому не змінюється;
• наявність візуальних дефектів, таких як здуття потекшіе електроліт, прогар корпусу або сильне нагрівання при підключенні до мережі.

електроніка

У схему заряду акумулятора ноутбука також входить контролер - це мікросхема, що забезпечує рівномірний розподіл заряду, а також захист від перезарядження, перегріву та інших порушень роботи. Літій-іонні акумулятори вважаються досить примхливими: будь-яке відхилення в процесі зарядки може призвести до займання та вибуху. Контролер також зберігає інформацію про кількість циклів зарядки і розрядки.

Контролер відключає акумулятор від зовнішнього світу (розмикає ланцюг) після того, як досягнуто напруга 4,7 вольта при заряді. Також відключення проводиться при зниженні напруги до 2,5 вольта при розряді. Такий пристрій дозволяє запобігти незворотні зміни в акумуляторі.

Пристрій батареї передбачає захисне відключення при досягненні температури 80─90 градусів завдяки вбудованому термостату і термодатчику. В літій-іонних батареях більше, ніж в інших типах АКБ, всіляких запобіжників. Це необхідно, оскільки літій є дуже активний метал. Контролер стежить за ступенем зарядженості акумулятора в цілому і всіх елементів окремо.

Також в Li-Ion акумулятори є багато різних датчиків і захистів для її забезпечення. Ось деякі:

• Загальний запобіжник по току (відновлюється);
• Запобіжник на кожному акумуляторному елементі, що спрацьовує при температурі 80-90 градусів С;
• Захист від перевищення тиску в акумуляторному елементі. Критичне значення 10 кгс / см2. Захист не відновлюється;
• Схема контролю зарядки і загального стану акумулятора.

Спрацювання будь-якого датчика або відключає окрему банку, або ж припиняє заряд всій АКБ повністю.

Взаємодія контролера АКБ з материнською платою відбувається через шину SMBus. Для підключення акумулятора до плати використовується роз'єм з як мінімум 5 контактами. З них два відповідають за подачу харчування, ще два забезпечують обмін даними про стан акумулятора та ступеня зарядки, відпрацьованих циклах заряд-розряд, інформації про виробника і т. П. Деякі параметри наводяться нижче:

• поточний стан;
• тип акумуляторних елементів;
• ідентифікатор;
• серійний номер;
• дати виробництва і першого використання;
• виробник
• число зроблених циклів заряд-розряд.

Більшість ноутбуків, пропонованих на ринку, мають батареї з роз'ємами 6, 7, 9 контактами. Распіновку для конкретного ноутбука доводиться шукати на сайтах виробників або мануалах. Терморегулятори найбільш поширеного семи контактного роз'єму акумулятора ноутбука виглядає наступним чином:

1. ID;
2. NC (No Contact);
3. SCL / SDA (застосовується для зв'язку мікросхем);
4. BATT_IN (сигнал про підключення);
5. SMB (шина для передачі даних про стан батареї);
6. DATA- (нуль);
7. DATA + (основна напруга).

В акумуляторної батареї окрема електрична лінія відводиться під передачу ідентифікатора (ID), який являє собою послідовність кодів. Терморегулятори таких батарей включає в себе наступні контакти:

• (+);
• ID;
• термістор;
• загальний висновок.

Висновок ідентифікації в акумуляторі забезпечує тактовий генератор. Цей елемент виробляє сигнал у вигляді електричних імпульсів. Щоб інтерфейс міг функціонувати, потрібна наявність двох ліній. З їх допомогою передається інформація між батареєю і материнською платою.

Як ви розумієте, в разі несправності генератора або термістора батарея не визначатиметься ноутбуком.

Типові симптоми несправності контролера, генератора або схеми обв'язки:

• Ноутбук не бачить батарею. Незважаючи на те, що батарея ціла і підключена до ноутбука, він її не розпізнає і повідомить, що батарея відсутня;
• Ноутбук визначає батарею, але заряд не починається;
• Якщо підключено батареї, ноутбук не запускається, а після її вилучення і підключення на пряму від електромережі включається відразу. Такий симптом буде говорити про те, що всередині батареї відбувається коротке замикання.

прошивка

Акумуляторна батарея обмінюється з електронікою ноутбука не тільки ідентифікаційної інформацією. Вона зберігає багато іншої інформації про себе та поточний стан. Щоб зберігати всі ці дані в батареї передбачена енергонезалежна програмована EEPROM-пам'ять у вигляді мікросхеми з послідовним інтерфейсом. Вона містить заводську інформацію про повну ємності, серійний номер, виробника і т.п. Її вміст можна перепрошити при необхідності.

Найчастіше перепрошивку виконують через програму Battery EEPROM Works. Перепрошивку необхідно виконувати, коли ви встановили нові банки, щоб скинути лічильник циклів заряду і повний обсяг нових елементів (Full Charge Capacity):

Прошивка EEPROM АКБ

Несумісність батарей і блоків живлення

Основна причина збоїв контролерів акумуляторів полягає в тому, що замість оригінальної батареї для ноутбука використовують китайські аналоги, куплені в інтернет-магазинах типу Aliexpress і Ebay. У цьому випадку проблема може проявити себе моментально, після підключення пристрою до мережі живлення, або після декількох циклів підзарядки. Основна причина несумісності - материнської плати не вдається розпізнати контролер батареї.

Для того, щоб перевірити блок живлення сумнівної якості, необхідно підключити до ноутбука завідомо справний акумулятор. Якщо з ним ноут буде працювати стабільно і батарея заряджається, значить проблема в новокупленном блоці живлення.

Деякі виробники ноутбуків використовують спеціальну систему розпізнавання оригінального блоку живлення. Таку функцію мають ноутбуки Sony, HP, Dell (деякі моделі), Lenovо. Наприклад, якщо до одного з цих ноутбуків підключити чужий або не оригінальні блок живлення, то батарея в цьому випадку може не заряджатися. Так, ноутбук включиться і буде працювати, але тільки від мережі.

Діагностика ланцюга заряду на материнській платі

Як спочатку було сказано, акумулятор може не заряджатися і не зі своєї вини, а саме з вини схеми заряду на материнській платі.

Процес заряду батареї управляється з плати мікросхемою ШІМ-контролера - чарджер (charger). Комутація ланцюгів харчування від джерела живлення (АКБ або БП) на плату ноутбука шляхом подачі керуючих сигналів на транзисторні ключі (MOSFET) - це і є основне завдання чарджера. Також чарджер відповідає за повідомлення про підключення джерела живлення іншим системним контролерам і формування напруг і струмів для зарядки акумулятора.

Існує величезна кількість різних модифікацій ШІМ-контролерів заряду, використовуваних в ноутбуках. Пов'язано це з тим, що потужності споживання і напруги в різних платформах різні. Найбільш популярними є мікросхеми фірм RT (RICHTEK), MAX (Maxim Integrated), ISL (Renesas, Intersil), SEMTECH (SX), Texas Instruments (TPS, BQ).

Розглянемо схему чарджера на прикладі застосування BQ24707.

Спрощена схема підключення BQ24707

При приєднанні до ноутбука блоку живлення, включеного в електромережу (зазвичай 15-19 V), на одному з контактів чарджера з'являється напруга (в прикладі вище воно передається по лінії Adapter Detection, обведеної червоним) - так відбувається розпізнавання підключення БП. Дізнавшись, що адаптер приєднаний, чарджер інформує про це одну з головних керуючих мікросхем - EC / KBC controller (він же мультіконтроллером) або південний міст, які позначені на малюнку прямокутником «Host». У деяких реалізаціях інформацію отримують обидві мікросхеми.

Якщо рівень вхідної напруги з блоку живлення відповідає необхідному (для більшості ноутбуків це 19 V), EC / KBC контролер закриває ключ (BATFET, обведений синім), який пропускає на плату харчування з АКБ. Одночасно з цим відкриваються ключі Q1 і Q2, що працюють в протифазі з BATFET. Q1 пропускає харчування з лінії 19 V до самого чарджер, а через Q2 напруга з БП надходить іншим споживачам системи. Також воно йде на зарядку акумулятора.

Ось типова схема підключення:

Типова схема включення BQ24707

За окремим каналу чарджер відстежує рівень напруги АКБ. При досягненні максимуму зарядка припиняється.

• ACDET - вхід визначення наявності адаптера
• SCL - тактирование шини SMBus
• SDA - дані шини SMBus
• SRN і SRP - негативні і позитивні входи датчиків струму. SRN також використовується для визначення напруги батареї.
• PHASE і LODRV - верхні і нижні плечі MOSFET виходу харчування.
• ACN і ACP - входи тестування наявності струму

Якщо ви звернете увагу на лінії, які йдуть до чарджер і від нього, ви помітите, що вони усипані дрібними деталями, які називаються елементами обв'язки. Кожен з цих елементів в будь-який момент може вийти з ладу. Саме це і послужить причиною для відсутності зарядки і ряду інших проблем з батареєю.
Некоректна робота системи заряду супроводжується наступними симптомами:

• Ноутбук не бачить робочу батарею
• Ноутбук бачить нову батарею, але не заряджає її.
• При підключенні комп'ютера до електромережі індикатор заряду батареї активний, але насправді не заряджається.
• Батарея має повний заряд, але на ноутбук харчування не надходить. Якщо відключити його від електромережі, відбувається моментальне вимикання комп'ютера.

Вирішивши проблеми з контролером заряду, ви одночасно вирішите і проблеми зі включенням ноутбука.

Багато контролери схожі один на одного і взаємозамінні. Ви можете вивчити цю статтю , Присвячену даному питанню.