Khối cung cấp nguồn trên các máy IBM.

1 - Quá trình khởi động của máy IBM - Lenovo

 

2 - Hoạt động mở nguồn và các điện áp trên các máy IBM - LENOVO.

 

3 - Mạch tạo ra điện áp đầu vào VINT16  trên máy IBM T42

Phân tích mạch:
- Khi cấp nguồn DC IN, ban đầu các IC trong máy chưa có nguồn cấp, IC điều khiển chưa có nguồn cấp, lệnh DISCHARGE (Lệnh ngắt xạc) có điện
áp bằng 0V => đèn Q78 tắt  => đèn Q79 dẫn => điện áp chân G đèn Q34 (Mosfet thuận) có mức thấp nên Q34 dẫn => điện áp đi qua các điện
trở R210//R211//R212 để tạo ra sựt áp giúp cho IC đo được dòng tiêu thụ của máy => sau đó điện áp đi qua đi ốt trong đèn Q36 và tạo ra điện
áp VINT16 cấp cho các hệ thống nguồn của máy.
- Khi IC điều khiển nguồn ra lệnh ngắt xạc DISCHAGE => đèn Q78 dẫn => đèn Q79 tắt => đèn Q34 tắt, khi đó điện áp từ rắc cắm DC IN không
đi vào được trong máy, lệnh DISCHAGE thường xuất hiện khi Pin đã xạc đầy.

 

4 - Mạch tạo ra điện áp chờ 3,3V cấp nguồn cho IC điều khiển PMH4.

Sơ đồ trên mô tả đường điện áp từ rắc cắm DC IN và điện áp BATTERY đi đến cấp nguồn cho IC TB62501 để từ đó tạo
ra nguồn VCC3SW (nguồn chờ) cấp cho IC điều khiển PMH4.

Các linh kiện trên vỉ máy để tạo ra điện áp chờ VCC3SW:
- Từ BATTERY đi qua F12 qua F9 qua D19 đi vào đường VREGIN16
- Từ DC IN đi qua F2 qua R453 qua D10 đi vào đường VREGIN16
- Điện áp VREGIN16 đi qua cấp nguồn vào chân 57 của IC TB62501 sau khi đi qua R453

 

- Điện áp VREGIN16 (16V) đi vào chân 57 của TB62501 sau đó đưa ra điện áp VCC3SW (3,3V) ở chân 59 rồi cấp cho IC điều khiển PMH4.
- Hình trên là đường mạch in đưa điện áp VCC3SW từ IC - TB62501 đến cấp nguồn cho IC điều khiển PMH4 (VCC3SW  là nguồn chờ)

 

5 - Nguồn xung tạo ra các điện áp cấp trước 5V và 3,3V  (VCC5M, VCC3M)

- Nguồn cấp trước là các nguồn xung hoạt động trước khi ta bấm công tắc mở nguồn (nếu cắm Adapter qua chân DC In).
- Nguồn cấp trước thông thường có hai điện áp 5V và 3,3V.
- Mục đích hoạt động trước khi bật nguồn của nguồn cấp trước là để cung cấp điện cho mạch điều khiển xạc.

Nhận biết vị trí nguồn xung tạo áp cấp trước trên máy.

Nguyên lý hoạt động của nguồn xung tạo điện áp cấp trước.

 

 Các bước kiểm tra nguồn xung tạo điện áp 5V, 3.3V.

- Khi nguồn cấp trước hoạt động, máy sẽ ăn dòng khoảng 0,02 đến 0,04A, đồng thời chân Data và Clock của Pin có 3V
- Nếu nguồn cấp trước không hoạt động, máy sẽ có dòng tiêu thụ = 0 và chân Data, Clock của Pin không có điện áp.


* Kiểm tra nguồn điện cấp trước 5V và  3.3V bằng cách đo vào chân cuộn dây (như hình trên), nếu mất điện áp thì bạn cần kiểm tra như sau:
- Đo bước 1 (đo chân 22)  mà không có áp 16V thì bạn hãy kiểm tra nguồn đầu vào, kiểm tra các linh kiện đầu vào.
- Đo bước 2 (đo chân 23) mà không có 3V thì bạn kiểm tra IC bảo vệ quá nhiệt đứng ở phía sau CPU.

   
- Đo bước 3 (đo chân 21 -  chân VL) phải có điện áp 5V, nếu chân này mất điện áp là do hỏng  IC- MAX1631.
- Đo bước 4 (đo chân 5 - chân VDD) phải có 5V, nếu chân này không có áp thì có thể mất điện áp từ chân VL.
- Đo bước 5 (đo chân số 7 - lệnh TIME/ON5) phải có 3V và chân 28 (lệnh RUN/ON3) phải có 3V, nếu hai chân
lệnh mà mất điện áp thì bạn cần kiểm tra IC điều khiển nguồn PMH4, kiểm tra nguồn VCC3SW phải có 3,3V cấp cho IC
kiểm tra chân  EXT_PWR phải có áp = 0V (chân báo nguồn bên ngoài được sử dụng)

 

6 - Các nguồn xung tạo điện áp thứ cấp.

 Điện áp thứ cấp là gì?
 - Điện áp thứ cấp là toàn bộ các điện áp cung cấp cho các bộ phận của máy để chuẩn bị đưa máy vào chế độ hoạt động.

Trên máy IBM T42 nguồn thứ cấp gồm các điện áp sau đây:
VCC5B  (5V) - Cấp cho các ổ đĩa, các cổng USB
VCC3B   (3,3V) - Cấp cho các mạch Clock Gen, BIOS, H8, LCD, Chipset nam, Sound, Net, SIO, IC dao động nguồn VCORE.
VCC2R5A (2,5V) - Cấp cho RAM và Chipset bắc.
VCCVIDEOCORE (1,8V) - Cấp cho Chip Video.
VCC1R5B (1,5V) - Cấp cho hai Chipset.
VCC1R25B (1,25V) - Cấp nguồn phụ cho RAM.
VCC1R2B (1,2V) - Cấp nguồn phụ cho hai Chipset.
VCCVIDEOCORE (1,05V) - Cấp nguồn phụ cho CPU.

- Các điện áp 5V và 3,3V thứ cấp được đóng từ đường điện áp 5V và 3,3V cấp trước qua các đèn công tắc.
- Các điện áp khác do các nguồn xung tạo ra.

 

Nguyên lý hoạt động của nguồn xung tạo áp thứ cấp.

Nguyên lý hoạt động:
- Nguồn đầu vào của máy (VINT16) cấp điện cho các nguồn xung trong đó có các nguồn thứ cấp, điện áp này cấp vào chân V+ của IC.
- Khi nguồn cấp trước hoạt động, điện áp 5V cấp trước cấp nuôi các mạch điều khiển xạc đồng thời là nguồn nuôi cho các chân VDD và
 VCC của IC dao động tạo ra các điện áp thứ cấp.
- Khi người sử dụng bấm công tắc Power On => tác động đến IC điều khiển nguồn PMH4, IC điều khiển sẽ đưa ra các lệnh điều khiển
các nguồn thứ cấp hoạt động, khi đó các chân lệnh ON1 và ON2 sẽ có điện áp khoảng 3V cho phép IC hai vế của IC hoạt động.
- IC dao động tạo ra các xung DH1 và DL1 để điều khiển các Mosfet ở vế trái hoạt động, các đèn Mosfet được điều khiển hoạt động
theo nguyên tắc đẩy kéo, khi đèn trên dẫn thì đèn dưới tắt và ngược lại, hình thành nên xung điện ở điểm giữa.
- Các đi ốt D1, D2 sẽ triệt tiêu xung âm (xung âm tạo ra do sự nạp xả của các cuộn dây L1, L2).
- Phần xung dương ở điểm giữa hai đèn sau khi đi qua cuộn dây sẽ đổi thành xung răng cưa, sau đó được các tụ lọc lọc thành điện áp một chiều.
- Một cầu phân áp bằng điện trở sẽ mắc từ điện áp ra đưa về chân FB để lấy hồi tiếp ổn định áp ra, điện áp ra bao nhiêu là phụ thuộc vào
các điện rở trong cầu phân áp đó, khi chân FB được đấu mass thì điện áp ra cao nhất.
- Với IC - MAX1845, khi đấu chân FB1 xuống mass thì vế 1 sẽ cho ra 1,8V, khi đấu chân FB2 xuống mass thì điện áp vế 2 sẽ ra 2,5V
tuỳ vào trị số các điện trở hồi tiếp mà người ta lấy ra các điện áp thấp hơn hai giá trị trên để phù hợp với tải, nên tất cả các nguồn thứ cấp
của máy IBM T42 đều sử dụng IC MAX1845 nhưng vẫn cho ra các giá trị điện áp khác nhau như đề cập ở trên.
- Khi mạch hoạt động tốt có điện áp ra cả hai vế, từ chân P.GOOD của IC sẽ có điện áp khoảng 3V xuất ra, điện áp này sẽ được gửi về
IC điều khiển nguồn PMH4, báo tình trạng nguồn đã tốt.

Chú thích các chân của IC:
- V+ là chân cấp nguồn từ 5V đến 24V
- VDD là chân cấp nguồn 5V
- UVP (Under Voltage Protect) chân bảo vệ dưới ngưỡng điện áp cho phép
- OVP (Over Voltage Protect) chân bảo vệ quá mức điện áp cho phép
- VCC là chân cấp nguồn 5V
- ILIM là chân giới hạn dòng.
- BST là chân tăng điện áp để cấp nguồn cho mạch Op Amply trong IC
- DH1, DH2 (Drive High) chân dao động ra mức cao
- LX1, LX2 chân nối đến điêm giữa hai Mosfet
- DL1, DL2 (Drive Low) chân dao động ra mức thấp
- TON chân lệnh mở nguồn chung cho hai vế
- CS (Curren Sensor) chân cảm biến dòng
- OUT chân nối đến điện áp ra
- REF chân ra điện áp chuẩn
- FB (Feed Back) chân nhận áp hồi tiếp để ổn định áp ra
- P.GOOD chân báo nguồn tốt, chân này có mức cao khi nguồn đã hoạt động tốt.
- ON1, ON2 chân lệnh cho phép vế 1 và vế 2 hoạt động.
 

Điều kiện để mạch hoạt động:
- Có điện áp V+ (11 đến 16V)
- Có điện áp VDD (5V)
- Có điện áp VCC (5V)
- Chân TON có 3V (chân lệnh chung cho hai vế)
- Chân ON1 có 3V (chân lệnh cho phép vế số 1 hoạt động)
- Chân ON2 có 3V (chân lệnh cho phép vế số 2 hoạt động)
- Các đèn Mosfet tốt
- Các phụ tải (các IC tiêu thụ điện) không bị chập
 

7 - Mạch VRM điều khiển nguồn VCORE cho CPU.

Khái niệm về nguồn VCORE:
- VCORE là nguồn chính cấp cho CPU.
- Nguồn VCORE do mạch VRM (Votage Regu Module) tạo ra
- Nguồn VCORE xuất hiện sau cùng bởi mạch VRM chỉ hoạt động được khi các nguồn thứ cấp đã hoạt động.

Sơ đồ nguyên lý của mạch VRM

Nguyên lý hoạt động:
- Khi máy có nguồn đầu vào (VINT16) điện áp này cấp nguồn chung cho toàn hệ thống trong đó có tầng công suất của mạch VRM.
- Khi nguồn thứ cấp hoạt động, IC dao động của mạch VRM được cấp 3,3V thứ cấp và các IC đảo pha được cấp điện áp 5V thứ cấp.
- Lệnh điều khiển VCORE_ON cho phép mạch hoạt động được tạo ra từ IC điều khiển nguồn PMH4, lệnh này chỉ xuất hiện sau khi các
nguồn thứ cấp chạy ổn định và có tín hiệu P.GOOD báo về.
- Khi có nguồn cấp 3,3V và có lệnh VCORE_ON, IC  dao động hoạt động và cho dao động ra ở các chân DRV1 và DRV2, các dao động
này được các IC đảo pha tách ra thành hai dao động DH và DL có pha ngược nhau để đưa đến điều khiển hai đèn Mosfet mắc nối tiếp.
- Có hai IC đả pha và hai cặp đèn Mosfet, mỗi cặp công suất như trên cho dòng đáp ứng khoảng 5A, tổng cộng hai cặp cho dòng điện
khoảng 10A cấp cho CPU.
- Điện áp VCORE tạo ra có điện áp khoảng 0,9 đến 1,3V và là nguồn chính cấp cho CPU.
- Các đường VID1, VID2, VID3 từ CPU báo ngược về IC dao động sẽ cho biết điện áp sử dụng của CPU, đây là các điện áp logic
có mức 0 và 1, CPU sử dụng điện áp bao nhiêu thì các đường này sẽ có các giá trị logic nhất định, căn cứ vào các giá trị đó mà mạch
VRM sẽ cho ra điện áp chuẩn cấp cho CPU, trong trường hợp không gắn CPU thì các đường VID có giá trị logic 1, khi đó mạch VRM
sẽ cho ra điện áp bằng 0.
- Khi mạch hoạt động tốt và có điện áp VCORE ra đủ, từ IC dao động sẽ có tín hiệu VRM_GD báo nguồn tốt về IC điều khiển và
có tín hiệu CLK_EN báo về mạch Clock Gen để cho phép mạch này hoạt động.

Điều kiện để mạch VRM hoạt động và có điện áp VCORE cấp cho CPU.
- Có điện áp 3,3V cấp cho IC dao động.
- Có điện áp 5V cấp cho IC đảo pha
- Có lệnh VCORE_ON khoảng 3V
- Có CPU gắn trên máy và CPU không bị chập.
+ Các đèn Mosfet không bị chập
+ IC dao động và IC đảo pha tốt

Vị trí mạch VRM trên vỉ máy.

Kiểm tra điện áp VCORE
- Kiểm tra điện áp VCORE bằng cách đo vào chân cuộn dây Lout, nếu có điện áp ra khoảng 1,1V là mạch đã hoạt động
* Nếu điện áp VCORE ra bằng 0 bạn cần kiểm tra:
- Kiểm tra điện áp 3,3 cấp cho IC dao động
- Kiểm tra  lệnh VCORE_ON phải có 3V, nếu mất lệnh này là do IC điều khiển PMH4
- Kiểm tra điện áp 5V cấp cho IC đảo pha
* Nếu có đầy đủ các yết tố trên nhưng không có điện áp ra thì bạn cần thay thử IC dao động.