Detekcja zasilacza LA-K701P Rev: 1D

Witam.
Potrzebuję pomocy przy analizie detekcji zasilacza w płycie LA-K701P Rev: 1D.
Jeśli dobrze analizuję schemat to charger PU1802 powinien dostać na pin 6 sygnał detekcji zasilacza wytworzony przez dzielnik napięcia PRB11 i PRB13 (w schemacie jest chyba błąd z kierunkiem sygnału). Wydaje mi się, iż pojawienie się tego sygnału może zaburzyć PQ101: jeśli na jego bramce będzie napięcie większe od źródła (około 5,7V - tworzone przez dzielnik PR102 i PR103), to nastąpi połączenie dren-źródło co daje nam na drenie masę, a tym samym masę pomiędzy PRB11 i PRB13, co sprawia, że dzielnik nie zadziała i nie będziemy mieli sygnału ACDET. Czy dobrze wnioskuję, że aby detekcja się powiodła na drenie PQ101 nie powinno być masy, a co za tym idzie sygnał ADAPDET powinien być w zasadzie równy 0V a nie około 5,7V? Tak czysto teoretycznie wylutowanie tego tranzystora PQ101 powinno chyba przywrócić detekcję? I jeszcze pytanie jaka w zasadzie powinna być w końcu wartość tego sygnału ADAPDET przy podłączonym zasilaczu? Czy faktycznie ma to być stan niski? Jak on jest wtedy realizowany? Zwykłe zwarcie do masy w gnieździe?

Yaro1979 hat geschrieben:w schemacie jest chyba błąd z kierunkiem sygnału

Zacznę od wyjaśnienia Twojej dezorientacji. Otóż odpowiedź brzmi: NIE. Technicznie rzecz biorąc, sygnał ACDET od strony etykiety nie wchodzi do węzła ACDET, lecz z niego wychodzi, zarówno w kierunku n. 6 układu PU1802, jak i w kierunki, wskazywanym przez etykietę.

W tym konkretnym przypadku detekcja podłączenia zasilacza działa na dwa sposoby. Po pierwsze, gdy podłączysz wtyczkę ładowarki o właściwym napięciu do gniazda DC (PJP101) i wtyczka ta ma właściwą średnicę, pin 3 tego gniazda (sygnał ADAPDET) zostanie zwarty do masy przez mechaniczny styk wewnątrz gniazda DC. To spowoduje, że na bramce PQ101 napięcie wyniesie 0V, a jeśli ładowarka jest podłączona do prądu, to pojawi się także poprawne napięcie +19V_VIN. To napięcie pojawi się również na "wejściu" dzielnika PRB11/PRB13 (nie uwzględniamy tu zworek PRB37/38/39, traktując je jak ścieżki). A skoro na "wejściu" dzielnika mamy 19,5V to na "wyjściu" dzielnika, w węźle ACDET, otrzymamy 2,65V (zaokrągliłem wynik do 2 miejsc po przecinku i tak też będę podawał wszystkie kolejne wyniki). Ponieważ próg detekcji układu BQ24781 wynosi dokładnie 2,4V, to napięcie ACDET - które jest wyższe, niż próg detekcji - spowoduje otwarcie (włączenie) tranzystorów wejściowych PQB3/PQB4, ponieważ układ PU1802 "rozpoznaje" podłączoną ładowarkę o prawidłowym napięciu i z wtyczką o prawidłowej średnicy.

Zróbmy teraz eksperyment, aby zrozumieć lepiej, jak działa ta detekcja. Podłączmy ładowarkę z identyczną wtyczką, ale nie 19,5V lecz 12V. Tranzystor PQ101 zostanie oczywiście wyłączony, bo pasująca wtyczka jest w gnieździe DC i zwiera mechanicznie pin 3 do masy. Napięcie +19V_VIN wynosi teraz 12V, więc policzmy, jakie napięcie otrzymamy na "wyjściu" dzielnika PRB11/PRB13 (sygnał ACDET). Wiemy, że suma PRB11 i PRB13 wynosi 488,5kΩ. Podzielimy zatem 12V przez tę wartość i otrzymamy 24,56µA (korzystając ze wzoru: I = U/R). Teraz pomnożymy tę wartość przez wartość PRB13 - wynik to 1,63V (korzystamy z tego samego, tylko przekształconego wzoru: U = I*R). Widzimy, że to napięcie jest teraz sporo niższe, niż próg detekcji chargera BQ24781 (wynoszący 2,4V) - układ odłączy zatem tranzystory wejściowe, bo "widzi" ładowarkę o zbyt niskim napięciu (a to dlatego, że jeśli ACDET na nodze 6 wynosi powyżej 0,6V a VCC na nodze 28 wynosi powyżej 3,2V, włączany jest wbudowany stabilizator LDO i aktywowana jest magistrala SMBus - PU1802 potrafi częściowo działać w takich warunkach).

Kolejny eksperyment - tym razem napięcie ładowarki jest poprawne, ale wtyczka ma o 50% mniejszą średnicę zewnętrzną. Podłączamy ładowarkę - napięcie +19V_VIN jest poprawne i wynosi 19,5V. Ponieważ jednak wtyczka ma zbyt małą średnicę, to pin 3 gniazda DC nie został mechanicznie zwarty do masy, bo tylko wtyczka o poprawnej średnicy jest w stanie zewrzeć blaszkę wewnątrz gniazda do tulei masowej. I teraz zaczyna nam działać dzielnik PR102/PR103 oraz tranzystor PQ101. Suma rezystancji PR102 i PR103 wynosi 714kΩ, zatem prąd, płynący przez ten dzielnik, wyniesie 27,31µA (I = U/R). A skoro tak, to napięcie na PR103 (w miejscu połączenia z bramką PQ101) wyniesie 5,87V (U = I*R). To w zupełności wystarczy do włączenia tranzystora PQ101, bo jego VGS(th) to według noty katalogowej maksymalnie 2V. Na drenie PQ101 mamy więc teraz 0V. Idziemy dalej do dzielnika PRB11/PRB13 - skoro wiemy, że sygnał ACDET został zwarty do masy, to na obu wyprowadzeniach rezystora PRB13 oraz wyprowadzeniu nr 2 rezystora PRB11 mamy także 0V. A jeśli na pinie 6 chargera PU1802 też mamy 0V, bo to przecież jest ten sam węzeł, to układ w ogóle nie "widzi" ładowarki, podłączonej do gniazda DC, pomimo, że fizycznie podłączyliśmy ładowarkę o poprawnym napięciu, a jedynie wtyczka ma mniejszą średnicę, niż potrzeba.

Podsumowując - tranzystor PQ101 pełni tutaj jedynie rolę detektora podłączonej fizycznie do gniazda DC ładowarki z poprawną średnicą wtyczki, a jednocześnie negatora (technicznie działa jako bramka logiczna NOT) sygnału ADAPDET. Nic ponadto.

Ktoś może jednak zapytać: jaki jest w ogóle cel i sens takiego rozwiązania? Ano taki, że wtyczka o mniejszej niż wymagana średnicy (większa oczywiście nie zmieści się w gnieździe) może spowodować niepoprawne (słabe) kontaktowanie zewnętrznej tulei wtyczki do wewnętrznej blaszki masy. To z kolei powoduje, że napięcie zasilania +19V_VIN będzie niestabilne, a zwiększona rezystancja styku tulei wtyczki z blaszką masy będzie powodowała nagrzewanie się tego połączenia w środku gniazda. I teraz tak: temperatura połączenia rośnie, rośnie więc i rezystancja połączenia. A skoro rezystancja połączenia rośnie, to połączenie nagrzewa się jeszcze bardziej (bo prąd, przepływający przez to połączenie, ma nadal tę samą, określoną wartość). I tak temperatura rośnie sobie do bardzo wysokich wartości, aż dochodzi do jednej z dwóch rzeczy: albo gniazdo się przegrzewa i topi, albo PCB w miejscu lutowania gniazda DC ulega wypaleniu (zależnie, co szybciej zareaguje na wysoką temperaturę). Pobocznym skutkiem niestabilnego napięcia +19V_VIN jest też uszkodzenie baterii - w skrajnych przypadkach może ona nawet wybuchnąć i wywołać bardzo groźny, trudny do ugaszenia pożar, choć zazwyczaj dochodzi "jedynie" do wzrostu ciśnienia w ogniwach i ich "spuchnięcia". Baterię, której choć jedno z ogniw wygląda jak nadmuchana poduszka, należy natychmiast odłączyć od płyty i bezwarunkowo wymienić na nową.

Witam
Dziękuję za szczegółowe wyjaśnienie. W zasadzie wiedziałem że gdzieś dzwonią, ale nie wiedziałem w którym kościele:-) Brakowało mi tej wiedzy o mechanicznym styku w gnieździe - ACER raczej chyba za bardzo do tej pory nie bawił się w taką detekcję (nie licząc zwykłych dzielników napięcia) albo mi rzadko takie modele się trafiały. Dość istotne dla mnie info to też to o czytaniu tak zaprezentowanego sygnału ACDET jako wychodzącego z węzła: ja go interpretowałem (mowa o stronie schematu z chargerem) jako błąd bo oczekiwałem tutaj strzałki w prawą stronę jasko sygnału wchodzącego na pin 6 układu PU1802 (tak jak jest to na schemacie przy PQ101).
Podsumowując, jeśli nie mam detekcji zasilacza, gate pq101 ma około 5,7V i w zasadzie nawet przy włożonym wtyku (wygląda fizycznie raczej ok) i odłączonym od prądu zasilaczu nie mam na tym gate pq101 masy to prawdopodobnie uszkodzone jest gniazdo?

Yaro1979 hat geschrieben:Podsumowując (...) przy włożonym wtyku (...) i odłączonym od prądu zasilaczu nie mam na tym gate pq101 masy to prawdopodobnie uszkodzone jest gniazdo?

TAK, o ile jest przejście między pinem 3 gniazda DC a bramką PQ101. Trzeba pamiętać, aby zawsze to sprawdzać dla pewności - może się bowiem okazać, że samo gniazdo działa dobrze (zwiera pin 3 do masy po włożeniu wtyczki), ale uszkodzona jest ścieżka lub przelotka w PCB. W takim przypadku detekcja zasilacza też nie zadziała.