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仁宝 LA-3571P充电电路分析(联想天逸F41)

上次承诺有时间补上充电电路,今天和大家浅谈一下 F41 的充电电路,F41 用的充电芯片是富士通的 MB39A126PFV,分几大块来说明吧。


一.先了解一下引脚定义
1.-INC2:电流检测放大器 2 反相输入端
2.OUTC2:电流检测放大器 2 输出端
3.+INE2:误差放大器 2 同相输入端
4.-INE2:误差放大器 2 反相输入端
5.ACOK:电源适配器电压检测模块输出端,ACOK 为低时,ACIN 为高
ACOK 为高阻态时 ACIN 为低 CTL 为低
6.VREF:5V 参考电压输出端
7.ACIN:电源适配器电压检测模块输入端
8.-INE1:误差放大器 1 反相输入端
9.+INE1:误差放大器 1 同相输入端
10.OUTC1:电流检测放大器输出端
11.SEL:充电电压设定端,为高时采用 16.8V 的充电电压,为低时采用 12.6V 充电电压
12.-INC1:电流检测放大器反相输入端
13.+INC1:电流检测放大器同相输入端
14.CTL:供电控制端,为低时芯片处于待命状态
15.FB123:误差放大器 1 2 3 输出端
16.-INE3:误差放大器 3 反相输入端
17.RT:三角波振荡频率设定电阻连接端
18.XACOK:电源适配器电压检测模块输出端,XACOK 为高时 ACIN 为高XACOK 为高阻态 CTL 为低,XACOK 为低时 ACIN 为低
19.VH:MOS 管驱动电路供电端 VH=VCC-6V
20.OUT:外部 MOS 管栅极驱动输出端
21.VCC:参考电压,控制电路,输出电路的供电端
22.CS:软启动设定电容连接端
23:GND:地线连接端
24:+INC2:电流检测放大器同相输入端

 

FPT-24P-M03
 
二.简单了解内部构造
1. 电流检测放大器 1:放大倍数为 20 倍,在本机中用来检测充电电流, PR56,接20 毫欧限流电阻。
2. 电流检测放大器 2:放大倍数为 20 倍,在本机中用来检测适配器电流,接PR45,20 毫欧限流电阻。
3. 内部振荡器产生 1.5V-2.5V 的三角波,频率经计算为 395KHZ,(其最高频率为 500KHZ)有兴趣的朋友可以测测是否为这个值,在 17 脚的电阻上面可以测得到。
4. 误差放大器 1:同相端为 EC 发出的 IREF,幅度在 0.574V-2.56V 之间,这个信号的电压直接影响最大充电电流。经过 PR60,PR63 分压后最高值约等于1.1V,反向端接的是电流检测放大器 1。原理为:充电电流会在 PR56 上产生压降,这个压降经过电流检测放大器 1 放大 20 倍后与分压过后的 IREF 比较,当 8PIN 高于 9PIN 时,说明充电电流已经超过 EC 设定的最大充电电流。PWM模块会减少 PQ13 导通时间,从而降低充电电流。

IREF=0.574V-2.56V
5. 误差放大器 2:同相端为 VREF 经过 PR54,PR53 分压,大家可以看到,根据适配器功率的不同,PR54 会取不同的值,我们按 90W 来计算,+INE2 也是大约为 1.6V,其工作原理和充电电流检测是一样的。适配器最大电流被限制在 4A,超过 4A,同样会降低充电电流来达到降低系统电流的目的。这里还送出 ADP_I 到 EC,应该是 OUTC2 的电压达到一定的幅度后 EC 收到超过门限的 ADP_I 就会想办法降低系统电流吧。
ADP_I
 

6.误差放大器 3:本机 SEL 是接地的,用的是 12.6V 的充电电压,反向端由充电电压经过电阻分压后形成,同相端为固定的 3.15V,当充电电压过高,超过同相端的 3.15V 后放大器会输出为低,同样会去降低外部 MOS 管的导通时间,从而稳定充电电压。这里是做恒压充电用,同理当充电电压过低管导通时间,升高充电电压也会去延长 MOS其他模块在此不做赘述。

FB123

三:F41 实际电路
我没有实际测过此机的充电电路,以下内容均为理论值。大家可以验证。


1. 充电控制
    CTL 是 MB39A126 的总开关,如果为低 连 VREF 都不会产生此处由两个信号来控制(ACON 为开路)EC_ON:通过上次的分析大家应该知道这个信号在按开关松手之前 EC 就发出了。


    FSTCHG:从字面上来看是快速充电的意思,大家也可以理解成一个充电使能信号。EC 从电池接口的 5,6 脚 SM 总线读取电池信息,需要充电时发出FSTCHG,一路送到 MB39A126 的 CTL,一路通过 PQ19,PQ18 来控制 CS,通过引脚定义我们可知道,在这里 CS 作为软启动脚,如果 FSTCHG 无效,那么 CS 就会被直接拉地,软启动无法完成,这是无法产生充电电压的。所有 FSTCHG 也作为产生充电电压的一个重要条件。

F41 实际电路
 
+3VALWP
2.MB39A126 的电源
    21 脚 VCC,为 19V 供电,P2 通过 PR49 直接加到芯片上6 脚 VREF,CTL 和 VCC 正常后就会有 5V 的输出19 脚 VH,充电管 PQ13 的栅极驱动器供电,MB39A126 在内部将 VCC-6V就是 VH,就是说 PQ13 的栅极电压的幅度为 13V-19V这三个电压只有 VCC 是外部供给的,其它两个都是芯片工作正常后就应该输出的,由此可以来作为判断芯片好坏的依据,不过仅仅只能做个参考,因为芯片保护后也是会关掉 VREF 的.此外,芯片的外界定时电阻也要正常。
MB39A126 的电源
 
2. 开始充电
    具备上述条件,MB39A126 就应该开始干活了,EC 发出最低 0.574V 最高 2.56V 的 IREF 来控制充电电流,充电电压由 11 脚 SEL决定,刚开始的时候为恒流充电,由内部误差放大器 1 来控制,恒流充电到电池电压接近 12.6V 后转为 12.6V 的恒压充电,大家可以想想,如果不这样做,一开始就直接用 12.6V 给电池充电的话,如果电池放电到比较低的电压,这样是会对电池造成损坏的,所以要先充到接近 12.6V 才开始恒压充电。
 
    恒流充电(CC 模式)时的最大电流为 2.56A,第二个 CP POINT=2.8A 我不知道是什么意思,不过看框里的公式计算的是系统电流的上限,应该是限定适配器的最大功率为 53W 左右,大家可以想想,65W的适配器,限定到 53W 左右 差不多了。 所以在机器运行的时候是不可能提供最大充电电流的,2.56A 的最大充电电流只能是待机时实现的。第三个框就是说 SEL 为低 采用 12.6V 和恒流—恒压充电了。

    要想了解充电电路,读懂它的内部框图是需要的。还有就是芯片的设定和普通开关电源是不一样的,这里多了设置充电电流,充电电压等,还要去检测系统电流。MB39A126 还具备适配器检测功能,F41 中没有用到。今天就先和大家聊到这里,有什么问题大家可以一起讨论一下。充电电路其实不难修,只要掌握好它的工作原理和工作条件就可以了。

开始充电

 

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