Мы рискнули и купили подделку. Брр.
Соблазн купить китайщину велик. Однажды я забыл зарядку от Air на работе в Москве, причём крайне неудачно – аккурат перед зимними праздниками, прямо на 29 декабря. Оригинальная зарядка стоила почти 7000 рублей, а неоригинальная – всего 1900 рублей.
Мне, как и тысячам людей (будь то утерянная, сломанная, забытая зарядка), тоже хотелось взять «китай». Подумаешь, пару недель попользуюсь и всё! Экономия в 60% от цены того стоит, только за это можно заявить, что она лучше оригинальной.
Спасибо, что тогда покурил форумы и принял единственно правильное решение – купил оригинальную зарядку. Да, переплатил, но зато «мак» живой, а зарядка работает на 5.
С китайским клоном всё было бы совсем по-другому. Вот, что ждёт всех, кто поступит неправильно.
Как выглядит типичная копия зарядки для MacBook
Мы купили поддельную зарядку для MacBook на Горбушке за 1900 рублей. Она лежала в коробке а-ля Apple, и поначалу продавец пытался выдать её за оригинал. Не прокатило, и цена упала в полтора раза:)
Гарантирую, что владельцы Mac без стажа или интереса к технике Apple никогда не догадаются, что пользуются хардкорной китайщиной. Практически все фейковые зарядные устройства для MacBook визуально идентичны оригинальным. Форма, размер блока, глянцевый пластик корпуса – всё есть.
Магнитный штекер работает, подсвечивается, всё как положено. Даже вроде как заряжает! Чего ещё хотеть россиянину, который обомлел от цены оригинальной зарядки и решил всех перехитрить?
Чем отличается китайская зарядка MacBook от оригинала
На самом деле, разница действительно маленькая. Это вам не китайская нокия с телевизором. Вплоть до стыков пластика и всех визуальных элементов, изменений между оригинальным MagSafe и поддельным неожиданно мало. Умеют же.
Чаще всего нет логотипа. Практически все модели (но не все) не имеют оригинального логотипа, «яблока», на боковых сторонах корпуса зарядки. Странное упущение после того, как был скопирован весь остальной дизайн блока – невовремя совесть сработала. Да и Apple всё равно засудит, если захочет.
Будьте аккуратны, потому что на некоторых моделях логотип есть, и тогда одного этого пункта будет недостаточно.
На нижнем торце пишут целые абзацы текста. Китайцам на подпольных заводах скучно, поговорить не с кем, поэтому они радостно печатают целые наставления и прочий лишний текст на нижней стороне зарядки.
Эта «особенность» варьируется от модели к модели, но вы точно можете знать, что внизу не должно быть никаких Warning, то бишь предупреждений, ещё и с цифровыми списками. К слову, Made In China – не подтверждение подделки, такая надпись есть и на оригинале. Разница в том, что она находится с другой стороны…
Рядом с штекером должен быть текст. На нём есть количество ватт, официальное название модели зарядного устройства (MagSafe Power Adapter), фразы Designed by Apple in California и то самое Assembled in China. И вот здесь находится предупреждение – только не Warning, как у китайщины, а Caution.
У оригинала под штекером серийный номер. Точнее, наклейка с ним. Серийник должен быть обязательно. У нашей копии его не было. Но это не панацея! Что стоит китайцам использовать серийники оригиналов? Правильно, ничего. Так что проверяй, но не доверяй.
У подделки большой крепёж для штекера. Ну не мыслят китайцы в изящных категориях. У оригинала крепёж закругленный от вышки, у подделки – грубо обрубается и сам по себе толще. Интересно, что сами штекеры очень даже взаимозаменяемы, и между ними нет реальной разницы, кроме более заметных стыков на пластике.
Вот и всё. Обратите внимание, что магнитные штекеры MagSafe оказались фактически одинаковыми на вид, поэтому их нет в списке отличий. Единственное «но» – у китайской версии очень мощный магнит, его приходится буквально отдирать от порта ноутбука.
Чем опасна китайская зарядка
Скажу честно: не рискнул разбирать зарядки, показывать их внутренности и рассказывать про их технические отличия. Читатель у нас умный, легко видит, когда такими вещами занимаются дилетанты. Для начала у меня простая история из жизни близких.
Был MacBook Pro 2012 года. Купили китайскую зарядку, сэкономили, считали себя самыми умными. Спустя полтора месяца семья просыпается от жуткой вони пластика и проводки в квартире. Сгорела зарядка – в прямом смысле. Спасибо, что с ней не спалилась вся квартира.
Удалось отделаться чёрным пятном на стене и полностью выгоревшей розеткой. На гарантию в подземном переходе просто развели руками и сказали, что никогда такой адаптер не продавали. Чека не давали, на этом истории конец.
Итак, чем вы рискуете, когда покупаете китайскую зарядку для Mac?
1. Автономная работа ноутбука снизится в 2 раза
Китайское зарядное устройство просто не умеет правильно регулировать напряжение из сети. Скачки очень сильные, расхождение с нормой составляет примерно 10-15% – всё это доставляется прямо в ноутбук, напрягая его контроллер питания и заставляя его неправильно заряжать встроенный аккумулятор.
Заканчиваются такие ситуации одинаково и на MacBook, и на iPhone. Китайские зарядки серьёзно сокращают срок службы батареи, вплоть до 2-3 раз. И уже через полгода использования вы начинаете замечать, что компьютер работает меньше , чаще требует подзарядки.
А в самых запущенных случаях может «надуться» батарея – это полный финиш, надо сразу бежать в сервис, причём на реактивном самолёте, иначе будет «хлоп» и ноут вместе с обуглившейся материнской платой можно будет выбрасывать.
2. Есть опасность спалить розетку/порт или дом.
Разница начинается ещё от коннектора MagSafe. Почти всегда китайцы не устанавливают микроконтроллер питания на штекере, что позволяет дому яростно бить в ноутбук полным вольтажом.
Это заканчивается либо смертью поддельного штекера (то есть зарядки), либо смертью порта (вас ждёт ремонт ноутбука) – и всегда негативно влияет на состояние батареи.
Теперь вот вам фотографии платы типичной китайской зарядки для MacBook. Банально два разных мира, как правильно подмечает . Как вы думаете, кто умнее: китайцы-бракоделы или инженеры Apple? Стали бы американцы лупить столько дорожек и электроники в зарядку, если можно было обойтись простым решением, как на картинке слева?
Ответ очевиден. Сделано это не для удорожания зарядки, а для обеспечения дополнительного контроля и регулирования электропотока – и в конечном счёте безопасности ноутбука и его владельца. Apple парится, китайцы забивают.
В результате поддельные зарядные блоки имеют свойство тлеть и гореть через несколько недель использования. Кому-то везёт, но большинство в итоге сталкиваются с убитым блоком и расплавившейся розеткой. И тут уже всё может быть. Не дай бог сгорит мебель или вообще квартира. Обалдеть экономия получается.
3. Эти зарядки банально не живут долго
Не каждый китайский зарядный блок обязан сгореть или убить напрочь ваш MacBook. С одинаковой вероятностью он просто молча перестанет работать.
Его никто не станет чинить – это просто нерентабельная операция, да и бессмысленная. Сегодня он будет работать, завтра в конструкции из палок и веток сломается что-то ещё. В итоге 2-3 тысячи рублей вы всё равно выкинули на ветер, и вам снова нужно покупать зарядное устройство.
Вторая поддельная зарядка, купленная взамен сломавшейся, приблизит общие траты к цене одного оригинального адаптера. Картина маслом!
Если вы обнаружили, что батарея вашего Macbook Pro больше не заряжается от родного адаптера, не спешите тыкать в него паяльником. Как бы глупо это ни звучало, но сначала следует:
1. убедиться в надежности контакта в розетке (не использовать раздолбанную);
2. убедиться, что в розетке есть питание (воткнуть в нее другое, заведомо исправное устройство);
3. проверить, что в гнездо питания ноутбука не набились посторонние предметы (обычно туда попадают крошки еды, спрессованные комки пыли и прочие насекомые);
4. внимательно осмотреть желтые контакты разъема. Они не должны быть обгоревшими, почерневшими, окислившимися. При попытке утопить их внутрь, штырьки должны без заеданий возвращаться обратно. Желательно лишний раз не царапать позолоченное покрытие;
5. удостовериться, что шнур от адаптера до разъема не имеет механических повреждений, заломов, из-под изоляции не торчат оголенные провода, по нему не проехались офисным креслом и т.п. Поврежденный провод можно запросто заменить своими руками на любой другой соответствующего сечения. В макбуках от блока питания до коннектора Magsafe 2 идут всего два провода:
Если вы сильно везучий человек, вас может спасти простое выдергивание адаптера из сети на несколько минут. Бывает, что, из-за скачка напряжения в сети, зарядник уходит в защиту и ему нужно время, чтобы подумать сбросилась блокировка.
Иногда, при подключении адаптера к Macbook, индикатор зарядки не горит, а на самом деле зарядка идет. Дело в том, что нужный индикатор (оранжевый или зеленый) поджигается по команде от контроллера управления системой SMC, находящегося в макбуке. Иногда, из-за накопившихся ошибок, SMC начинает глючить и тогда помогает сброс контроллера.
Для этого нужно подключить адаптер к полностью выключенному (не спящему, а именно выключенному) макбуку, нажать комбинацию клавиш Shift+Control+Option и, не отпуская их, нажать Power. После чего, одновременно отпустив все кнопки, включить ноутбук со сброшенным контроллером.
Если ничего не помогает, придется завести друга с точно таким же макбуком и незаметно поменяться с ним зарядниками попробовать подключиться к его зарядному устройству. Необязательно, чтобы у друга был точно такой же адаптер - более мощный тоже сгодится. Тут главное, чтобы разъемы совпали. [Замечание: согласно одному из комментариев к этой статье, менее мощный блок питания тоже подойдет для проверки]
Если с вашим зарядником аккумулятор макбука не заряжается, а при подключении чужого зарядного устройства все начинает работать как надо, то ваша зарядка сломалась. Ваш кэп. Самые смелые могут сообщить жене, что покупка норковой шубы снова отменяется, так как макбук важнее. Остальным придется чинить адаптер своими силами.
В моем распоряжении оказался неисправный блок питания с разъемом MagSafe 2 и мощностью 60 Вт, поэтому нижесказанное по большей части будет справедливо для этого адаптера. Таким зарядным устройством комплектовались 13-дюймовые модели MacBook Pro с экраном Retina:
- MD212, MD213 (конец 2012 г.)
- MD212, ME662 (начало 2013 г.)
- ME864, ME865, ME866 (конец 2013 г.)
- MGX72, MGX82, MGX92 (середина 2014 г.)
- MF839, MF840, MF841, MF843 (начало 2015 г.);
Ремонт зарядки Macbook Pro
Прежде чем лезть во внутренности, полезно знать, как инициируется процесс зарядки. Возможно, вы удивитесь, но инженеры Apple умудрились встроить микропроцессорное управление даже в такое простое устройство, как зарядное устройство. Вот ключевые моменты:
- рабочее напряжение составляет 16.5 Вольт. Однако до тех пор, пока адаптер не подключен к нагрузке, на его выходе присутствует напряжение холостого хода (около 3В) с ограничением по току на уровне ~0.1 мА;
- после подключения разъема к макбуку, выход адаптера нагружается на калиброванную резистивную нагрузку, из-за которой напряжение холостого хода проседает до уровня ~1.7В. 16-разрядный микроконтроллер в зарядном устройстве обнаруживает этот факт и через 1 секунду дает выходным ключам команду выдать полное напряжение. Такие сложности позволяют избежать искрения и подгорания контактов разъема в момент подключения зарядника к ноутбуку;
- при подключении слишком большой нагрузки, а также при наличии короткого замыкания, напряжение холостого хода упадет значительно ниже 1.7В и команды на включение не последует;
- в разъеме питания Macbook Pro находится микрочип DS2413, который сразу после подключения к макбуку начинает обменивается информацией с контроллером SMC по протоколу 1-Wire. Обмен идет по однопроводной шине (средний контакт разъема). Зарядник сообщает ноутбуку информацию о себе, в том числе свою мощность и серийный номер. Ноутбук же, если его все устраивает, подключает свои внутренние цепи к адаптеру и сообщает ему текущий режим работы, на основании чего в разъеме зажигается один из двух светодиодов. Весь обмен любезностями занимает менее 100 миллисекунд;
Учитывая вышесказанное, вряд ли получится зарядить макбук без родной зарядки. Проверить блок питания без макбука тоже не выйдет.
Теоритически, для проверки можно подключить к двум крайним контактам коннектора Magsafe резистор на 39.41 кОм (что не так-то просто сделать, учитывая конструкцию разъема). Через секунду на резисторе должно появиться напряжение 16.5 Вольт. При этом индикатор на разъеме гореть не будет.
Для тех, кто не знает, разъем блока питания Apple Magsafe 2 имеет следующую распиновку:
Такая хитрая конструкция гнезда зарядки позволяет подключать ваш Macbook, не задумываясь о соблюдении полярности.
Несмотря на то, что в оригинальном адаптере встроена всевозможная защита от дурака, все же не следует обращаться с ним пренебрежительно. Мощности этого блока питания достаточно, чтобы при первом же удобном случае прижечь вас пламенем, забрызгать расплавленным металлом и напугать до усра... икоты.
Как безболезненно разобрать адаптер
Чтобы разобрать зарядку от Macbook придется применить грубую силу, так как половинки корпуса приклеены к друг другу. Самый безболезненный вариант - воспользоваться пассатижами как показано в этом видео:
Мне удалось разобрать блок питания от своего Macbook Pro минуты за 2-3 (при этом большая часть времени ушла на поиск удобного упора для плоскогубцев). После этого все-таки остаются легкие следы вскрытия:
После того, как корпус будет вскрыт, нужно тщательно осмотреть печатную плату на предмет выявления перегоревших дорожек, обуглившихся резисторов, вздутых или потекших электролитов и других аномалий.
Плата скорее всего будет залита каким-нибудь компаундом, его нужно аккуратненько удалить. И хорошо бы при этом не оторвать ничего лишнего.
Не помешает сразу же прозвонить предохранитель на 3.15А. Вот он, в коричневом корпусе:
Если предохранитель неисправен, то это, как правило, свидетельствует о пробое либо диодного моста, либо мощного MOSFET’а, либо их обоих. Эти элементы горят чаще всего, так как них ложится основная нагрузка. Их очень легко найти - они расположены на общем радиаторе.
Если выбило полевой транзистор, имеет смысл проверить низкоомный резистор в цепи истока и всю схему снаббера (R5, R6, C3, C4, D2, два дросселя FB1, FB2 и конденсатор C7):
Во время ремонта блока питания Macbook настоятельно рекомендуется включать его в сеть 220В через 60-ваттную лампочку. Это предотвратит разрушительные последствия в случае короткого замыкания в схеме.
Будьте предельно внимательны! На высоковольтном конденсаторе длительное время может сохраняться опасное для жизни напряжение. Я один раз попался и это было крайне неприятно.
Если после замены неисправных элементов блок питания не запустился, то, увы, дальнейший ремонт зарядного устройства Apple Magsafe 2 невозможен без электрической принципиальной схемы.
Кстати, самый достоверный способ узнать, заработала схема или нет, - измерить напряжение на выходных электролитах. На рабочем адаптере там должно быть 16.5В:
Схема адаптера Magsafe 2 (60 Ватт)
Найти принципиальную схему блока питания Macbook не удалось, поэтому ничего не оставалось делать, кроме как срисовать ее с печатной платы. Вот самый интересный фрагмент:
Как видно из схемы, зарядное устройство собрано по классической схеме однотактного импульсного блока питания. Сердцем преобразователя является микросхема DAP013F - современный квазирезонансный контроллер, позволяющий добиться высокого КПД, низкого уровня помех, а также реализовать защиту от перегрузки, перенапряжения и перегрева.
В первоначальный момент времени, после подключении адаптера к розетке, напряжение на витках обмотки 1-2 отсутствует, соответственно, напряжение на затворе транзистора Q33 равно нулю, и он закрыт. На его стоке напряжение равно рабочему напряжению стабилитрона ZD34, которое поступает туда от двухполупериодного выпрямителя, образованного диодами D32, D34 и частью силового диодного моста BD1, через цепочку резисторов R33, R42.
Транзистор Q32 открыт и от этого же диодного выпрямителя начинает заряжаться конденсатор C39 (по цепи: R44 - ZD36 - Q32). Напряжение с этого конденсатора поступает на 14-ую ногу микросхемы IC34, которая через свой внутренний коммутатор соединена с 10 выводом и, соответственно, с электролитическим конденсатором С на 22 мкФ (не удалось найти его обозначение на плате). Первоначальный ток зарядки этого конденсатора ограничен 300 мкА, затем, при достижении на нем напряжения 0.7В, ток возрастает до 3-6 мА.
При достижении на конденсаторе С напряжения запуска микросхемы (порядка 9В), внутренний генератор стартует, импульсы с 9-ого вывода микросхемы поступают на затвор Q1, и вся схема оживает.
С этого момента напряжение микросхема IC34 запитывается от конденсатора С, напряжение на котором формируется от обмотки 1-2 трансформатора через выпрямительный диод D31. При этом внутренний коммутатор микросхемы разрывает связь между 14-ым и 10-ым выводами.
Защита от чрезмерного повышения выходной мощности реализована с помощью элементов ZD31 - R41 - R55. При повышении напряжения на выходе обмотки 1-2 выше напряжения пробоя стабилитрона, на 1-ом выводе микросхеме появляется отрицательный потенциал, что приводит к пропорциональному снижению амплитуды импульсов на 9-ом выводе.
Защита от перегрева реализована с помощью терморезистора NTC31, подключенного ко 2-ому выводу микросхемы.
4-ый вывод микросхемы служит для определения момента коммутации выходного ключа в точках минимального тока.
6-ой вывод микросхемы предназначен для стабилизации выходного напряжения адаптера. В состав цепи обратной связи входит оптопара IC131, осуществляющая гальваническую развязку высоковольтной и низковольтной частей адаптера. Если напряжение на 6-ой ноге становится ниже 0.8В, преобразователь переключается в режим пониженной мощности (25% от номинальной). Для корректной работы в этом режиме необходим конденсатор C36. Для возврата к нормальному режиму работы, напряжение на 6-ой ноге должно подняться выше 1.4В.
7-ая нога микросхемы подключена к токовому датчику R9 и при превышении определенного порога работа преобразователя блокируется. Конденсатор С34 задает временной интервал для системы автовосстановления после перегрузки по току.
12 вывод микросхемы предназначен для защиты схемы от перенапряжения. Как только напряжение на этой ноге превысит 3В, микросхема уходит в блокировку и будет находиться в этом состоянии до тех пор, пока напряжение на конденсаторе C не упадет ниже уровня сброса контроллера (5В). Для этого нужно выдернуть адаптер из сети и выждать какое-то время.
Похоже, что в этом адаптере не задействован встроенный в микросхему функционал защиты от перенапряжения (во всяком случае, мне так и не удалось проследить к чему подключен резистор R53). По всей видимости эта роль возложена на транзистор Q34, включенный в цепь обратной связи параллельно оптопаре IC131. Транзистор управляется напряжением с обмотки 1-2 через резистивный делитель R51-R50-R43 и в случае, например, неисправности оптопары не позволит микросхеме бесконтрольно повышать напряжение преобразователя.
Таким образом в этом 60-ваттном адаптере питания реализована трехкратная защита от превышения выходного напряжения допустимых пределов: оптопара в цепи обратной связи, транзистор Q34 в той же цепи, и стабилитрон ZD31, подключенный к 1-ой ноге микросхемы. Добавьте сюда еще защиту от перегрева и перегрузки по току (от короткого замыкания). Получается весьма надежное и безопасное для макбука зарядное устройство.
В китайских зарядниках большая часть систем защиты выброшена, а также, в интересах экономии, отсутствуют цепи фильтрации ВЧ-помех и устранения статического электричества. И хотя эти поделки вполне работоспособны, за их дешевизну приходится расплачиваться бОльшим уровнем помех и повышенным риском выхода из строя платы питания ноутбука.
Теперь, имея схему перед глазами и, представляя, как она должна работать, будет несложно найти и устранить любую неисправность.
В моем случае неработоспособность адаптера была вызвана внутренним обрывом резистора R33, из-за чего транзистор Q32 был всегда заперт, напряжение не поступало на 14-ую ногу контроллера, соответственно, напряжение на конденсаторе С
не могло достичь уровня включения микросхемы.
После пропайки резистора R33, цепь запуска микросхемы была восстановлена и схема заработала. Надеюсь, что эта статья поможет и вам починить зарядку от своего Макбук Про.
Для помощи в определении полностью выгоревших элементов, прилагаю архив с фотографиями платы в высоком разрешении (37 фотографий, 122 Мб).
А люди препарировали точно такой же зарядник, только мощностью 85 Вт. Тоже интересно.
Задумывались ли вы, что находится внутри зарядного устройства MacBook? В компактном блоке питания значительно больше деталей чем можно было бы ожидать, включая даже микропроцессор. В данной статье мы с Вами сможем разобрать зарядное устройство MacBook, чтобы увидеть спрятанные внутри многочисленные компоненты и выяснить, как они взаимодействуют между собой для безопасной доставки столь необходимой электроэнергии к компьютеру.
Большая часть бытовой электроники, начиная от вашего смартфона и заканчивая телевизором, использует импульсный источники электропитания для преобразования переменного тока от розетки в стене до низковольтного постоянного тока, используемого электронными схемами. Импульсные источники питания или, более правильно говорить, вторичные источники питания - получили свое название от того, что они включают и выключают подачу электроэнергии тысячи раз в секунду. Это является наиболее эффективным для преобразовании напряжения.
Основная альтернатива импульсному источнику электропитания - линейный источник питания, который намного более прост и преобразовывает перенапряжение в тепло. Из-за этой потери энергии, КПД линейного источника питания около 60%, по сравнению с примерно 85% у импульсного источника питания. Линейные источники питания используют громоздкий трансформатор, который может весить до килограмма и более, в то время как импульсные источники питания могут использовать крошечные высокочастотные трансформаторы.
Сейчас подобные источники питания очень дешевые, но так было не всегда. В 1950 году импульсные источники питания были сложными и дорогими, использовались в аэрокосмических и спутниковых технологиях, которые нуждались в легком и компактном источнике питания. К началу 70-х годов новые высоковольтные транзисторы и другие технологические усовершенствования позволили сделать батареи значительно дешевле и они стали широко использоваться в компьютерах. Введение однокристальных контроллеров в 1976 году позволило сделать преобразователи электропитания еще проще, меньше и дешевле.
Применение компанией Apple импульсных источников питания началось с 1977 года, когда главный инженер Род Холт(Rod Holt) спроектировал импульсный источник питания для Apple II.
По словам Стива Джобса:
Этот импульсный источник питания был таким же революционным, как и логика Apple II. Род не получил большого признания на страницах истории, но он этого заслуживал. Каждый компьютер теперь использует импульсные источники питания и все они подобны по структуре, придуманной Холтом.
Это прекрасная цитата, но она не совсем верна. Революция источников электропитания произошла значительно раньше. Роберт Бошерт(Robert Boschert), начал продавать импульсные источники питания в 1974 году для всех и вся, от принтеров и компьютеров до истребителя F-14. Дизайн от Apple был подобен более ранним устройствам и другие компьютеры не использовали конструкцию Рода Холта. Тем не менее, в Apple широко используются импульсные источники питания и раздвигают границы дизайна зарядного устройство с компактным, стильным и передовыми зарядными устройствами.
Что внутри?
Для разбора было взято зарядное устройство Macbook 85W модель A1172, размеры которого достаточно малы, чтобы поместится на ладони. На рисунке ниже показаны несколько особенностей, которые могут помочь отличить оригинально зарядное устройство от подделок. Надкушенное яблоко на корпусе - это неотъемлемый атрибут (про что все знают), но есть деталь, не всегда привлекающая внимание. У оригинальных зарядных устройств непременно должен быть серийный номер, расположенный под контактом заземления.
Как бы странно не звучало, но лучший способ вскрыть зарядку - применить долото или нечто схожее и добавить к этому немного грубой силы. В Apple изначально противились тому, чтобы кто-то вскрывал их продукцию и осматривал «внутренности». Снимая пластмассовый корпус можно сразу увидеть металические теплоотводы. Они помогают охлаждать мощные полупроводники, размещенные внутри зарядного устройства.
С обратной стороны зарядного устройства можно увидеть печатную плату. Некоторые крошечные компоненты видимы, но большая часть схемы скрыта под металлическим теплоотводом, скрепленным желтой изолентой.
Посмотрели на радиаторы и хватит. Чтобы увидеть все детали устройства, естественно нужно снять теплоотводы. Под этими металическими частями скрыто значительно больше компонентов, чем можно было бы ожидать от небольшого блока.
На изображение ниже промаркированы основные компоненты зарядного устройства. Питания переменного тока поступает в зарядное устройство и уже там преобразовывается в постоянный ток. Схема PFC (Power Factor Correction - коррекция коэффициента мощности) повышает эффективность за счет обеспечения устойчивой нагрузки на линии переменного тока. В соответсвии с выполнимыми функциями, можно разделить микросхему на две части: первичную и вторичную. Первичная часть платы вмести с размещенными на ней компонентами предназначена для понижения высоковольтного постоянного напряжения и передачи его к трансформатору. Вторичная же часть получает постоянное низковольтное напряжение от трансформатора и выводить постоянное напряжение необходимого уровня к ноутбуку. Ниже мы рассмотрим эти схемы более подробно.
Вход переменного тока в зарядное устройство
Переменное напряжение поступает в зарядное устройство через съемный штекер сетевого кабеля. Большим преимуществом импульсных источников питания является их способность работать в широком диапазоне входящего напряжения. Просто поменяв вилку, зарядное устройство можно использовать в любом регионе мира, от европейских 240 вольт при 50 гигагерц до северо-американских 120 вольт при частоте 60 гигагерц. Конденсаторы, фильтры и индукторы на этапе входа препятствуют тому, чтобы интерференция вышла из зарядного устройства через линии питания. Мостовой выпрямитель содержит четыре диода, которые преобразовывают мощность переменного тока в постоянный ток.
Посмотрите это видео для более наглядной демонстрации того, как работает мостовой выпрямитель.
PFC: сглаживание энергопотребления
Следующим шагом в работе зарядного устройства является схема коррекции коэффициента мощности, помеченная фиолетовым цветом. Одна из проблем с простыми зарядными устройствами заключается в том, что они получают заряд только в небольшой части цикла переменного тока. Когда так делает одиночное устройство проблем особых нет, но когда их тысячи - это создает проблемы для энергетических компаний. Именно поэтому правила требуют, чтобы зарядные устройства использовали технику коррекции коэффициента мощности (они используют энергию более равномерно). Вы могли бы ожидать, что плохой коэффициент мощности вызван передачей коммутируемой мощности, которая быстро включается и выключается, но это не проблема. Проблема возникает из за нелинейного диодного моста, который заряжает входной конденсатор только при пиках сигнала переменного тока. Идея PFC состоит в том, чтобы использовать преобразователь повышения постоянного тока перед переключением электропитания. Таким образом, синусоида тока на выходе пропорциональна форме волны переменного тока.
Схема PFC использует силовой транзистор, чтобы точно крошить вход переменного тока в десятки тысяч раз в секунду. Вопреки ожиданиям это делает нагрузку на линии переменного тока более гладкой. Два наиболее крупных компонента в зарядном устройстве являются индуктор и PFC конденсатор, которые помогают повысить напряжение постоянного тока до 380 вольт. Зарядное устройство использует MC33368 чип для запуска PFC.
Первичное преобразование мощности
Первичный контур является сердцем зарядного устройства. Он принимает высокое напряжение постоянного тока от схемы PFC, измельчает его и подает в трансформатор, чтобы генерировать выходной сигнал низкого напряжения зарядного устройства (16.5-18.5 вольт). Зарядное устройство использует усовершенствованный резонансный контроллер, который позволяет системе работать на очень высокой частоте до 500 килогерц. Более высокая частота позволяет использоваться более компактные компоненты внутри зарядного устройства. Показанная ниже микросхема управляет источником электропитания.
Контроллера SMPS - высоковольтный резонирующий контроллер L6599; по какой-то причине маркирован DAP015D. Он использует полумостовую резонирующую топологию; в полумостовой схеме два транзистора управляют питанием через преобразователь. Общие импульсные источники питания используют ШИМ (широтно-импульсная модуляция) контроллер, который корректирует время ввод. L6599 корректирует частоту импульса а не его импульса. Оба транзистора включаются поочередно в течение 50% времени. Когда частота увеличивается выше резонансной частоты, мощность падает, таким образом управление частотой регулирует напряжение на выходе.
Два транзистора поочередно включаются и выключаются, чтобы понизить входящее напряжение. Преобразователь и конденсатор резонируют в той же частоте, сглаживая прерванный ввод в синусоидальную волну.
Вторичное преобразование мощности
Вторая половина схемы генерирует вывод зарядного устройства. Она получает питание от преобразователя и с помощью диодов, преобразовывает его в постоянный ток. Фильтрующие конденсаторы сглаживают напряжение, которое поступает от зарядного устройства через кабель.
Наиболее важная роль вторичной части зарядного устройства - сохранить опасное высокое напряжения внутри зарядного устройства, чтобы избежать потенциально опасного шока для конечного устройства. Граница изоляции, отмеченная красным пунктиром на изображении, приведенном ранее, указывает на разделение между основной высоковольтной частью и низковольтной вторичной частью устройства. Обе стороны отделены друг от друга на расстоянии около 6 мм.
Трансформатор передает питание между основным и вторичным устройствами при помощи магнитных полей, вместо прямого электрического соединения. Проволоки в трансформатора имеет тройную изоляцию для безопасности. Дешевые зарядные устройства, как правило, скупы на изоляцию. Это создает угрозу безопасности. Опторазвязка использует внутренний луч света для передачи сигнала обратной связи между вторичной и первичной частями зарядного устройства. Микросхема управления в первичной части устройства использует сигнал обратной связи для регулировки частоты переключения, чтобы сохранить напряжение на выходе стабильным.
Мощный микропроцессор внутри зарядного устройства
Неожиданный компонент зарядного устройства - это миниатюрная печатная плата с микроконтроллером, который можно увидеть на нашей схеме приведенной выше. Этот 16-разрядный процессор постоянно контролирует напряжение зарядного устройства и силу тока. Он включает передачу, когда зарядное устройство подсоединено к MacBook и отключает передачу, когда зарядное устройство разъединено. Отключение зарядного устройства происходит, если есть какая-либо проблема. Это микроконтроллер Texas Instruments MSP430 примерно такой же по мощности, как процессор внутри первого оригинального Macintosh. Процессор в зарядном устройстве - это микроконтроллер низкой мощности с 1 КБ флэш-памяти и всего 128 байтами RAM. Она включает в себя высокоточный 16-битный аналого-цифровой преобразователь.
68000 микропроцессоров от оригинального Apple Macintosh и 430 микроконтроллеров в зарядном устройстве несопоставимы, поскольку у них различные конструкции и наборы инструкций. Но для грубого сравнения: 68000 представляет собой 16/32 битный процессор, работающий на частоте 7.8MHz, в то время как MSP430 - 16 битный процессор, работающий на частоте 16 МГц. MSP430 разработан для потребления низкой мощности и использует приблизительно 1% электропитания от 68000.
Квадратные оранжевые накладки справа используются для программирования микросхемы во время производства. Зарядное устройство MacBook на 60 Вт использует процессор MSP430, но зарядное устройство на 85 Вт использует процессор общего назначения, который должен быть дополнительно прошит. Он запрограммирована с интерфейсом Spy-Bi-Wire, который является двухпроводным вариантом TI стандартного интерфейса JTAG. После программирования предохранитель безопасности в микросхеме уничтожается, чтобы препятствовать чтению или изменению встроенного микропрограммного обеспечения.
Трехконтактная микросхема слева (IC202) уменьшает 16.5 вольт зарядного устройства до 3.3 вольт, требуемых процессором. Напряжение на процессоре обеспечивается не стандартным регулятором напряжения, а с помощью LT1460, который выдает 3.3 вольта с исключительно высокой точностью 0.075%.
Множество крошечных компонентов на нижней стороне зарядного
Перевернув зарядное устройство на печатной плате, можно увидеть десятки крошечных компонентов. Чип контроллеров PFC и источника питания (SMPS) являются основными интегральными схемами, управляющими зарядным устройством. Микросхема источника опорного напряжения отвечает за сохранение стабильного напряжения даже при изменении температуры. Микросхема опорного источника напряжения, это - TSM103/A, который комбинирует два операционных усилителя и 2.5-вольтовую ссылку в однокристальной схеме. Свойства полупроводника значительно различаются в зависимости от температуры, таким образом сохранение стабильного напряжения не простая задача.
Эти микросхемы окружены крошечными резисторами, конденсаторами, диодами и прочими мелкими компонентами. МОП - транзистор вывода, включает и выключает питание на выходе в соответствии с указаниями микроконтроллера. Слева от него находятся резисторы, которые измеряют ток, передающийся ноутбуку.
Граница изоляции (отмечена красным цветом) отделяет высокое напряжение от схемы вывода низкого напряжения для безопасности. Пунктирная красная линия показывает границу изоляции, которая отделяет сторону с низким напряжением от стороны с высоким напряжением. Оптроны посылают сигналы от вторичной стороны до основного устройства, отключая зарядное, если есть неполадки.
Немного о заземлении. 1KΩ заземляющий резистор соединяет вывод заземления переменного тока с основой на выходе зарядного устройства. Четыре 9.1MΩ резистора соединяют внутреннюю основу постоянного тока с основой на выходе. Так как они пересекают границу изоляции, безопасность является проблемой. Их высокая устойчивость позволяет избежать опасности шока. Четыре резистора на самом деле не обязательны, но избыточности существует для того, чтобы обеспечить безопасность и отказоустойчивость устройства. Существует также Y конденсатора (680pF, 250В) между внутренним заземлением и заземлением на выходе. T5A предохранитель (5А) защищает выход заземления.
Одной из причин, чтобы установить в зарядном устройстве большее количество компонентов управления, чем обычно, является переменное выходное напряжение. Чтобы выдать 60 ватт напряжения, зарядное устройство обеспечивает 16,5 вольт с уровнем сопротивления 3,6 ампер. Для выдачи 85 ватт, потенциал возрастает до 18,5 вольт и сопротивление соответсвенно 4,6 ампер. Это позволяет зарядному устройству быть совместимым с ноутбуками, которые требуют различного напряжения. При увеличении потенциала тока выше 3,6 ампер, схема постепенно увеличивает выходное напряжение. Зарядное устройство экстренно выключается при достижении напряжения 90 Вт.
Схема управления является довольно сложной. Выходное напряжение контролируется операционным усилителем в микросхеме TSM103/A, которая сравнивает его с опорным напряжением, сгенерированным той же микросхемой. Этот усилитель отправляет сигнал обратной связи через оптрон к управляющей микросхеме SMPS на первичной стороне. Если напряжение слишком высокое, сигнал обратной связи понижает напряжение и наоборот. Это довольно простая часть, но там где напряжение увеличивается с 16.5 вольт до 18.5 вольт все становится сложнее.
Выходной ток создает напряжение на резисторы с крошечным сопротивлением 0.005Ω каждый - они больше походят на провода, чем на резисторы. Операционный усилитель в микросхеме TSM103/A усиливает это напряжение. Этот сигнал переходит к крошечному операционному усилителю TS321, который запускает наращивание когда сигнал соответствует 4.1А. Этот сигнал поступает в ранее описанную контролирующую схему, увеличивая выходное напряжение. Текущий сигнал также входит в крошечный компаратор TS391, который отправляет сигнал в первичное устройство через другой оптрон, чтобы сократить выходное напряжение. Это схема защиты, если уровень тока становится слишком высоким. На печатной плате есть несколько мест, где могут быть установлены резисторы с нулевым сопротивлением (т.е. перемычки), чтобы изменить усиление операционного усилителя. Это позволяет скорректировать точность усиления во время изготовления.
Штекер Magsafe
Магнитный штекер Magsafe, который подключается к Macbook, является более сложным, чем может показаться на первый взгляд. Он имеет пять подпружиненных штифтов (известных как Pogo штифты) для подключения к компьютеру, а также два контакта питания, две штифта заземления. Средний штифт является соединением для передачи данных к компьютеру.
Внутри Magsafe представляет собой миниатюрный чип, сообщающий ноутбуку серийный номер, тип и мощность зарядного устройства. Ноутбук использует эти данные, чтобы определить оригинальность зарядного устройства. Чип также управляет светодиодным индикатором для визуального определения состояния. Ноутбук не получает данные напрямую от зарядного устройства, а только через чип внутри Magsafe.
Использования зарядного
Возможно Вы заметили, что при подключении зарядного устройства к ноутбуку проходит одна-две секунды до срабатывания светодиодного датчика. За это время происходит сложное взаимодействие между штекером Magsafe, зарядным устройством и самим Macbook.
Когда зарядное устройство отсоединяется от ноутбука, выходной транзистор блокирует напряжение на выход. Если Вы измерите напряжение от зарядного устройства MacBook, то обнаружите приблизительно 6 вольт вместо 16.5 вольт, которые надеялись увидеть. Причина - вывод, отключен, и вы измеряете напряжение через обводной резистор чуть ниже выходного транзистора. Когда штекер Magsafe подключен к Macbook, он начинает обращаться к напряжения низкого уровня. Микроконтроллер в зарядном устройстве обнаруживает это и в течении нескольких секунд включает подачу мощности. За это время ноутбук успевает получить всю необходимую информацию о зарядном устройстве от чипа внутри Magsafe. Еси все хорошо, ноутбук начинает потреблять электропитание от зарядного устройства и посылает сигнал LED индикатору. Когда штекер Magsafe отключен от ноутбука, микроконтроллер обнаруживает потерю тока и отключает подачу питания, что также гасит светодиоды.
Возникает вполне логичный вопрос - почему зарядное устройство Apple настолько сложное? Другие зарядные устройства для ноутбуков просто обеспечивают 16 вольт и при подключении к компьютеру сразу подают напряжение. Основная причина заключается в целях безопасности, чтобы гарантировать, что напряжение не будет подано, пока контакты прочно не прикреплены к ноутбуку. Это сводит к минимуму риск возникновения искры или электрической дуги, при подключении штекера Magsafe.
Почему не стоит использовать дешевые зарядные устройства
Оригинальное зарядное устройство Macbook 85W стоит $79. Но за $14 вы можете купить зарядку на eBay, внешне схожую с оригиналом. И так, что вы получаете за дополнительные $65? Давайте сравним копию зарядного устройства с оригиналом. С внешней стороны зарядное устройство выглядит точно так же, как оригинал 85W от Apple. За исключением того, что не хватает самого логотипа Apple. Но если заглянуть внутрь, различия становятся очевидными. На фотографиях ниже отображено подлинное зарядное устройство Apple слева и копия справа.
Копия зарядного устройства имеет в два раза меньше деталей, нежели оригинал и место на печатной плате попросту пустует. В то время, как подлинное зарядное устройство Apple переполнено компонентами, его копия не рассчитана на большую фильтрацию и регулирование и в ней отсутсвует схема PFC. Трансформатор в копии зарядного устройства (большой желтый прямоугольник) намного крупнее по габаритам оригинальной модели. Более высокая частота усовершенствованного резонирующего преобразователя Apple позволяет использоваться трансформатор меньшего размера.
Перевернув зарядное устройство и рассмотрев печатную плату, можно увидеть более сложную схему оригинального зарядного устройства. У копии есть всего одна ИС управления (в верхнем левом углу). Так как схема PFC полностью выброшена. Кроме того клон зарядки менее сложный в управлении и не имеет заземления. Сами понимаете, чем это грозит.
Стоит отметить что копия зарядного использует Fairchild FAN7602 зеленый чип контроллера PWM, который более совершенный, чем можно было ожидать. Я думаю большая часть ожидала увидеть что-то типа простого транзисторного генератора. И в добавок в копии, в отличии от оригинала, используется односторонняя печатная плата.
На самом деле копия зарядного устройства лучшего качество, чем можно было ожидать, по сравнению с ужасными копиями зарядок для IPad и iPhone. Копия зарядки для MacBook не сокращает все возможные компоненты и использует умеренно сложную схему. В этом зарядном устройстве также делается небольшой упор на безопасность. Применяется изоляция компонентов и разделение участков с высоким и низким напряжением, за исключением одной опасной ошибки, которую вы увидите ниже. Y конденсатора (синий) был установлен криво и опасно близко к контакту оптрона на высоковольтной стороне, создавая риск шока электрическим током.
Проблемы с оригиналом от Apple
Ирония заключается в том, что несмотря на сложность и внимание к деталям, зарядное устройстве Apple MacBook - не безотказное устройство. В интернете можно найти уйму разнообразных фото сгоревших, поврежденных и просто неработающих зарядок. Наиболее уязвимой частью оригинального зарядного устройства является именно провод в районе штекера Magsafe. Кабель довольно хлипкий и он быстро перетирается, что приводит к его повреждению, перегоранию или просто переламыванию. Apple предоставляет как избежать повреждения кабеля, вместо того, чтобы просто предоставить более мощный кабель. В результате обзора на веб-сайте компании Apple зарядное устройство получило всего 1,5 звезд из 5 возможных.
Зарядные устройства MacBook также могут перестать работать из-за внутренних проблем. Фотографии выше и ниже показывают следы ожогов внутри неудачной зарядки от Apple. Точно сказать, что именно послужило причиной возгорания, увы, невозможно. Из-за короткого замыкания сгорела половина компонентов и добрая часть печатной платы. Внизу на фото обгорелая силиконовая изоляция для крепления платы.
Почему же оригинальные зарядные устройства такие дорогие?
Как вы можете видеть, зарядное от Apple имеет более продвинутый дизайн, чем копии и имеет дополнительные функции для безопасности. Тем ни менее, подлинное зарядное устройство стоит на $ 65 больше и я сомневаюсь, что дополнительные компоненты стоят дороже, чем $ 10 - $ 15. Большая часть стоимости зарядного устройства переходит в чистую прибыль компании. По оценкам стоимость iPhone 45% - это чистая прибыль компании. Вероятно, зарядные устройства приносят еще больше средств. Цена на оригинал от Apple, должна быть значительно ниже. Устройство имеет множество крошечных компонентов резисторов, конденсаторов и транзисторов цена которым варьируется в районе одного цента. Большие полупроводники, конденсаторы и индукторы естественно стоят значительно больше, но вот к примеру 16-битный процессор MSP430 стоит всего $ 0,45. Apple объясняет высокую стоимость не только затратами на маркетинг и прочее, но и высокими затратами на саму разработку той или иной модели зарядного. Книга Practical Switching Power Supply Design оценивает 9 месяцев рабочего времени на проектирование и совершенствование источников электропитания в районе $200 000. За год компания продает порядка 20 миллионов MacBook. Если вкладывать стоимость разработки в стоимость устройства, это будет всего лишь 1 цент. Даже если затраты на проектировку и разработку зарядных устройств от Apple в 10 раз выше, то цена не превысит 10 центов. Не смотря на все это, я не рекомендую вам экономить свои средства, приобретая аналоги зарядного устройства и рискуя своим ноутбуком и даже здоровьем.
И на остаток
Пользователи не часто интересуются тем, что находится внутри зарядного устройства. Но там полно интересных вещей. С виду простая зарядка использует передовые технологии, включая коррекции коэффициента мощности и резонирующий источник электропитания, чтобы произвести 85 ватт питания в компактном модуле. Зарядное устройство Macbook является впечатляющим произведением инженерной мысли. В то же время его копии стремятся по-максимуму удешевить все, что только можно. Это конечно экономно, но также опасность для вас и вашего ноутбука.
Вы никогда не задумывались над тем, как можно починить зарядное устройство в тундре?
Рассмотрим гипотетическую ситуацию. Вы хипстер с Макбуком, а заодно ещё и геолог. Вы приехали куда-то далеко-далеко и благополучно сломали зарядное устройство, сидите плачете, где теперь обрабатывать фотки и писать эссе.
Но проблема имеет решение
Всё, что вам потребуется после того, как вы послушаетесь своих коллег и выбросите половину ненужных деталей, это: ластик, спираль от комаров, булавки, нож, изолента.
Первым делом немного теории.
Ключевой особенностью магнитного штекера ЗУ Макбуков является то, что его можно вставлять любой стороной. Ну и ещё он, собственно, магнитный, да. Достигается эффект следующим образом:
Первый и пятый контакты идут от внешней оплётки. Второй и четвертый ответвляются от внутренней. Таким образом, как ни воткни, плюс с минусом не перепутаешь. Внешнее останется внешним, внутреннее внутренним.
Магнита же в коннекторе нет. Он в Макбуке.
Так что же делать?
Для начала нарезать булавок, которые в будущем станут контактами. Затем взять парочку и проткнуть ими ластик. Далее его следует обрезать по–максимуму. Основная задача на данной стадии - зафиксировать булавки в определённом положении.
После этого мы бережно изготавливаем форму из оставшегося ластика, которая будет платформой для всех наших контактов, и внешних, и внутренних. Намечаем что куда чего и втыкаем уже имеющуюся конструкцию так, чтобы острые концы образовывали те самые контакты. После чего благополучно их обрезаем.
Когда после четырнадцатого раза получится воткнуть их куда следует, начинаем следующий этап. Обматываем эту историю сначала внутренней оплёткой, а затем изолентной.
С десятого раза получится сделать это аккуратно. Вот, в общем, и всё.
Справедливые, не завышенные и не заниженные. На сайте Сервиса должны быть цены. Обязательно! без "звездочек", понятно и подробно, где это технически возможно - максимально точные, итоговые.
При наличии запчастей до 85% процентов сложных ремонтов можно завершить за 1-2 дня. На модульный ремонт нужно намного меньше времени. На сайте указана примерная продолжительность любого ремонта.
Гарантия и ответственность
Гарантию должны давать на любой ремонт. На сайте и в документах все описано. Гарантия это уверенность в своих силах и уважение к вам. Гарантия в 3-6 месяцев - это хорошо и достаточно. Она нужна для проверки качества и скрытых дефектов, которые нельзя обнаружить сразу. Видите честные и реальные сроки (не 3 года), вы можете быть уверены, что вам помогут.
Половина успеха в ремонте Apple - это качество и надежность запчастей, поэтому хороший сервис работает с поставщиками на прямую, всегда есть несколько надежных каналов и свой склад с проверенными запчастями актуальных моделей, чтобы вам не пришлось тратить лишнее время.
Бесплатная диагностика
Это очень важно и уже стало правилом хорошего тона для сервисного центра. Диагностика - самая сложная и важная часть ремонта, но вы не должны платить за нее ни копейки, даже если вы не ремонтируете устройство по ее итогам.
Ремонт в сервисе и доставка
Хороший сервис ценит ваше время, поэтому предлагает бесплатную доставку. И по этой же причине ремонт выполняется только в мастерской сервисного центра: правильно и по технологии можно сделать только на подготовленном месте.
Удобный график
Если Сервис работает для вас, а не для себя, то он открыт всегда! абсолютно. График должен быть удобным, чтобы успеть до и после работы. Хороший сервис работает и в выходные, и в праздники. Мы ждем вас и работаем над вашими устройствами каждый день: 9:00 - 21:00
Репутация профессионалов складывается из нескольких пунктов
Возраст и опыт компании
Надежный и опытный сервис знают давно.
Если компания на рынке уже много лет, и она успела зарекомендовать себя как эксперта, к ней обращаются, о ней пишут, ее рекомендуют. Мы знаем о чем говорим, так как 98% поступающих устройств в СЦ восстанавливется.
Нам доверяют и передают сложные случаи другие сервисные центры.
Сколько мастеров по направлениям
Если вас всегда ждет несколько инженеров по каждому виду техники, можете быть уверены:
1. очереди не будет (или она будет минимальной) - вашим устройством займутся сразу.
2. вы отдаете в ремонт Macbook эксперту именно в области ремонтов Mac. Он знает все секреты этих устройств
Техническая грамотность
Если вы задаете вопрос, специалист должен на него ответить максимально точно.
Чтобы вы представляли, что именно вам нужно.
Проблему постараются решить. В большинстве случаев по описанию можно понять, что случилось и как устранить неисправность.