Korzystanie z zasilacza z MacBooka. Recenzja chińskiej ładowarki do MacBooka

Jeśli potrzebujesz naprawy ładowania MacBooka w Moskwie, skontaktuj się ze specjalistami Yudu. Technicy zarejestrowani na naszej stronie przeprowadzą diagnostykę komputerową, ustalą przyczyny awarii i szybko przywrócą pełną sprawność ładowarki. Można go naprawić tego samego dnia, w którym zadzwonisz.

Wykonawcy Yudu naprawią każdy problem w laptopie z logo Apple. Naprawią zasilacz, kontroler ładowania, adapter i złącze. W razie potrzeby wymienią także kabel w ładowarce, aby MacBook Air zaczął się w pełni ładować.

Kiedy skontaktować się z centrum serwisowym

Usługi centrum serwisowego są wymagane, jeśli:

  • Urządzenie szybko się rozładowuje
  • laptop nie ładuje się
  • do złącza dostała się wilgoć
  • MacBook nie włącza się

Gdy nie da się naprawić ładowania MacBooka Pro, wykonawcy Yudu zalecą zakup nowej ładowarki. Jeśli problem leży w samym MacBooku, specjalista dokładnie sprawdzi wszystkie części odpowiedzialne za ładowanie baterii i naprawi niezbędne elementy.

Słabym punktem MacBooka Air jest kabel. Z czasem strzępi się na stawach. Integralność kabla może zostać uszkodzona mechanicznie. Zasilanie przez uszkodzony kabel może powodować problemy z innymi częściami komputera Mac.

Bardziej nowoczesne modele MacBooka Air nie mają takich problemów, ponieważ mają wbudowany adapter. Jednak po kontakcie z wilgocią może przestać działać i konieczna będzie fachowa pomoc.

Gdy pojawią się pierwsze oznaki niesprawności oryginalnej ładowarki, zwróć się o pomoc do specjalistów. Dopasują adapter do Twojego modelu laptopa, gdyż MacBook Air i MacBook Pro 2013 mają różne adaptery.

Koszt usług specjalistycznych

Naprawa ładowarki MacBook Pro w Moskwie nie wymaga dużych kosztów finansowych. Jest to prosta czynność, którą często wykonują wykonawcy Yudu. Szybko i niedrogo wyeliminują wszelkie uszkodzenia i skutki narażenia na wilgoć. W rezultacie otrzymasz w pełni funkcjonalnego MacBooka, który włączy się w odpowiednim czasie.

Dlaczego warto skontaktować się ze specjalistami Yudu?

Technicy naszego serwisu naprawią urządzenie i wyeliminują wszystkie usterki wykryte podczas diagnostyki. Rzemieślnicy zarejestrowani w Yudzie od wielu lat naprawiają sprzęt Apple, dlatego możesz być pewien ich profesjonalizmu.

Współpraca z wykonawcami Yudu jest korzystna, ponieważ:

  • mieć dostępne wszystkie oryginalne komponenty
  • napraw całą gamę sprzętu Apple - modele MacBook Air, MacBook Pro 2013 i nowsze
  • przeprowadzić diagnostykę komputerową gadżetu
  • przeprowadzić prace naprawcze na twoich oczach

Po usunięciu problemu laptop będzie działał idealnie, a szybkie rozładowywanie nie będzie już komplikować procesu obsługi.

Zamów usługi specjalistów Yudu, którzy idealnie naprawią ładowanie Twojego MacBooka i będą mogli przywrócić poprzednią funkcjonalność laptopa z logo Apple.

Czy zastanawiałeś się kiedyś, co znajduje się w ładowarce Twojego MacBooka? Kompaktowy zasilacz zawiera znacznie więcej części, niż można by się spodziewać, w tym nawet mikroprocesor. W tym artykule będziemy mogli rozebrać ładowarkę do MacBooka, zobaczyć liczne podzespoły ukryte w środku i dowiedzieć się, jak współdziałają ze sobą, aby bezpiecznie dostarczać do komputera tak potrzebną energię elektryczną.

Większość urządzeń elektronicznych, od smartfona po telewizor, wykorzystuje zasilacze impulsowe do konwersji prądu przemiennego z gniazdka ściennego na prąd stały o niskim napięciu używany przez obwody elektroniczne. Zasilacze impulsowe, a właściwie zasilacze wtórne, swoją nazwę zawdzięczają temu, że włączają i wyłączają zasilanie tysiące razy na sekundę. Jest to najbardziej efektywne w przypadku konwersji napięcia.

Główną alternatywą dla zasilacza impulsowego jest zasilacz liniowy, który jest znacznie prostszy i przekształca napięcie udarowe w ciepło. Z powodu tej utraty energii sprawność zasilacza liniowego wynosi około 60% w porównaniu z około 85% w przypadku zasilacza impulsowego. Zasilacze liniowe wykorzystują nieporęczny transformator, który może ważyć do kilograma lub więcej, natomiast zasilacze impulsowe mogą wykorzystywać małe transformatory wysokiej częstotliwości.

Obecnie takie zasilacze są bardzo tanie, ale nie zawsze tak było. W 1950 roku zasilacze impulsowe były złożone i drogie, stosowane w lotnictwie i zastosowaniach satelitarnych, które wymagały lekkiego i kompaktowego zasilacza. We wczesnych latach siedemdziesiątych nowe tranzystory wysokiego napięcia i inne ulepszenia technologiczne sprawiły, że akumulatory stały się znacznie tańsze i były szeroko stosowane w komputerach. Wprowadzenie kontrolerów jednoukładowych w 1976 roku sprawiło, że konwertery mocy stały się jeszcze prostsze, mniejsze i tańsze.

Historia stosowania przez Apple zasilaczy impulsowych sięga 1977 roku, kiedy główny inżynier Rod Holt zaprojektował zasilacz impulsowy dla Apple II.

Według Steve’a Jobsa:

Ten zasilacz impulsowy był równie rewolucyjny, jak logika Apple II. Rod nie zyskał dużego uznania na kartach historii, ale na to zasłużył. Każdy komputer wykorzystuje obecnie zasilacze impulsowe i wszystkie mają konstrukcję podobną do konstrukcji Holta.

To świetny cytat, ale nie do końca prawdziwy. Rewolucja w dostawach energii nastąpiła znacznie wcześniej. Robert Boschert rozpoczął sprzedaż zasilaczy impulsowych w 1974 roku do wszystkiego, od drukarek i komputerów po myśliwiec F-14. Projekt Apple był podobny do wcześniejszych urządzeń, a inne komputery nie korzystały z projektu Roda Holta. Jednakże firma Apple szeroko korzysta z zasilaczy impulsowych i przesuwa granice w projektowaniu ładowarek dzięki kompaktowym, stylowym i najnowocześniejszym ładowarkom.

Co jest w środku?

Do analizy wzięliśmy ładowarkę Macbook 85W model A1172, której wymiary są na tyle małe, że mieszczą się w dłoni. Poniższy rysunek przedstawia kilka cech, które pomogą odróżnić oryginalną ładowarkę od podróbek. Ugryzione jabłko na ciele to integralna cecha (o której wszyscy wiedzą), ale jest szczegół, który nie zawsze przyciąga uwagę. Oryginalne ładowarki muszą mieć numer seryjny umieszczony pod kołkiem uziemiającym.

Choć może to zabrzmieć dziwnie, najlepszym sposobem otwarcia ładunku jest użycie dłuta lub czegoś podobnego i dodanie do niego odrobiny brutalnej siły. Apple początkowo sprzeciwiał się temu, aby ktokolwiek otwierał ich produkty i sprawdzał „wewnętrzne elementy”. Po zdjęciu plastikowej obudowy od razu widać metalowe radiatory. Pomagają chłodzić półprzewodniki mocy umieszczone wewnątrz ładowarki.

Z tyłu ładowarki widać płytkę drukowaną. Niektóre drobne elementy są widoczne, ale większość obwodów jest ukryta pod metalowym radiatorem połączonym żółtą taśmą izolacyjną.

Przyjrzeliśmy się grzejnikom i to wystarczyło. Aby zobaczyć wszystkie szczegóły urządzenia, należy oczywiście usunąć radiatory. Pod tymi metalowymi częściami kryje się znacznie więcej elementów, niż można by się spodziewać po małym urządzeniu.

Poniższy rysunek przedstawia główne elementy ładowarki. Zasilanie prądem przemiennym dociera do ładowarki, a następnie jest przekształcane na prąd stały. Obwód PFC (korekcja współczynnika mocy) poprawia wydajność, zapewniając stabilne obciążenie linii prądu przemiennego. Zgodnie z pełnionymi funkcjami mikroukład można podzielić na dwie części: pierwotną i wtórną. Główna część płytki wraz z umieszczonymi na niej elementami ma za zadanie obniżać napięcie stałe wysokiego napięcia i przekazywać je do transformatora. Część wtórna otrzymuje stałe napięcie niskiego napięcia z transformatora i wyprowadza do laptopa stałe napięcie o wymaganym poziomie. Poniżej przyjrzymy się tym schematom bardziej szczegółowo.

Wejście AC do ładowarki

Napięcie prądu przemiennego doprowadzane jest do ładowarki poprzez wyjmowaną wtyczkę kabla sieciowego. Dużą zaletą zasilaczy impulsowych jest ich zdolność do pracy w szerokim zakresie napięć wejściowych. Po prostu zmieniając wtyczkę, ładowarki można używać w dowolnym regionie świata, od europejskich 240 woltów przy 50 GHz po północnoamerykańskie 120 woltów przy 60 GHz. Kondensatory, filtry i cewki indukcyjne w stopniu wejściowym zapobiegają przedostawaniu się zakłóceń z ładowarki przez linie zasilające. Mostek prostowniczy zawiera cztery diody, które przekształcają prąd przemienny na prąd stały.

Obejrzyj ten film, aby lepiej zaprezentować działanie prostownika mostkowego.

PFC: Wygładzanie mocy

Kolejnym krokiem w działaniu ładowarki jest obwód korekcji współczynnika mocy, zaznaczony kolorem fioletowym. Jednym z problemów związanych z prostymi ładowarkami jest to, że otrzymują ładunek tylko przez niewielką część cyklu prądu przemiennego. Gdy robi to jedno urządzenie, nie ma szczególnych problemów, ale gdy jest ich tysiące, stwarza to problemy dla przedsiębiorstw energetycznych. Dlatego przepisy wymagają, aby ładowarki stosowały techniki korekcji współczynnika mocy (zużywają energię bardziej równomiernie). Można się spodziewać, że słaby współczynnik mocy jest spowodowany szybkim włączaniem i wyłączaniem transmisji mocy, ale nie stanowi to problemu. Problem wynika z nieliniowego mostka diodowego, który ładuje kondensator wejściowy tylko wtedy, gdy sygnał AC osiąga szczyt. Ideą PFC jest zastosowanie przetwornicy podwyższającej napięcie DC-DC przed przełączeniem zasilania. Zatem prąd wyjściowy fali sinusoidalnej jest proporcjonalny do kształtu fali prądu przemiennego.

Obwód PFC wykorzystuje tranzystor mocy do precyzyjnego przerywania sygnału wejściowego prądu przemiennego dziesiątki tysięcy razy na sekundę. Wbrew oczekiwaniom sprawia to, że obciążenie linii prądu przemiennego jest płynniejsze. Dwa największe elementy ładowarki to cewka indukcyjna i kondensator PFC, które pomagają zwiększyć napięcie prądu stałego do 380 woltów. Ładowarka wykorzystuje układ MC33368 do wyzwalania PFC.

Pierwotna konwersja mocy

Obwód pierwotny jest sercem ładowarki. Pobiera wysokie napięcie prądu stałego z obwodu PFC, tnie je i podaje do transformatora, aby wygenerować z ładowarki niskie napięcie wyjściowe (16,5–18,5 woltów). W ładowarce zastosowano zaawansowany kontroler rezonansowy, który pozwala na pracę systemu z bardzo wysoką częstotliwością sięgającą 500 kiloherców. Wyższa częstotliwość pozwala na użycie bardziej kompaktowych komponentów wewnątrz ładowarki. Pokazany poniżej układ scalony steruje zasilaniem.

sterownik SMPS - kontroler rezonansowy wysokiego napięcia L6599; Z jakiegoś powodu jest oznaczony jako DAP015D. Wykorzystuje topologię rezonansową półmostka; W obwodzie półmostkowym dwa tranzystory sterują mocą poprzez konwerter. Typowe zasilacze impulsowe wykorzystują kontroler PWM (modulacja szerokości impulsu), który reguluje taktowanie wejścia. L6599 koryguje częstotliwość impulsu, a nie jego puls. Oba tranzystory są włączane naprzemiennie przez 50% czasu. Gdy częstotliwość wzrasta powyżej częstotliwości rezonansowej, moc spada, więc kontrola częstotliwości reguluje napięcie wyjściowe.

Obydwa tranzystory są naprzemiennie włączane i wyłączane, aby obniżyć napięcie wejściowe. Przetwornik i kondensator rezonują z tą samą częstotliwością, wygładzając przerwane wejście w falę sinusoidalną.

Wtórna konwersja mocy

Druga połowa obwodu generuje moc wyjściową ładowarki. Pobiera energię z przetwornicy i za pomocą diod przetwarza ją na prąd stały. Kondensatory filtrujące wygładzają napięcie pochodzące z ładowarki poprzez kabel.

Najważniejszą rolą części wtórnej ładowarki jest utrzymanie niebezpiecznie wysokiego napięcia w ładowarce, aby uniknąć potencjalnie niebezpiecznego porażenia urządzenia końcowego. Granica izolacji, oznaczona na powyższym obrazku czerwoną przerywaną linią, wskazuje separację pomiędzy główną częścią wysokiego napięcia a wtórną częścią niskiego napięcia urządzenia. Obie strony są oddzielone od siebie odległością około 6 mm.

Transformator przenosi moc pomiędzy urządzeniami pierwotnymi i wtórnymi za pomocą pól magnetycznych zamiast bezpośredniego połączenia elektrycznego. Dla bezpieczeństwa przewody w transformatorze są potrójnie izolowane. Tanie ładowarki są zwykle skąpe w kwestii izolacji. Stwarza to zagrożenie bezpieczeństwa. Transoptor wykorzystuje wewnętrzną wiązkę światła do przesyłania sygnału zwrotnego pomiędzy wtórną i pierwotną częścią ładowarki. Układ sterujący w głównej części urządzenia wykorzystuje sygnał sprzężenia zwrotnego do regulacji częstotliwości przełączania w celu utrzymania stabilnego napięcia wyjściowego.

Wydajny mikroprocesor wewnątrz ładowarki

Nieoczekiwanym elementem ładowarki jest miniaturowa płytka drukowana z mikrokontrolerem, co widać na naszym schemacie powyżej. Ten 16-bitowy procesor stale monitoruje napięcie i prąd ładowarki. Umożliwia transmisję, gdy ładowarka jest podłączona do MacBooka i wyłącza transmisję, gdy ładowarka jest odłączona. Ładowarka wyłącza się, jeśli wystąpi jakiś problem. Mikrokontroler MSP430 firmy Texas Instruments ma mniej więcej taką samą moc, jak procesor w pierwszym oryginalnym komputerze Macintosh. Procesor w ładowarce to mikrokontroler małej mocy z 1 KB pamięci flash i tylko 128 bajtami RAM. Zawiera precyzyjny 16-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy.

68 000 mikroprocesorów z oryginalnego Apple Macintosh i 430 mikrokontrolerów w ładowarce nie jest porównywalnych, ponieważ mają różne konstrukcje i zestawy instrukcji. Ale dla przybliżonego porównania, 68000 to 16/32-bitowy procesor pracujący z częstotliwością 7,8 MHz, podczas gdy MSP430 to 16-bitowy procesor pracujący z częstotliwością 16 MHz. MSP430 został zaprojektowany z myślą o niskim zużyciu energii i wykorzystuje około 1% mocy zasilacza 68000.

Kwadratowe pomarańczowe podkładki po prawej stronie służą do programowania chipa podczas produkcji. Ładowarka MacBooka o mocy 60 W korzysta z procesora MSP430, ale ładowarka o mocy 85 W wykorzystuje procesor ogólnego przeznaczenia, który wymaga flashowania. Zaprogramowano go za pomocą interfejsu Spy-Bi-Wire, który jest dwuprzewodowym wariantem standardowego interfejsu JTAG firmy TI. Po zaprogramowaniu bezpiecznik w chipie ulega zniszczeniu, aby uniemożliwić odczytanie lub modyfikację oprogramowania sprzętowego.

Trójpinowy układ scalony po lewej stronie (IC202) redukuje napięcie ładowarki 16,5 V do 3,3 V wymaganego przez procesor. Napięcie na procesorze nie jest zapewniane przez standardowy regulator napięcia, ale przez LT1460, który wytwarza 3,3 V z niezwykle wysoką dokładnością 0,075%.

Mnóstwo drobnych elementów na spodzie ładowarki

Po odwróceniu ładowarki na płytkę drukowaną widoczne są dziesiątki drobnych elementów. Układ kontrolera PFC i zasilacza (SMPS) to główne układy scalone sterujące ładowarką. Układ odniesienia napięcia odpowiada za utrzymanie stabilnego napięcia nawet przy zmianach temperatury. Układem scalonym napięcia odniesienia jest TSM103/A, który łączy w sobie dwa wzmacniacze operacyjne i napięcie odniesienia 2,5 V w obwodzie jednoukładowym. Właściwości półprzewodników różnią się znacznie w zależności od temperatury, więc utrzymanie stabilnego napięcia nie jest łatwym zadaniem.

Układy te są otoczone maleńkimi rezystorami, kondensatorami, diodami i innymi drobnymi elementami. Tranzystor wyjściowy MOSFET włącza i wyłącza moc wyjściową zgodnie z poleceniami mikrokontrolera. Po lewej stronie znajdują się rezystory mierzące prąd przesyłany do laptopa.

Granica izolacji (zaznaczona na czerwono) oddziela ze względów bezpieczeństwa wysokie napięcie od obwodu wyjściowego niskiego napięcia. Przerywana czerwona linia pokazuje granicę izolacji oddzielającą stronę niskiego napięcia od strony wysokiego napięcia. Transoptory wysyłają sygnały ze strony wtórnej do urządzenia głównego, wyłączając ładowarkę w przypadku wystąpienia problemu.

Trochę o uziemieniu. Rezystor uziemiający 1KΩ łączy styk uziemiający prądu przemiennego z podstawą na wyjściu ładowarki. Cztery rezystory 9,1 MΩ łączą wewnętrzną bazę DC z bazą wyjściową. Ponieważ przekraczają granicę izolacji, bezpieczeństwo staje się problemem. Ich wysoka stabilność pozwala uniknąć ryzyka wstrząsu. Cztery rezystory nie są w rzeczywistości potrzebne, ale istnieje nadmiarowość, aby zapewnić bezpieczeństwo i odporność urządzenia na uszkodzenia. Pomiędzy masą wewnętrzną a masą wyjściową znajduje się również kondensator Y (680pF, 250V). Bezpiecznik T5A (5A) zabezpiecza wyjście masy.

Jednym z powodów, dla których warto zainstalować w ładowarce więcej elementów sterujących niż zwykle, jest zmienne napięcie wyjściowe. Aby dostarczyć napięcie o mocy 60 W, ładowarka zapewnia napięcie 16,5 V przy poziomie rezystancji 3,6 A. Aby wytworzyć 85 watów, potencjał wzrasta do 18,5 woltów, a rezystancja wynosi odpowiednio 4,6 ampera. Dzięki temu ładowarka jest kompatybilna z laptopami wymagającymi różnych napięć. Gdy potencjał prądu wzrasta powyżej 3,6 ampera, obwód stopniowo zwiększa napięcie wyjściowe. Ładowarka wyłącza się natychmiast po osiągnięciu napięcia 90 W.

Schemat sterowania jest dość złożony. Napięcie wyjściowe jest kontrolowane przez wzmacniacz operacyjny w układzie scalonym TSM103/A, który porównuje je z napięciem odniesienia generowanym przez ten sam układ scalony. Wzmacniacz ten wysyła sygnał sprzężenia zwrotnego przez transoptor do układu scalonego sterującego SMPS po stronie pierwotnej. Jeśli napięcie jest zbyt wysokie, sygnał sprzężenia zwrotnego obniża napięcie i odwrotnie. Jest to dość prosta część, ale gdy napięcie wzrasta z 16,5 V do 18,5 V, sytuacja staje się bardziej skomplikowana.

Prąd wyjściowy wytwarza napięcie na rezystorach o niewielkiej rezystancji 0,005 Ω każdy – przypominają one bardziej przewody niż rezystory. Wzmacniacz operacyjny w układzie TSM103/A wzmacnia to napięcie. Sygnał ten trafia do małego wzmacniacza operacyjnego TS321, który uruchamia rampę, gdy sygnał osiągnie 4,1 A. Sygnał ten wchodzi do opisanego wcześniej obwodu sterującego, zwiększając napięcie wyjściowe. Sygnał prądowy trafia również do maleńkiego komparatora TS391, który wysyła sygnał do urządzenia głównego przez inny transoptor w celu zmniejszenia napięcia wyjściowego. Jest to obwód ochronny, jeśli poziom prądu stanie się zbyt wysoki. Na płytce drukowanej jest kilka miejsc, w których można zainstalować rezystory o zerowej rezystancji (tj. zworki), aby zmienić wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego. Umożliwia to regulację dokładności wzmocnienia podczas produkcji.

Wtyczka Magsafe

Wtyczka magnetyczna Magsafe, którą można podłączyć do Macbooka, jest bardziej złożona, niż mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Posiada pięć sprężynowych pinów (tzw. pinów Pogo) do podłączenia do komputera, a także dwa piny zasilania i dwa piny uziemienia. Środkowy pin to złącze danych do komputera.

Wewnątrz Magsafe to miniaturowy chip, który przekazuje laptopowi numer seryjny, typ i moc ładowarki. Laptop na podstawie tych danych ustala, czy ładowarka jest oryginalna. Chip steruje również wskaźnikiem LED służącym do wizualnego wskazywania stanu. Laptop nie odbiera danych bezpośrednio z ładowarki, a jedynie poprzez chip znajdujący się wewnątrz Magsafe.

Użycie ładowarki

Być może zauważyłeś, że po podłączeniu ładowarki do laptopa mija jedna lub dwie sekundy, zanim czujnik LED zostanie aktywowany. W tym czasie zachodzi złożona interakcja pomiędzy wtyczką Magsafe, ładowarką i samym Macbookiem.

Gdy ładowarka jest odłączona od laptopa, tranzystor wyjściowy blokuje wyjście napięcia. Jeśli zmierzysz napięcie z ładowarki MacBooka, znajdziesz około 6 woltów zamiast oczekiwanych 16,5 woltów. Powodem jest to, że pin jest odłączony i mierzysz napięcie przez rezystor obejściowy tuż pod tranzystorem wyjściowym. Kiedy wtyczka Magsafe jest podłączona do Macbooka, zaczyna on pobierać niskie napięcie. Mikrokontroler w ładowarce wykrywa to i w ciągu kilku sekund włącza zasilanie. W tym czasie laptop udaje się pobrać wszystkie niezbędne informacje o ładowarce z chipa znajdującego się w Magsafe. Jeśli wszystko jest w porządku, laptop zaczyna pobierać energię z ładowarki i wysyła sygnał do wskaźnika LED. Po odłączeniu wtyczki Magsafe od laptopa mikrokontroler wykrywa zanik prądu i odcina zasilanie, co powoduje również wyłączenie diod LED.

Powstaje całkowicie logiczne pytanie – dlaczego ładowarka Apple jest taka skomplikowana? Inne ładowarki do laptopów dostarczają po prostu napięcie 16 V i natychmiast dostarczają napięcie po podłączeniu do komputera. Głównym powodem są względy bezpieczeństwa, aby zapewnić, że napięcie nie zostanie przyłożone, dopóki styki nie zostaną mocno przymocowane do laptopa. Minimalizuje to ryzyko iskier lub łuku podczas podłączania wtyczki Magsafe.

Dlaczego nie warto używać tanich ładowarek

Oryginalna ładowarka do Macbooka 85 W kosztuje 79 dolarów. Ale za 14 dolarów można kupić w serwisie eBay ładowarkę, która wygląda dokładnie tak, jak oryginał. Co więc otrzymasz za dodatkowe 65 dolarów? Porównajmy kopię ładowarki z oryginałem. Z zewnątrz ładowarka wygląda dokładnie jak oryginalna 85W od Apple. Tyle że brakuje samego logo Apple. Ale jeśli zajrzysz do środka, różnice staną się oczywiste. Poniższe zdjęcia przedstawiają oryginalną ładowarkę Apple po lewej stronie i kopię po prawej stronie.

Kopia ładowarki ma o połowę mniej części niż oryginał, a miejsce na płytce drukowanej jest po prostu puste. Chociaż oryginalna ładowarka Apple jest wypełniona wieloma komponentami, replika nie jest zaprojektowana z myślą o filtrowaniu i regulacji i nie posiada obwodów PFC. Transformator w kopii ładowarki (duży żółty prostokąt) jest znacznie większy niż w oryginalnym modelu. Wyższa częstotliwość zaawansowanego konwertera rezonansowego firmy Apple umożliwia zastosowanie mniejszego transformatora.

Odwracając ładowarkę i patrząc na płytkę drukowaną, można zobaczyć bardziej złożony obwód oryginalnej ładowarki. Kopia ma tylko jeden układ scalony sterujący (w lewym górnym rogu). Ponieważ obwód PFC jest całkowicie wyrzucony. Ponadto klon ładowania jest mniej trudny do kontrolowania i nie ma uziemienia. Rozumiesz, czym to grozi.

Warto zauważyć, że ładowarka kopiująca wykorzystuje zielony układ kontrolera PWM Fairchild FAN7602, który jest bardziej zaawansowany, niż można by się spodziewać. Myślę, że większość ludzi spodziewała się zobaczyć coś w rodzaju prostego oscylatora tranzystorowego. Poza tym w kopiach w odróżnieniu od oryginału zastosowano jednostronną płytkę drukowaną.

Tak naprawdę kopia ładowarki jest lepszej jakości, niż można by się spodziewać, w porównaniu do okropnych kopii ładowarek do iPada i iPhone'a. Kopia ładowarki MacBooka nie redukuje wszystkich możliwych komponentów i wykorzystuje umiarkowanie skomplikowany obwód. Ładowarka ta kładzie również niewielki nacisk na bezpieczeństwo. Zastosowano izolację komponentów oraz separację obszarów wysokiego i niskiego napięcia, z wyjątkiem jednego niebezpiecznego błędu, który zobaczysz poniżej. Kondensator Y (niebieski) został zamontowany krzywo i niebezpiecznie blisko styku transoptora po stronie wysokiego napięcia, stwarzając ryzyko porażenia prądem.

Problemy z oryginałem od Apple

Ironią jest to, że pomimo swojej złożoności i dbałości o szczegóły, ładowarka Apple MacBook nie jest urządzeniem niezawodnym. W Internecie można znaleźć mnóstwo różnych zdjęć spalonych, uszkodzonych i po prostu niesprawnych ładowarek. Najbardziej wrażliwą częścią oryginalnej ładowarki jest przewód w okolicy wtyczki Magsafe. Kabel jest dość cienki i szybko się strzępi, co prowadzi do jego uszkodzenia, przepalenia lub po prostu złamania. Zamiast po prostu dostarczać mocniejszy kabel, Apple zapewnia, jak uniknąć uszkodzenia kabla. Ładowarka otrzymała w recenzji na stronie Apple zaledwie 1,5 z 5 gwiazdek.

Ładowarki MacBooka mogą również przestać działać z powodu problemów wewnętrznych. Zdjęcia powyżej i poniżej pokazują ślady spalenia wewnątrz uszkodzonej ładowarki Apple. Niestety nie da się dokładnie określić, co było przyczyną pożaru. Z powodu zwarcia spaliła się połowa elementów i znaczna część płytki drukowanej. Poniżej na zdjęciu wypalona izolacja silikonowa do mocowania deski.

Dlaczego oryginalne ładowarki są tak drogie?

Jak widać, ładowarka Apple ma bardziej zaawansowaną konstrukcję niż jej odpowiedniki i posiada dodatkowe zabezpieczenia. Jednak oryginalna ładowarka kosztuje 65 USD więcej i wątpię, czy dodatkowe komponenty kosztują więcej niż 10–15 USD. Większość kosztów ładowarki trafia do zysków firmy. Szacuje się, że koszt iPhone'a to 45% zysku netto firmy. Ładowarki prawdopodobnie przyniosą jeszcze więcej pieniędzy. Cena oryginału od Apple powinna być wyraźnie niższa. Urządzenie składa się z wielu drobnych elementów — rezystorów, kondensatorów i tranzystorów — których ceny wahają się w granicach jednego centa. Duże półprzewodniki, kondensatory i cewki kosztują oczywiście znacznie więcej, ale na przykład 16-bitowy procesor MSP430 kosztuje tylko 0,45 dolara. Apple wysokie koszty tłumaczy nie tylko kosztami marketingu itd., ale także wysokimi kosztami samego opracowania konkretnego modelu ładowarki. W książce Practical Switching Power Supply Design oszacowano, że koszt projektowania i udoskonalania zasilaczy zajmuje 9 miesięcy i kosztuje około 200 000 dolarów. Firma sprzedaje około 20 milionów MacBooków rocznie. Jeśli zainwestujesz koszty rozwoju w koszt urządzenia, będzie to tylko 1 cent. Nawet jeśli koszty projektowania i rozwoju ładowarek Apple będą 10-krotnie wyższe, cena nie przekroczy 10 centów. Mimo to nie radzę oszczędzać pieniędzy kupując ładowarki analogowe i narażając laptopa, a nawet swoje zdrowie.

I dla reszty

Użytkownicy często nie interesują się tym, co znajduje się wewnątrz ładowarki. Ale jest tam wiele ciekawych rzeczy. Pozornie proste ładowanie wykorzystuje zaawansowane technologie, w tym korekcję współczynnika mocy i zasilacz rezonansowy, aby wytworzyć 85 watów mocy w kompaktowym module. Ładowarka do Macbooka to imponujące dzieło inżynierii. Jednocześnie jego kopie starają się, aby wszystko było jak najtańsze. Jest to oczywiście ekonomiczne, ale także niebezpieczne dla Ciebie i Twojego laptopa.

Uczciwe, nie zawyżone i nie niedoceniane. Na stronie Serwisu powinny być podane ceny. Koniecznie! bez gwiazdek, jasne i szczegółowe, jeśli jest to technicznie możliwe – możliwie dokładne i zwięzłe.

Jeśli części zamienne są dostępne, nawet 85% skomplikowanych napraw można wykonać w ciągu 1-2 dni. Naprawy modułowe wymagają znacznie mniej czasu. Na stronie podany jest przybliżony czas trwania naprawy.

Gwarancja i odpowiedzialność

Na wszelkie naprawy należy udzielić gwarancji. Wszystko jest opisane na stronie internetowej i w dokumentach. Gwarancją jest pewność siebie i szacunek do Ciebie. Gwarancja 3-6 miesięcy jest dobra i wystarczająca. Należy sprawdzić jakość i wady ukryte, których nie można od razu wykryć. Widzisz uczciwe i realistyczne warunki (nie 3 lata), możesz być pewien, że Ci pomogą.

Połowa sukcesu w naprawie Apple to jakość i niezawodność części zamiennych, dlatego dobry serwis współpracuje bezpośrednio z dostawcami, zawsze jest kilka niezawodnych kanałów i własny magazyn ze sprawdzonymi częściami zamiennymi do aktualnych modeli, więc nie musisz marnować Dodatkowy czas.

Darmowa diagnostyka

Jest to bardzo ważne i stało się już zasadą dobrych manier w serwisie. Diagnostyka to najtrudniejsza i najważniejsza część naprawy, ale nie musisz za nią płacić ani grosza, nawet jeśli nie naprawisz urządzenia na podstawie jego wyników.

Naprawy serwisowe i dostawa

Dobry serwis ceni Twój czas, dlatego oferuje darmową dostawę. Z tego samego powodu naprawy przeprowadzane są tylko w warsztacie centrum serwisowego: można je wykonać poprawnie i zgodnie z technologią tylko w przygotowanym miejscu.

Wygodny harmonogram

Jeśli Usługa działa dla Ciebie, a nie dla siebie, to jest zawsze otwarta! absolutnie. Grafik powinien być wygodny, aby zmieścić się przed i po pracy. Dobra obsługa działa w weekendy i święta. Czekamy na Ciebie i pracujemy na Twoich urządzeniach codziennie: 9:00 - 21:00

Reputacja profesjonalistów składa się z kilku punktów

Wiek i doświadczenie firmy

Niezawodny i doświadczony serwis znany jest już od dawna.
Jeśli firma istnieje na rynku od wielu lat i zdążyła ugruntować swoją pozycję eksperta, ludzie zwracają się do niej, piszą o niej i polecają. Wiemy, o czym mówimy, ponieważ 98% urządzeń przychodzących do centrum serwisowego jest przywracanych.
Inne centra serwisowe ufają nam i kierują do nas skomplikowane przypadki.

Ilu mistrzów w obszarach

Jeśli do każdego typu sprzętu zawsze czeka na Ciebie kilku inżynierów, możesz być pewien:
1. Nie będzie kolejki (albo będzie ona minimalna) – Twoim urządzeniem zajmiemy się od ręki.
2. oddajesz swojego Macbooka do naprawy fachowcowi w dziedzinie napraw Mac. Zna wszystkie sekrety tych urządzeń

Znajomość techniczna

Jeśli zadajesz pytanie, specjalista powinien odpowiedzieć na nie możliwie najdokładniej.
Abyś mógł sobie wyobrazić, czego dokładnie potrzebujesz.
Spróbują rozwiązać problem. W większości przypadków z opisu można zrozumieć, co się stało i jak rozwiązać problem.

Mają jedną nieprzyjemną właściwość - dość szybko się zużywają. Czasami jest to po prostu brzydkie: wewnętrzne „wypełnienie” drutu staje się czarne na tle białej skorupy. Czasami jest bardzo, bardzo źle, bo „ładowanie” przestaje działać. Trzeba coś zrobić! Chcesz zaoszczędzić 5 tysięcy rubli na zakupie nowego akcesorium? Przeczytaj nasze instrukcje!

W kontakcie z

Przede wszystkim odłącz kabel od sieci. Dalsze działania zależą od jego wydajności.

Pracuje

Jeśli przewód właśnie zaczął się strzępić i nadal się ładuje MacBooka, naprawienie sytuacji nie będzie trudne. Wystarczy kupić płynną taśmę izolacyjną (cena to 300 rubli), nałożyć ją na uszkodzony obszar za pomocą pędzla (zwykle dołączonego) i pozostawić do wyschnięcia na godzinę. W ten sposób rozwiążesz kilka problemów na raz: zapobiegniesz dalszemu niszczeniu przewodu, unikniesz problemów z częścią „elektryczną” i (jeśli płynna taśma izolacyjna jest biała) sprawisz, że naprawiony przewód będzie bardziej elegancki. To samo można i należy zrobić ze zużytymi kablami do iPhone'a i iPada.

Nie działa

Jeśli zdasz sobie z tego sprawę za późno i MacBooka nie ładuje się już z postrzępionego drutu – nic wielkiego! W takich przypadkach istnieje specjalny przewodnik krok po kroku od iFixit. Nie musisz być elektrykiem, żeby zrobić wszystko dobrze.

Jeśli coś nie wyjdzie lub nie chcesz się zawracać sobie głowy, zawsze możesz:

1. Kup używany kabel w serwisie eBay lub na lokalnym pchlim targu. Całkiem możliwe jest zaoszczędzenie do 50% ceny oficjalnego akcesorium.
2. Skorzystaj z rocznej standardowej (jeśli jeszcze nie wygasła) lub trzyletniej przedłużonej (jeśli zakupiono) gwarancji Apple.

Powodzenia w rozwiązaniu problemu - a następnym razem kontroluj stan swojego sprzętu „kablowego”! :)

Czy zastanawiałeś się kiedyś, co znajduje się w ładowarce Twojego MacBooka? Kompaktowy zasilacz zawiera znacznie więcej części, niż można by się spodziewać, w tym nawet mikroprocesor. W tym artykule będziemy mogli rozebrać ładowarkę do MacBooka, zobaczyć liczne podzespoły ukryte w środku i dowiedzieć się, jak współdziałają ze sobą, aby bezpiecznie dostarczać do komputera tak potrzebną energię elektryczną.

Wygląd laptopów Apple MacBook Air nie zmienia się od lat, jednak jak to mówią, nic nie jest trwałe i w przyszłym roku czekają na tę linię produktów duże zmiany, m.in. premiera 15-calowego modelu na WWDC 2016. Dziś, MacBook Air jest dostępny w dwóch wariantach z ekranami o przekątnej 11 i 13 cali, ale jak udało się dowiedzieć z zasobu Economic Daily News, Apple opracował zupełnie nowy projekt dla 13-calowych i 15-calowych wersji MacBooka Air , których premiera zaplanowana jest na przyszły rok.


Większość urządzeń elektronicznych, od smartfona po telewizor, wykorzystuje zasilacze impulsowe do konwersji prądu przemiennego z gniazdka ściennego na prąd stały o niskim napięciu używany przez obwody elektroniczne. Zasilacze impulsowe, a właściwie zasilacze wtórne, swoją nazwę zawdzięczają temu, że włączają i wyłączają zasilanie tysiące razy na sekundę. Jest to najbardziej efektywne w przypadku konwersji napięcia.

Główną alternatywą dla zasilacza impulsowego jest zasilacz liniowy, który jest znacznie prostszy i przekształca napięcie udarowe w ciepło. Z powodu tej utraty energii sprawność zasilacza liniowego wynosi około 60% w porównaniu z około 85% w przypadku zasilacza impulsowego. Zasilacze liniowe wykorzystują nieporęczny transformator, który może ważyć do kilograma lub więcej, natomiast zasilacze impulsowe mogą wykorzystywać małe transformatory wysokiej częstotliwości.

Obecnie takie zasilacze są bardzo tanie, ale nie zawsze tak było. W 1950 roku zasilacze impulsowe były złożone i drogie, stosowane w lotnictwie i zastosowaniach satelitarnych, które wymagały lekkiego i kompaktowego zasilacza. We wczesnych latach siedemdziesiątych nowe tranzystory wysokiego napięcia i inne ulepszenia technologiczne sprawiły, że akumulatory stały się znacznie tańsze i były szeroko stosowane w komputerach. Wprowadzenie kontrolerów jednoukładowych w 1976 roku sprawiło, że konwertery mocy stały się jeszcze prostsze, mniejsze i tańsze.

Historia stosowania przez Apple zasilaczy impulsowych sięga 1977 roku, kiedy główny inżynier Rod Holt zaprojektował zasilacz impulsowy dla Apple II.

Według Steve’a Jobsa:
Ten zasilacz impulsowy był równie rewolucyjny, jak logika Apple II. Rod nie zyskał dużego uznania na kartach historii, ale na to zasłużył. Każdy komputer wykorzystuje obecnie zasilacze impulsowe i wszystkie mają konstrukcję podobną do konstrukcji Holta.
To świetny cytat, ale nie do końca prawdziwy. Rewolucja w dostawach energii nastąpiła znacznie wcześniej. Robert Boschert rozpoczął sprzedaż zasilaczy impulsowych w 1974 roku do wszystkiego, od drukarek i komputerów po myśliwiec F-14. Projekt Apple był podobny do wcześniejszych urządzeń, a inne komputery nie korzystały z projektu Roda Holta. Jednakże firma Apple szeroko korzysta z zasilaczy impulsowych i przesuwa granice w projektowaniu ładowarek dzięki kompaktowym, stylowym i najnowocześniejszym ładowarkom.

Co jest w środku?
Do analizy wzięliśmy ładowarkę Macbook 85W model A1172, której wymiary są na tyle małe, że mieszczą się w dłoni. Poniższy rysunek przedstawia kilka cech, które pomogą odróżnić oryginalną ładowarkę od podróbek. Ugryzione jabłko na ciele to integralna cecha (o której wszyscy wiedzą), ale jest szczegół, który nie zawsze przyciąga uwagę. Oryginalne ładowarki muszą mieć numer seryjny umieszczony pod kołkiem uziemiającym.

Choć może to zabrzmieć dziwnie, najlepszym sposobem otwarcia ładunku jest użycie dłuta lub czegoś podobnego i dodanie do niego odrobiny brutalnej siły. Apple początkowo sprzeciwiał się temu, aby ktokolwiek otwierał ich produkty i sprawdzał „wewnętrzne elementy”. Po zdjęciu plastikowej obudowy od razu widać metalowe radiatory. Pomagają chłodzić półprzewodniki mocy umieszczone wewnątrz ładowarki.

Z tyłu ładowarki widać płytkę drukowaną. Niektóre drobne elementy są widoczne, ale większość obwodów jest ukryta pod metalowym radiatorem połączonym żółtą taśmą izolacyjną.

Przyjrzeliśmy się grzejnikom i to wystarczyło. Aby zobaczyć wszystkie szczegóły urządzenia, należy oczywiście usunąć radiatory. Pod tymi metalowymi częściami kryje się znacznie więcej elementów, niż można by się spodziewać po małym urządzeniu.

Poniższy rysunek przedstawia główne elementy ładowarki. Zasilanie prądem przemiennym dociera do ładowarki, a następnie jest przekształcane na prąd stały. Obwód PFC (korekcja współczynnika mocy) poprawia wydajność, zapewniając stabilne obciążenie linii prądu przemiennego. Zgodnie z pełnionymi funkcjami mikroukład można podzielić na dwie części: pierwotną i wtórną. Główna część płytki wraz z umieszczonymi na niej elementami ma za zadanie obniżać napięcie stałe wysokiego napięcia i przekazywać je do transformatora. Część wtórna otrzymuje stałe napięcie niskiego napięcia z transformatora i wyprowadza do laptopa stałe napięcie o wymaganym poziomie. Poniżej przyjrzymy się tym schematom bardziej szczegółowo.

Wejście AC do ładowarki
Napięcie prądu przemiennego doprowadzane jest do ładowarki poprzez wyjmowaną wtyczkę kabla sieciowego. Dużą zaletą zasilaczy impulsowych jest ich zdolność do pracy w szerokim zakresie napięć wejściowych. Po prostu zmieniając wtyczkę, ładowarki można używać w dowolnym regionie świata, od europejskich 240 woltów przy 50 GHz po północnoamerykańskie 120 woltów przy 60 GHz. Kondensatory, filtry i cewki indukcyjne w stopniu wejściowym zapobiegają przedostawaniu się zakłóceń z ładowarki przez linie zasilające. Mostek prostowniczy zawiera cztery diody, które przekształcają prąd przemienny na prąd stały.

Obejrzyj ten film, aby lepiej zaprezentować działanie prostownika mostkowego.

PFC: Wygładzanie mocy
Kolejnym krokiem w działaniu ładowarki jest obwód korekcji współczynnika mocy, zaznaczony kolorem fioletowym. Jednym z problemów związanych z prostymi ładowarkami jest to, że otrzymują ładunek tylko przez niewielką część cyklu prądu przemiennego. Gdy robi to jedno urządzenie, nie ma szczególnych problemów, ale gdy jest ich tysiące, stwarza to problemy dla przedsiębiorstw energetycznych. Dlatego przepisy wymagają, aby ładowarki stosowały techniki korekcji współczynnika mocy (zużywają energię bardziej równomiernie). Można się spodziewać, że słaby współczynnik mocy jest spowodowany szybkim włączaniem i wyłączaniem transmisji mocy, ale nie stanowi to problemu. Problem wynika z nieliniowego mostka diodowego, który ładuje kondensator wejściowy tylko wtedy, gdy sygnał AC osiąga szczyt. Ideą PFC jest zastosowanie przetwornicy podwyższającej napięcie DC-DC przed przełączeniem zasilania. Zatem prąd wyjściowy fali sinusoidalnej jest proporcjonalny do kształtu fali prądu przemiennego.

Obwód PFC wykorzystuje tranzystor mocy do precyzyjnego przerywania sygnału wejściowego prądu przemiennego dziesiątki tysięcy razy na sekundę. Wbrew oczekiwaniom sprawia to, że obciążenie linii prądu przemiennego jest płynniejsze. Dwa największe elementy ładowarki to cewka indukcyjna i kondensator PFC, które pomagają zwiększyć napięcie prądu stałego do 380 woltów. Ładowarka wykorzystuje układ MC33368 do wyzwalania PFC.

Pierwotna konwersja mocy
Obwód pierwotny jest sercem ładowarki. Pobiera wysokie napięcie prądu stałego z obwodu PFC, tnie je i podaje do transformatora, aby wygenerować z ładowarki niskie napięcie wyjściowe (16,5–18,5 woltów). W ładowarce zastosowano zaawansowany kontroler rezonansowy, który pozwala na pracę systemu z bardzo wysoką częstotliwością sięgającą 500 kiloherców. Wyższa częstotliwość pozwala na użycie bardziej kompaktowych komponentów wewnątrz ładowarki. Pokazany poniżej układ scalony steruje zasilaniem.

sterownik SMPS - sterownik rezonansowy wysokiego napięcia L6599; Z jakiegoś powodu jest oznaczony jako DAP015D. Wykorzystuje topologię rezonansową półmostka; W obwodzie półmostkowym dwa tranzystory sterują mocą poprzez konwerter. Typowe zasilacze impulsowe wykorzystują kontroler PWM (modulacja szerokości impulsu), który reguluje taktowanie wejścia. L6599 koryguje częstotliwość impulsu, a nie jego puls. Oba tranzystory są włączane naprzemiennie przez 50% czasu. Gdy częstotliwość wzrasta powyżej częstotliwości rezonansowej, moc spada, więc kontrola częstotliwości reguluje napięcie wyjściowe.

Obydwa tranzystory są naprzemiennie włączane i wyłączane, aby obniżyć napięcie wejściowe. Przetwornik i kondensator rezonują z tą samą częstotliwością, wygładzając przerwane wejście w falę sinusoidalną.

Wtórna konwersja mocy
Druga połowa obwodu generuje moc wyjściową ładowarki. Pobiera energię z przetwornicy i za pomocą diod przetwarza ją na prąd stały. Kondensatory filtrujące wygładzają napięcie pochodzące z ładowarki poprzez kabel.

Najważniejszą rolą części wtórnej ładowarki jest utrzymanie niebezpiecznie wysokiego napięcia w ładowarce, aby uniknąć potencjalnie niebezpiecznego porażenia urządzenia końcowego. Granica izolacji, oznaczona na powyższym obrazku czerwoną przerywaną linią, wskazuje separację pomiędzy główną częścią wysokiego napięcia a wtórną częścią niskiego napięcia urządzenia. Obie strony są oddzielone od siebie odległością około 6 mm.

Transformator przenosi moc pomiędzy urządzeniami pierwotnymi i wtórnymi za pomocą pól magnetycznych zamiast bezpośredniego połączenia elektrycznego. Dla bezpieczeństwa przewody w transformatorze są potrójnie izolowane. Tanie ładowarki są zwykle skąpe w kwestii izolacji. Stwarza to zagrożenie bezpieczeństwa. Transoptor wykorzystuje wewnętrzną wiązkę światła do przesyłania sygnału zwrotnego pomiędzy wtórną i pierwotną częścią ładowarki. Układ sterujący w głównej części urządzenia wykorzystuje sygnał sprzężenia zwrotnego do regulacji częstotliwości przełączania w celu utrzymania stabilnego napięcia wyjściowego.

Wydajny mikroprocesor wewnątrz ładowarki
Nieoczekiwanym elementem ładowarki jest miniaturowa płytka drukowana z mikrokontrolerem, co widać na naszym schemacie powyżej. Ten 16-bitowy procesor stale monitoruje napięcie i prąd ładowarki. Umożliwia transmisję, gdy ładowarka jest podłączona do MacBooka i wyłącza transmisję, gdy ładowarka jest odłączona. Ładowarka wyłącza się, jeśli wystąpi jakiś problem. Mikrokontroler MSP430 firmy Texas Instruments ma mniej więcej taką samą moc, jak procesor w pierwszym oryginalnym komputerze Macintosh. Procesor w ładowarce to mikrokontroler małej mocy z 1 KB pamięci flash i tylko 128 bajtami RAM. Zawiera precyzyjny 16-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy.

68 000 mikroprocesorów z oryginalnego Apple Macintosh i 430 mikrokontrolerów w ładowarce nie jest porównywalnych, ponieważ mają różne konstrukcje i zestawy instrukcji. Ale dla przybliżonego porównania, 68000 to 16/32-bitowy procesor pracujący z częstotliwością 7,8 MHz, podczas gdy MSP430 to 16-bitowy procesor pracujący z częstotliwością 16 MHz. MSP430 został zaprojektowany z myślą o niskim zużyciu energii i wykorzystuje około 1% mocy zasilacza 68000.

Kwadratowe pomarańczowe podkładki po prawej stronie służą do programowania chipa podczas produkcji. Ładowarka MacBooka o mocy 60 W korzysta z procesora MSP430, ale ładowarka o mocy 85 W wykorzystuje procesor ogólnego przeznaczenia, który wymaga flashowania. Zaprogramowano go za pomocą interfejsu Spy-Bi-Wire, który jest dwuprzewodowym wariantem standardowego interfejsu JTAG firmy TI. Po zaprogramowaniu bezpiecznik w chipie ulega zniszczeniu, aby uniemożliwić odczytanie lub modyfikację oprogramowania sprzętowego.

Trójpinowy układ scalony po lewej stronie (IC202) redukuje napięcie ładowarki 16,5 V do 3,3 V wymaganego przez procesor. Napięcie na procesorze nie jest zapewniane przez standardowy regulator napięcia, ale przez LT1460, który wytwarza 3,3 V z niezwykle wysoką dokładnością 0,075%.

Mnóstwo drobnych elementów na spodzie ładowarki
Po odwróceniu ładowarki na płytkę drukowaną widoczne są dziesiątki drobnych elementów. Układ kontrolera PFC i zasilacza (SMPS) to główne układy scalone sterujące ładowarką. Układ odniesienia napięcia odpowiada za utrzymanie stabilnego napięcia nawet przy zmianach temperatury. Układem scalonym napięcia odniesienia jest TSM103/A, który łączy w sobie dwa wzmacniacze operacyjne i napięcie odniesienia 2,5 V w obwodzie jednoukładowym. Właściwości półprzewodników różnią się znacznie w zależności od temperatury, więc utrzymanie stabilnego napięcia nie jest łatwym zadaniem.

Układy te są otoczone maleńkimi rezystorami, kondensatorami, diodami i innymi drobnymi elementami. Tranzystor wyjściowy MOSFET włącza i wyłącza moc wyjściową zgodnie z poleceniami mikrokontrolera. Po lewej stronie znajdują się rezystory mierzące prąd przesyłany do laptopa.

Granica izolacji (zaznaczona na czerwono) oddziela ze względów bezpieczeństwa wysokie napięcie od obwodu wyjściowego niskiego napięcia. Przerywana czerwona linia pokazuje granicę izolacji oddzielającą stronę niskiego napięcia od strony wysokiego napięcia. Transoptory wysyłają sygnały ze strony wtórnej do urządzenia głównego, wyłączając ładowarkę w przypadku wystąpienia problemu.

Trochę o uziemieniu. Rezystor uziemiający 1KΩ łączy styk uziemiający prądu przemiennego z podstawą na wyjściu ładowarki. Cztery rezystory 9,1 MΩ łączą wewnętrzną bazę DC z bazą wyjściową. Ponieważ przekraczają granicę izolacji, bezpieczeństwo staje się problemem. Ich wysoka stabilność pozwala uniknąć ryzyka wstrząsu. Cztery rezystory nie są w rzeczywistości potrzebne, ale istnieje nadmiarowość, aby zapewnić bezpieczeństwo i odporność urządzenia na uszkodzenia. Pomiędzy masą wewnętrzną a masą wyjściową znajduje się również kondensator Y (680pF, 250V). Bezpiecznik T5A (5A) zabezpiecza wyjście masy.

Jednym z powodów, dla których warto zainstalować w ładowarce więcej elementów sterujących niż zwykle, jest zmienne napięcie wyjściowe. Aby dostarczyć napięcie o mocy 60 W, ładowarka zapewnia napięcie 16,5 V przy poziomie rezystancji 3,6 A. Aby wytworzyć 85 watów, potencjał wzrasta do 18,5 woltów, a rezystancja wynosi odpowiednio 4,6 ampera. Dzięki temu ładowarka jest kompatybilna z laptopami wymagającymi różnych napięć. Gdy potencjał prądu wzrasta powyżej 3,6 ampera, obwód stopniowo zwiększa napięcie wyjściowe. Ładowarka wyłącza się natychmiast po osiągnięciu napięcia 90 W.

Schemat sterowania jest dość złożony. Napięcie wyjściowe jest kontrolowane przez wzmacniacz operacyjny w układzie scalonym TSM103/A, który porównuje je z napięciem odniesienia generowanym przez ten sam układ scalony. Wzmacniacz ten wysyła sygnał sprzężenia zwrotnego przez transoptor do układu scalonego sterującego SMPS po stronie pierwotnej. Jeśli napięcie jest zbyt wysokie, sygnał sprzężenia zwrotnego obniża napięcie i odwrotnie. Jest to dość prosta część, ale gdy napięcie wzrasta z 16,5 V do 18,5 V, sytuacja staje się bardziej skomplikowana.

Prąd wyjściowy wytwarza napięcie na rezystorach o niewielkiej rezystancji 0,005 Ω każdy – przypominają one bardziej przewody niż rezystory. Wzmacniacz operacyjny w układzie TSM103/A wzmacnia to napięcie. Sygnał ten trafia do małego wzmacniacza operacyjnego TS321, który uruchamia rampę, gdy sygnał osiągnie 4,1 A. Sygnał ten wchodzi do opisanego wcześniej obwodu sterującego, zwiększając napięcie wyjściowe. Sygnał prądowy trafia również do maleńkiego komparatora TS391, który wysyła sygnał do urządzenia głównego przez inny transoptor w celu zmniejszenia napięcia wyjściowego. Jest to obwód ochronny, jeśli poziom prądu stanie się zbyt wysoki. Na płytce drukowanej jest kilka miejsc, w których można zainstalować rezystory o zerowej rezystancji (tj. zworki), aby zmienić wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego. Umożliwia to regulację dokładności wzmocnienia podczas produkcji.

Wtyczka Magsafe
Wtyczka magnetyczna Magsafe, którą można podłączyć do Macbooka, jest bardziej złożona, niż mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Posiada pięć sprężynowych pinów (tzw. pinów Pogo) do podłączenia do komputera, a także dwa piny zasilania i dwa piny uziemienia. Środkowy pin to złącze danych do komputera.

Wewnątrz Magsafe to miniaturowy chip, który przekazuje laptopowi numer seryjny, typ i moc ładowarki. Laptop na podstawie tych danych ustala, czy ładowarka jest oryginalna. Chip steruje również wskaźnikiem LED służącym do wizualnego wskazywania stanu. Laptop nie odbiera danych bezpośrednio z ładowarki, a jedynie poprzez chip znajdujący się wewnątrz Magsafe.

Użycie ładowarki
Być może zauważyłeś, że po podłączeniu ładowarki do laptopa mija jedna lub dwie sekundy, zanim czujnik LED zostanie aktywowany. W tym czasie zachodzi złożona interakcja pomiędzy wtyczką Magsafe, ładowarką i samym Macbookiem.

Gdy ładowarka jest odłączona od laptopa, tranzystor wyjściowy blokuje wyjście napięcia. Jeśli zmierzysz napięcie z ładowarki MacBooka, znajdziesz około 6 woltów zamiast oczekiwanych 16,5 woltów. Powodem jest to, że pin jest odłączony i mierzysz napięcie przez rezystor obejściowy tuż pod tranzystorem wyjściowym. Kiedy wtyczka Magsafe jest podłączona do Macbooka, zaczyna on pobierać niskie napięcie. Mikrokontroler w ładowarce wykrywa to i w ciągu kilku sekund włącza zasilanie. W tym czasie laptop udaje się pobrać wszystkie niezbędne informacje o ładowarce z chipa znajdującego się w Magsafe. Jeśli wszystko jest w porządku, laptop zaczyna pobierać energię z ładowarki i wysyła sygnał do wskaźnika LED. Po odłączeniu wtyczki Magsafe od laptopa mikrokontroler wykrywa zanik prądu i odcina zasilanie, co powoduje również wyłączenie diod LED.

Powstaje całkowicie logiczne pytanie – dlaczego ładowarka Apple jest taka skomplikowana? Inne ładowarki do laptopów dostarczają po prostu napięcie 16 V i natychmiast dostarczają napięcie po podłączeniu do komputera. Głównym powodem są względy bezpieczeństwa, aby zapewnić, że napięcie nie zostanie przyłożone, dopóki styki nie zostaną mocno przymocowane do laptopa. Minimalizuje to ryzyko iskier lub łuku podczas podłączania wtyczki Magsafe.

Dlaczego nie warto używać tanich ładowarek
Oryginalna ładowarka do Macbooka 85 W kosztuje 79 dolarów. Ale za 14 dolarów można kupić w serwisie eBay ładowarkę, która wygląda dokładnie tak, jak oryginał. Co więc otrzymasz za dodatkowe 65 dolarów? Porównajmy kopię ładowarki z oryginałem. Z zewnątrz ładowarka wygląda dokładnie jak oryginalna 85W od Apple. Tyle że brakuje samego logo Apple. Ale jeśli zajrzysz do środka, różnice staną się oczywiste. Poniższe zdjęcia przedstawiają oryginalną ładowarkę Apple po lewej stronie i kopię po prawej stronie.

Kopia ładowarki ma o połowę mniej części niż oryginał, a miejsce na płytce drukowanej jest po prostu puste. Chociaż oryginalna ładowarka Apple jest wypełniona wieloma komponentami, replika nie jest zaprojektowana z myślą o filtrowaniu i regulacji i nie posiada obwodów PFC. Transformator w kopii ładowarki (duży żółty prostokąt) jest znacznie większy niż w oryginalnym modelu. Wyższa częstotliwość zaawansowanego konwertera rezonansowego firmy Apple umożliwia zastosowanie mniejszego transformatora.

Odwracając ładowarkę i patrząc na płytkę drukowaną, można zobaczyć bardziej złożony obwód oryginalnej ładowarki. Kopia ma tylko jeden układ scalony sterujący (w lewym górnym rogu). Ponieważ obwód PFC jest całkowicie wyrzucony. Ponadto klon ładowania jest mniej trudny do kontrolowania i nie ma uziemienia. Rozumiesz, czym to grozi.

Warto zauważyć, że ładowarka kopiująca wykorzystuje zielony układ kontrolera PWM Fairchild FAN7602, który jest bardziej zaawansowany, niż można by się spodziewać. Myślę, że większość ludzi spodziewała się zobaczyć coś w rodzaju prostego oscylatora tranzystorowego. Poza tym w kopiach w odróżnieniu od oryginału zastosowano jednostronną płytkę drukowaną.

Tak naprawdę kopia ładowarki jest lepszej jakości, niż można by się spodziewać, w porównaniu do okropnych kopii ładowarek do iPada i iPhone'a. Kopia ładowarki MacBooka nie redukuje wszystkich możliwych komponentów i wykorzystuje umiarkowanie skomplikowany obwód. Ładowarka ta kładzie również niewielki nacisk na bezpieczeństwo. Zastosowano izolację komponentów oraz separację obszarów wysokiego i niskiego napięcia, z wyjątkiem jednego niebezpiecznego błędu, który zobaczysz poniżej. Kondensator Y (niebieski) został zamontowany krzywo i niebezpiecznie blisko styku transoptora po stronie wysokiego napięcia, stwarzając ryzyko porażenia prądem.

Problemy z oryginałem od Apple
Ironią jest to, że pomimo swojej złożoności i dbałości o szczegóły, ładowarka Apple MacBook nie jest urządzeniem niezawodnym. W Internecie można znaleźć mnóstwo różnych zdjęć spalonych, uszkodzonych i po prostu niesprawnych ładowarek. Najbardziej wrażliwą częścią oryginalnej ładowarki jest przewód w okolicy wtyczki Magsafe. Kabel jest dość cienki i szybko się strzępi, co prowadzi do jego uszkodzenia, przepalenia lub po prostu złamania. Zamiast po prostu dostarczać mocniejszy kabel, Apple udostępnia szczegółowe instrukcje, jak uniknąć uszkodzenia kabla. Ładowarka otrzymała w recenzji na stronie Apple zaledwie 1,5 z 5 gwiazdek.

Ładowarki MacBooka mogą również przestać działać z powodu problemów wewnętrznych. Zdjęcia powyżej i poniżej pokazują ślady spalenia wewnątrz uszkodzonej ładowarki Apple. Niestety nie da się dokładnie określić, co było przyczyną pożaru. Z powodu zwarcia spaliła się połowa elementów i znaczna część płytki drukowanej. Poniżej na zdjęciu wypalona izolacja silikonowa do mocowania deski.

Dlaczego oryginalne ładowarki są tak drogie?
Jak widać, ładowarka Apple ma bardziej zaawansowaną konstrukcję niż jej odpowiedniki i posiada dodatkowe zabezpieczenia. Jednak oryginalna ładowarka kosztuje 65 USD więcej i wątpię, czy dodatkowe komponenty kosztują więcej niż 10–15 USD. Większość kosztów ładowarki trafia do zysków firmy. Szacuje się, że koszt iPhone'a to 45% zysku netto firmy. Ładowarki prawdopodobnie przyniosą jeszcze więcej pieniędzy. Cena oryginału od Apple powinna być wyraźnie niższa. Urządzenie składa się z wielu drobnych elementów — rezystorów, kondensatorów i tranzystorów — których ceny wahają się w granicach jednego centa. Duże półprzewodniki, kondensatory i cewki kosztują oczywiście znacznie więcej, ale na przykład 16-bitowy procesor MSP430 kosztuje tylko 0,45 dolara. Apple wysokie koszty tłumaczy nie tylko kosztami marketingu itd., ale także wysokimi kosztami samego opracowania konkretnego modelu ładowarki. W książce Practical Switching Power Supply Design oszacowano, że koszt projektowania i udoskonalania zasilaczy zajmuje 9 miesięcy i kosztuje około 200 000 dolarów. Firma sprzedaje około 20 milionów MacBooków rocznie. Jeśli zainwestujesz koszty rozwoju w koszt urządzenia, będzie to tylko 1 cent. Nawet jeśli koszty projektowania i rozwoju ładowarek Apple będą 10-krotnie wyższe, cena nie przekroczy 10 centów. Mimo to nie radzę oszczędzać pieniędzy kupując ładowarki analogowe i narażając laptopa, a nawet swoje zdrowie.

I dla reszty
Użytkownicy często nie interesują się tym, co znajduje się wewnątrz ładowarki. Ale jest tam wiele ciekawych rzeczy. Pozornie proste ładowanie wykorzystuje zaawansowane technologie, w tym korekcję współczynnika mocy i zasilanie rezonansowe, aby wytworzyć 85 watów mocy w kompaktowym module. Ładowarka do Macbooka to imponujące dzieło inżynierii. Jednocześnie jego kopie starają się, aby wszystko było jak najtańsze. Jest to oczywiście ekonomiczne, ale także niebezpieczne dla Ciebie i Twojego laptopa.