9天练会笔记本电脑维修：掌握结构组成

针对笔记本电脑的工作特点和供电需求，笔记本电脑通常有两种供电方式，一种是电池供电，另一种是电源适配器供电，而且电源适配器还能够对电池进行充电，因此，笔记本电脑的供电电路主要分为电池供电电路、电源适配器供电电路、充电控制电路和电源切换电路等部分。

另外，由于电池供电电路输出电压范围为12～24V，电源适配器供电电路输出电压范围为7.2～14.8V，这两个电压范围不能直接满足笔记本电脑主板及相关功能部件的供电需求，因此在供电电路中还包含有低压供电电路，对电池或电源适配器供电电路输出的直流电压进行转换、稳压、滤波等，如3V和5V供电电路、1.5V和1.8V供电电路。

图5-2所示为典型笔记本电脑供电电路的结构组成（IBM ThinkPad R40型）。

图5-1 笔记本电脑供电电路的功能示意图

图5-2 典型笔记本电脑供电电路的结构组成（IBM ThinkPad R40型）

综上所述可知，笔记本电脑的供电电路可以分为电池供电电路、电源适配器供电电路、充电控制电路、电源切换电路、3V和5V供电电路、1.5V和1.8V供电电路等6个基本电路模块，下面我们将以典型笔记本电脑的供电电路为例，介绍笔记本电脑供电电路的基本组成。

（1）电池供电电路

电池供电电路是指通过电池为笔记本电脑整机工作提供电压的电路，包括电池、电池接口及接口外围元器件等部分。

图5-3所示为IBM ThinkPad R40型笔记本电脑电池供电电路的结构。该电路主要是由电池、电池接口、电池接口外接的场效应晶体管、二极管、限流电阻等外围元器件构成的。

图5-3 IBM ThinkPad R40型笔记本电脑电池供电电路的结构

①电池

电池是电池供电电路中的关键器件，它通过电池接口与电路实现关联。在供电状态下，向电路输送供电电压；充电状态下，也接收充电电压实现充电，笔记本电脑电池的实物外形及内部结构如图5-4所示。

图5-4 笔记本电脑电池的实物外形及内部结构

【知道更多】

目前，笔记本电脑都采用锂电池作为内置电池，通过笔记本电脑背部的锁扣进行固定。笔记本电脑根据其品牌、型号的不同，电池接口的外形及安装位置也有所区别，图5-5所示为不同品牌笔记本电脑电池的外形及安装位置。

图5-5 不同品牌笔记本电脑电池的外形及安装位置

②电池接口

电池接口与电池连接，用于传输电池的供电电压和充电电压，典型笔记本电脑电池接口的实物外形如图5-6所示。

图5-6 典型笔记本电脑电池接口的实物外形

③双场效应晶体管

双场效应晶体管在供电电路中的应用很广泛，在电池供电电路中，主要是通过控制双场效应晶体管来达到供电和充电的控制，图5-7所示为双场效应晶体管的实物外形。

图5-7 双场效应晶体管的实物外形

（2）电源适配器供电电路

电源适配器供电电路是指由外接的电源适配器为笔记本电脑整机进行供电的电路，包括电源适配器、电源适配器接口及接口外围元器件等部分。

图5-8所示为IBM ThinkPad R40型笔记本电脑的电源适配器供电电路的结构。可以看到，该电路主要是由电源适配器、电源适配器接口J6、电压比较器U5（KIA393F）、场效应晶体管、误差放大器和发光二极管等外围元器件构成的。

图5-8 IBM ThinkPad R40型笔记本电脑电源适配器供电电路的结构

电源适配器供电电路主要用于将电源适配器送来的直流电压进行稳压、滤波等处理后，输出两路电压：一路为笔记本电脑的主板输送总电源电压，另一路则为电池提供充电电压。

①电源适配器

电源适配器是为笔记本电脑提供工作电压的基本部件之一，它的主要作用是整流和降压，即将市电交流220V电压变成十余伏的直流电，经电源适配器接口为笔记本电脑供电。

图5-9所示为典型笔记本电脑电源适配器的实物外形，可以看到，在电源适配器背面标有其基本参数，这些参数信息是检修和选配电源适配器的重要参考依据。

【知道更多】

笔记本电脑电源适配器的内部是一个独立的开关电源电路,撬开电源适配器外壳即可看到其内部组成部件,具有开关电源典型的结构特征。图5-10所示为典型笔记本电脑电源适配器内部结构组成。

②电源适配器接口

电源适配器接口用于实现电源适配器与笔记本电脑供电电路部分的连接，图5-11所示为典型笔记本电脑的电源适配器接口的实物外形。

图5-9 典型笔记本电脑电源适配器的实物外形

图5-10 典型笔记本电脑电源适配器内部结构组成

③电压比较器

电压比较器是一种对电压进行检测和控制的集成电路，多用于电源稳压电路中。图5-12所示为典型笔记本电脑电源适配器供电电路中的电压比较器U5（KIA939F）的实物外形和内部结构。

（3）充电控制电路

充电控制电路是对笔记本电脑电池的充电电流和充电电压进行实时检测并进行管理控制的电路。

图5-11 典型笔记本电脑电源适配器接口的实物外形(www.xing528.com)

图5-12 典型笔记本电脑电源适配器供电电路中的电压比较器U5（KIA939F）的实物外形和内部结构

图5-13所示为IBM ThinkPad R40型笔记本电脑充电控制电路。从该图中可知，充电控制电路主要由高效开关稳压器U521（LTC1735）、电流检测放大器U522（LT1621）、场效应晶体管和二极管等外围元器件构成。

图5-13 IBM ThinkPad R40型笔记本电脑充电控制电路

①高效开关稳压器

高效开关稳压器U521（LTC1735）芯片主要用于对输入的电压进行稳压输出，图5-14所示为其实物外形及内部结构框图。U521（LTC1735）芯片可以构成降压式开关稳压电源，高效开关稳压器U521（LTC1735）的典型应用电路如图5-15所示。

图5-14 高效开关稳压器U521（LTC1735）

图5-15 高效开关稳压器U521（LTC1735）的典型应用电路

可以看到，5～24V的充电电压输入分为两路，一路送入LTC1735的电压供电端(13)脚，为芯片供电；另一路送到场效应晶体管的漏极，为场效应晶体管工作提供偏置条件。

LTC1735芯片得电后由其(11)脚、(16)脚输出两路相位相反的PWM脉宽调制信号，使两只场效应晶体管VT1、VT2交替工作。VT1、VT2将直流供电变成开关脉冲信号，再经LC滤波后，输出1.6V电压。在输出电路中设有电流检测电阻（0.005Ω），对电流进行检测和控制。

②电流检测放大器

电流检测放大器用于对电路中的电流进行检测，当电路中的电流过大时，该器件起到保护的作用。图5-16和图5-17分别为典型电流检测放大器U522（LT1621）的引脚功能和电流检测放大器U522（LT1621）的典型应用电路。

图5-16 典型电流检测放大器U522（LT1621）的引脚功能

图5-16 典型电流检测放大器U522（LT1621）的引脚功能（续）

从图中可以看出，电流检测放大器LT1621的(16)脚为电压供电端，(14)脚和(15)脚为检测电压输入端，LT1621内部将电压转换为控制信号，由④脚和(12)脚输出，送回高效开关稳压器LTC1735中，作为负反馈信号控制其输出脉冲。

图5-17 典型电流检测放大器U522（LT1621）的应用电路

（4）电源切换电路

电源切换电路主要用于对供电方式进行切换控制，即隔离电源适配器和电池的供电，根据需求只选其中一种方式为笔记本电脑供电。

图5-18所示为IBM ThinkPad R40型笔记本电脑电源切换电路的结构。可以看到，该电路主要由场效应晶体管、三极管和电阻等元器件构成。

图5-18 IBM ThinkPad R40型笔记本电脑电源切换电路的结构

【特别提示】

电源切换电路主要在电源适配器和电池同时使用时工作，当电源适配器正常时，由电源适配器供电：而断开电源适配器时，由该电路自动切换为电池供电模式。

除了对供电的切换功能外该电路还主要用于对电路的保护作用。当电源适配器或电池输入的电压超过工作范围时，该电路会自动启动，切断整机的供电，使主板停止工作，以防止笔记本电脑出现其他故障。

（5）3V和5V供电电路

3V和5V供电电路是将电池供电或适配器供电电路输出的直流进行稳压，输出3V和5V直流电压的电路，用于满足笔记本电脑中需要3V和5V供电条件的部件和电子元器件。

图5-19所示为IBM ThinkPad R40型笔记本电脑3V和5V供电电路的结构。该电路主要为笔记本电脑提供3V和5V的工作电压，它主要由电源管理芯片U503（SC1403）、双场效应晶体管Q5、Q11、滤波电感L4、L14、滤波电容以及外围元器件构成。

①电源管理芯片

电源管理芯片是供电电路中常见的控制器件，它是产生PWM信号的电路，通过输出相位相反的脉冲信号，来控制双场效应晶体管的导通和截止，将直流电压变成开关脉冲信号，再经平滑滤波后输出稳定的直流电压。图5-20所示为3V和5V供电电路中的电源管理芯片U503（SC1403）的实物外形、引脚功能及其内部结构。

②双场效应晶体管

图5-21所示为双场效应晶体管的实物外形及其内部结构。从图中可以看出，双场效应晶体管内部集成有两个场效应晶体管，两个场效应晶体管构成脉冲信号驱动电路，输出开关脉冲信号，该信号经过电感、电容进行滤波处理后，变为3V和5V的直流电压。

（6）1.5V和1.8V供电电路

1.5V和1.8V供电电路与前述3V和5V供电电路的功能相同，它是将电池供电或适配器供电电路输出的直流进行稳压，输出1.5V和1.8V直流电压的电路，用于满足笔记本电脑中需要1.5V和1.8V供电条件的部件和电子元器件。

图5-22所示为IBM ThinkPad R40型笔记本电脑1.5V和1.8V供电电路的结构。

图5-23所示为1.5V和1.8V供电电路中的电源管理芯片U1（MAX1715）的实物外形、引脚功能和内部结构框图。

图5-19 IBM ThinkPad R40型笔记本电脑3V和5V供电电路的结构

图5-20 3V和5V供电电路中的电源管理芯片U503（SC1403）的实物外形、引脚功能及其内部结构

图5-20 3V和5V供电电路中的电源管理芯片U503（SC1403）的实物外形、引脚功能及其内部结构（续）

图5-21 双场效应晶体管的实物外形及其内部结构

图5-22 IBM ThinkPad R40型笔记本电脑1.5V和1.8V供电电路的结构