Изучаем схему питания ноутбука Dell Inspiron 5767

Этот ноутбук собран на платформе Compal LA-D801P, плата маленькая, с максимальной степенью упрощения схемотехники. В качестве процессора и моста используются чипы-комбайны на ядре Skylake-U или Kabylake-U (Core i5 и i7). используется дискретная графика от AMD на чипе 216-0889018 (AMD Mobility Radeon R7 M260). В качестве мультиконтроллера KBC используется Microchip MEC1404.

Особенность схемы питания данной платы заключается в том, что имеется много самостоятельных «дежурок» по каждому из каналов напряжения, но в цепях питания этих дежурок отсутствуют силовые ключи для упрощения схемы.

Микросхемы формирователи питания CPU:

• RT8207PGQW — 1.2 V и 0,6 V
• SYX196DQNC — +1VALWP
• AOZ5019QI — питание ядра +VCC_CORE (сигнал IMVP_VR_ON)
• ISL95808HRZ — питание +VCC_SA (сигнал IMVP_VR_ON)
• AOZ5019QI — напряжение +VCC_GT (сигнал DRMOS_EN)

Микросхемы формирователи питания дискретной GPU:

• ISL62771HRTZ — питnание ядра GPU +VGA_CORE (сигнал DGPU_PWR_EN)
• SYX196DQNC — напряжение GPU +1.35VGPUP (сигнал DGPU_PWROK)
• EM5209VF — напряжение +0.95VSDGPU (сигнал DGPU_PWR_EN)
• EM5209VF — напряжение +3VGS (сигнал DGPU_PWR_EN)
• EM5209VF — напряжение +1.8VGS 9сигнал DGPU_PWR_EN)
• RT8061AZQW — формирует основное питание по линии +1.8V_PRIM
• RT9059GSP — формирует напряжение питания видеопамяти +2.5V_MEM
• EM5209VF — формирует +1.8VGS

Дежурка +5 Вольт:

• SY8286CRAC — напряжение +5VALWP и +5VALW (сигнал EN_5V и ENLDO_3V5V)

+5VALW далее подается на контроллеры питания USB, HDMI, HDD, ODD.

Дежурка +3 Вольт:

• SY8286BRAC — формирует напряжения +3VALWP, +3VALW, +3VLP.

Из напряжения +3VALW формируются напряжения питания хаба +3VALW_PCH, напряжение +3.3V_WLAN питания Wi-Fi адаптера и напряжение подсветки LCD матрицы +LCDVDD., а также напряжения питания видеопамяти и шины PCI-E.

Указанные сигналы являются разрешающими для работы соответствующих схем.

Мы видим, что имеется очень много различных ШИМ-контроллеров для каждого напряжения, на большинство из которых напряжение +19V подается напрямую, а на выходе имеется нужный сигнал без силовых ключей в плечах. Множество силовых ключей имеются только в цепях питания видеокарты и в цепи чарджера.

Последовательность включения ноутбука на платформе Compal LA-D801P

Рассмотрим последовательность включения и появления формирующих сигналов для режимов питания от S5 (спящий, дежурный) до S0 (полная мощность).

1. На микроконтроллер EC 1404 подается +19V от батареи или адаптера питания. Он формирует сигнал ALWON +19V, поступающий на микросхемы дежурки SY8286.
2. На выходе дежурок формируются напряжения +5VALW, +3VLP, +3VALW.
3. Сигнал +3VALW подается на мост PCH, который в ответ должен сформировать сигнал +3.3V_SPI. Одновременно с этим на мост подается напряжение питания от батарейки +RTC_CELL.
4. Первая группа микросхем дежурки +3 и +5 В формирует сигнал POK для запуска дежурок второй очереди SY8286 и SY8032, которые сформируют сигналы +1.0V_PRIM (для PCH) и +1.8V_PRIM для подъема видеокарты UMA в CPU и моста. Внимание, формирование этих напряжения невозможно без поднятой дежурки +3V.
5. Происходит чтение прошивки мультиконтроллера EC и на него c PCH приходит сигнал ME_SUS_PWR_ACK, который в ответ снимает Reset с моста сигналом PCH_RSMRST#.
6. Мультик формирует сигнал SIO_PWRBTN#, который является итогом нажатия на кнопку питания и указывает мосту на переход в новый режим питания (выход из S5).
7. Мост инвертированным сигналом SIO_SLP_S5# показывает выход из спящего режима и происходит следующая стадия «переговоров» между мостом и EC-контроллером.
8. Входным сигналом SIO_SLP_S4# система переходит в режим S4. Этот разрешающий сигнал с моста подается на следующую группу формирователей:
   • TPS22967 (одноканальный ключ) — из напряжения +1.0V_PRIM формирует сигнал +1.0V_VCCST для процессора
   • RT9059GSP (LDO регулятор напряжения, стабилизатор) — при наличии дежурки +3VALW формирует опорное напряжение питания памяти +2.5V_MEM
   • RT8207 (контроллер питания памяти) — формирует напряжение питания самой памяти DDR4 +1.2V_DDR. Входным напряжением для этой микросхемы случит +19VB.
9. Управляющим сигналом SIO_SLP_S3# на EC контроллер переходим в режим питания S3.
   • Этот инвертированный сигнал с моста разрешает работу микросхемы EM5209VF (двухканальный ключ), которая создает основные напряжения питания рабочего режима: +5VS и +3VS. Питанием для этой микросхемы случат все те же дежурки +5VALW и +3VALW.
   • Вместе с этим включается TPS22961, питанием для которой служит +1.0V_PRIM. Он выплевывает опорные напряжения +1.0V_VCCSTG и +1.0VS_VCCIO на процессор.
   • Параллельно с этим выше упомянутый RT8207 формирует сигнал PowerGood (1.2V_VTT_PWRGD)
10. Если все питания поднялись, то на EC приходит сигнал RUNPWROK. Это разрешает переход в режим полного питания.
    • Через резисторную сборку, подтянутую к напряжению +3VS при наличии 1.2V_VTT_PWRGD формируется сигнал IMVP_VR_ON. Это и есть ключевой сигнал для полного запуска системы.
    • IMVP_VR_ON приходит на ШИМ-контроллер ISL95859, который вместе с драйвером ISL95808 формирует напряжение +VCC_SA (питание System Agent, то есть фаз процессора). Это сложная микросхема с набором разрешающих сигналов, а питанием для нее служит дежурка +5VALW и напряжение готовности +3VS. Здесь используется однофазная схема питания процессора!
    • Также IMVP_VR_ON подается на AOZ5019QI. Это микросхема синхронного понижающего силового каскада, состоящий из двух асимметричных полевых МОП-транзисторов и встроенного драйвера. Питанием для нее служит дежурка +5VALW и питание +19VB, и к ней подключается ШИМ-контроллер. На выходе мы получаем напряжение питания ядра процессора +VCC_CORE.
    • Напряжение +VCC_GT питания графического UMA ядра процессора, формирует еще одна рядом находящаяся микросхема AOZ5019QI. Разрешающим сигналом для нее случит DRMOS_EN, который получается из  IMVP_VR_ON.
11. Процессор запускается при наличии группы входных сигналов и напряжений:
    • сигнал VCCST_PWRGD
    • питания +VCC_CORE, +1.0VS_VCCIO, +VCC_GT, +1.2V_DDR, +1.0V_VCCST, +VCC_SA
12. Процессор поднимает контроллер питания памяти выходным сигналом 0.675V_DDR_VTT_ON, а мультик в это время снимает полный reset с моста инвертированным сигналом RESET_OUT#
13. На мост приходит сигнал SYS_PWROK, говорящий об успешном запуске CPU и памяти.
14. Ответным сигналом PCH_PLTRST#_EC мост сообщает мультику о входе в полноценный режим работы.

Хочу обратить внимание на несколько интересных особенностей. Во-первых, используется однофазная схема питания процессора, то есть один ШИМ, один драйвер и один ключ. Во-вторых, мы видим, что 19 вольт приходят сразу на много микросхем напрямую: на дежурки, чарджер, силовой каскад питания процессора, мосфеты питания дискретной графики. Таким образом, убить их всех одним скачком по питанию адаптера совсем не сложно.

Второй момент традиционный: дежурка +5VALW питает каскад питания CPU, ШИМы, драйвер, USB порты и прочие контроллеры периферии. дежурка +3VALW питает мультик, мост, термодатчик и позволяет формировать другие напряжения +1.8V и +2.5V.

Помимо выше перечисленных напрядённый на видеокарту подаются питания +3VGS (1500 мА), +0.95VSDGPU (2300 мА) и +1.8VGS (500 мА). Они появляются только по сигналу DGPU_PWR_EN# с моста и при наличии опорного напряжения +1.8V_PRIM. Сами напряжения формируются тремя  линейными LDO-регуляторами EM5209VF и TPS22967.

Диагностика дежурки

Кратко упомяну о диагностике дежурки. Безопаснее и легче всего её проверять путем замера напряжения и сопротивления на катушках, следующих за ШИМ-контроллерами дежурки. Сопротивление должно быть в районе нескольких кОм (по моим измерениям 14 кОм). Заниженное сопротивление до десятков Ом или ниже ненормально.

Также можно замерить напряжение на самих ШИМах: PU100: 2-5 ноги -19в, 17ая (LDO) — 3в; PU102: 2-5 ноги -19в, 15ая (LDO) — 5в. Потребление тока LDO должно быть в районе 150-300 мА.