Distribusi tegangan pada Laptop

(http://qelectrostudio.blogspot.co.id/2013/11/distribusi-tegangan-pada-laptop.html)
Garis panah warna biru adalah jalur tegangan yang sudah ada ketika laptop dalam
keadaan mati. Jadi dalam kondisi laptop belum diONkan, jika kita ukur pada IC-IC di jalur
biru tersebut maka disana sudah terdapat tegangan sesuai kebutuhan IC yang dilewatinya
(VALW)
Garis panah warna hitam adalah jalur tegangan yang akan ada setelah laptop diONkan.
Jadi sebelum saklar atau tombol ON ditekan atau sebelum komputer dihidupkan maka tidak
akan ada tegangan yang terukur disana. (VS)

Penjelasan:
1. Sumber tegangan laptop adalah baterai dan adaptor. Dari sumber tegangan tersebut masuk tegangan umumnya sebesar 19 volt, masing-masing bertemu sebuah FET lalu keluar dengan nama tegangan VIN sebesar 19 volt. Sebelum laptop dihidupkan, tegangan ini sudah ada.
2. Dari VIN tegangan sebesar 19 volt masuk ke ic regulator CPU, 1.05VS, 1.8VS, 1.5V, 5V/3.3V.
3. Dari IC regulator 5V/3.3V keluar tegangan sebesar 3 volt dengan nama VREG3 masuk ke resistor dan keluar dengan nama VDD3LID lalu masuk ke FET dan keluar
dengan nama VDD3STBY masuk lagi ke sebuah FET dan keluar dengan nama VDD3 masuk ke IC bios, IC EC, dan sebuah dioda lalu keluar melalui resistor masuk ke IC SB dengan nama ICHRTCRST.

4. Baterai cmos juga mengeluarkan tegangan meskipun laptop dalam keadaan mati, dari baterai cmos masuk ke dioda seperti pada penjelasan ketiga. Namun baterai cmos ini tidak terus menerus menyalurkan tegangannya ke ic sb melainkan hanya jika baterai laptop tidak terpasang. Tujuannya adalah untuk menjaga kestabilan real time clock.

5. Tombol ON atau tombol power, sebelum ditekan maka kondisi yang terjadi adalah seperti yang sudah dijelaskan di atas. Ketika tombol ON ditekan maka IC EC akan memberikan sinyal low kepada IC SB dengan nama KBCRSMRST dan KBCPWRBTN. Setelah IC SB menerima sinyal tersebut maka IC SB memberikan sinyal balik kepada IC EC dengan nama SUSC dan SUSB. Selain sinyal untuk IC EC, sinyal SUSB dan SUSC juga digunakan untuk mentriger FET dan IC regulator.

6. Setelah tobol power ditekan dan IC EC dan IC SB sudah berkomunikasi dengan baik maka ic ec akan mengeluarkan sinyal lagi yang bernama DDON yang digunakan untuk mengaktifkan IC regulator 5v/3.3v dan VCOREON untuk mengaktifkan IC regulator cpu.

7. Setelah semua IC regulator menerima sinyak aktif maka IC tersebut segera mendistribusikan tegangan kepada semua IC yang disuplaynya dan laptop sudah hidup dengan sempurna.

Perubahan nama:
Ada beberapa tegangan yang berubah nama dari V menjadi VS dan sebagainya. Hal ini terjadi pada setiap laptop namun ada beberapa laptop dengan perubahan nama yang berbeda dan jalur yang berbeda pula. Tetapi secara garis besar sistem ini boleh dikatakan sama.
Sebagai contoh tegangan 3.3V dari ic regulator 5V/3.3V. Tegangan 3.3V keluar dari ic regulator dengan nama 3.3V dan masuk ke FET, ketika FETmendapat sinyal aktif dari SUSB maka 3.3V tadi keluar dan berubah nama menjadi 3.3VS lalu masuk ke IC-IC yang membutuhkan tegangan tersebut.

=================================================================
Tips:
Perlu diketahui bahwa ketika laptop kita dalam kondisi mati, sebetulnya baterai tetap mengeluarkan tegangan dan mengirimnya ke setiap ic yang membutuhkan, lihat jalur atau garis panah warna biru, di jalur tersebut tetap ada tegangan walaupun laptop dalam keadaan
mati. Jika Laptop anda tidak akan digunakan dalam jangka waktu lama misalnya lebih dari 1bulan, maka sebaiknya baterai dilepas saja, terlebih jika kondisi baterai laptop anda tidak bagus. Karena dikhawatirkan tegangan baterai habis dan benar benar kosong, maka akan sulit dicas.

Motherboard Laptop memiliki 2 pembagian system Power :
1. VALW (Power Always, tegangan yang selalu ada setelah laptop dihubungkan dengan adaptor/PSU) 2. VS (tegangan yang ada setelah di switch) Power yang digunakan pada motherboard laptop adalah DC (Direct curent). Besarnya tegangan yang di gunakan umumnya 19V 3.2A tetapi ada juga yang menggunakan 15V – 20V untuk merk Toshiba, 16V untuk merk IBM dan 18.5V untuk kebanyakan merk Clevo(axioo,zirex,msi dll ). Instalasi VALW mensuplay pengaturan regulasi Battery IC. Battery IC mendeteksi adaptor current sensor (ACIN,ACDET) dan memberikan konfirmasi kepada SIO untuk mengatur system charging pada saat Laptop menggunakan adaptor dan pada saat tidak menggunakan adaptor battery ic bertugas untuk mengalihkan pendistribusian power suplay dari adaptor ke battery pack.

Perhatikan arah tegangan mulai dari jack power dimana adaptor dicolokkan dan tegangan masuk sampai ke ADP FET 19V diteruskan sampai ke battery FET. Battery ic juga memiliki fitur pengambilan data pada battery pack sehingga system memahami ketika pengisian battery telah penuh dan menghentikan pengisian pada battery ic.

ACIN/ACEDET adalah tegangan penting sebagai sensor bagi ic charger agar meloloskan tegangan ADP FETS, melewati beberapa resistor tegangan 19V di turunkan tegangannya sesuai dengan permintaan battre ic. Untuk mengetahui standard tegangan adaptor curent sensor kita dapat melihat datasheet ic charger yang bersangkutan

Metoda yg paling efektif dalam perncarian permasalah pada laptop motherboard adalah metoda pengukuran Voltage (Tegangan), Current (Arus), dan signal (frekwensi). Di dalam skema, produsen motherboard sudah memberikan detil Voltage Rail (tegangan-tegangan yg seharusnya ada) agar motherboard berfungsi dengan baik. Tugas teknisi ialah menemukan jika ada subjek ukur diatas yg tidak hadir (missing voltage and signal). Buka schema halaman charger IC untuk melihat detil aliran tegangan dimulai dari jack power dan pastikan semua titik ukur 19V hadir (titk biru). Persyaratan hidup sebuah motherboard, membutuhkan tegangan 19V,5V (titik warna kuning) dan 3V_ALW (titik warna hijau). Titik ukur menyatakan bahwa 19V sudah hadir dengan sampainya 19V mulai dari VIN sampai ke +B dgn titik ukur source battery fet, VIN untuk Charger IC dan DC/DC IC (IC SMPS). Pastikan juga Upper N chanel source utk 3V dan 5V sudah hadir 19V sehingga siap di triger oleh DC/DC IC dan meloloskan tegangan 3V dan 5V. Titik ukur 3V dan 5V (halaman DC/DC IC atau 3_5VPCU/3V_5VALW ) sudah hadir dapat diukur masing-masing pada induktor 3V dan 5V. Pengukuran 3V dan 5V pada titik lain bukanlah berarti 3V dan 5V_ALW sudah hadir. VREG3 dan VREG5 hadir bukanlah berarti 3V dan 5V sebagai persyaratan utk hidup sudah tersedia. Pada beberapa motherboard akan ditemukan 3V dan 5V tidak hadir berbarengan dimana

3V hadir terlebih dahulu dan memberikan power kepada EC, BIOS IC, VSB (power switch) setelah di switch on barulah 5V hadir utk memberikan power kepada device (HDD, ODD, USB, dll). Sama halnya dengan menghadapi Motherboard Short, hanya kita temukan dulu shortnya baru ketersediaan 19V,5V dan 3V diperiksa. Cara cepat mencari short memang harus menggunakan PSU, ini bisa menghemat banyak waktu dalam pencarian komponen short. Hal penting yang harus diketahui bahwa sebelum melakukan voltage inject atau memasukkan tegangan kita harus mengetahui arah tegangan dan signal, jalur tegangan, dan yang terpenting adalah besaran tegangan. Sebagaimana yang sudah dijelaskan diatas, ada jalur 19V, 5V, dan 3V pada sirkuit power (VALW). Kesalahan penyuntikan/memasukkan tegangan dapat berakibat fatal pada komponen-komponen yang memiliki tegangan kerja dibawah tegangan yg dimasukkan. Celakanya lagi jika kesalahan memasukkan/inject tegangan pada jalur VS (Voltage on Switch) dimana ada jalur 0.75VTT, 1.5VCCORE, 1.05VFGX, 1.2VCCP dimana jalur ini hanya memiliki maximal 2.5V. Jika penyuntikan melebihi voltage maximal, maka sebahagian komponen pada jalur itu akan rusak bahkan terbakar dan bisa mengakibatkan kerusakan pada circuit konduktor sehingga menambah kerusakan yg sudah ada.

Persyaratan Power utama untuk menghidupkan motherboard adalah 19V, 5V dan 3V_ALW. Tanpa ketiga power diatas mobo tidak akan bisa hidup. Lakukan pengukuran dimulai dari VIN, ADP+, DC_IN, dan istilah lainnya yang berarti suplay tegangan utama 19V atau sesuai tegangan Vutput adaptop untuk motherboard yang 12V, 16V, 18.5V atau 20V. Hal yg perlu diperhatikan bahwa tegangan utama
bersumber dari adaptor kemudian disalurkan ke DC/DC power suplay yang bertugas menghasilkan tegangan 5v dan 3V_ALW

TPS51125 DC/DC power suplay (IC SMPS) berintegrasi dengan discrit komponen N chanel. Semua DC/DC IC (berbagai merk) memiliki system kerja yg sama dimana DC/DC IC hanya sebagai triger (saklar) yang memberikan signal 3V dan 5V untuk masing-masing MOSFET N Chanel. Sumber tegangannya berasal dari masing-masing source N chanel. Jika 3V dan 5V tidak keluar, lakukan pemeriksaan pada N chanel source 19v, kemudian TPS51125 akan mengirimkan signal 3V dan 5V kepada masing-masing MOSFET sehingga masing-masing MOSFET akan mengeluarkan drain (output)sebesar 3v dan 5v juga.

SMPS IC (DC/DC IC)
SMPS (Switching Mode Power Supply) adalah sebuah sistem pengubahan tegangan pada sistem power sebuah laptop. Tegangan yang diubah adalah tegangan DC/DC. Tegangan input yang berasal dari adaptor akan diubah menjadi tegangan 3 volt dan 5 volt yang nantinya akan digunakan untuk mensupply berbagai device yang ada di dalam motherboard. Sistem ini dilakukan oleh sebuah IC SMPS atau yang biasa juga disebut dengan IC DC/DC.
IC SMPS secara fisik ada yang terdir dari 32 pin, 24 pin, 20 pin
1. 32 pin
Mempunyai 2 input = Vin (19 V) dari adaptor dan ONLDO, serta 1 output = LDO (5 V)
Saat kedua input ini ada, maka LDO otomatis harus ada nilainya (ada tegangan 5V)
Jika LDO tidak ada, kemungkinan : ada short di jalur output atau IC SMPS rusak.Tegangan LDO dibutuhkan untuk memberikan tegangan pada EC (EC VCC) yaitu sebesar 3V. LDO ini besarnya masih 5V, untuk itu harus diturunkan menjadi 3V
2. 24 pin dan 20 pin
Mempunyai input = Vin (19 V) dari adaptor dan 2 output = VREG5 (5 V) dan VREG3 (3 V)
Saat kedua input ini ada, maka VREG5 dan VREG3 harus sudah ada nilainya.
Jika LDO tidak ada, kemungkinan : ada short di jalur output atau IC SMPS rusak.

LDO, VREG5, dan VREG3 adalah tegangan ALW, yaitu tegangan yang sudah ada sebelum di switch (sudah terhubung dengan adaptor atau baterai)

Cara menguji DC/DC IC (IC SMPS) dengan mengenal input dan output input utama power suplay. pada TPS 51125, input power supply adalah VIN pin 16 sebesar tegangan V_adaptor. Jika V_adaptor sebesar 19V, pin 16 harus hadir 19V. Setelah VIN hadir 19V, maka TPS 51125 secara otomatis mengeluarkan output VREG3 dan VREG5 sebesar 3V dan 5V juga. Jika VIN masuk tetapi VREG3 dan VREG5 tidak hadir, sudah pasti TPS 51125 rusak atau bisa jadi terdapat feedback pada salah satu pin VREG3 atau VREG5, sehingga output ini akan tertahan (tidak dapat keluar). Setelah VREG5 hadir maka ENTRIP1 dan ENTRIP2 diaktifkan. Sebagian sirkuit menyediakan sumber power ENTRIP dari luar (5AUXON, SHD dll) dan sebagian lagi sirkuit akan langsung di suplay dari VREG5. Setelah semua input dan out diatas hadir, untuk mengaktifkan SMPS, signal enable pin 13 ENO juga harus hadir. Nilai signal enable ENO ini berkisar 1,2V s/d 5V. Jika semua tegangan input output diatas sudah hadir tetapi VOUT tidak hadir jangan ganggu lagi dc/dc IC nya (IC SMPS). Periksa Induktor 3V dan 5V dengan buzzer kaki induktor ke ground. Jika terdapat buzzer, maka temukan dulu feedback/short yang menghambat tegangan masuk.

Cara Kerja RT8206B dan sejenisnya

RT 8206B adalah PWM buck controler yg memberikan triger kepada upper N chanell melaui UGATE dan meloloskan tegangan 3V dan 5V. Perhatikan Input dan output pada gambar. RT8206B membutuhkan tegangan power suplay sebesar 6V s/d 25 V. Jika kita menguji menggunakan adaptor maka tegangan input VIN (pin6) sebesar tegangan adaptor. Jika output adaptor 19V maka Vin harus 19V. VIN juga digunakan oleh Linear regulator. Input penting yang kedua adalah ONLDO atau ENLDO sebesar 6V s/d 15V. Sebagian mobo langsung memberikan tegangan ONLDO melalui VBAT+ 19V melalui beberapa resistor, sebagian lagi tegangan ONLDO bersumber dari dioda pada circuit terpisah. Jika VIN dan ONLDO sudah hadir maka secara otomatis LDO output akan keluar sebesar 5V. Jika output LDO tidak hadir, cek feedback pada pin 7 LDO. Jika tidak ada feedback maka RT8206B sudah pasti rusak. Jika LDO hadir 5V maka tegangan VL (Voltage linear) akan hadir sebesar 5V dan memberikan input kepada EN1 pin 14 yang berfungsi sebagai SMPS input enable dan mengaktifkan SMPS1. Begitu SMPS1 hidup maka SMPS2 akan hidup pula. Perlu diperhatikan bahwa tegangan VL juga mensuplay PVCC (pin 19). Tegangan ini digunakan untuk kedua Lower N chanel mosfet. Jika semua tegangan diatas sudah hadir tetapi U gate tetap tidak hadir periksa FB1 (pin11) pin ini adalah SMPS1 feedback input yang menghubungkan tegangan yang berlawanan melalui VOUT1 (pin 10) ke
Ground untuk menaikkan output1 dari 2V ke 5V. Lakukan pengujian juga pada FB2 untuk menaikkan output dari 2V ke 3V.
Cara Kerja TPS 51125 atau RT8223 dan sejenisnya

IC ini tidak memiliki vitur ONLDO. Begitu Suplay VIN masuk, maka VREG3 dan VREG5 akan muncul. Jika VREG3 dan VREG5 tidak muncul, pertama sekali cek dulu feedback di jalur VREG3 dan VREG 5. Jika positif tidak ada feedback, maka kita analisa EN0 sebagai Master Enable. Jika EN0 terhubung ke ground melalui resistor berarti triger ini di non aktifkan. Periksa resistor output EN1, jika putus maka TPS 51125 atau RT8223 akan mengganggap Triger EN0 aktif dan menunggu signal konfirmasi sebesar 5V untuk mengaktipkan VREG3 dan VREG5. Jika semua hal diatas normal, maka pengujian dilajutkan dengan mengukur ENTRIP1 dan ENTRIP2. sebagaimana EN0 jika ENTRIP1 dan ENTRIP2 terhubung ke ground melalui resistor triger, enable ini juga dimatikan. Di lapangan biasanya ditemukan EN0 dimatikan sedangkan ENTRIP1 mendapat triger Enable dari +V5AUXON sebesar 5V dan ENTRIP1 dapat mematikan SMPS jika mendapat signal OVP (Over Voltage Protection) dari SYS_SDHN atau system shotdown atau apapun signal yang datang dari Thermal sensor. Sama halnya dengan RT8206, jika system feedback input tidak diterima oleh VFB1 dan VFB2 maka OUT1 dan 2 akan hilang.

( http://central-media-com.blogspot.co.id/2012/05/sistem-power-utama-pada-laptop.html)
Berdasarkan prinsip umum, Semua alur power utama pada laptop memiliki konsep yang sama seperti di atas.
IC TPS51020 adalah IC yg mengeluarkan tegangan 3,3v dan tegangan 5v sebelumnya. IT8511 adalah SIO. Dock /D adalah sumber power dari charger (daya terpasang) VBAT adalah kekuatan Power dari baterai. AC_BAT adalah power untuk seluruh sirkuit, yang diperoleh dari Adapter atau Baterai.
Alur nya :
1. Power dari AC_BAT yg masuk ke TPS51020 menghasilkan power 3,3v dan 5v
2. Keluaran dari TPS51020 yang didistribusikan ke SIO sebagai Power 3v
3. Power 3V yg masuk dari TPS51020
4. AC_IN Power dari charger (ini jg sebagai detektor apakah supply power dari Batere Atau dari charger.
5. SIO memerintahkan tegangan 3,3v dan 5v pada kaki EN1 dan EN2 di TPS51020
6. TPS51020 menciptakan 3,3v dan 5V yg akan memberikan umpan balik untuk tegangan SIO dan untuk seluruh rangkaian ( respon batere charge / tidak)
7. Sinyal balik (PWRGD) dari SIO

8. Switch power
9. Ketika di switch maka SIO memerintahkan sumber sekunder ke bagian (1,8v RAM) (VCCp) VGA core
10. SIO terus terbuka untuk CPU Vcore dan melengkapi daya yang dibutuhkan sirkuit.