Chargeur de PC portable 19V 90W : composants

Chargeur de PC portable 19V 90W : composants

En ouvrant un chargeur de PC portable, on constate que le refroidissement des transistors et des diodes se fait par toute la surface du boitier en plastique grâce à un système astucieux.

 

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Chargeur de PC portable 19V 90W : vue d'ensemble

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Chargeur de PC portable 19V 90W

 

Ici, quelques composants ont été démontés.

 

Principe de fonctionnement du chargeur

 

Il s'agit d'une alimentation à découpage. Le secteur est filtré (inductances de mode commun et condensateurs X2), redressé par un pont de diodes, lissé par un condensateur 68uF/450V qui sert de réserve d'énergie. Entre le pont de diodes et le condensateur, il y a une correction de facteur de puissance (PFC) active basé sur une inductance, une diode et un transistor.

 

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Etage PFC (transistor + diode) et hacheur

 

Cette structure est classique et comparable à un montage boost. Le hacheur découpe la tension redressée pour le primaire du transfo, le montage est un Flyback. Le transfo assure l'isolation électrique tout en adaptant (ici abaissé) le niveau de tension pour la sortie. La tension de sortie est redressée par des diodes de puissance et lissé par 2 condensateurs en parallèle. Une LED et son guide de lumière indiquent la présence de tension de sortie.

 

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Circuit imprimé du chargeur

 

Circuit de découpage : TEA1751LT (Flyback avec PFC actif)

 

Ce chargeur de PC portable utilise un TEA1751LT : c'est un contrôleur d'alimentation à découpage avec correction de facteur de puissance active de chez NXP ("TEA1751T; TEA1751LT
GreenChip III SMPS control IC
"). Le TEA1751 date de 2009.

 

Les contrôleurs de découpage Flyback intègrent de plus en plus la fonction correction de facteur de puissance. Chez ST Micro, le L6562 est autre un exemple qui se passe même de tout condensateur chimique 400V ou 450V côté primaire.

 

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Contrôleur de découpage en boitier SO16

 

 

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Schéma de principe du chargeur 19V 90W basé sur un TEA1751

 

Transfo du chargeur

 

Etant donné qu'il s'agit visiblement d'un transfo fait sur mesure, on ne peut pas le trouver chez les distributeurs de composants électroniques. Son profil bas lui permet d'entrer dans le format de chargeurs standard 90W.

 

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Transfo du chargeur de portable

 

Les transfos électroniques pour lampe halogène sont aussi basés sur un transfo à découpage de petite taille et de faible hauteur, mais n'assurent ni redressement ni régulation de leurs sorties 12V efficaces.

 

Redressement

 

Le redressement est confié à 2 diodes Schottky (2x10A 100V) STPS20H100CT en parallèle. Chaque diode STPS20H100CT contient 2 diodes. Au total, les 4 diodes sont en parallèle. Les diodes sont montées directement sur le radiateur (barrette d'alu en L). Ces diodes supporteraient 40A (courant moyen) mais le courant de sortie nominal ne vaut que 4.74A : il y a de la marge.

 

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Redressement basé sur 2 diodes STPS20H100CT

 

Référence de tension pour la sortie

 

On reconnait le classique 431 (TL431 pour les connaisseurs) qui sert de référence de tension.

 

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Référence de tension type TL431

 

C'est une diode zener de précision dont la tension est ajustable avec 2 résistances.

 

Refroidissement du chargeur

 

Deux parties sont montées sur radiateurs :

 

- découpage au primaire (PFC + hacheur)
- redressement au secondaire

 

Etant donné que le boitier est complètement fermé et assez hermétique (pour une utilisation domestique facile et non dangereuse), la chaleur ne peut pas s'évacuer par convection, comme dans un ampli hifi par exemple (radiateur à ailettes et grilles d'aération). La chaleur passe donc par conduction dans le plastique du boitier lui-même. Comme le plastique est mauvais conducteur de chaleur (forte résistance thermique), il faut assurer la plus grande surface d'échange. C'est pourquoi les radiateurs sont complétés par deux plaques en alu qui couvrent toute la surface interne du plastique.

 

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Plaques en alu pour le refroidissement

 

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Photo infrarouge thermique d'un chargeur de PC portable en utilisation

 

Pour les curieux : lien vers d'autres photos infrarouge thermique

 

L'isolation électrique est assurée par les plastiques jaunes sur l'intérieur des plaques en alu

 

Panne du chargeur ?

 

Si vous avez un chargeur de PC portable qui ne fonctionne plus, et qui fait un bruit du genre (" bip bip"), c'est peut-être tout simplement un court-circuit dans le fil entre le chargeur et l'ordinateur : soit du côté chargeur, soit du côté embout à brancher sur le portable.

 

Vous pouvez trouver des détails dans cet article :

 

Panne de chargeur de PC portable

 

Conclusion

 

Le chargeur de PC portable présenté dans cet article est basé sur une alimentation à découpage compacte et performante, intégrant un PFC actif. Les contrôleurs de découpage modernes intègrent cette fonction sans véritable encombrement supplémentaire. La chaleur est dissipée en passant par le plastique du boitier, un système de refroidissement spécifique est donc mis en place. Il est intéressant pour l'électronicien amateur ou professionnel de suivre les avancées en termes d'intégration, de choix de composants mais aussi de souci d'améliorer la consommation électrique.

  Chargeur de PC portable 19V 90W : composants, publié par nina67 le
19 COMMENTAIRES
GuyMichel

Bonjour, J’apprécie votre étude sur ces petites alimentations relativement puissante. Peut-on facilement faire varier la tension de sortie sans perdre en intensité en jouant sur la 431 et l'isolation est-elle suffisante pour utilisation en toute sécurité avec des éclairage Led dans une salle de bain. Cordialement.

nina67

Bonjour, on peut sans doute faire varier un peu la tension en jouant sur la rétroaction, mais il y a peut-être une détection de mauvaise tension qui coupera le système automatiquement. Par ailleurs, on modifie le cycle de magnétisation / démagnétisation du transfo, sans oublier la tension nominale des condensateurs de sortie. Bref, il est prudent de modifier peu la tension de sortie. Pour l'isolation, si vous avez un doute, vous pouvez toujours relier la masse à la terre en plus de l'isolation renforcée du chargeur (qui est donc en principe suffisante). Cordialement

Locke-TDi

Bonjour, J'ai eu ce problème de court-circuit du cable à la sortie du chargeur mais j'ai pu réparer. Cependant, j'ai perdu la coque externe du boitier, et un jour, la partie en Alu a fait contact avec un cable nu relié à la terre et à fait sauté le fusible du chargeur et le dernier petit composant noir qui se situ à l'extrémité du circuit imprimé proche des 3 fils pour alimenter le pc. J'ai remplacé le fusible du chargeur par un simple fil conducteur, mais le problème dès que je branche le chargeur au secteur, le courant (de la maison) saute, j'ignore pourquoi, car le chargeur arrive à délivrer du 19v durant une fraction de seconde, c'est très étrange d'avoir un court circuit en amont (qui est la seule raison de faire sauter le courant) sachant que le chargeur à quand même pu fonctionner. D'ou mon interrogation. J'ignore d'ou vient ce court circuit

nina67

Bonsoir, c'est peut etre aussi un défaut d'isolation entre la terre et les parties sous tension de la carte électronique. Même si c'est dangereux pour vous, vous pouvez essayer temporairement sur une prise où il n'y a pas de terre et voir si les plombs (= disjoncteur différentiel dans ce cas) sautent. Si ils ne sautent pas, c'était un défaut d'isolation. Il faut revoir la carte électronique dans tous les cas !

ERICK

j'aimerais savoir le nom et rôle d'un qui se située dans le cordon d'alimentation du chargeur d'un pc

nina67

Bonjour, à proximité du cordon d'alim, il y a les composants de filtrage anti parasite (condensateurs X2 et inductances). Pour une réparation, ces composants sont facultatifs (inductances courts circuitées et condensaturs supprimés); Cdlt

diverona

Je voudrais savoir l'emplacement du fusible dans ce circuit Merci d'avance

nina67

Bonjour diverona, si il y a un fusible, il se trouve près du connecteur secteur. S'il a claqué, c'est très probablement qu'un élément l'a fait sauter. Si vous le changez, il reclaquera probablement. Cordialement

diverona

Je voudrais savoir l'emplacement du fusible dans ce circuit Merci d'avance

nina67

Bonjour, comme déjà dit, voir le fusible près du connecteur de la prise de courant. Cordialement

diverona

Près du connecteur secteur, j'ai un condo polyester métallisé type MKP et un autre condo plus petit carré de couleur noir, je n'est rien d'autre qui ressemble à un fusible.Merci de me donner plus de détails.

nina67

alors il n'y a pas de fusible ? a voir déjà si il y a environ 350V aux bornes du gros condensateur chimique. Cordialement

diverona

Je ne vois pas de fusible. Je lis 250V aux borne du condensateur en question. Cordialement

nina67

Bonjour, d'accord. Il n'y a pas de fusible dans ce cas. Vérifiez la tension aux bornes du gros condensateur chimique cylindrique lorsque vous branchez le chargeur. Attention à la tension lors de la mesure ! Il doit y avoir 350V environ.

diverona

Même branché je n'arrive qu'a lire la tension à la sortie du secteur.plus rien après le flyback.cordialement

nina67

Bonjour diverona, ça craint dans ce cas ! Si c'est le circuit intégré qui contrôle le découpage, c'est pas évident. Cordialement

hubee

Bonjour. Je vois que l'auteur de l'article possède bien le sujet alors je tente ma chance et vous pose le problème suivant. Il ya qques mois mon PC portable (Toshiba) est tombé en panne. Brutalement, plus rien a l'écran. Malgré mes tentatives d'identification de la panne, rien y fait. Je suppose que c'est la carte mère qui est HS, sans avoir compris pour quelle raison elle a rendu l'âme. Je récupère le DD et conserve la bête dans un coin. On sait jamais. Je récupère un nveau portable (Asus) que j'utilise depuis. Depuis qque jours, j'étais embêté par un pb de connecteur. Un mauvais contact m'obligeait sans cesse à "triturer" le connecteur afin d'assurer l'alimentation. Décidé à y remédier, je m'apprêtais à remplacer le connecteur quand je me suis souvenu que j'avais gardé le bloc d'alim de mon ancien portable. Bingo! Tension alim 19v et polarité identique, puissance supérieure 6,32A aulieu de 4,74A. Tout colle. Je branche et mon PC démarre normalement. Hélas. A peine le dos tourné le PC s'est arrêté. Impossible de le redémarrer. Voyants éteints. La tension mesurée aux bornes du connecteur est bien de 19V et la polarité est correcte. Je ne peux que me résigner à constater que le PC est HS. Et de me poser les questions suivantes: 1-les blocs alim à découpages sont ils compatibles entre eux? je ne vois pas pourquoi il ne le serait pas, mais si c'est le cas, je veux bien qu'on me l'explique 2-le bloc alim utilisé sur les 2 PC peut il être à l'origine des pannes? en effet il aurait entrainé la destruction du premier PC Toshiba et quand je l'ai raccordé à l'Asus il aurait provoqué les mêmes dégats? dans ce cas, quel phénomène pourrait l'expliquer? 3-y a t il une possibilité de réparation ou de diagnostique plus poussé? Merci par avance.

hubee

Bon , j'ai revu mon analyse et décidé de voir si le pb ne venait pas d'ailleurs. Dépose de la CM du portable et après test à l'ohmetre le connecteur fixé sur celle-ci est défectueux. Il y a rupture du circuit a l'arrière juste entre la sortie du connecteur et la piste de la CM. Pas facile à voir mais là je tiens la solution. J'ai soudé en direct et fais un test. Les voyants s'allument, preuve qu'il n'y a rien de KC. Plus qu'a trouver un connecteur et à remonter. En tous cas je garde le lien de cette page, car très instructive (avec les 2 autres du même auteur sur le même sujet) Merci

nina67

bonjour hubee, merci de nous avoir fait partager votre expérience en la matière. Les connecteurs de façon générale sont un gros gros contributeur à la défaillance électronique. On les néglige, mais pourtant ils jouent un rôle essentiel. A part, ça, certains chargeurs possèdent une 3ème broche (ID) au centre du connecteur : cela sert à ajuster la consommation que le PC peut demander sur le 19V. Cordialement

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