Почему сильно нагревается блок питания ноутбука

Иногда владельцы мобильных гаджетов встречаются с неприятным явлением — греется блок питания планшета или ноутбука, который одновременно является зарядным устройством для штатной батареи девайса. В большинстве случаев это вредное явление, с которым можно и нужно бороться. Но сначала надо разобраться в причинах повышения температуры.

Должен ли греться блок питания

Любой проводник, по которому проходит электрический ток, выделяет тепло. Количество теплоты определяется законом Джоуля-Ленца:

Q=I2*R*t, где:

• Q – количество теплоты;
• I – сила тока, А;
• R – сопротивление проводника, R.

Очевидно, что чем больше ток и чем больше сопротивление проводника, тем больше выделяется теплоты за промежуток времени. Тепловыделение будет отсутствовать лишь при отсутствии тока, либо при нулевом сопротивлении, что на практике осуществить почти нереально.

Блок питания ноутбука (схема разобрана далее) состоит из проводников и полупроводниковых приборов. Ток зависит, большей частью, от потребляемой мощности (не считая небольшого тока холостого хода). Поэтому исправный БП всегда будет греться – как на ХХ (немного), так и под нагрузкой (чем больше нагрузка, тем выше нагрев).

Характерные признаки перегрева

Хотя определенный нагрев сетевого адаптера является естественным явлением, все же у рабочей температуры БП есть ограничения. Если зарядное устройство перегревается, значит, не все в порядке с системой питания ноутбука, и надо принимать меры. Лимит нормального нагрева в технической документации не указывается, но за него можно условно взять температуру безболезненного прикосновения к корпусу блока питания. Она составляет примерно +50 градусов. Если к источнику питания больно прикасаться, значит пришло время искать неисправность. Также косвенными признаками проблемы могут служить запах горелой изоляции, перегретой пластмассы и другие нехарактерные явления во время работы.

Принцип работы адаптера питания и главные причины перегрева

Большинство сетевых адаптеров построено по стандартной схеме по принципу импульсного преобразователя. Входное сетевое напряжение проходит через фильтр и выпрямляется диодным мостом (чаще всего, построенным по двухполупериодной схеме). Далее выпрямленное напряжение сглаживается фильтром на электролитическом конденсаторе, преобразуется в импульсное посредством коммутации первичной обмотки трансформатора транзисторным ключом.

Управление транзистором организовывается методом ШИМ, реализуемом на специализированной микросхеме. Вторичное напряжение трансформатора выпрямляется выпрямителем на полупроводниковом диоде и сглаживается фильтром. Стабилизация выхода происходит посредством обратной связи. Чтобы повысить среднее напряжение на вторичной обмотке трансформатора контроллер ШИМ увеличивает время открытого состояния ключа (ключей для двухтактной схемы), чтобы снизить выходное напряжение, соответственно, уменьшает время.

Характерные источники тепловыделения можно рассмотреть на примере принципиальной схемы блока питания, построенной на подобной основе.

Первичная силовая цепь БП содержит:

• входной фильтр (L1, F1, N1, C1, R1, R2);
• первичный двухполупериодный выпрямитель GBL06;
• первичную обмотку трансформатора T1:
• ключевой транзистор Q1.

Вторичная силовая цепь содержит:

• вторичную обмотку трансформатора T1;
• вторичный выпрямитель MBR100CT;
• элементы выходного фильтра.

Из приведенной выше формулы Джоуля-Ленца видно, что для того, чтобы элемент активно выделял тепло, он должен обладать значительным сопротивлением и через него должен течь значительный ток, поэтому вклад элементов входного и выходного фильтров в общий нагрев невелик. В основном выделяют тепло (и чем больше нагрузка, тем интенсивнее) первичный и вторичный выпрямители, импульсный трансформатор, ключевой транзистор. Также немного греются элементы обратной связи и микросхема ШИМ, но их вклад в общий нагрев также мал. Главной причиной перегрева является превышение номинального предела тока, потребляемого нагрузкой – батареей и самим ноутбуком.

Читайте также: Как проверить состояние аккумулятора на ноутбуке

Неподходящее зарядное устройство

Если совместно с ноутбуком используется сетевой адаптер от другого гаджета, может оказаться, что мощности БП не хватает. «Родной» для ЗУ ноутбук мог потреблять меньше, например, из-за меньших размеров дисплея, менее энергоемкой периферии и т.п. В этом случае будет наблюдаться перегрев БП. Особенно это характерно для дешевых моделей, где защита от перегрузки организована с помощью предохранителя. Этот способ грубоватый и неточный, предохранитель срабатывает лишь при значительном превышении тока.

Поврежденный или неисправный адаптер питания

Повышенная температура может быть вызвана и внутренней неисправностью адаптера. Для рассматриваемой схемы, например, повышенная утечка конденсаторов фильтра (как первичного, так и вторичного) может вызвать дополнительный нагрев диодного моста (конденсатор станет для него дополнительной нагрузкой). А при межвитковом коротком замыкании в первичной обмотке трансформатора T1 нагревается как сам импульсник, так и ключевой транзистор Q1. Неисправностей, приводящих к повышению температуры, бывает множество, и большинство из них приводят к нарушению нормальной работы адаптера. Поэтому для первичной диагностики можно измерить напряжение на выходе БП. Если оно отличается от номинального, значит, зарядное устройство однозначно требует диагностики и ремонта.

Неисправная батарея ноутбука

Повышенный ток и нагрев источника питания может быть следствием неисправности одного из элементов батареи. Такие ситуации отслеживаются контроллером заряда, но его возможности ограничены. Не исключены ситуации, когда контроллер будет считать проблемную банку исправной (например, при неисправности самой схемы управления), и подключение батареи к сетевому источнику вызовет сверхток и излишний нагрев.

Рекомендуем: Как реанимировать старый аккумулятор на ноутбуке

Неподходящий аккумулятор

Если батарея ноутбука имеет большую емкость по сравнению с той, для которой предназначался источник питания, при глубоком разряде потребляемый ток может вызвать перегрев. Если невозможно заменить адаптер, придется уповать на то, что аккумулятор скоро подзарядится, ток упадет до приемлемых значений и за это время не сработает защита и БП не выйдет из строя.

Другая ситуация – если батарея рассчитана на более низкое напряжение, чем имеется на выходе адаптера. В этом случае ток также может быть чрезмерным, во время зарядки он не упадет. Это может вывести из строя как зарядное устройство, так и контроллер аккумулятора и вызвать перезаряд элементов батареи. Выходом может стать применение универсального ЗУ с переключением выходного уровня.

Слишком высокая температура окружающей среды

Даже у исправного и эксплуатирующегося в соответствии с параметрами производителя источника питания существуют ограничения по условиям использования. Наиболее важное ограничение – температура окружающей среды. Если ток не превышает допустимый, но БП подвергается воздействию прямых солнечных лучей или рядом расположены мощные источники тепла (отопительные приборы и т.п.), это может привести к сильному перегреву. Последствия будут теми же самыми.

Способы понизить температуру адаптера

Если перегрев зарядного устройства вызван воздействием окружающей среды, то снизить температуру можно прекращением этого воздействия:

• убрать адаптер в тень от прямого солнечного излучения;
• выключить отопительные приборы;
• перенести БП подальше от источников тепла.

Через некоторое время температура адаптера придет в норму, и это произойдет быстрее, если его отключить от ноутбука (поработать некоторое время от батарей или сделать паузу).

Если адаптер нагревается по любой другой причине, указанной выше, его надо немедленно отключить от гаджета и разобраться, в чем дело.

Если блок питания не рассчитан на существующую нагрузку, дальше его эксплуатировать нельзя и надо искать замену.

Если номинальная мощность зарядника достаточна, то проблема, скорее всего, кроется в неисправности самого БП или ноутбука (блока аккумуляторов). Неисправность желательно и возможно локализовать. Если есть другой БП, подходящий по параметрам, можно попробовать запитаться от него и протестировать его на нагрев. Если все в порядке, значит неисправность в предыдущем сетевом адаптере. Если подменный БП также сильно нагревается, значит, проблема в ноутбуке. Можно снять блок батарей и запитать ноут от сетевого адаптера. Если нагрев прекратится, значит, велика вероятность поломки модуля аккумуляторов. Если нет – значит, неисправен сам компьютер. В любом из этих случаев потребуется диагностика и ремонт или БП (часто проще заменить), или компьютера.