Bazı Monster Modellerindeki Kronik Güney Köprüsü Arızasının Sebebi...

[HexfeT]

Monster notebook farklı üreticilerle çalışıyor. Bilinen ikisi fason üretim yapan Taiwanlı Clevo ve Çinli Tongfang markaları. Tongfang üretimi İntel 8-9-10. nesil işlemcili anakartların hepsinde kronik güney köprüsü bozulmasına sebep olan bir tasarım hatası var. Daha sonraki nesil kartlardan henüz bizzat görüp incelemediğim için bir şey diyemiyorum. Aynı tasarım devam ediyorsa onlar da dökülecekler.

Problem hiçbir elektriksel arıza olmadığı halde güney köprüsünün durduk yerde bozulması. Güç düğmesine basıldığında power ledi ya hiç yanmaz, ya bazen yanıp söner fakat sistem tetik almaz.Bu makineler adeta yaprak gibi döküldüğü için soruna neyin sebep olabileceğini araştırmaya karar verdim ve sorunu bulduğuma %99.9 eminim. Sorun tasarımı yapan mühendisin bir hatasından kaynaklanıyor.

Öncelikle G3 güç konumu ne demek açıklayalım ve aklımızda tutalım. Sistemin tamamen kapalı ve aynı zamanda güç bağlantısının kesik (adaptör çekili) olduğu konum "G3 power state" olarak adlandırılıyor.

Güney köprüsü içinde saat tarih bilgisi ve bios ayarlarının tutulmasını sağlayan RTC bölümü var. Bu kısım aynı zamanda bazı güvenlik önlemleri ve sistem başlatılması öncesi işlemlerden de sorumlu. Eğer RTC zarar görürse sistem hiçbir şekilde çalışmaz.

RTC bölümü genel yapı olarak bütün notebooklarda iki farklı besleme kaynağına sahip. Birincisi G3 konumundayken besleme sağlayan CR2032 para pil. İkincisi ise eğer sistem adaptöre bağlı ise anakart üzerinde daima aktif olan 3.3V lineer regülatör. Bu iki kaynaktan gelen gerilimler 1. şemada görülen D1 içindeki çift diyot ile birleşir ve RTC beslemesini bu noktadan alır.

Adaptör takılı değil ise RTC yi para pil besler. (Bios pili olarak bilinen pil) Takılı ise pilden akım çekilmez, ilgili lineer reg. besler. Bahsettiğim bu lineer regülatör ise anakartın ana 3.3V beslemesini sağlayan smps buck regülatör entegresinin içindeki lineer referans regülatörütür. Smps buck kontrol entegresi içinde mutlaka bulunur ve entegrenin bir pini buna ayrılmıştır. Sistem tamamen kapalı iken çok küçük akımla beslenmesi gereken donanımlar için kullanılır. Bahsettiğimiz RTC gibi...

2. şematikte Tongfang kartlardaki 3.3V buck regülatör kısmı görülüyor. Bu entegrenin 3.3V referans pini yok. Yapı gereği bu regülatör adaptör takılı olduğu sürece daima aktif olduğundan aslında bunun mahsuru yok. RTC beslemesi ref pini yerine daima voltaj bulunan 3.3VA çıkışından alınmış.

Fakat hiçbir anakartta göremeyeceğiniz çok önemli bir fark var. 3.3VA gerilimi 1. şematikte görüldüğü üzere R100 1.5k değerindeki direnç üzerinden RTC ye gidiyor. Normalde burada direnç olmaz, ref regülatör çıkışı direk diyota giriş yapar. Bu kartlarda lineer ref reg. olmadığından ve doğrudan 3.3VA buck çıkışı kullanıldığı için tasarımcı regülatörün kalkış, yük geçiş, ya da arızası gibi durumlarda RTC ye yüksek gerilim gitmesinden çekindiğinden olsa gerek araya direnç koymuş.

RTC kısmı 6uA gibi çok küçük bir akım çektiği için 1.5k direncin hem yeterli olacağını, hem de RTC yi koruyacağını düşünmüş olmalı. Tam bu noktada yanıldığı önemli bir ayrıntı var. RTC sadece G3 güç konumunda iken 6uA çekiyor fakat DC adaptörün takılı olması da dahil diğer güç konumlarında 300-600uA civarı bir akıma ihtiyaç duyuyor.

CR2032 pil tarafından gelen hatta ise R102 1k direnç görüyoruz. Burası Intel datasheetleri de dahil bütün sistemlerde böyle. Pil RTC yi sadece G3 güç konumunda beslemekle sorumludur ve 6uA akım ihtiyacı olduğu için 1k direnç üzerinden bu akım rahatlıkla sağlanabiliyor.

G3 harici güç konumlarında RTC ihtiyacı olan görece yüksek akımı 3.3V regülatörden alması gerekirken bu kartlarda aradaki R100 1.5k direnç yüzünden akım yeterli gelmiyor. +3.3VA_RTC noktasındaki voltaj çöküyor. İhtiyacı karşılamadığı için aynı anda CR2032 pilden de >150uA akım çekiyor. Bu yüzden en az 3-4 yıl civarı dayanması gereken pil daha erken bitiyor.

CR2032 pil bittikten sonra ise sistem ne zaman olacağı kesin olmayan ama eninde sonunda kesinlikle güney köprüsünün bozulacağı bir hale geliyor. Pil bitince +3.3VA_RTC voltajı daha da aşağı inerek Intelin datasheetindeki "electrical charactistics" kısımlarındaki aşılmaması belirtilen bazı sınırların ihlal edilmesine ve bunun sonucu RTC modülünün ve doğal olarak güney köprüsünün bozulmasına sebep oluyor.

Güney köprüsü değiştirildikten sonra ise asıl sorundan kimsenin haberi olmadığı için makine yine aynı arızayı yapmaya mahkum. Yeni takılan CR2032 pilin kalitesi ve doluluk oranına göre bir süre sorunsuz çalışacak fakat bittiğinde yine aynı şey olacak. Güney köprüsü değişiminden yaklaşık bir yıl sonra yine aynı arızayı yapan makineler gördüm.

Makine henüz hiç arıza yapmamış ya da güney köprüsü değişimi yapılmış olsun fark etmez. Kalıcı çözüm için R100 direncinin 1.5k yerine G3 haricindeki güç konumlarında yeterli akımı sağlayabilecek bir değere indirilmesi gerekiyor. 1.5k yerine 100 Ohm takılması uygundur. Aksi takdirde arıza kaçınılmaz.