我叫小七，距离上次相见已然过了许久，今天要向大伙分享一篇文章，这篇文章是围绕Macbook充电器拆解展开的，（其中相关信息源自Ken Shirriff）。
大家是否曾思索过，你的Macbook充电器之中究竟存有什么？充电器里那紧凑的电路，或许比你所设想的要多出许多。这篇文章将Macbook充电器予以拆解，引领你去知晓充电器里那众多的组件，并且阐释相关原理，以及如何为你的Macbook充电。
还是老规矩，先放上拆解后的 Macbook 充电器内部图。
Macbook 充电器内部图
多数消费电子产品，像手机到电视这类，都借助开关电源把墙上的交流电变为电子电路所用的低压直流电。开关电源之名由此而来，原因是它每秒开关电源达数千次，然而事实也证实了，这的确是一种极为有效的转换方式。
开关电源如今终究是便宜的，然而往昔并非如此，处在1950年代时，开关电源繁杂且高昂，被应用于对小型、轻便电源有需求的航空航天和卫星领域。
在二十世纪七十年代初期的时候，全新的高压晶体管以及其他技术方面的改进，使得开关电源变得更加便宜，进而被广泛应用于计算机。
在1976年的时候进行了单片电源控制器的推出，这一推出使得开关电源变得更加简单，开关电源还变得更加小，开关电源也变得更加便宜。
苹果首次涉入开关电源的时间是1977年，那时，Apple的首席工程师Rod Holt为Apple II设计了开关电源。
充电器内部
谈及拆解Macbook充电器，作者起始于Macbook 85W电源，其型号为A1172，且一个手能够将其放下，是这种情况。
有几个特征能够帮助区分充电器和假冒产品，它们在下图中显示，这些特征包括，外壳中的Apple标志，右侧存在金属（而非塑料）接地引脚，接地引脚旁边还有序列号。
苹果85W Macbook充电器
通过在接缝周边运用木凿进行敲击之后打开，如此这般是打开充电器所用的最佳技术，然而其内部有点怪异，确实给人一种与外表不太相符的感觉。
把那个外壳给打开，此刻能瞧见充电器的金属散热片，那个散热器对冷却充电器内部的大功率半导体是有帮助作用的。
Apple 85W Macbook 充电器内部
电路板在充电器的另一面，电源输出在底部。能看到一些微小的组件，然而大部分被金属散热器覆盖着，还被黄色绝缘胶带固定住了。
Apple 85W Macbook充电器里头的电路板，处于右侧位置，那些螺钉把组件稳稳地固定于散热器之上。
在将金属散热片拆卸下来之后，能够看到充电器的组件，这些金属器件占据了充电器相当大一部分的重量。
Apple 85W充电器的那个分解图哈，从而显示出存在那样一片有着大的面积的金属散热片呢。
下面标注了充电器内部的主要部件。（我粗糙地给备注上了中文）
充电器接入交流电，而后将其转变为直流电。PFC 电路（功率因数校正）借助确保交流线路负载稳定的方式来提升效率，初级把源自 PFC 电路的高压直流电切断并馈入变压器，次级从变压器获取低压电源，接着输出平滑的直流电供笔记本电脑使用。
接下来将更为详细地探讨这些电路。
Apple Macbook 85W 电源内部的组件
交流电进入充电器
沟通电源借助可拆换的交流插头进到充电器，开关电源的一个显著强项是它们能够被设计成在极为宽泛的输入电压区间予以运转，只要更换插头，充电器便能够在全球任何区域加以使用，从有着50赫兹的欧洲240伏到具备60赫兹的北美120伏。
会在输入级里存在的滤波电容以及电感，具备着能够防止干扰借助电源线从而离开充电器的作用。桥式整流器之内是含有四个二极管这一元件的，它能够把交流电转变成为直流电。
Macbook充电器里的输入组件当中，二极管桥式整流器借助夹子被固定于金属散热器之上。
PFC：平滑用电量
被用紫色标记的充电器的下一步是功率因素校正电路 (PFC)，一般而言简单充电器会存在一个如下问题：它们仅在交流周期的一小部分器件消耗电力，然而要是太多设备如此做的话，会给电力公司造成麻烦。
而且，法律作出规定，对于更大的充电器，要采用使用功率因素校正的技术，目的在于，能够使功率得到均匀地使用。
功率晶体管在PFC电路里，每秒把输入交流电精确斩波数万次，如此一来，交流线路上的负载就变得更加平滑了。
充电器里，最大的两个部件，一个是电感，另一个是PFC电容，它们对把电压提升至大概380伏直流电有帮助。
初级：切断电源
充电器的心脏是初级电路，高压直流电由它从PFC电路获取，切碎后馈入变压器，以此产生充电器的低压输出（16.5 - 18.5伏）。
充电器运用谐振控制器来进行设计，这使得系统能够运行在高达、那即为 500 千赫兹的、极其高的频率之上。而更高的频率，是允许更小的组件，被用于更为紧凑的充电器之中。至于下面呈现的，是芯片控制之开关电源的图、片、子。
Macbook充电器里头那内部放置着的电路板，位于中间位置的芯片对开关电源电路起着控制作用。
在概览图里，有两个驱动晶体管，它们交替地进行打开以及关闭的操作，借此来切断输入电压。变压器与电容，在该频率的情况下发生谐振，把斩波输入转变为正弦波，使其变得平滑。
次要：平稳、干净的动力输出
在电路里，次级侧会产生充电器的输出，次级的情况是，从变压器接收电力，并且利用二极管把电力转换为直流电，滤波电容的作用是让电源变得平滑，之后，通过输出电缆离开充电器。
次级有着至关重要的作用，这个作用是让充电器另外部分当中存在的危险高压，远离输出端，进而得以避免有可能出现的致命冲击。
往上第三个图，在那幅图里，用红色标记出来的隔离边界，它所表示的是高压初级与低压次级之间的相互分离情形，两侧之间隔着大概 6 mm 的距离，而唯有特殊组件才能够跨越这条边界。
变压器借助磁场而非直接电气连接，在初级与次级间安全地传输电力，为保安全，变压器内部的线圈采用三重绝缘结构。
时常用于充电的那种价格低廉的假冒充电器，一般会在绝缘层方面有所欠缺，进而导致安全方面存在隐患。光隔离器借助其内部的光束，于次级和初级之间传递反馈信号。初级侧的控制芯片依靠这个反馈信号，去调整开关频率，以此来维持输出电压的稳定。
Apple Macbook 充电器中的输出组件。
处于左前方位置的是两个功率二极管，在这两个功率二极管的后面所在之处，有着三个圆柱形滤波电容，在这三个圆柱形滤波电容的后面能够被看到的，是微控制器板。
充电器中的强大微处理器？
有个出乎意料的发现是带有微控制器的微型电路板，如下图所示。
这个具备十六位的处理器，持续不断地监控着充电器，测量其电压以及电流，当充电器与Macbook连接一起的时候，它会开启启用输出，在充电器断开连接这种状况发生时，它会禁止禁用输出，并且在出现问题的情况之下，它会关闭充电器。
该处理器是德州仪器 MSP430 微控制器。
那种微控制器电路板源自一个功率为85W的Macbook电源，其顶部存在四分之一的部分，MPS430处理器对充电器的电压以及电流予以监控。
右侧有个方形对象，它是橙色的焊盘，其用途在于，在制造进程里面，把软件编写程序，写入到芯片的闪存当中。
芯片（IC202）在左侧，有三针，它把充电器的16.5 V电压降低，降至处理器所需的3.3 V。
充电器的底面：许多微小的组件
把充电器翻转过来，能够瞧见在电路板这儿有的几十个微小元件哦。（对照着下面所展示的图片来看，为了能让大伙看得更为清晰明白，我又很是粗糙地做了一下备注呢）
PFC控制器芯片，是控制充电器的主要集成电路之一，电源（SMPS）控制器芯片，同样是控制充电器的主要集成电路。
有的芯片可负责在温度发生变化之际，维持电压处于稳定状态，此芯片便是电压参考芯片。这些芯片被微小的电阻所包围，也被微小的电容所包围，还被微小的二极管所包围，以及被其他组件所包围。输出 MOSFET 晶体管会依据微控制器给出的指示，将输出电源打开，随后又将输出电源关闭。在它左侧的位置，有电流检测电阻，其作用是测量流向笔记本电脑的电流。
Apple 85W Macbook电源里的印刷电路板，展现出充电器内部那些微小组件 ，呈现出一种特定状况 ，表现出一种特定状态。
出于安全方面的考虑，隔离边界（其是以红色进行标记的）把高压电路和低压输出组件给分隔开来。红虚线所展示的乃是将低压侧（处在右下位置）与高压侧分隔开的隔离边界。光隔离器朝着初级侧发送控制信号是从次级侧开始的，要是出现故障的话，便会把充电器给关闭。
Macbook充电器有着比典型充电器更多控制组件，原因之一在于其可变输出电压，为了产生出60瓦的功率，该充电器于3.6安培的时候，提供16.5伏的电压。
关于85瓦，当电压处于4.6安培之际，电压增加至18.5伏。这致使充电器能够跟较低电压的60瓦充电器相兼容，与此同时，依旧为能够使用它的笔记本电脑供给85瓦的功率。
当电流朝着超过3.6安培的方向递增时，电路会逐步地加大输出电压。倘若电流增添过多，充电器会猛地关掉大概90瓦。
Magsafe 连接器内部
插入Macbook的磁性Magsafe连接器，其复杂程度超出您的想象。它具备五个弹簧式引脚，也就是所谓的Pogo引脚，这些引脚跟笔记本电脑相连接。其中两个引脚用于供电线路，另外两个引脚用于承载接地线路，而位于中间位置的引脚则负责建立与笔记本电脑的数据传输通道，以此来实现数据连接，这部分内容您可要看仔细了。
用于Magsafe 2的连接器的引脚，引脚呈现对称排列，所以连接器能够以任意一方式插入。
Magsafe连接器的内部存在着一个微型芯片，这个微型芯片能够知晓笔记本电脑充电器的序列号，它还能够知晓笔记本电脑充电器的类型，并且它也能够知晓笔记本电脑充电器的功率。
笔记本电脑运用此数据，以此来判定充电器是不是有效，而该芯片，它还对状态LED进行控制。
充电器块自身不存在数据连接，数据连接单单和连接器内部的芯片相连，这是充电器的操作。
你理应留意到，在你把连接器插进Macbook 之时，LED 开启需一两秒时间，于这期间，Macbook 与充电器以及 Magsafe 连接器之间存有复杂的交互。
在充电器跟笔记本电脑断开连接这个时候，先前讨论的输出晶体管，会起到阻止输出功率的作用。
在 Magsafe 连接器与 Macbook 相插入之时，笔记本电脑会致使电源线被拉低，充电器里带有微控制器，微控制器能检测到这一情况，于一秒钟之后开启功率输出，随后笔记本电脑从 Magsafe 连接器芯片去加载充电器相关信息。
假设一切进展顺遂，笔记本电脑会着手从充电器那儿获取电力，并且经由数据引脚发出指令去点亮对应的连接器 LED。在 Magsafe 连接器从笔记本电脑上被拔取下来之际，微控制器将察觉到电流缺失进而关闭电源，于此同时也会让 LED 熄灭。
为什么不应该买不是正品的充电器
苹果公司所生产的 Macbook 85W 充电器，其售价为 79 美元。然而，仅仅只需 14 美元，在与前一处不同的其他地方，你能够买到一个在外观看上去简直完全一样的充电器。
到此为止，这位写作者又开启了一个模仿Macbook充电器的物件，去瞧瞧它跟正品充电器之间对比的状况如何，是怎样的情形呢。
从外观方面瞧，这款充电器看上去好似一个有着85W功率的Apple充电器，只是那儿没有Apple的名称以及徽标。然而往里面瞅就会发觉存在很大的差异。下面这张图里的左边是苹果原装的充电器，右边是仿造的产品。
针对Apple的这个85W的Macbook充电器，在其左边，与右边的仿充电器展开对比情况而说，正品充电器装填聚集了满满的组件，然而仿品拥有的零件相比是更少的。
仿品充电器所具有的元器件，仅仅是正品充电器元器件数量的一半左右，其电路板存在大量空白区域。真正的Apple充电器满是组件，然而仿制品却缺失了诸多滤波和调节部分，甚至整个PFC电路。仿充电器（大黄色矩形）里的变压器远比苹果充电器中的大，Apple更先进的谐振转换器因更高频率得以使用更小的变压器。
将Apple 85W Macbook充电器，也就是左边那个和仿充电器，即右边那个的电路板进行对比，能够发现真正的充电器具备更多的组件，有标点符号。
把充电器翻转过来去查看电路板，能看见，Apple充电器的电路可要复杂好多了。那个仿充电器仅有一个控制IC（在左上角的位置）。这是由于完全把PFC电路给省略掉了。除此之外，控制电路的复杂程度要低好多，而且仿制品把接地连接也省去了。
和作者检查了的状况糟糕的假冒 iPad 充电器，以及 iPhone 充电器相比较，仿制充电器的质量事实上比我预先估计的要好。
仿制的Macbook充电器，未切入所有可能角落，采用了中等复杂电路，注意安全，使用绝缘胶带，保持低压与高压分开，除去下面能看到的一个危险组装错误，Y电容器（蓝色）安装不正确，其低压侧连接引线危险地靠近光隔离器（黑色）高压侧引脚，产生触电风险。
形如 Macbook 充电器的内部存有安全隐患，Y 电容的引线距离光隔离器的管脚过于接近，存在能够导致触电的危险。
苹果充电器的问题
值得讽刺的是，Apple Macbook充电器，它复杂，注重那些微小的细节，然而，它却并非是一款能让人信赖的充电器。
当作者告知人们，他现今正在拆解着充电器之时，他同时也快速地从那些充电器出现故障的人那里，集 gathering 了一堆已然损坏的充电器。
充电器电缆十分不堪一击，致使集体诉讼表明电源适配器危险地出现磨损、产生了火花并且过早地就无法运转了。苹果给出了关于怎样防止电线受损的详尽说明，不过更牢固的电缆会是更佳的解决法子。其结果便是在苹果网站上的评论给充电器一个相当糟糕的1.5星（满分5星）。
故障的 85W Apple Macbook 电源内部有烧痕
Macbook充电器因自身内部存在的问题进而出现了故障，上面以及下面的照片将我所收藏的一个出现故障的Apple充电器内部的烧伤痕迹展示了出来，不清楚究竟是出现了什么问题，然而有某种东西致使了短路，还烧毁了一些组件。(照片当中的白色粘性物质乃是用于安装电路板的绝缘硅胶。)。
故障的 Apple Macbook 充电器内部有烧痕
为什么苹果的充电器这么贵
如上述所剖析那样，正品苹果充电器之设计较仿品充电器先进许多，且涵盖更多安全功能，然而，真正的充电器价格贵65美元，并且作者对附加组件成本会超10到15美元存疑。
大部分电器成本，都被用于苹果产品上那有着健康利润率的部分，苹果iPhone的利润率，估计为45%，而充电器的利润，或许会更高，即便如此，鉴于安全风险，我并不建议通过使用便宜的eBay充电器来省钱。
结论
当中的大部分，并未过多去考量充电器内部所包含的事物，然而其内部却是填满了诸多饶有趣味的电路。这款充电器运用的是功率因数校正以及谐振开关电源等一系列先进技术，于紧凑且高效的装置之内去产生八十瓦的功率。Macbook充电器属于一项颇具令人印象深刻之处的工程成果，即便它并不会如你所期望的那般具备可靠性。而另一方面，那些价格低廉且毫无名气的充电器则存有偷工减料的情况，常常会出现安全方面的问题，对你以及你的计算机而言均存在风险。
以上，是我今天分享的内容，内容是忽然觉得自己手上非原装的充电不香了。倘若觉得这个拆解有意思，那么希望大家多多支持我。
