2u2功放ic适用机型 以苹果手机为例讲解智能手机工作原理 一通则百通,百通则万通

小编 2024-10-06 项目合作 23 0

以苹果手机为例讲解智能手机工作原理 一通则百通、百通则万通

智能手机单元电路如果笼统的来划分笔者认为可分为两大部分:

1)以应用处理器(AP)为核心的逻辑部分;

2)以基带处理器(BP)为核心的通讯部分;

我们把智能手机整机电路按重要程度再稍加细分的话又可分为:整机供电电路,逻辑控制电路,用户界面电路,射频通讯电路以及传感器电路;

如果按电路功能细分的话又可分为:电源管理电路、开机电路、硬盘电路、I2C总线控制电路、LCD显示电路、触摸电路、送话电路、听筒电路、音频传输电路、主相机电路、音量+-与静音电路、开机键返回键电路、扬声器(免提)电路、闪光灯驱动电路、前相机电路、充电电路、USB电路、振动器驱动电路、2G收发电路、3G、4G收发电路、DRX接收电路、SIM卡电路、WIFI电路、副射频供电电路、功放供电电路、NFC电路、蓝牙电路、主射频供电电路、基带时序与基带控制接口电路、射频前端控制总线电路、基带电路、气压传感器电路、陀螺仪&加速计电路、指纹(HOME)电路、指南针电路等等!

综上所述现代智能手机的工作原理是一个非常复杂的系统工程,即可独立分割单独来分析,又相互之间存在一定关联和影响。

整机供电电路简介

我们以iPhone6整机供电电路框图为例简单的对供电电路做一个分析。如下图1所示:

整机供电我们分为三个部分来看,第一个是PP_BATT_VCC电池电压直接供电的负载,分别是U1401充电管理IC、U1400振动马达驱动IC、U0900铃声放大IC、U_2GPARF 2G功放、U_QPOET功放供电IC、U_ASM_RF频段开关、U_HBS_RF频段开关这几个芯片。电池电压直接供电的IC损坏后容易出现加电大电流、加电漏电等故障;与此路供电相并联的芯片有7个。

图1

第二个是PP_VCC_MAIN这路供电所接的负载,分别是:充电管理IC U1401、电源管理U1202、闪光灯驱动IC U1602、16.5V指纹供电IC U1503、音频IC U0900、WIFI芯片U5201_RF、NFC控制芯片U5301_RF、NFC收发芯片U5201_RF、LCD背光升压IC U1502、电压切换U1703、摄像头供电U2301、功放供电IC U_QPOET、频段开关U_DSM_RF、基带电源U_PMICRF、触摸与LCD供电IC这15个IC。

第三个是应用电源管理芯片AP PMU U1202这颗芯片输出的各路供电所接的负载,其中到AP(应用处理器)的供电有11路,分别是:PP_CPU、PP_GPU、PP1V0、PP1V8_SDRAM、PP1V2_SDRAM、PP1V2、PP1V8、PP0V95_FIXED_SOC、PP_VAR_SOC、PP1V8_ALWAYS、PP3V3_USB这11路供电全部都接到了应用处理器;AP PMU U1202应用电源管理芯片其余供电都接到了不同的芯片,分别是:PP1V8_VA_L19_L67这路供电接到了铃声放大IC U1601、音频IC U0900这两颗芯片;PP3V0_MESA这路供电接到了指纹1.8V供电U2100;PP1V8这路供电接到硬盘U0604;PP3V0_NAND接到硬盘U0604;PP1V8_SDRAM还分别接到USB控制U1700、LCD背光升压U1502、NFC控制U5301_RF、WIFI U5201_RF、音频U0900;PP3V0_TRISTAR这路供电送到了USB控制U1700这颗芯片;PP3V3_ACC这路供电也是送到了U1700这颗芯片;PP3V0_PROX_IRLED、PP3V0_PROX_ALS、PP1V2这三路供电都送到了接口座J1111提供给光感以及摄像头使用;PP1V8_GRAPE这路供电提供给信号缓冲器U2403以及主触摸IC U2401这颗芯片;PP3V0_IMU这路供电提供给指南针U1901;PP1V2_OSCAR这路供电提供给M8协处理器U2201这颗芯片;最后一路PP1V8_OSCAR这路供电分别送给M8协处理器U2201、指南针U1901、加速陀螺组合U2203以及气压传感器U2204这几个芯片。

至于基带电源U_PMICRF这颗芯片输出的各路供电在实际故障分析中并没有那么重要或者说造成故障的概率并没有那么多所以我们在这里就简单的罗列一下即可。PP_LDO2、PP_LDO3、PP_LDO4、PP_LDO5、PP_LDO6、PP_LDO7、PP_LDO8、PP_LDO9、PP_LDO10、

PP_LDO11、PP_LDO12、PP_LDO13、

VREG_SMPS4_2V075、VREG_SMPS3_0V95、VREG_SMPS2_1V25、VREG_SMPS1_0V90这16路供电都是送到基带CPU(U_PMICRF)这颗芯片的;PP_LDO1、PP_LDO8这两路供电同时提供给U_WTR_RF射频IC这颗芯片;PP_LDO11这路供电还分别提供给U_DSM_RF频段开关、U_HBS_RF频段开关、U_ASM_RF频段开关、U_QPOET功放供电IC、U_2GPARF 2G功放、U_HBPAD、U_LBPAD、U_VLBPAD、U_MBPAD、U_JTAGRF、U_BUFFER数据缓冲器、U_EEP_RF基带码片这12颗芯片。

我们对整机40多颗芯片的供电进行了有效梳理,整机供电主要区分PP_BATT_VCC电池电压直接供电的负载,PP_VCC_MAIN这路主供电所接的负载以及应用电源管理芯片AP PMU这颗芯片所接的负载。电池电压供电(PP_BATT_VCC)的负载以及主供电(PP_VCC_MAIN)的负载会造成加电大电流,以及加电漏电等故障;应用电源管理芯片AP PMU这颗芯片的负载损坏会引起按开机键大电流、待机时间短等电流类的故障。

电源供电是机器工作的必备条件之一,且要优先满足;如果机器没有供电其它所有的功能以及应用都将无从谈起;研究整机供电对维修手机电流类的故障意义重大,当然供电也是所有芯片正常工作的首要工作条件,这个也是我们维修其它故障最先要进行测量的第一个工作条件。供电系统也是本文《手机维修之“概率分布论”》的理论实例之一。

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功放开关电源原理与维修

如今的功放电源已经由工频变压器趋向于具有体积小、重量轻等特点的开关电源电路, 同时也由于开关电源电路比较复杂,零配件比较小众化从而使得 维修起来比较困难。天逸AD-800MKII功放号称8Ω负载时有1000瓦的输出,经试听感觉其音质、功率容量还可以。现粗略介绍一下其原理,及其容易出现的故障点。

一、主要集成块的内部框图及简单原理介绍

1、SG3525AN介绍

SG3525是一种单片集成PWM控制芯片,输出驱动为推拉输出形式,增加了 驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比,内部原理图见下图。

直流电源Vcc脚(15脚)接入后分两路,一路加到或非门;另一路送到基准电压稳压器的输入端,作为内部电源。振荡器(⑤脚)须外接电容CT,⑥脚须外接电阻RT。振荡器频率由外接电阻RT 和电容CT决定,振荡器的输出分为两路,一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门;另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端,比较器的反向输入端接误差放大器的输出,误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较,输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲,再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补,交替输出高低电平,将PWM脉冲送至两对组合式推挽型三极管的基极,锯齿波的作用是加入死区时间,保证这两对组合式推挽型三极管不同时导通。最后,在11脚及14脚分别输出相位相差为180°的PWM波。⑧脚为软启动端,一般外接电容,此电容大小决定 启动时间的长短。⑩脚为关断脚,电压高于0.7V则PWM关闭。

2、IR2110

IR2110做为驱动半桥的集成块,其内部原理图如图2所示:

HIN为高端脉冲信号输入,VIN为低端脉冲信号输入,此二路输入经一系列 电平转换及悬浮处理后高端从HO输出,低端从LO输出;低端输出驱动电源Vcc取自输入端的Vdd,而高端输出驱动电源VB则需要增加自举电路,在本电路中Cd4、C817、D8为自举电容和二极管。SD为关断控制信号,当其为低时高低端均无输出。

3、LM556CM

这是常见的两个555电路,A部分作为振荡,B部分作为开机延时。

4、TOP221

这是一个类似三端的开关电源。

二、电源电路及其原理分析 (电路图见下图,可点击放大)

1、供电部分

220V交流电经热敏电阻NTC1-4(开机等待时间过后继电器K1闭合则短路 此热敏电阻)加到D1整流,在C1~C4、C6 滤波,加到开关管Q2、Q6、T2及副电源部分U2、T1等。

2、副电源

由U1(TOP221)、T01及Q20等组成,T01输出两组电压各由D2及D202整流在E97输出15V,在E06输出5V。

3、控制部分

震荡电路由U14A及R39、R44、C825形成约200kHz的矩形脉冲经R02、Q1、R41送到IC6的③脚,但是这个输出脉冲并不决定IC6的输出频率,感觉这部分电路是多余的。

控制电路:SG3525完成脉冲宽度调节电路,R73、C73决定脉冲频率,R72决定间歇时间,16脚输出5V电压供给外围电路包括保护电路等的作为基准电压。

本机并没有从输出电压反馈到控制端的信号也就是稳压控制,实际上就是相当于一个普通的变压器。这个定频定宽的脉冲信号从11脚、14脚输出到IC801(IR2110)的12脚、⑩脚,在①脚、⑦脚送出驱动信号到Q6、Q2, 从而完成半桥开关输出驱动开关变压器T2。

输出电路:开关管Q2、Q6驱动开关变压器T2,在次级经D24、D35整流C101、C102滤波输出正负120V电压。

4、保护电路:

1)U13D与R23、R24、R25、C13、R43、R42、R26、C14组成断电识别电路,当外电路断电时A点电压下降,而B点电压由于电容的存电保留,从而使得U13的⑨脚的电压小于⑧脚的电压,在14脚输出低电压,经D23拉低C点电压。

2)U13C与R31组成C点电压低位保持电路,当C点电压变低则U13的11脚经 R31也被拉到低于5V(此5V电压来自IC6 的16脚),进一步保持了U13的13脚C点的低电压。要重新使U13的13脚变高,就得关闭整个220V电源,重新开机,也就是说本机没有故障保护自恢复功能。

3)U13A和U13B组 成15V电压判断电路,过高过低都会使C点电压变低。

4)IC1B组成5V电压是否有的判断电路,5V电压失去,其⑦脚也就是C点电 压降低。

5)R21是功放出现直流输出的保护电路,当R13或R14出现正电压则IC2A的 ②脚变高,①脚变低,经R53使得OK2阴 极拉低,在J5_7变低再经R21拉低C点电压。

以上5种情形的结果:C点电压变低后经R05使T1导通,经R34拉低U14的12脚THR、经R36拉低13脚DISC,使⑨脚变高,DISC内部三极管导通,经R36S锁定THR于低电平。拉高IC6的⑩脚SD,OUT A和OUT B停止脉冲输出, 电源停止工作。

6)开机延时:U14B、C25、R34、R35、R36组成开机延时电路。开机时在 T1截止而且TRIG为高的情况下,由U14内部对C25充电,这个充电时间就是开机等待时间。

三、 故障检修

1、检查关键点:

1)B点电压是否有310V。

2)15V电压是否正常。

3)C点电压是否是大于14V。

4)IC6的⑧脚SS端是否高于10V、⑩脚SD端是否低于0.6V;13脚、14脚是否有方波输出。

通过对关键点的检测可以比较快的找出故障范围,从而找出故障元件,最后 排除故障。

2、常见故障:

本机使用的电容经常出现漏电现象,如C82漏电使得IC6的SS端 电压不能上升(正常情况下应该在10秒钟之内上升到10V) 导致开电好长时间都不能工作;C73失效导致输出信号频率超出正常工作频率范围接近1MHz,致使Q2、Q6烧毁。

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