手机供电电路与工作原理.doc

手机供电电路结构和工作原理一、电池脚的结构和功能。目前手机电池脚有四脚和三脚两种：（如下图）正温类 负 正温 负极度型 极极 度 极脚 脚脚（图一）（图二）1、电池正极（VBATT）负责供电。2、电池温度检测脚（BTEMP）该脚检测电池温度；有些机还参与开机，当用电池能开机，夹正负极不能开机时，应把该脚与负极相接。3、电池类型检测脚（BSI）该脚检测电池是氢电或锂电，有些手机只认一种电池就是因为该电路，但目前手机电池多为锂电，因此，该脚省去便为三脚。4、电池负极（GND）即手机公共地。二、 开关机键:主要用于触发电源电路工作。电源电路触发方式有二种：高电平触发和低电平触发。一般说，开机键两端中有一端与地相通的为低电平触发，（大部分手机都使用该触发方式）另为高电平触发。开机触发电压约为2.8-3V(如下图)。内圆接电池正极外圆接地;电压为0V。电压为2.8-3V。三、手机由电池直接供电的电路。电池电压一般直接供到电源集成块、充电集成块、功放、背光灯、振铃、振动等电路。在电池线上会并接有滤波电容、电感等元件。该电路常引起发射关机和漏电故障。四、手机电源供电结构和工作原理。 目前市场上手机电源供电电路结构模式有三种；1、使用电源集成块（电源管理器）供电；（目前大部分手机都使用该电路供电）2、(选学) 使用分立供电管供电；（如：三星T508等等）3、(选学）摩托罗拉专用供电电路。（用电源集成块提供逻辑供电，用中频集成块和外围供电管提供射频供电）无论采用何种供电模式，只是产生电压方式不同，其工作原理都一样的。1、 使用电源集成块（电源管理器）供电电路结构和工作原理：（如下图）电源管理器电池电压逻辑电压(VDD) 暂存字库CPU复位信号(RST)中频射频电压(VREF)分频XVCC26M13M26MON/OFF AFC开机维持关机检测（电源管理器供电开机方框图）1）该电路特点：低电平触发电源集成块工作；把若干个稳压器集为一个整体，使电路更加简单；把音频集成块和电源集成块为一体。2）该电路掌握重点:（1）各元件的功能与作用。（2）各路电压的产生及走向。（3）复位信号的产生及作用。（4）13M时钟信号的产生及走向。（5）开机过程。（6）关机过程。3)、电路分析。（1）各元件的功能与作用。电源集成块：a)、提供各路工作电源；并提供逻辑复位信号(诺基亚系列手机的电源集成块还包含一个储存器，并存有部分软件资料；更换音频后应刷机）b)、有些手机还负责音频信号处理。c)、负责电池电量检测及充电控制。中频集成块：a)、接收时负责接收信号解调。b)、发射时负责发射信息调制。c)、结合26M晶体产生13M时钟。d)、控制RX-VCO产生收发本振频率。（2）各路电压的产生及走向。1） 电源集成块产生2.8V的电压（VDD）给CPU，字库，暂存等罗辑电路工作。2） CPU部分电路工作后，送出时钟启动信号（SYNCLK-EN）使时钟供电管工作送出2.8V时钟电压（XVCC），使13M电路工作，产生13M时钟送CPU作运行主时钟。3） AVCC音频电压(2.8V)4） VREF中频电压(2.8V)5） 3VTX发射电压(3V)6） SYN-VCC频合电压(2.8V)7） VRTC实时时钟电压(3V)8) SIM-VCC-SIM卡电路电压（3V/5V）值得注意：目前大部分手机都使用BGA或半明脚集成块供电，在测量其输出电压时应在各滤波电容上测量。（3）复位信号的产生及作用。把逻辑电压滞后约30毫秒给逻辑电路整理资料，返回初始状态。故称CPU作复位电压。（此电压通常从电源集成产生且滞后时间短可看作一路电压。以后不再重述。）（4）13M时钟信号的产生及走向。当电源电路送工作电压使CPU部分电路工作后，CPU送出时钟启动信号（SYNCLK-EN）使时钟供电管工作送出2.8V时钟电压（XVCC），使13M电路工作，产生13M时钟分两路：a）经放大后送给CPU作运行时钟。b）送本振电路作频率参考。c）有和弦振铃电路的手机13M时钟还送到该集成块作运行时钟。由于13M电路为振荡电路，受电压不稳、外界电场干扰等因素影响，所产生的频率并不准确；这会使手机不能正常工作，为了保证13M的准确性，CPU会送出1-2V跳变电压去控制晶体内部的变容二极管的电容量，从而达到调整13M准确性目的。(5）开机过程。当插上电池，电池电压加到电源集成块的输入脚；其内部电源转换器产生约2.8V开机触发电压并加到开机触发脚。当按开机键时，电源触发脚电压被拉低，触发电源集成块工作并按不同电路的要求送出工作电压，同时电源集成块也送出一路比逻辑电压滞后约30MS的复位电压使逻辑电路复位，返回初始状态。另外，CPU控制电源集成块送出时钟电压使26M晶体振荡。产生26M时钟送入中频内部，经过1/2分频后得到13M时钟经整形放大后输出并送CPU作运行时钟。此时CPU具备了电源、复位、13M时钟等开机条件，于是CPU送出CE信号命令字库调取开机程序，字库找到程序后。反馈OE信号给CPU，并通过总线传送到暂存运行并自检，通过后CPU送出开机维持信号令电源集成块维持工作，手机维持开机。(6）关机过程。手机正常开机后CPU的关机检测脚有3V电压。而在手机开机状态下再按开关机键，此时关机二极管导通，把CPU的关机检测脚电压拉低；当CPU检测该电压变化超过2秒时，确认为要关机，于是命令字库运行关机程序，自检通过后CPU撤去开机维持电压，电源集成块停止工作，手机因失电而停止工作；手机关机。当CPU检测该电压变化少于2秒时，作为挂机或退出处理。2、分立供电管供电的电路结构和工作原理：（如下图）该电路主要掌握重点: （1）各元件的功能与作用。（2）各路电压的产生及走向。（3）复位信号的产生及作用。（4）13M时钟信号的产生及走向。（5）开机过程。（6）关机过程。 供电管：作用：把电池电压经过稳压后按不同电路的要求输送出合适工作电压。外形：五脚或六脚小IC（如下图）L55L55546 5 41 2 31 2 3脚位功能：1# 电池电压输入脚。2# 接地脚。3# 控制脚。分高电平触发和低电平触发。4# 空。 5# 电压输出脚。（2）各路电压的产生及走向：该电源结构通常由七个五脚小IC提供工作压；其中一个提供实时时钟（时间和日期）电压；三个提供逻辑电压；三个提供射频电压。加电按开机键时电池电压使电源开关管工作，电池电压加到所有供电管的输入脚，由于该种供电管为低电平控制（控制脚接地），在其输出脚送出各路电压，其中：1）逻辑供电管产生2.8V的电压（VDD）给CPU，字库，暂存等罗辑电路工作。同时该电压还通过一个电容时30MS给CPU作复位电压。2）CPU部分电路工作后，送出时钟启动信号（SYNCLK-EN）使时钟供电管工作送出2.8V时钟电压（XVCC），使13M电路工作，产生13M时钟送CPU作运行主时钟。3）AVCC音频电压4）VREF中频电压5）3VTX发射电压6）SYN-VCC频合电压7）VRTC实时时钟电压（3）复位信号的产生及作用。1）电路结构：（如下图）2）原理：通过在逻辑电压并一支路，并接一个大容量电容，利用电容充放电的特性，把逻辑电压滞后约30毫秒给逻辑电路整理资料，返回初始状态。故称CPU作复位电压。（此电压通常从电源集成产生且滞后时间短可看作一路电压,以后电路省略不讲。）（4）13M时钟信号的产生及走向。CPU部分电路工作后，送出时钟启动信号（SYNCLK-EN）使时钟供电管工作送出2.8V时钟电压（XVCC），使13M电路工作，产生13M时钟分两路：1）经放大后送给CPU作运行时钟。2）送本振电路作频率参考。（5）开机过程。当插上电池，电池电压加到供电开关管的输入脚；同时也送到开机键的一端。按开机键时电池电压经过二极管组使供电复合开关管导通，电压加到所有供电管的输入脚，由于该种供电管为低电平控制（控制脚接地），在其输出脚送出各路电压。其中：逻辑供电管产生2.8V的电压（VDD）给CPU、字库、暂存等罗辑电路工作。同时该电压还通过一个电容时30MS给CPU作复位电压。CPU部分电路工作后，送出时钟启动信号（SYNCLK-EN）使时钟供电管工作送出2.8V时钟电压（XVCC），使13M电路工作，产生13M时钟送CPU作运行主时钟。此时逻辑电路具备了电源、复位、13M时钟等开机条件，于是CPU送出CE信号命令字库调取开机程序，字库找到程序后。反馈OE信号给CPU，并通过总线传送到暂存运行并自检，通过后CPU送出开机维持信号经过开机二极管组维持供电开关管工作，手机维持开机。（6）关机过程。手机正常开机后CPU的键盘检测线ROW4线有3V电压，而COL4线为0V电压。在手机开机状态下再按开关机键，此时关机三极管导通把CPU的ROW4线3V电压拉低；而COL4线电压上升，当CPU检测该电压变化超过2秒时，确认为关机，于是命令字库运行关机程序，自检通过后CPU撤去开机维持电压，供电开关管停止工作，手机因失去工作。当CPU检测该电压变化少于2秒时，作为挂机或退出处理。3、摩托罗拉专用供电电路（如下图）：1）该电路特点：a)、用电源集成块提供逻辑供电，用中频集成块和外围供电管提供射频供电；b)、有内、外两组电源转换，且插上外电即自动开机；c)、电源外围有一升压电路把电池电压升为5V供电源内部分压器使用；d)、把音频集成块和电源集成块为一体。2）该电路主要掌握：（1）、内、外供电转换原理。（2）、5.6V升压电路工作原理。(3)、各路电压的产生及走向。（4）、13M时钟信号的产生及走向。(5)、开机过程。（6）、关机过程。3）电路分析:（1）、内、外供电转换原理。使用主电池供电时：当插上电池时，电池电压分两路: 1) 送到电池转换开关管Q942的输入脚。2) 送入电源集成块。此时电源集成块内部转换电路送出一个控制信号令Q942工作把电池电压送到5.6V升压电路。同时产生2.8V的开机触发电压到其触发脚。使用尾插（外电）供电时：当插上尾插（外电）时，外电电压分两路: 1) 送到家5.6V升压电路。2) 送入电源集成块。此时电源集块控制电池转换开关管Q942截止，电池电压不能送送入电源集成块。同时通过二极管触发电源集成块工作开机。（2）、5.6V升压电路工作原理。当按开机键时，电源触发脚电压被拉低，触发电源集成块工作同，从A2脚送出充电脉冲信号给5.6V升压电路充放电，把3.6V电池电压升为5.6V从A10、B10脚送入电源集成块内部的稳压器。(3)、各路电压的产生及走向。逻辑电压的产生及走向（1）、U900A6送出5V(V1)供数字电路。（2）、U900J5送出2.75V(V2)供字库、暂存。（3）、U900B5送出1.8V（V3）供CPU。(4)、U900G9送出2.75V(VREF)供中频。（5）、U900C6送出3V/5V供SIM卡电路。射频电压的产生及走向当电源集成块工作送出2.75V供中频工作后，其H1脚控制送出2.75V供中频供电管Q240、Q242工作送出各路射频电压。其中：（1）、Q240的漏极送出RF-V1送回中频内部的13M振荡电路及锁相环电路；（2）、Q242的漏极送出RF-V2供接收电路。（3）、中频U913C1脚送出现2.75V（SF-OUT）供本振电路。(4)、中频U913C7脚送出现2.75V(SW-VCC)供中频放大器。（4）、13M时钟信号的产生及走向。当电源电路送工作电压使中频工作后，内部振荡电路结合外接26M压控晶体工作，产生26M时钟信号在中频内部经过1/2分频得到13M时钟经整形放大后再送到CPU作运行主时钟。(5)、开机过程。a)、用主电池供电开机法：当按开机键时，电源触发脚电压被拉低，触发电源集成块工作,从其A2脚送出充电脉冲信号给5.6V升压电路充放电，把3.6V电池电压升为5.6V；从A10、B10脚送入电源集成块内部的稳压器。各稳压器按不同要求送出电压，其中U900A6送出5V(V1)供数字电路；U900J5送出2.75V(V2)供字库、暂存；U900B5送出1.8V（V3）供CPU；U900G9送出2.75V(VREF)供中频。中频工作后，内部振荡电路结合外接26M压控晶体工作，产生26M时钟信号在中频内部经过1/2分频得到13M时钟经整形放大后再送到CPU作运行主时钟；同时电源集成块也送出一路比逻辑电压滞后约30ms的复位电压使逻辑电路复位，返回初始状态。 此时CPU具备了电源、复位、13M时钟等开机条件，于是CPU送出CE信号命令字库调取开机程序，字库找到程序后。反馈OE信号给CPU，并通过总线传送到暂存运行并自检，通过后CPU送出开机维持信号令电源集成块维持工作，手机维持开机。b)、用尾插（外电）供电开机法：当插上尾插（外电）时，外电通过电阻R921送到U900-G5脚触发电源集成块工作，送出各路电压使手机正常开机。6）关机过程。在手机开机状态下再按开关机键，电源集成块停止工作。手机因失电而停止工作；手机关机。