详解智能手机电源电路的供电原理

2018年8月12日  9：26                                                                          电源电路在智能手机电路中是至关重要的，它所起的作用是为智能手机各个单元电路提供稳定的直流电压。如果该电路的出现问题，将会造成整个电路工作的不稳定，甚至造成智能手机无法开机。由于电源电路工作在大电流、温度高的环境，往往容易出现问题，因此学习和理解电源电路的维修知识，对日后的手机维修工作有很大的帮助。
    一、电源电路的组成元件和电路
    1.1电源电路的组成元件
    智能手机的电源电路位于智能手机的主电路板中，由于各品牌型号的智能手机电路板设计不同，所以电源电路的位置也不相同。
    从组成结构上来看，智能手机电源电路主要由电源控制芯片、充电控制芯片、充电接口、电池及插座、复位芯片、晶振、谐振电容、电源开关、场效应管、滤波电容、电感等组成。如图1所示为智能手机电源电路组成图。从图中可以看出，电源控制芯片是电源电路的核心。

    在电源电路中，重要的芯片包括充电控制芯片和电源控制芯片。其中，充电控制芯片主要负责对电池进行充电，并实时检测充电的电压值。充电控制芯片用于保护电池的电路，可以保护电池过放电、过压、过充、过温，可以有效地保护电池寿命和使用者的安全。
    电源控制芯片又称为电源管理芯片PWM（Pulse Width Modulation），意思是脉冲宽度调制，是一种通过微处理器的数字输出对模拟电路进行控制的技术。电源控制芯片是开关稳压电源电路的核心，负责对整个电路的控制。
    1.2电源电路的结构
    智能手机的电源电路主要由充电电路、时钟电路、复位电路、电源开关、电源输出电路等组成。如图2所示为电源电路的结构。

    其中，充电电路负责检测电池的电量，并为电池进行充电，充电电路可以保护电池过放电、过压、过充、过温，可以有效地保护电池寿命和使用者的安全；时钟电路负责产生开机所需的32.768kHz时钟信号；复位电路为微处理器提供开机所需的复位信号；电源开关负责在开机时提供触发信号；电源输出电路负责输出手机其他单元电路所需的供电电压。

    二、电源电路是如何供电的
    电源电路是智能手机用来为各个单元电路供电的主要电路，电源电路向来是故障高发区，如果想要诊断智能手机中电源电路的故障，首先需要对电源电路的结构原理进行深入了解。不同品牌智能手机的电源电路结构基本相同，工作原理基本相同。下面以一个具体的智能手机电源电路为例，讲解智能手机电源电路的工作原理。
    2.1智能手机电源电路的供电流程
    智能手机的电源电路供电流程如下：
    电源电路是手机其他电路的能源中心，电源电路只有输出符合标准的电压，其他电路才能工作。手机中任何一个电路，只要它的供电不正常，它就会“罢工”，从而表现出各种各样的故障现象。可见电源系统在手机电路中的重要性。
    手机所需的各种电压一般先由手机电池供给，电池电压在手机内部需要转换为多路不同的电压值供给手机的不同部分。
    当智能手机安装上电池后，电池电压（一般为3.7V）通过电池插座送到电源控制芯片，此时开机按键有2.8V~3V的开机电压，在未按下开机按键时，电源控制芯片未工作，此时电源控制芯片无输出电压。当按下开机键时，开机按键的其中一个引脚对地构成了回路，开机按键的电压由高电平变为了低电平，此由高到低的电压变化被送到电源控制芯片内部的触发电路。触发电路收到触发信号后，启动电源控制芯片，其内部的各路稳压器就开始工作，从而输出各路电压到各个电路，如图3所示。

    2.2智能手机开机信号电路工作流程
    智能手机的开关机过程如下。
    1．开机过程
    插上电池后，电池电压加到电源控制芯片的输入引脚，其内部电源转换器产生约2.8V开机触发电压，并加到开机触发引脚。
    当按开机键时，电源触发引脚电压被拉低，触发电源控制芯片工作，并按不同电路的要求送出工作电压，同时电源控制芯片也送出一路比逻辑电压滞后约30毫秒的复位电压使逻辑电路复位，返回初始状态。另外，微处理器控制电源控制芯片送出时钟电压，使13MHz晶体振荡，产生13MHz时钟信号，输出给微处理器作为运行时钟信号。此时微处理器具备了电源、复位、13MHz时钟信号等开机条件，于是微处理器发送CE信号，命令字库调取开机程序。字库找到程序后，反馈OE信号给微处理器，并通过总线传送到暂存运行并自检，通过后微处理器送出开机维持信号令电源集成块维持工作，手机维持开机。
    2．关机过程
   手机正常开机后微处理器的关机检测引脚有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，把微处理器的关机检测引脚电压拉低。当微处理器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，自检通过后微处理器撤去开机维持电压，电源控制芯片停止工作，手机因失电而停止工作，手机关机。
    当微处理器检测该电压变化少于2秒时，则作为挂机或退出处理。