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第3章 GSM手机电源和充电电路分析与维修 教师：周文强 课程：手机检测与维修 本章要点： 3.1 手机稳压电源概述 3.2 手机电源管理IC介绍 3.3 手机电源电路工作过程和基本组成 3.4 手机典型电源电路分析 3.5 手机充电电路分析 3.6 GSM手机不开机和充电故障的维修 3.1 手机稳压电源概述 3.1.1 低压差线性稳压器LDO 3.1.2 开关型DC/DC变换器 1、电感式 DC/DC 变换器（掌握） 1）升压式DC/DC 变换器(VIN＜VOUT) 2）降压式DC/DC 变换器(VIN＞VOUT) 3）电压反转式DC/DC变换器(VIN=-VOUT) 2、电容式(电荷泵式)DC/DC 变换器（了解） 3.1.1 低压差线性稳压器LDO LDO (Low Dropout Regulator)是通过输出电压反馈、经误差放大器等组成的控制电路来控制调整管的管压降VDO(即压差)来达到稳压的目的。它的特点是：VIN必须大于VOUT，调整管工作在线性区。无论输入电压的变动或负载电流的变化引起输出电压变动时，通过反馈及控制电路，改变VDO的大小，使输出电压VOUT基本不变。 LDO输出电压的控制 EN(或SHDN)为LDO输出控制端，一般由微处理器加低电平(或高电平)使LDO关闭(或工作)，在关闭电源状态时，耗电约1μA。有些LDO稳压器还设有电源工作状态信号输出。当电源工作正常时，输出高电平；当电源有故障或输出电压低于正常电压5％以上时，输出低电平。此信号可输入CPU或LED指示电路作故障或输出电压过低报警。 LDO 特点 1、LDO具有成本低、封装小、外围器件少。 2、输出电压噪声小，电磁干扰(EMI)小，信噪抑制比高，适合对噪声敏感的射频电路和音频电路的供电电路。 3、转化效率低，只能用于降压。 LDO的效率取决于输出电压与输入电压之比η=Vo:Vi。在输入电压为3.6V的情况下，输出电压为3V时，效率为 90.9％，而在输出电压为1.5V时，效率则下降为41.7％。 3.1.2 开关型DC/DC变换器 1、电感式 DC/DC 变换器（掌握） 2、电容式(电荷泵式)DC/DC 变换器（了解） 两者相同：都是先储存能量，再以受控的方式释放能量，从而得到所需的输出电压。 两者不同：电感式 DC/DC 变换器采用电感储存能量，而电容式 DC/DC变换器采用电容储存能量。 1．电感式 DC/DC 变换器 1）升压式DC/DC 变换器(VIN＜VOUT) 2）降压式DC/DC 变换器(VIN＞VOUT) 3）电压反转式DC/DC变换器(VIN=-VOUT) 升压式 DC/DC 变换器 开关管VT在控制电路的控制下工作在开关状态，在开关管 导通期间，储能电感L上储存能量，在截止期间，储能电感L感应出左负右正的脉冲电压，与VIN电压叠加后，经整流二极管VD整流、电容C滤波，产生高于输入电压VIN的输出电压VOUT，为负载供电。 降压式 DC/DC 变换器 开关管在控制电路的控制下工作在开关状态。开关管导通时，VIN电压经开关管S/D极、储能电感L和电容C构成回路，充电电流不但在C两端建立直流电压，而且在储能电感L上产生左正右负的电动势。开关管截止期间，由于储能电感L中的电流不能突变，所以，L通过自感产生左负右正的脉冲电压。于是，L右端正的电压→滤波电容C→续流二极管D→L左端构成放电回路，放电电流继续在C两端建立直流电压，C两端获得的直流电压VOUT，为负载供电。 电感式DC/DC变换器的特点 1、转换效率高，损耗小，转换率可达 80％～93％。 2、输入、输出电压差值很大时，不影响开关管的损耗。 3、电源方案中电感和电容面积大。 4、输出电压噪声大，电磁干扰(EMI)大，信噪抑制比低。 输出纹波有几十毫伏到上百毫伏；线性稳压器仅有几十到上百微伏，相差约千倍。 采用电感式DC/DC变换器电磁干扰(EMI)大，进行PCB布板时必须格外小心。 2．电容式 （电荷泵式）DC/DC 变换器 电容式 DC/DC 变换器是利用电容作为储能元件，其内部的开关管阵列控制着电容的充放电。电容式DC/DC变换器同样可以完成升压(正压输出)、降压(负压输出)等功能。 手机主要电路对应供电方式 1、低压差线性稳压器 2、DC/DC 变换器 3.2 手机电源管理IC介绍 电源管理单元PMU（Power Management Unit)，主要承担供电任务和其他单元功能(如 SIM 接口、音频等)，一般包含以下电路：多个DC/DC变换器(通常是2～3 个)，数个LDO(通常是 6～14 个)，充电电路、保护电路、电量检测及其他功能单元电路。 优势：简化电源电路；降低电源电路故障率，提高手机