详解智能手机电源电路的供电原理

昵称45917291 2021-02-17

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    2.3电源复位电路工作原理
    电源复位电路的功能是在手机出现死机的情况下，将电源控制芯片复位，使电源控制芯片停止输出供电电压，将手机关机，达到复位的目的。
    电源复位电路主要由电源开关按键、电源复位芯片、电源控制芯片等组成。如图4所示为电源复位电路的电路图。

    在按住开机键8秒钟后，复位芯片N2400的7引脚（触发引脚）的高电平被拉低，当达到设定的时间后，复位芯片N2400的4引脚输出复位信号到电源控制芯片N2200的B11引脚，电源控制芯片内部的控制电路收到复位信号后，发出控制信号，使电源控制芯片的输出端停止输出供电电压，手机被关机。
    2.4电源升压电路
   智能手机的电池电压较低，而有些电路则需要较高的工作电压。另外，电池电压随着用电时间的延长会逐渐降低，为了给手机各电路提供稳定且符合要求的电压，智能手机的电源电路常采用升压电路。如图5所示为手机的升压电路。

    该升压电路其实一种开关稳压电源，开关稳压电源最明显的特点是电路中有一个电感，如图5中的L1653。一般称这个电感为升压电感，这个电感的作用是储存能量，所以也叫储能电感，它要和电源稳压芯片（N1651）、放电电容（C1654）、续流二极管（V1656）配合起来工作才能稳压供电。
    电源稳压芯片N1651在开关稳压电源中的作用就像一个高级开关（它内部集成场效应管作为开关），开关“合上”与“断开”时间的长短可以随着输入和供出的电压高低而自动改变，供出电压变高了，“合上”的时间就变短一些，反之则相反。“合上”的时间可以改变，实质上是调整了脉冲的宽度，叫做脉冲宽度调制（PWM）。两次合上之间或两次断开之间的时间叫做脉冲的周期，当输入电压变低的时候，脉冲的周期也能自动变长，同时合上的时间自动变长，再加上L1653自感电动势作用，使输出（供电出去）的电压不会下降。周期变长就是频率降低，实质上是调整了脉冲的频率，所以叫做脉冲频率调制。周期不变，开关合上时间变长或断开时间变短（叫作改变占空比）都可以使输出的平均电压变高（调宽），或者使相邻脉冲到来的时间变短（调频，改频周期），也能使输出的平均电压变高。
    随着电池的使用，当手机电池的3.7V电压变低时，电源电路输入端的电压变低，电源稳压芯片会检测到输入端电压变低，此时会调节内部脉冲的周期的长短，使脉冲周期变长，使电源电路输出的电压保持5V不变。
    稳压过程是：当输入电压VBAT（3.7V）变低时，电源稳压芯片N1651内部的误差比放大电路控制“高级开关”的导通时间变长，这样，L1653中流过电流的时间变长，电流越来越大，储存的能量也越来越多，电感L1653的电流在突然被切断时，L1653产生左正右负的感应电压，使滤波电容C1657端的电压为5V，达到了稳压的作用，反之则相反。续流二极管V1656在开关断开后为电路提供一个放电通路，使电流变成连续的，所以称为续流二极管，而且电流只能从A点流向K点。
    2.5 电池充电电路充电原理
    智能手机充电电路的功能主要是控制、管理手机的充电电池的充电工作。
    智能手机的充电控制芯片主要包括：充电检测电路、充电控制电路、电量检测电路和过压过流保护电路等。
    1）充电检测电路：检测充电器是否插入手机，告知处理器充电器已经插入，可以充电了。该电路出问题时会出现充电时无反应等现象。
    2）充电控制电路：控制外电向手机充电或不充电，告知电源和充电模块电池已经低电，准备受控，快充还是慢充。该电路出问题会造成不充电、充不满电、过充电、始终充电等现象。
    3）电量检测电路：检测充电电量的多少，当充满电后，向处理器发出信号，告知已充满电量。若该电路出问题会出现始终充电或显示充电但充不进去电的现象。
    4）过压保护电路：当充电时候交流端电压不稳定，会损毁电源及充电模块。过压保护电路可防止出现这类问题。该部分出问题一般表现为加电打表现象，拆除或更换它即可。
    5）过流保护电路：过流保护其实是充电电路设计的基本要求，没有过流保护将使手机在充电时处于一种危险状况中，极易出现烧毁机器的后果。出现这类问题是采用劣质充电器或采用非原厂充电器，还有充电时间过久等多方面因素造成的。
    如图6所示为某手机充电电路图，此充电电路包括充电器充电电路和USB充电电路。其中，N3350为充电器充电时的充电控制芯片，N3301为USB充电控制芯片，R3367和83350为两个充电电流检测电阻。
当充电器插入充电接口X3350后，充电器输出的5V电压通过电阻83370和R3371分别接到场效应管V3370的1引脚和2引脚，1引脚电压变为高电平后，V3370导通，向电源控制芯片N2200发送一个VCHARIN信号。电源控制芯片收到此信号后，会向处理器发送一个充电中断信号CHRG DET；处理器收到CHRG DET中断请求后，转而执行充电程序，显示充电图标，并输出充电控制信号CHRCNTL给电源控制芯片；收到此信号后，电源控制芯片会向充电控制芯片N3350输出充电控制信号GATEDRY，收到控制信号后，充电控制芯片输出充电电压，开始对电池进行充电；处理器通过电池的引脚信号来检测充电电流和电池电压，来对充电的状态进行控制。