手机供电电路与工作原理.docx

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手机供电电路与工作原理

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）

电池电压逻辑电压（VDD）

复位信号（RST）

射频电压（VREF）

XVCC26M13M

ON/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。

①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）

54654

123123

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）、U900—A6送出5V（V1）供数字电路。

（2）、U900—J5送出2.75V（V2）供字库、暂存。

（3）、U900—B5送出1.8V（V3）供CPU。

（4）、U900—G9送出2.75V（VREF）供中频。

（5）、U900—C6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U913—C1脚送出现2.75V（SF-OUT）供本振电路。

（4）、中频U913—C7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U900—A6送出5V（V1）供数字电路；U900—J5送出2.75V（V2）供字库、暂存；U900—B5送出1.8V（V3）供CPU；U900—G9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。