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Iphone USB充电过压保护电路(培训内容节选)

[ 时间:2015-02-11 点击: ]

MOS管过压保护原理

 
 
Iphone 手机USB充电电路

 
USB充电过压保护电路工作原理:iPhone 4SUSB充电保护电路集成在电源管理芯片内部,在讲解USB充电保护电路时没有实际电路不方便理论讲解分析。iPhone 4 USB充电保护电路原理与iPhone 4S以及iPhone 5 USB充电保护电路原理基本相同。为了更好的理解iPhone USB充电保护电路,本小节以iPhone 4 USB充电保护电路作为讲解对象。

首先USB 5V电压通过USB接口J3 脚 12、14、16、18脚连接到Q2 MOS管的A2、A3、B3脚如上图 所示, Q2的2/2管是一个P沟道的MOS管栅极(G1)默认为低电平导通,而2.20中Q2的2/2管的栅极(G1)接的是一个下拉电阻即栅极(G1)为低电平。

此时源极(S)和漏极(D1)就会导通,也就Q2的2/2管的A2 A3 B3脚与B1导通,USB的电压就会输入到R37第2脚这里,此时R37就会将第2脚的电压输入到电源管理芯片里去,电源管理芯片就会比对R37输入的电压是不是5V。如果是5V电压,电源管理芯片就会给Q3发一个高电平信号(VBUS OV)使Q3这个N沟道的MOS管的栅极(G)于高电平,从而使Q3的源极(S)和漏极(D)导通。

Q3的源极和漏极导通了之后,R115的 2脚和Q2的1/2管的栅极(G2)接地处于低电平,此时Q2的1/2管的源极(S)和漏极(D2)就会导通。USB的5V电压就会被输出到Q2的B2 C2 C3脚,此时R81的 1脚会把在侦测的电压传送到电源管理器里。

电源管理器依然会比对这个电压看是否是5V,如果不是5V就会发出一个低电平信号(VBUS OV),此时Q3管的栅极(G)就是低电平,而Q3是N沟道的MOS管,栅极是低电平时源极(S)和漏极(D)就不会导通相当于断开。

Q2的1/2管的栅极也就处于高电平,Q2的1/2管的源极(S)和漏极(D2)也就断开从而起到保护作用以免高于5V的电压输入到电源管理器。当电压输送进来时后保护电路还有第三道保护,当浪涌电压输入时,浪涌电压大于稳压管DZ5耐压值DZ5就会被击穿。DZ5击穿后就相当于一条导线,此时Q1三极管的集电极和基极接在一起构成了一个二极管(正向导通),从而将高电压引向地起到保护电源管理(PMU)的功能。

这一部分就是iPhone 4的充电保护电路,从设计理念上考虑的都非常的完善。利用MOS管的开关闭合来控制USB的电压输入,还加入了三极管作为后级的保护。这一设计电路对于学习充电保护电路有非常有用,在实际的维修中按照上述步骤一步步分析,特别是初学者一定要动手测量电压来判定故障点。细心一点的人可能就发现在了,Q2有分一个1/2和2/2。其实Q2这个保护管集成了两个MOS管。所以在实际维修的过程中会发现故障率较高的是Q2,一般无法充电故障就直接更换Q2。
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