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手機(jī)無線充線路板：手機(jī)無線充電器壞了

文章來源：作者：張勝 查看手機(jī)網(wǎng)址
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人氣：2014發(fā)布日期：2023-03-16 09:53【大 中 小】

【導(dǎo)讀】對于手邊的一款外部引線斷裂的蘋果手機(jī)無線充電器（手機(jī)無線充線路板）進(jìn)行拆卸，觀察其內(nèi)部電路工藝設(shè)計(jì)。但是由于電路上主要芯片型號文字顯示不清，故此對于其主要工作原理尚不清楚。

 

01 無線充電器

 

手邊的手機(jī)無線充電器（手機(jī)無線充線路板）的引線壞了。現(xiàn)在已經(jīng)不再像之前在電器損毀時(shí)修修再用，而是“舊的不去，新的不來”，不過對于壞掉的充電器還是希望打開看看其中的工程設(shè)計(jì)。

 

1.1 充電器的基本參數(shù)

 

無線充電器（手機(jī)無線充線路板）包括有充電盤和type-c USB接口。

 

1.1.1 充電盤機(jī)械參數(shù)

 

 ●  充電盤的機(jī)械參數(shù)：  

 

直徑：56mm   

厚度：5.40mm   

重量：31.4g 

▲ 圖1.1 測量一下充電盤的直徑和厚度

 

1.1.2 基本結(jié)構(gòu)

  

充電盤正面邊緣3mm之內(nèi)有白色橡膠表面。

▲ 圖1.1.2 充電盤的正面結(jié)構(gòu)

 

1.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

 

使用一字改錐撬開白色的表面外殼，顯露出其背后的充電線圈。在充電線圈與下面結(jié)構(gòu)之間存在著一個(gè)很薄的鐵氧體薄片，在撬開線圈塑料殼的時(shí)候它已經(jīng)破裂。

▲ 圖1.2.1 充電線圈與內(nèi)部結(jié)構(gòu)

  

將破損的鐵氧體薄片清理，下面是由白色乳膠封固的電路板。四周還有一圈白色塑料的永磁鐵擋片。此貼塑料擋片是把四周均勻分布的永磁鐵封固在充電器金屬外殼中。

▲ 圖1.2.2 鐵氧體碎片，白色封固乳膠，白色塑料磁鐵擋片

  

下面是裸露出的充電器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)：

 

●   金屬殼，經(jīng)過磁鐵測試不屬于鐵質(zhì)材料，猜測應(yīng)該屬于鋁殼；

●   邊緣分布有環(huán)形磁鐵，用于將充電器吸附在手機(jī)外殼上；

●   異形的充電電路板， LC輸出功率部分在電路板的一角；

▲ 圖1.2.3 內(nèi)部的電路板

 

1.3 電路板

 

1.3.1 電路板結(jié)構(gòu)

  

下圖顯示了充電器內(nèi)部電路的主要結(jié)構(gòu)。

▲ 圖1.3.1 充電器內(nèi)部電路

  

使用小型一字改錐將電路板撬開，可以發(fā)現(xiàn)電路板與背后的金屬殼之間是直接粘合在一起。電路板的散熱可以直接通過充電器金屬殼完成。

▲ 圖1.3.2 將充電電路板撬開

  

電路板上的兩顆QFN封裝的芯片，表面的文字信息看不太清楚。

▲ 圖1.3.3 電路板上兩顆主要QFN封裝的芯片

 

1.3.2 LC器件參數(shù)

  

用于無線點(diǎn)磁場耦合的線圈以及諧振電容比較容易辨識。使用SmartTweezer初步測量其參數(shù)。

▲ 圖1.3.4 電磁耦合對應(yīng)的線圈和諧振電容

  

使用電路通斷器可以判定四個(gè)電容是并聯(lián)關(guān)系，與輸出電感呈現(xiàn)串聯(lián)諧振電路。

▲ 圖1.3.5 輸出LC串聯(lián)諧振關(guān)系

 

 ●  電感L參數(shù)：  

 

電感：3.8uH   

串聯(lián)電阻：0.118Ω   

 

 ●  并聯(lián)電容：  

電容：401nF   

可以計(jì)算出串聯(lián)諧振頻率為：  

1.4 外部磁場

 

在 蘋果手機(jī)無線充電板外部電磁場測試[1] 使用工字型電感測試了充電線圈外部交變磁場的特性。在手機(jī)靠近充電器的過程中，工字型電感測量到的交變磁場為360kHz的近似正弦波的信號。

  

利用工字型電感測量充電器旁邊的交變電磁場的波形：

▲ 圖1.4.1  利用工字型電感測量充電器旁邊的交變電磁場的波形

  

電感所得到的感應(yīng)交變信號：

▲ 圖1.4.2  電感所得到的感應(yīng)交變信號

  

這里就出現(xiàn)了一個(gè)問題，前面測量電路板輸出LC串聯(lián)的諧振頻率只有128kHz左右，為什么實(shí)際感應(yīng)到的諧振頻率卻是它的三倍左右的頻率呢？

 

※ 拆卸總結(jié) ※

 

對于手邊的一款外部引線斷裂的蘋果手機(jī)無線充電器進(jìn)行拆卸，觀察其內(nèi)部電路工藝設(shè)計(jì)。但是由于電路上主要芯片型號文字顯示不清，故此對于其主要工作原理尚不清楚。

        

在之前對其工作頻率的測量，發(fā)現(xiàn)與內(nèi)部主要LC諧振頻率相差近三倍的關(guān)系。

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