3.6 电源电路的维修
电源电路在平板电脑中是故障率较高的部分,所有电路模块要想正常的工作运行,都离不开电源的供给。所以在维修平板电脑时,通过简单的外观检查无明显损坏元器件,并确认是电路故障后,首先对电源电路进行检修,测量电源电压端对地的电阻和电压,以判断是否是电源部分的故障。
常见的电源电路的实物图如图3-62 所示。通过图可以明显看出电源电路与其他电路的不同,就是在电源IC附近有许多黑色的圆形或者方形的带有磁芯的电感,这是其他IC所没有的,另外就是在电源IC附近滤波电容比较多。一般情况下,即使不用看IC型号,只要看这些黑色电感的附近并有较多的滤波电容,就可以确定这是电源电路部分。
图3-62 电源电路实物图
电源电路的维修一般遵循先易后难的原则,先对电源电路部分的外观进行检查,看看有无明显烧坏的元器件,电路板上是否掉件、缺件,是否有虚焊、接触不良的地方,电池是否有电,开关按键是否不良等一些简单的检查。如果没有发现任何问题,就要对电源电路进行测量了。对电源电路的维修测量顺序如图3-63所示,
图3-63 电源电路维修方框图
电源电路按加电顺序划分为5个部分。
① 电源输入部分,包括直流输入、USB端输入和电池输入及其接口。
② 待机和开机部分,包括在没有开机之前一部分电源IC输出电压给CPU,或者给RTC电路,或者给开机按键电路,这部分在没有开机之前就已经存在电压。
③ CPU/PMU部分,这部分是控制CPU或PMU本身的核心电压供电的,并控制着是否给其他模块供电,根据电源电路结构不同,有的经过CPU或PMU的控制,有的则不经过该部分的控制。
④ 外围模块的供电,当CPU或PMU的核心供电正常,并且CPU或PMU初始化正常后,由CPU或PMU输出电源开启的控制信号,给其他模块供电。
⑤ 由操作系统控制的外围模块的供电,有一部分功能模块在平板电脑开机后是不供电不工作的,如WIFI模块、GPS模块、USB接口等,只有当用户使用该功能时,由操作系统根据功能的需要,来控制这些功能模块的电源的开启和关闭,即由操作系统给该模块加电。
对于电源电路的维修,一般先测量电源电压端的对地阻值,无明显异常后,再测量电压。测量电压时,可以先用手触摸电源部分的IC及其他元器件,有无温度发烫的元器件,如有则表明该元器件损坏,先予以更换,如无温度异常的元器件,则进行电压的测量。
下面介绍电源电路的检修流程。
步骤1 电源输入部分的测量
首先测量电池电压是否正常,如果不正常,则更换电池试试,或者看外接直流输入是否正常,或者从USB接入查看是否正常,如果正常,则表明电池部分有问题,可予以更换。如果仍旧不正常,说明输入电路到开机部分的熔丝、二极管、电感和接口可能有问题,或者控制切换电源的场效应管有问题。输入电路比较简单,就是这么几个元器件,经过简单测量,如无问题进行下一个步骤。
步骤2 待机和开机部分
对于待机部分IC或者开机部分电源IC的测量,可查看电流的大小及是否变化,来帮助判断故障的大致范围,电流无反映、不变化,或电流很小,一般是输入或待机有问题。也可直接测量待机电源IC的对地阻值和电压来判断是否是待机和开机部分的问题。正常情况下这部分应该有为RTC供电的电压和为CPU/PMU供电的电压,如果电压正常,则测量开机电路。开机电路有两种:一种是高电平触发开机;另一种是低电平触发开机。若为高电平触发开机,则开关键的一端接电源正极;若为低电平触发开机,则开关键一端接地,另一端接CPU或者PMU,或者其他电路结构的开机触发电路。测量开机按键是否有问题,则测量与开机电路有关的元器件是否正常。如果开机电路没有问题,则需要检测的是CPU或PMU的待机部分。有时即使待机电源或开机电源IC正常,但CPU/PMU的待机部分有问题也是没有电压的,如CPU/PMU的RTC电路、32.768 kHz电路、逻辑接口电路损坏,以及GPIO部分有问题,或者内部复位电路有问题等,都会造成没有电压输出。所以在检测完待机和开机部分后,同时对上述部分进行测量,如果待机和开机电路也没有问题,进入下一步骤,对CPU/PMU部分进行测量。
步骤3 对CPU/PMU部分进行测量
当待机开机电路部分正常后,按下开机键时,需要一个或多个核心电压送到CPU的电源引脚,CPU内部电路开始运行。如果供电正常,则电流开始增加。这是开机后电流有变化的第一步。这几个核心电压供给CPU内部的时钟电路、控制逻辑电路、系统内部的模块电路及复位电路等,CPU执行内部的初始化工作,然后使CPU内部时钟电路正常工作,最后使CPU的复位电路正常工作,使CPU处于准备就绪的状态,此时CPU会输出一个电源维持信号HOLD,还会输出一些控制其他电源IC开启的信号。对于CPU/PMU这部分的测量,就是测量CPU/PMU的一个或多个供电电压是否正常。如果正常,CPU会输出控制其他电源IC的控制信号,这说明CPU/PMU部分是好的。如果这一个或多个电压不正常,则应检测供电的电源IC及外围元器件是否正常,用测量电阻法、测量电压法及开路法,判断出故障范围和元器件,予以更换。如果电源部分完好,则需检测CPU部分是否虚焊或者损坏。如果CPU/PMU输出了控制其他电源IC的控制信号,或者其他电源IC已经有输出电压,则证明CPU/PMU部分是好的,可进入外围模块的供电测量。
步骤4 外围模块的供电测量
外围模块的供电由分布的电源IC供给,或者由PMU供电。对这些电源电路的检测,通过测量有无电压来判断。如果没有电压,则测量该电源IC的输入电压是否正常。如果正常,测量该电源IC的控制信号是否正常。如果正常,则测量该电源IC的外围元器件是否正常。如果正常,则说明该电源IC已经损坏,更换即可。对于有多个电源IC输出的,按上述方法逐一检测。如果是PMU单元,则可用同样的维修方法和思路,只对该IC检测即可。如果该部分电源电路没有问题,进入下一步的测量。
步骤5 由操作系统控制的外围模块的供电
这部分的维修相对简单,因为此时平板电脑已经可以运行,这部分的故障表现为仅仅是某个功能丧失或不能使用,可用万用表对该电源IC的输入电压是否正常、输出电压是否正常、控制信号是否正常及外围元器件是否正常进行测量,从而判断该电源IC是否正常。
对电源电路的维修,一般是按上述顺序测量电阻电压值,根据不同的CPU型号,不同的PMU、PMIC型号,不同的电路结构会略有不同。接下来提供的20种常见电源电路则是很好的维修参考依据。