За что отвечает контроллер питания в телефоне?

Контроллер питания: что это?

Контроллер питания — что это? В данной статье речь пойдёт о маленькой составляющей вашего гаджета, например мобильного телефона или планшета. Технологии давно не стоят на месте, поэтому различные сбои могут возникать, казалось бы, по непонятным причинам.

Что это такое?

Это очень маленькая микросхема, которая припаяна к плате вашего мобильного телефона, обычно рядом с разъемом для зарядки. Для чего нужен контроллер питания?

Он регулирует процесс подачи электрического тока к батарее вашего мобильного устройства и, как правило, достаточно технологичен, чтобы определить, например, что ваш телефон уже полностью заряжен. В таком случае процесс подачи энергии просто останавливается, а на дисплее смартфона появляется надпись, которая сообщает о том, что аккумулятор вашего устройства заряжен. Возможно, он также предохраняет ваш аппарат от зарядных устройств более высокого напряжения, не давая смартфону выйти из строя.

Сломался контроллер питания в телефоне, как проверить?

Если ваш мобильный телефон вдруг перестал заряжаться или батареи хватает всего на несколько часов, то, вероятнее всего, причина именно в этой неполадке. Вариантов проверки, в принципе, не так много. Можно попытаться зарядить телефон чуть дольше обычного или полностью разрядить и зарядить батарею. Если поломка серьёзная, то, вероятнее всего, подобные действия ни к чему не приведут, а телефон рано или поздно просто откажется включаться.

Также бывает вариант, когда смартфон начинает постоянно перезагружаться — виной этому опять же контроллер питания. Циклов перезагрузки при этом может быть крайне много — пока не разрядится батарея. Однако возможны и другие причины такого поведения вашего гаджета.

Другие поломки

Возможно, виной странного поведения вашего телефона является другая неисправность. Перезагрузки и выключения — это не обязательно вышедший из строй контроллер питания. Виной может быть батарея.

Однако тут всё немного проще. В случае с батареей в первую очередь следует убедиться, нет ли на ней признаков повреждения или, например, чрезмерного перегрева. Если у вас монолитная батарея (как в Iphone), то лучше обратиться в сервисный центр.

Если вы можете вытащить и осмотреть аккумулятор (есть такая техническая возможность) и на нём есть видимые признаки повреждений: вздутия, вогнутости и т. д.), то лучше попытаться заменить его по гарантии либо купить новый, в зависимости от вашей ситуации.

Относительно самостоятельного ремонта

Не суть важно, что сломалось в вашем телефоне: батарея или контроллер питания, настоятельно не рекомендуется производить ремонт самостоятельно. Лучше дойти до ближайшего сервисного центра и позволить решить проблему профессионалам. Самостоятельный ремонт чаще всего приводит к полному выходу смартфона из строя.

Ведь для его осуществления требуется специальный инструмент, возможно, дополнительные части (тот же контроллер питания, только новый) и многие другие детали.

Как продлить срок службы?

Разобравшись в том, что же такое контроллер питания, можно дать несколько полезных, пусть и не новых, рекомендаций о том, как продлить работу вашего гаджета.

Самое главное — не использовать зарядные устройства других производителей. Несмотря на то что кругом говорят, что такая замена безопасна — лучше не рисковать лишний раз. Небольшая разница в напряжении, которая может быть вызывана чем угодно, вплоть до различных материалов изготовителей устройств, вполне способна вывести из строя и контроллер питания, и аккумулятор.

Что касается самого устройства, то, кроме зарядных устройств, лучше не пользоваться батареями от других гаджетов. Конечно, эра поддельных аккумуляторов практически прошла, но, возможно, остались совместимые устройства.

Ну и последний, вполне логичный совет — избегайте влаги. Если ваше устройство не защищено от воды, то лучше лишний раз его не мочить.

Итоги

Теперь вы можете ответить на вопрос: «Контроллер питания в телефоне — что это такое?» Однако не пытайтесь самостоятельно чинить эту деталь. Без необходимого опыта и инструмента это, вероятнее всего, доломает ваш смартфон. Лучше обратиться в специальную ремонтную мастерскую, где имеют опыт работы с подобными поломками.

Кроме того, если вы замечаете такие признаки, как, например, частые перезагрузки при полной батарее, быстрая разрядка, и то, что ваш смарфтон не видит зарядное устройство, — это опять же повод отнести телефон мастерам.

За что отвечает контроллер питания в телефоне?

И тут сразу мысли разбегаются. Дело в том, что причиной данной неисправности может быть как пустяк, типа разряженного аккумулятора телефона, так и очень серьезные повреждения как программной части, так и платы телефона. А то и вообще несовместимые с ремонтопригодностью повреждения. Диагностика данной неисправности может быть как легкой, так и очень трудоемкой и обширной. У каждого мастера свой алгоритм (последовательность) проведения операций проверки и контрольных замеров. Кто-то сразу лезет в дебри (например, залить всю плату флюсом и пропаивать все чипы, или же бегом начинает прошивать телефон). Главное, понять, как отличить программные неисправности от «железных».

Проводить любую диагностику нужно начинать с проверки источника питания. Если телефон планируется включать для проверки от штатной АКБ, необходимо измерить уровень заряда. Он должен быть не менее 3,6В. Если же батарея разряжена — ее необходимо зарядить до нужного уровня штатным методом (если это позволяет текущее состояние телефона) или же с помощью универсального зарядного устройства. Предпочтительнее использовать для питания телефона блок питания, который обеспечивает на выходе напряжение не менее 4В с индикатором потребляемого тока. Подробнее о выборе БП и Универсального Зарядного Устройства рассмотрено в разделе оборудования и материалов.

Установив необходимое напряжение БП, соблюдая полярность, подключаем зажимы типа «крокодил» к контактным клеммам АКБ телефона:

Не нажимая на кнопку включения, сразу смотрим на стрелку амперметра блока питания. Если она нерушимо стоит на начальной (нулевой) позиции или немного отклонилась и сразу вернулась в исходную (произошел процесс заряда конденсаторов по питанию телефона), то по первичным цепям питания телефона все в порядке. Это значит, что короткое замыкание и повышенное потребление в выключенном состоянии отсутствуют и можно пробовать включить телефон кнопкой включения.

Если же стрелка амперметра заметно отклоняется и показывает не очень большое потребление (десятки миллиампер) — это свидетельствует, чаще всего, о попадании влаги вовнутрь телефона. Причём это не обязательно полное или частичное залитие телефона жидкостью. Иногда достаточно поговорить по телефону во время дождя или взять телефон мокрыми руками. Подробнее о диагностике телефонов после воздействия влаги.

В случае большого потребления (сотни миллиампер, а чаще 0,5 Ампер и выше — до максимально возможного) — явный признак короткого замыкания по первичным цепям питания (цепи АКБ). Как правило, при таком потреблении «виновник» сразу же нагревается до большой температуры (палец едва удержать или не удержать вообще). Данный факт хорошо помогает отыскать неисправность. В 99% случаев нагревается именно неисправный элемент. ВНИМАНИЕ! Такой высокий процент характерен для элементов в первичных цепях питания. Для элементов во вторичных цепях питания другие особенности!

В первичке, как правило, выходят из строя Усилители Мощности GSM, контроллеры питания, преобразователи питания (как раз для вторичных цепей питания), преобразователи питания подсветки дисплея и клавиатуры, преобразователи питания карт памяти, камер, усилители мощности звука, отдельные контроллеры заряда АКБ и отдельные конденсаторы, стоящие параллельно питанию. По моей статистике все перечисленные элементы, кроме Усилителя мощности GSM, в 90% случаев выходят из строя опять таки по причине воздействия влаги! Что касается усилителей — они любят коротить после падений и ударов телефона. Встречается гораздо реже.

При нормальных показаниях амперметра нажимаем кнопку включения и снова смотрим потребление.

Следует помнить, что для нормального включения телефонов марки NOKIA от блока питания, необходимо средний контакт разъема АКБ соединить с минусовым (смотреть на фото выше!).

В нормальных условиях включение происходит с одновременным выполнением нескольких операций (запуск вторичных источников питания, инициализация и выполнение программного обеспечения, самотестирование и т.д.). При этом показания амперметра очень быстро колеблются в пределах 30 — 50мА, пока не активируются подсветка телефона и остальные модули. Потребление возростает до 100 — 300мА (для разных телефонов по-разному; преимущественно для телефонов с цветными дисплеями большой диагонали). Как только происходит регистрация телефона в сети — потребление кратковременно может вырасти и до 400мА. Подробнее о потребляемом токе в разных режимах.

Нажимаем кнопку включения, а результата нет — стрелка амперметра мертво стоит на месте. Причин несколько:

1. Неисправна кнопка включения. Находим на плате телефона кнопку включения и, в зависимости от ее конструктивного исполнения поступаем следующим образом:

— если кнопка выполнена отдельно от остальной клавиатуры и, как правило, вынесена на верхнюю или боковую грань телефона и имеет корпус такого типа

то проверяем работоспособность кнопки путем нажатия и одновременного замера сопротивления. Бывает, что со временем внутренние контакты кнопки окисляются или изнашиваются и, соответственно, такая кнопка при нажатии дает большое сопротивление вместо хорошего замыкания. Если кнопка в норме — проверяем качество пайки контактных выводов на плате. Иногда нарушение пайки видно невооруженным глазом, а иногда бывают незаметные микротрещины, которые моментально окисляются и контакт практически невозможен;

— если кнопка выполнена на общей матрице клавиатуры под эластичной клейкой пленкой, которая удерживает строго на своих местах пружинящие стальные пластинки — мембраны (круглой или вытянутой формы)

то аккуратно отклеиваем пленку с кнопками и изучаем поверхность контактных площадок кнопки на плате и стальных круглых мембран на наличие окислов. Если таковые имеются — их необходимо удалить. Лучше всего это сделать ластиком — карандашом со щеткой или обычным ластиком.

2. Неисправны цепи кнопки включения. Кнопка включения телефона чаще всего связана с контроллером питания через межслойные соединения платы. Часто в данных цепях стоят дискретные элементы (резисторы, варисторы, конденсаторы), которые находятся в непосредственной близости с кнопкой включения, хотя точное расположение необходимо смотреть по схеме. При обрыве дорожки, которая соединяет кнопку включения с контроллером питания — телефон не будет включатся. В основном это происходит при падениях телефона. В момент удара плата и все элементы телефона испытывают сильную перегрузку. Происходит нарушение пайки, особенно больших BGA чипов. В таких случаях помогает пропайка данных чипов или же полный демонтаж с перекаткой (реболл) выводов и последующим монтажом. Иногда удары сопровождаются обрывами контактных площадок и дорожек платы. В таких случаях плату следует заменить на новую.

Что касается дискретных элементов. Если в цепи включения последовательно стоит резистор — стоит проверить его наличие и целостность пайки. Иногда они отрываются в момент удара, но чаще всего их отрывают сами пользователи, когда начинают с пристрастием давить на кнопку включения и она непременно отрывается и сносит все на своем пути. Или же оторванная кнопка выпадает из корпуса телефона и «продвинутые» пользователи начинают включать телефон путем замыкания контактных площадок с помощью подручных средств (кончик ножа, ножниц и т.п.). Соответственно, страдают и элементы и плата.

Кроме резисторов частыми виновниками бывают варисторы и конденсаторы. Только при их неисправности проявляется другой, совсем противоположный дефект — телефон сам включается при подаче питания или как только вставлена батарея, поскольку варистор и конденсатор стоят параллельно кнопке включения. При попадании влаги в телефон данные элементы (особенно характерно для варистора) начинают подкорачивать. Телефон воспринимает это как нажатие кнопки.

Не стоит забывать о телефонах — раскладушках, слайдерах и подобных. Если кнопка включения находится не на основной плате — виной может быть все тот же межплатный шлейф. Данный дефект встречается довольно часто и устраняется путем замены шлейфа.

Проверка цепей кнопки включения проверяется прозвонкой тестером или же замером напряжения на контактах кнопки включения. При исправном КП напряжение кнопки включения большинства сотовых телефонов составляет около 4В. Для телефонов фирмы Siemens серии C65, CX65 и им подобных напряжение кнопки включения около 1,95В.

3. Неисправен контроллер питания или нарушение его пайки. Выход из строя КП — довольно редкий случай. Обычно в таких случаях потребление наоборот очень высокое и сопровождается характерным нагревом чипа. Нарушение пайки — намного чаще. Как было сказано выше — помогает пропайка или перекатка BGA чипа.

Если напряжение на кнопке включения присутствует, но реакции на ее нажатие нет — следует с помощью осциллографа проверить генерацию тактового генератора встроенного в контроллер питания (или процессор) частотой 32кГц. На схеме изображается так:

На плате телефона кварцевый резонатор выглядит так:

Корпусное исполнение кварцев бывает разнообразное. Кроме того, что указан на фото, в телефонах встречаются также:

Данные элементы достаточно хрупкие и, при падениях телефона, нередко разрушаются, хотя внешне выглядят абсолютно целыми.

Установив соответствующие параметры осциллографа (ВРЕМЯ/ДЕЛ. = 20uS, V/ДЕЛ. = 500mV) измеряем генерацию. На экране осциллографа мы должны увидеть следующий сигнал:

При отсутствии данного сигнала можно предположить, что кварцевый резонатор неисправен и подлежит замене. Однако, перед заменой необходимо убедиться в наличии питающего постоянного напряжения кварца, как правило 0,3 — 0,5В. В противном случае необходимо пропаять/заменить контроллер питания (процессор).

4. Неисправны вторичные источники питания — питание процессора, памяти и ост. устройств. В более простых телефонах данные напряжения питания (2,8В , 1,8 и т.п.) реализовываются с помощью все того же контроллера питания. В более сложных (смартфоны), с несколькими процессорами и типами памяти, а также многообразием встроенных устройств, вторичные источники питания выполнены в виде отдельных (чаще всего импульсных) DC/DC преобразователей. Самая распространенная поломка — выход из строя при попадании влаги. Реже — удары и замыкания. Проверяются тщательным визуальным осмотром и замером соответствующих напряжений согласно схемы.

Примеры вторичных источников питания:

На данных фрагментах схем указано входное напряжение VBAT (напряжение питания АКБ телефона) и выходное — VCORE, VDDR_APE, VIO.

5. Неисправности программного обеспечения мобильного телефона. Если при нажатии кнопки включения потребление телефона возростает до 20 — 30мА и сразу же падает и больше не происходит никаких действий, то можно предположить, что неисправность кроется в нарушении работоспособности программного обеспечения телефона. Данный факт тщательно проверяется путем тестирования или восстановления программной части с помощью программатора.

Контроллер питания

Что такое контроллер питания?

Контроллером питания принято называть узел устройства, который отвечает за подачу напряжения и тока установленного значения в другие компоненты. Контроллер питания в телефоне выполняет такую же функцию, как блок питания в компьютере — он формирует все нужные напряжения для процессора, для видеопроцессора, для памяти, для системы ввода и вывода данных. Контроллер питания в телефоне выдает сигналы «Power Good» в другие устройства, и принимает такие сигналы от них, таким образом, давая или получая разрешение на запуск и контролируя, все ли в порядке, все ли запитано. Современные КП в телефонах — крупные микросхемы (вспомните PMU на айфонах), расчитанные на работу на низком напряжении (3-4,5В) и большие токи отдачи, например на айфоне шины питания процессора должны «тянуть» до 8А.

Мы будем рассматривать именно контроллеры питания смартфонов и айфонов, так как КП — вещь, которая чаще всего выходит из строя после разъема зарядки и разбитого дисплея.

Контроллер питания iPhone

Рассматриваем пример микросхемы U7 на iPhone 5S (простите за картинку, не было под рукой пятерки сфотографировать).

Наименование микросхемы 338S1216, это PMIC — Power Management IC, микросхема управления питанием. Не путайте питание с зарядкой аккумулятора, аккумулятор заряжает микросхема TRISTAR, а на более поздних моделях еще и TIGRIS, наш КП никак не соприкасается с зарядкой батареи. Что он умеет:

• Принимать сигнал с кнопок включения, громкости, мьюта и др.
• Следить за температурой аккумулятора
• Питать процессор током до 10.8А
• Питать видеопроцессор током до 5А
• Управлять вибромотором
• Питать всю остальную переферию

За полными ТТХ обратитесь в его даташит, найти не сложно. На самом деле, эта микросхема много чего может делать, на описание ее работы не хватит этой статьи, поэтому мы ограничились коротеньким списком основных плюшек.

Основной принцип работы контроллера питания айфона

Представьте эту микросхему, как несколько импульсных понижающих преобразователей, каждый работает на свое напряжение, имеет свой источник опорного напряжения и рассчитан на свой ток. Выход из строя одного из основных преобразователей приведет к отсутствию запуска телефона, или неполному запуску (например, можно запустить 5S без питания GPU). Соответственно, при диагностике и ремонты отсутствия напряжений на линиях питания процессора, SoC или памяти должно наводить вас на некоторые мысли :). Каждый из силовых выходов контроллера питания подключен к катушке индуктивности и фильтру на керамических конденсаторах. Все элементы телефона питаются от пониженного напряжения, кроме подсветки (18-25В) и ксеноновой вспышки(последний раз видели ее у нокии), но не волнуйтесь, их питают другие микросхемы, например, подсветку питает CHESTNUT.

Как уже было сказано, функционал этой ИМС большой, продиагностировать каждый пин невозможно, и ежедневная работа с ней является определением неисправного экземпляра и заменой на новый исправный.

Как менять контроллер питания айфона

Меняйте его точно также, как и любой BGA чип, с той разницей, что платы телефонов подогревать не всегда нужно, и можно справиться только феном. На 5S под КП нет защитного компауда,разогревается он и снимается без проблем. Когда вы дойдете до нужной температуры, чип поплывет, его можно будет поднять. Не забудьте прикрывать экранами соседние элементы или микросхемы, их греть не нужно. Идея снятия такого чипа, когда у вас под рукой есть новый — как можно быстрее нагреть его до температуры плавления бессвинцового припоя и снять, пока не «поплыло» все, что вокруг него на плате. Видео снятия BGA мы пока не делаем, собственно, не на чем пока снимать На YouTube довольно много видео с инструкциями по этому делу.

Какой ставить, где покупать?

Не покупайте дешевые контроллеры питания, не покупайте их у кого попало с Aliexpress. Обратитесь к местным поставщикам в вашем городе или ближайшем областном центре. На всю Россию такие запчасти продают Профи, GreenSpark, Liberti, ищите там. Искать нужно прямо по наименованию «338s1216«. Купите сразу несколько контроллеров, если вы не уверены в своей пайке BGA, и даже если вы уверены, все равно купите несколько, иногда встречается брак.

Как контроллеры выходят из строя

1. Короткое замыкание в цепи на выходе
2. Перегрев
3. Брак завода
4. Повышенное напряжение на входе
5. Сильные пульсации на входе
6. Плохие фильтры на выходе

Если это переносить на ремонт телефонов и айфонов, то КП меняют чаще всего в залитых телефонах, в телефонах, владельцы которых заряжали их от дешевых зарядок и автомобильных зарядок.

Что делать, чтобы он не сломался [пользователям]

Используйте оригинальное зарядное устройство, которое шло в комплекте. Дешевые зарядники имеют огромный ряд недостатков — от высокочастотных пульсаций на выходе 5В до банального перегрева или даже отсутствия гальванической развязки. Хорошое зарядное устройство дешево сделать не получится, несмотря на то, что каждый компонент по отдельности стоит копейки, после того, как они все собраны на плате, нужно как минимум тестирование на заводе, или последующая отладка. Тестирование и проверка на работу в разных условиях — самая дорогая часть процесса производства электроники, подвальные фабрики на этом экономят, ведь станки для автоматизированного тестирования дорого стоят, а ручной труд стоит еще дороже. Если вы пользуетесь портативным аккумулятором, то пусть это будет качественный аккумулятор, купленный в магазине, а не повербанка с алиэкспресса за 150 рублей. Ремонт контроллера питания выйдет дороже этой экономии.

Какие еще бывают контроллеры питания?

В телефонах и планшетах на Android встречаем контроллеры питания от Qualcomm и MTK, соответственно, какой чипсет, такой и будет КП, иногда другие производители делают их. Часто в одной «серии» устройств производителя в год со схожими чипсетами, PMIC одни и те же. Например, в Galaxy S3 стоит MAX77686, он же стоит в Note 2. Если вы занимаетесь ремонтом телефонов и подобной электроники, то уже поняли, что в наше время планшеты отличаются от телефонов только диагональю и батарейкой, поэтому ничего удивительного в сходстве компонентов нет.

Чип U2 и U7 в iPhone или почему не заряжается телефон. Ремонт в СПб

Постоянное нарушение правил зарядки iPhone и использование дешевых китайских зарядных устройств рано или поздно может привести к беде. Если ваш iPhone перестал нормально заряжаться, начал терять заряд батареи всего за несколько часов даже без активного использования, отключается без видимых причин, — скорее всего причина кроется в неисправности внутренних компонентов. Сегодня мы расскажем о контроллерах питания и о том, как их поломка влияет на заряд батареи.

Наш сервисный центр выполняет ремонт iPhone всех моделей и предлагает установку оригинальных новых запчастей с гарантией.

Самая распространенная причина не заряжающегося iPhone – выход из строя контроллера питания U7 и контроллер зарядки U2. На фотографии представлена схема платы с указанием расположения этих компонентов.

Что такое контроллер зарядки U2

Контроллер зарядки U2 (Tristar) – часть микросхемы смартфона, которая отвечает за включение зарядки устройства. Чип принято считать «нежным», так как выйти из строя или сгореть он может при малейшем скачке напряжения. Впервые микросхема данного типа была применена в iPhone 5.

Стоит отметить, что обозначение U является условным, данной буквой на плате обозначают микросхемы, ровно как буквой D — диоды, буквой R – резисторы и пр. Что касается порядкового номера, то двойка микросхеме была присвоена из-за того, что инженерам так захотелось.

На стандартной плате размещены также чипы U3, U7, U5. При этом, начиная с шестой версии своего смартфона, инженеры добавляют к схеме чип Tigris, микросхема работает в содружестве с Tristar. Если Tigris выходит из строя, владельцы устройства начинают сталкиваться с проблемой ложной зарядки.

Что такое контроллер питания U7

Микросхема U7 распределяет питание и формирует напряжение вторичных цепей. Входное напряжение для цепи составляет 3,7 В, однако подходит оно не для всех компонентов смартфона. Так, к примеру, для работы экрана, камеры и процессора необходимо понижение напряжения до показателей 1.8 В, 2.5 В или 1.35 В. Именно чип U7 отвечает за распределение и понижение напряжения.

В зависимости от модели вашего смартфона указанные чипы могут быть обозначены по-разному. Так, к примеру, в iPhone 6 вместо платы U2 есть U1700, в других моделях может быть свое имя.

Как влияет на зарядку использование не оригинальных кабелей

Apple неоднократно напоминала владельцам своей продукции о необходимости использования оригинальных зарядных устройств. Дешевые китайские зарядки могут стать причиной нарушения работы смартфона, а иногда и вовсе вызвать замыкания и возгорания.

Главная проблема не оригинальных кабелей – вывод из строя чипа U2, который напрямую отвечает за зарядку батареи в смартфоне. Повреждение чипа может привести к неправильному отображению уровня заряда устройства, к внезапному отключению и проблемам с включением смартфона.

Нарушение работы чипа связано с тем, что китайские зарядки плохо регулируют уровень напряжения, который поступает к компонентам гаджета. Постоянные скачки напряжения могут вывести из строя чип и его придется перепаивать в сервисном центре.

В новых версиях iOS смартфон самостоятельно предупреждает владельца о том, что подключено стороннее зарядное устройство. Однако пользователей это ничуть не смущает, проблема обнаруживается только на стадии возгорания адаптера или самого смартфона.

В каких случаях требуется замена контроллера питания/зарядки в iPhone

Обратиться в сервисный центр для замены чипов U7 и U2 понадобится в случае, если смартфон демонстрирует следующие симптомы:

• Слишком быстрая разрядка устройства (замена аккумулятора проблему не исправляет);
• Устройство перестает заряжаться от оригинального кабеля;
• Ложная зарядка (на экране устройства отображается процесс зарядки, однако смартфон продолжает разряжаться);
• Во время зарядки устройство выключилось и больше не включается;
• Сильный нагрев гаджета во время зарядки;
• Добиться зарядки гаджета можно только в выключенном состоянии.

В сервисном центре мастер проводит диагностику указанных чипов, самой платы и ряда других компонентов, которые могут провоцировать проблемы с зарядкой. Выявить проблему можно путем замера потребления тока, если потребление отсутствует, со 100%-ой вероятностью из строя вышел именно контроллер U2 Tristar.

Как видите, использование не оригинального зарядного устройства может спровоцировать серьезные проблемы с вашим мобильным гаджетом. Иногда лучше потратить деньги на зарядное устройство, чем в последствие платить в несколько раз больше за ремонт и восстановление.

Принцип работы контроллера аккумулятора в телефоне и гаджетах

Столкнувшись с неполадками в зарядке мобильного гаджета, следует разобраться в особенностях этого процесса и в том, как именно работает контроллер батареи на основе литий-ионной технологии. Мы должны понимать источник возникшей проблемы, чтобы исправить её.

В этой статье предлагаем вкратце рассмотреть принцип работы контроллера батареи и узнать его назначение.

Что такое контроллер батареи?

Контроллер заряда аккумулятора — простыми словами, это печатная плата внутри элемента питания (иногда крепится прямо на его корпусе). Правильное её название «BMS-плата» ( Battery Management System ), то есть плата системы управления аккумулятором.

Прежде всего, контроллер нужен для сохранения дорогостоящего аккумулятора от критических отклонений напряжения от номинальных 3,7 Вольт путём отключения.

На BMS-плате распаяны электронные компоненты для защиты устройства от неисправностей по электроцепи питания. Без неё работать литий-ионные аккумуляторы теоретически могут, но это приведёт к их скорейшему выходу из строя с высокой вероятностью взрыва.

Из чего состоит контроллер батареи?

Электросхема очень простая и не требует глубоких познаний в схемотехнике. Хотя производители дорогостоящих смартфонов и пытаются усовершенствовать её, но принцип конструкции остаётся одинаковым для всех.

На печатной плате контроллера батареи в большинстве случаев размещаются:

• • резистор в схеме питания,
• • накопительный конденсатор,
• • непосредственно сам контроллер защиты в виде микросхемы,
• • резистор в схеме защиты,
• • терморезистор,
• • MOSFET-транзисторы.

В ряде случаев контроллер распаян на три контакта вместо двух — тогда помимо традиционных «плюса» и «минуса» производитель применяет так называемый «информационный контакт».

Принцип работы контроллера батареи в гаджетах

Каких-то редких узлов контроля цепи питания на аккумуляторах в телефонах, планшетах и ноутбуках вы не встретите, поэтому можно условиться, что все они выполняют примерно одинаковые задачи в мобильных устройствах.

1. Контролирует процесс заряда устройства.

При зарядке с 0% включает режим предварительной зарядки до примерно 10%. Затем увеличивает скорость заполнения ёмкости аккумулятора и постоянным током заряжает до 70-85%. Далее снижает напряжение для завершающего этапа в режиме дозарядки — процесс замедляется для меньшей нагрузки на элемент питания.

Бывает, что контроллер неправильно определяет пограничные значения процента заряда и требует «калибровки».

2. Не даёт аккумулятору перезарядиться.

Есть установленное максимальное значение напряжения для Li-Ion — 4,15-4,2 В. При достижении такой высокой цифры питание отключается (иначе батарея вздуется или даже взорвётся).

3. Защищает батарею от глубокого разряда

Есть также пороговое минимальное значение напряжения для Li-Ion — 2,9-3 В. Более низкие значения приводят к потере ёмкости и другим неприятным последствиям.

4. Ограничивает ток

Принципиальная функция для защиты по току электросиловой цепи («просадки» напряжения на 150 мВ и более), без которой срок службы аккумулятора уменьшится, а также от короткого замыкания.

5. Оптимизация батареи

Её ещё называют «балансировка аккумулятора» — система из последовательно установленных электронных компонентов. Нужна для устранения разброса значений по электросхеме, что увеличивает срок службы слабых звеньев элемента питания, а значит и его самого.

6. Отслеживание температуры

Присутствует не во всех аккумуляторных контроллерах для удешевления, но практически всегда такая функция необходима для защиты от перегрева или переохлаждения. Операционная система также получает эту информацию для отслеживания состояния батареи.

Все значения однократно вносятся в контроллер ещё на производстве. Подстройка через ОС или «перешивка» значений встречается крайне редко. Также производители нередко удешевляют конструкцию контроллера для аккумуляторов телефона и урезают принцип работы в том или ином виде.

Посмотрите видео

Рекомендуем увидеть ликбез с YouTube-канала Energy DIY, в котором подробно и наглядно показано то, о чём мы здесь рассказали вкратце.

***

Теперь вы знаете, что такое контроллер батареи в мобильном устройстве и сможете разобраться, является ли причиной неполадки одна из его функций. Например, это может быть перегрев, либо неисправный адаптер питания со слишком высоким значением напряжения.

Хотите добавить что-то важное о контроллерах? Оставьте информацию или вопрос в комментарии. Ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

Замена контроллера питания U7 и зарядки U2 iPhone — Доступно для чайника

Если ваш iPhone вел беспорядочные связи с дешевыми китайскими адаптерами питания, это рано или поздно должно было привести к беде. Об этом я писал в отдельной статье «Как правильно заряжать iPhone«.

Поэтому теперь, когда iPhone перестал нормально заряжаться, теряет большую часть заряда за жалкие пару часов, отторгает зарядные устройства или вовсе не включается — скорее всего проблема кроется внутри.

В этой статье я расскажу что из себя представляет замена контроллера питания и зарядки iPhone, как она производится и можно ли что-то предпринять самому…

Эта статья НЕ является пошаговым пособием по перепайке микросхем (хотя в видео ниже все подробно показано), но прочитав ее вы будете иметь четкое представление о том, как ремонтируют iPhone при возникновении проблемы с зарядкой.

1. Контроллеры питания U2 и U7
2. Замена контроллера питания и зарядки iPhone
3. Что можно сделать самому
4. Сколько стоит замена контроллера зарядки iPhone

Контроллеры питания U2 и U7

Теперь ближе к теме… Возможных причин не заряжающегося iPhone в действительности больше чем одна (подробно о них написано вот здесь), но мы остановимся на той, что скрыта от наших глаз — контроллер питания U7 (power ic) и контроллер зарядки U2 Tristar (charging ic).

На фото ниже приведена схема/фото платы iPhone 5S, на которой я отметил расположение этих микросхем.

Микросхема Tristar U2 является частью цепи, которая отвечает за функции USB (включая зарядку). Сам чип U2 очень “нежный”, если можно так сказать, и может легко выйти из строя (сгореть) из-за скачков напряжения.

Название микросхемы U2 “пришло к нам” из принципиальной схемы iPhone 5, т.к. именно в этой модели Apple впервые его использовала. По сути U2 это просто условное обозначение элемента на схеме платы, где буквой U обозначают микросхемы (буквой D — диод, R — сопротивление, C — конденсатор). Ну и чисто случайно этот чип получил порядковый номер 2… инженерам Apple так захотелось.

На плате есть и другие микросхемы U3, U7, U5 и т.п. Начиная с iPhone 6 на плате появился чип с названием «Tigris», который работает в тандеме с Tristar и также может выходить из строя, при чем как полностью так и частично. Проблема ложной зарядки напрямую связана с испорченным чипом Tigris.

Микросхема U7 является контроллером распределения питания и отвечает за формирование напряжения вторичных цепей. Нормальное напряжение первичной цепи iPhone равно 3.7 Вольта. Но не все компоненты iPhone (экран, процессор, камера и т.д.) работают от такого напряжения, и требуют понижения до 1.8 В, 2.5 В или 1.35 В.

Контроллер распределения питания iPhone (получивший на плате имя U7) как раз этим и занимается. Вторичные цепи начинают работать только после того как устройство будет включено.

• Если вам вдруг понадобятся принципиальные схемы iPhone и iPad — скачайте их здесь.

В других моделях iPhone контроллеры зарядки и питания могут быть обозначены на схемах под другими именами. Например в iPhone 6 микросхема Tristar уже названа U1700, а в разных моделях iPad она обозначена каким-то своим именем.

Несмотря на это, большинство людей “по привычке” называют контроллер зарядки — U2, а питания — U7, хотя единственно правильное название U2 — микросхема «Tristar», то чем она собственно и является, независимо от обозначений на платах.

Почему контроллер питания/зарядки iPhone выходит из строя и как узнать что это именно он, а не батарея?

Причин отсутствия зарядки iPhone масса, но обычно грешить начинают на один из трех компонентов: разъем зарядки Lightning, аккумулятор, контроллер U2 Tristar или U7. Давайте разберемся и откинем два их них.

Разъем для зарядки: если разъем Lightning выглядит как обычно и внутри нет явных физических повреждений или застрявшего мусора, тогда я бы не стал винить в отсутствии зарядки этот компонент iPhone. По своей сути, порт для зарядки это всего лишь контактная группа, перенесенная с платы в более удобное место.

Тут особо нечему ломаться. Из своего личного опыта могу сказать, что проблема незаряжающегося iPhone может крыться в lightning кабеле. Так что прежде чем читать дальше, я НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендую найти 100% рабочий кабель и попробовать его со своим iPhone.

Батарея: наверное это самое первое что приходит в голову, когда iPhone не принимает/держит заряд. Да, батарея может выйти из строя, и случается это намного чаще чем с разъемом для зарядки. НО, если вашему iPhone не более 2 лет, вероятность того что батарея вот так внезапно возьмет и откажет ничтожно мала.

Также стоит отметить, что аккумуляторы теряют свою емкость в течении продолжительного периода времени, и никак не за один день. Поэтому, если ваш iPhone еще вчера работал без проблем, а сегодня перестал заряжаться, то я могу гарантировать что проблема НЕ в аккумуляторе.

Вы конечно можете попробовать установить другую батарею и убедиться что проблема не в ней, при этом я бы не советовал вытаскивать вашу старую батарею, т.к. для теста можно просто переподключить только коннекторы батарей.

Теперь когда мы откинули разъем lightning и батарею, настал черед рассмотреть микроконтроллеры iPhone. Самый частый случай, это выход из сторя микроконтроллера зарядки U2.

Зачастую связана эта поломка с использованием дешевых китайских зарядных устройств… особенно автомобильных. Запомните одну истину, АВТОМОБИЛЬНАЯ ЗАРЯДКА — это ЗЛО! Выкиньте ее прямо сейчас! Как же любят наши сограждане приобрести стремный адаптер питания по цене 1$/кг, а потом удивляться — “Почему перестал заряжаться мой iPhone?”.

Скачки напряжения, если не сразу, так за пару зарядок могут уничтожить контроллер Tristar или Tigris или U7. Ну а далее требуется его замена.

Контроллер зарядки/питания может выйти из строя и по другой причине, которые я перечислил ниже. Я думаю, вы найдете свою:

• Использование низкокачественных пауэрбанков
• Падение iPhone на твердую поверхность (деформация корпуса)
• Коррозия от попавшей внутрь телефона влаги
• Перегрев или переохлаждение устройства

Замена контроллера питания и зарядки iPhone

Итак, давайте сразу перечислим основные симптомы при которых скорее всего требуется замена контроллера питания iPhone:

• iPhone аномально быстро разряжается (замена батареи не исправляет ситуацию)
• iPhone отторгает адаптер питания (бывает что от дешевого китайского заряжается, а от оригинального нет)
• Ложная зарядка (индикатор зарядки на экране присутствует, но телефон продолжает разряжаться)
• iPhone выключился и не включается даже при попытке сделать жесткий рестарт
• iPhone теряет почти весь заряд за считаные часы
• iPhone сильно греется во время зарядки
• iPhone заряжается только в выключенном состоянии или в Авиа режиме

Перед заменой одного из микроконтроллеров iPhone, опытный мастер обычно проводит диагностику самой платы, а также некоторых компонентов устройства. Обычно замеряют потребление тока, проверяют батарею и т.п.

Если потребление отсутствует, это на 90% свидетельствует о том, что контроллер U2 Tristar действительно вышел из строя.

Для того чтобы вы представляли как выглядит процесс замены чипа U2 Tristar, ниже я выложил одно из многочисленных YouTube пособий как раз по этой теме. Лучше один раз увидеть как опытный мастер производит замену микросхемы, чем читать мои буквы…

А вот видео по замене контроллера питания iPhone (U7), произведенное в том же сервисном центре.

Круто, да? Только вот на плате iPhone есть и другие микроконтроллеры, которые также влияют на процесс зарядки и распределения питания. Понять какой из них подлежит замене сможет только опытный мастер.

Что можно сделать самому

Ну вот, теперь когда вы видели все своими глазами и вам не страшен сам Tim Cook, справедливо было бы спросить “Кто-нибудь готов проделать то же самое?”.

Почему-то мне кажется, что решится на подобные действия не каждый, пусть и выглядит все довольно просто. И это правильно, ведь можно сделать телефону еще хуже и тогда все — капец!

Но если среди вас найдется смелый брутальный мужик, который делает все одной левой, вот краткий список необходимого оборудования:

• Фен
• Новый чип Tristar для вашей модели iPhone/iPad (могу подсказать где купить)
• Инструмент для разборки
• Пара прямых рук

Самое главное — не эксперементируйте на рабочем телефоне. Если ваши руки так и чешутся что-нибудь отремонтировать, будьте предельно аккуратны и осторожны в своих действиях. Рядом с чипом Tristar находятся микроскопические резисторы, которые легко можно смахнуть в сторону во время перепайки микросхемы.

И помните, прежде чем приступить к замене какого либо микроконтроллера, необходимо провести диагностику, ведь U2 не единственная микросхема на плате.

С моей точки зрения, самым правильным будет обратиться к проверенным специалистам с хорошей репутацией. Не каждый сервисный центр возмется за перепайку микросхем на плате iPhone.

Я был свидетелем печального опыта своих знакомых, когда iPhone после падения перестал включаться, а в быдло-сервисном центре сделали заключение «труп». Когда же я открыл этот аппарат, обнаружилось что в телефоне теперь не хватает деталей (модуль антенны, защитные экраны и т.п.). Будьте аккуратны!

Сколько стоит замена контроллера зарядки iPhone

Наверное тебе сейчас как-то не по себе, ведь само понятие «замена компонентов iPhone» звучит как-то уж очень серьезно и подразумевает много потраченных рублей.

Я решил разобраться в этом вопросе и предоставить цены нескольких сервисных центров Москвы где производится подобная процедура. Цены ниже приведены для iPhone 5S и могут отличаться для других моделей.

Стоимость замены контроллера зарядки iPhone 5S:

• gsmmoscow.ru — 2900 RUB
• macplus.ru — 4900 RUB
• first-remont.ru — 3300 RUB

Как вы видите цены очень сильно разнятся. Дороже не значит лучше… Иногда бывает наоборот. В некоторых случаях с вас могут требовать деньги, даже если ремонт произвести не удалось.

Это развод! Другого слова я здесь подобрать не могу. Оплата должна производиться ТОЛЬКО по факту ремонта. Если телефон все также не заряжается и не включается, то вы им ничего не должны.

Ну вот как бы и все. Если вы работаете мастером и у вас большой опыт в подобного рода ремонте, подскажите что я упуститил. Я с радостью дополню статью вашей информацией. Хотелось бы конечно выделить один сервисный центр в Москве и всем его советовать, но т.к. я не москвич сделать этого пока не могу.

На подходе еще пару статей о ремонте техники Apple. Подпишись сейчас (форма ниже), чтобы не пропустить самое важное. Ну а если захотите меня отблагодарить — просто поставьте лайк в одной из соц. сетей.

Не тыкайте в свои iPhone всякую гадость. Берегите себя. Будьте счастливы!