深度分析iPhone7 PP_1V0_SMPS5短路烧基带原因
这几天,手机维修行业最热门话题莫过于7代PP_1V0_SMPS5短路烧基带了。
烧基带的问题已经好长一段时间了,行业内技术大神很多,维修方法早已传遍,“防”的方法有飞线,“治”的方法有电击、并电阻等(当然很多是治不好的),甚至有研究改识别电阻成工程版的。
“防”法:
“治”法:
究其原因,是93脚接地断开了,恰好今天店里有一台7,马上找工程师拍了个图给我。看到没?左下角的2个已经掉了。为了方便阅读理解,再对照点位图看下吧,都是接地点。
这里不评论谁家好坏,其实都没错,但是不够完美。要我说,把这四个点都连起来,也多不了多少成本,0.5cm的铜线值多少钱!如果不嫌麻烦,主板上每条线路都来一条加强,那就双保险了。
那么,为什么接地脚掉了,会导致烧基带呢?网络分析文章也有,但没有深入分析的,我也来班门弄斧一回,尝试更深层次的挖掘原理。以下内容由我和抓波大神阿林老师协作完成。
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首先,我们来看下7代基带电源(为了便于理解,截图经过精简)。截图中左边输入有VDD_S2~VDD_S5、VDD_L1~VDD_L9,这里的S表示SMPS开关电源,L表示LDO低压线性稳压。右边输出有VREG_S*、VSW_S*、VREG_L*,VREG是电压调节,SW就是平常说的相位脚(会电路维修的都知道),*数字表示第几路。
看下开关电源中关于SW的英文解释吧,看不懂的自行百度/谷歌翻译:This pin is connected to the buck-switching node,close to the upper MOSFET’s source. It is the float-ing return for the upper MOSFET drive signal. It is also used to monitor the switched voltage to prevent turn-on of the lower MOSFET until the voltage is below ~1 V。
就算看不懂,你也应该看到了MOSFET,对,就是MOS管。手机中的电源芯片,不同于电脑,由于高集成度,不得不把基础元件都集成到内部,仅把储能电感电容置于外部。
为了便于理解,我找了一个相似的电源芯片。同样我把多余的东西都去掉了。
解释下引脚的定义:
PVDD:功率电源输入,供给输出的开关管(电流大)
LX:相位脚。内部功率MOSFET开关输出。此引脚连接到输出电感
FB:反馈,电压要稳定,闭环控制不可少,固定电压输出方式的直接接到输出端,通俗点来说就是让电源芯片知道实际输出多少,是否符合电源芯片的要求。
PGND:功率输出地(电流大)
GND:模拟信号地
看下内部结构,找一下集成的MOS管吧
这个框图中,PGND和GND是分开的。如果PGND开路,下管无法形成放电回路,功率电感只进行充电动作,没放电动作,输出电压将升高,由于FB存在,模块关闭上管,电路进入保护状态。
如果GND和PGND同时开路(就是上面图中掉焊盘了的情况),模块不工作,上管G为低电平,由于上管是P管,G为低电平时候,SD导通,S级接PVDD,D输出PVDD电平,会造成后面的电路电压过高而损坏。
再看看手机电路中的S5模块:
电路超级简洁,输入电压来自PP_VDD_MAIN,93脚GND_S5:注意这个GND包含两个功能:1模拟地;2功率地;
当GND_S5完全断开后,VSW_S5电压将持续等于PP_VDD_MAIN,造成后面的基带芯片电压过高烧坏。原来只能承受1V左右的模块,施加一个4V多的电压,不坏才怪
说了这么多,我们来做个实验吧
(为了便于操作,我没有选择手机主板。以下结果仅供参考,可能苹果电源芯片内部设计更严密,但总体是相符的,有兴趣的可以自行实验)
找一片含RT8105的板,挖掉2脚和5脚的接地
焊上芯片,飞入供电3.3V
然后从芯片的接地脚飞出一根线,用于手动接地(图中红细线)
接地状态下,芯片正常输出1.5V电压
当我把接地线断开后,输出电压瞬间变成了3.3V而后变为0,好兴奋!可恶,居然忘记抓波拍照。那么再来一次吧,抓个好波。悲剧来了,芯片烧掉了,变成持续输出3.3V
第一个芯片,英勇牺牲了,围观的有一大波学员,这芯片也太脆弱了,这么多人围观就顶不住了?换!
这次做好了准备抓波,嘿嘿!怎么回事?2.*V?持续?又特么挂了?
没有接地时正常输出1.5V,不接地时输出2.4V
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