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手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障
眾所周知,手機主板漏電流是令維修員頭痛的一個(gè)故障。在沒(méi)有紅外熱成像儀之前維修此故障基本只能靠運氣一個(gè)一個(gè)器件拆除來(lái)判定。即使有時(shí)候拆到最后終于找出故障點(diǎn)了也由于過(guò)多的器件被拆掉無(wú)法重裝而只能報廢。后來(lái)引入了熱成像儀,這對于漏電在20mA以上的故障定位起到了立竿見(jiàn)影的效果,但對于漏電小于20mA的故障特別是10mA以下的故障基本上就只能望洋興嘆了。近來(lái)研發(fā)提供了一種壓差法來(lái)定位,對于漏電流在10mA以下的也能起到神奇絕妙的效果。方法雖然掌握了,但大多人并不知其所以然。因此,在本文中對此方法做一個(gè)比較清晰的理論分析和邏輯探討。
【論證】
1、當然對于漏電流故障的維修我們一開(kāi)始必須驗證是VBAT漏電還是VPH(SYS)漏電,這個(gè)方法大家基本都懂,這里就不再贅述。我們直接跳到下一步,假定我們判定為VBAT漏電,那么VBAT電路鏈路可以用下面框圖來(lái)表示(U可以是芯片也可以表示其它器件比如電容等):
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手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖1)
2018-1-4 14:23 上傳
手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖1)
2、理想狀態(tài)下,PCB走線(xiàn)本身電阻為0Ω,然而實(shí)際上,走線(xiàn)是存在一定的內阻的,而正是由于內阻的存在,壓差法才得以發(fā)揮其功用。請看下面加上PCB內阻(R)后VBAT網(wǎng)絡(luò )的等效電路圖:
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手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖2)
2018-1-4 14:23 上傳
手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖2)
3、現在,我們假定漏電是U3引起的,那么漏電流的流向就如下圖:
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手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖3)
2018-1-4 14:23 上傳
手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖3)
4、假定漏電流I=5mA、線(xiàn)阻R=0.2Ω,那么每個(gè)R分壓:UR(R兩端電壓差)=IR=5mA*0.2Ω=1mV:
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手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖4)
2018-1-4 14:24 上傳
手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖4)
5、假定VBAT=4V=4000mV,那么可以計算出電流流經(jīng)各節點(diǎn)的電位分別是:
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手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖5)
2018-1-4 14:24 上傳
手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖5)
6、我們知道:如果電阻沒(méi)有電流流過(guò)(I=0),那么其兩端不會(huì )產(chǎn)生壓降(U=IR=0*R=0),即:電阻左端電平=電阻右端電平。因此,可以得到網(wǎng)絡(luò )上其余節點(diǎn)上的電平分別是:
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手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖6)
2018-1-4 14:24 上傳
手機短路如何檢修,使用壓差法速查短路故障(圖6)
7、從而得出U1/U2/U3/U4……Un兩端A/B/C/D/E/F/G/H……X/Y的電平分別為:
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手機短路如何檢修使用壓差法速查短路故障(圖7)
2018-1-4 14:24 上傳
手機短路如何檢修使用壓差法速查短路故障(圖7)
8、進(jìn)一步得到U1/U2/U3/U4……Un兩端壓差分別是:
U1:UA-UB=3999mV-1mV=3998mV
U2:UC-UD=3998mV-2mV=3996mV
U3:UE-UF=3996mV-4mV=3992mV
U4:UG-UH=3997mV-3mV=3994mV
Un:UX-UY=3997mV-3mV=3994mV
比較后明顯可以看到漏電器件U3兩端電壓差(3992mV)是最小的。
也可以計算U1/U2/U3/U4……Un正端(電源端)相對于VBAT的壓差:
U1:UA-VBAT=3999mV-4000mV=-1mV
U2:UC-VBAT=3998mV-4000mV=-2mV
U3:UE-VBAT=3996mV-4000mV=-4mV
U4:UG-VBAT=3997mV-4000mV=-3mV
Un:UX-VBAT=3997mV-4000mV=-3mV
比較后也可以明顯看出漏電器件U3正端(電源端)相對于VBAT的壓差絕對值(4mV)是最大的。
當然也可以鮮明地看到漏電器件U3負端(地端)相對于GND的壓差(4mV)也是最大的。
【結論】
據以上分析,利用壓差法定位漏電流故障在理論上獲得完備證明。實(shí)際測量中還得益于穩點(diǎn)的程控電源和較高精度的萬(wàn)用表作支撐。理論上器件兩端的壓差值會(huì )比器件正端對電源端的壓差值變化靈敏度提升一倍從而測得更精準,但是實(shí)際上很多器件存在多個(gè)地端不便于把握,而且兩只表筆均需移動(dòng)測量較為麻煩。因此最便捷的方法就是一只表筆固定接電源,另一只表筆移動(dòng)測量器件正端獲取其對電源端的壓差值,找出相對最大值的器件基本可以定位為漏電器件。
我們維修現場(chǎng)的FLUKE-8845A為6位半的數字多用表,標稱(chēng)最高分辨率達到100nV(=0.1μV=0.0001mV),因此理論上對于即使只有0.001mA的漏電都能識別出來(lái)。但由于電源輸出不可避免的抖動(dòng)、表筆接頭及表尖與測量點(diǎn)的晃動(dòng)以及PCB走線(xiàn)內阻非一致性等因素的影響,實(shí)際上定位靈敏度遠小于理論值。實(shí)踐中0.4mA以上漏電流故障可以顯現很好的定位效果,絕大部分漏電故障都可以通過(guò)壓差法迎刃而解。
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