摘要:對于手邊的一款外部引線斷裂的蘋果手機無線充電器進行拆卸,觀察其内部電路工藝設計。但是由于電路上主要晶片型号文字顯示不清,故此對于其主要工作原理不清楚,沒有修好。
無線充電器
手邊的手機無線充電器的引線壞了。現在已經不再像之前在電器損毀時修修再用,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計。
充電器的基本參數
無線充電器包括有充電盤和type-c USB接口。充電盤的機械參數:
直徑:56mm
厚度:5.40mm
重量:31.4g
測量一下充電盤的直徑和厚度
基本結構
充電盤正面邊緣3mm之内有白色橡膠表面。
充電盤的正面結構
内部結構
使用一字改錐撬開白色的表面外殼,顯露出其背後的充電線圈。在充電線圈與下面結構之間存在着一個很薄的鐵氧體薄片,在撬開線圈塑膠殼的時候它已經破裂。
充電線圈與内部結構
将破損的鐵氧體薄片清理,下面是由白色乳膠封固的電路闆。四周還有一圈白色塑膠的永磁鐵擋片。此貼塑膠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。
鐵氧體碎片,白色封固乳膠,白色塑膠磁鐵擋片
下面是裸露出的充電器内部的結構:
金屬殼,經過磁鐵測試不屬于鐵質材料,猜測應該屬于鋁殼;
邊緣分布有環形磁鐵,用于将充電器吸附在手機外殼上;
異形的充電電路闆, LC輸出功率部分在電路闆的一角;
内部的電路闆
電路闆
下圖顯示了充電器内部電路的主要結構。
充電器内部電路
使用小型一字改錐将電路闆撬開,可以發現電路闆與背後的金屬殼之間是直接粘合在一起。電路闆的散熱可以直接通過充電器金屬殼完成。
将充電電路闆撬開
電路闆上的兩顆QFN封裝的晶片,表面的文字資訊看不太清楚。
電路闆上兩顆主要QFN封裝的晶片
LC器件參數
用于無線點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。
電磁耦合對應的線圈和諧振電容
使用電路通斷器可以判定四個電容是并聯關系,與輸出電感呈現串聯諧振電路。
輸出LC串聯諧振關系
外部磁場
在蘋果手機無線充電闆外部電磁場測試,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的近似正弦波的信号。利用工字型電感測量充電器旁邊的交變電磁場的波形:
利用工字型電感測量充電器旁邊的交變電磁場的波形
電感所得到的感應交變信号:
電感所得到的感應交變信号
這裡就出現了一個問題,前面測量電路闆輸出LC串聯的諧振頻率隻有左右,為什麼實際感應到的諧振頻率卻是它的三倍左右的頻率呢?
總結
對于手邊的一款外部引線斷裂的蘋果手機無線充電器進行拆卸,觀察其内部電路工藝設計。但是由于電路上主要晶片型号文字顯示不清,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,發現與内部主要LC諧振頻率相差近三倍的關系。
是以充電壞了的話還是自己買一個吧!