Данный материал поможет вам лучше разобраться со схемой питания радиотелефона, что несомненно в дальнейшем повысит качество вашего ремонта радиотелефонов данной марки.

Общие сведения

Основным источником питания мобильных телефонов SIEMENS A35/A36/A40 является никель-металлгидридная аккумуляторная батарея емкостью 600 мА/ч. При работе телефона недопустимы переполюсовка напряжения питания и подключение внешнего источника питания при отсутствии аккумуляторной батареи.

Упрощенная структурная схема управления питанием телефона представлена на рис. 1. На ней указаны напряжения питания различных узлов и их потребляемые токи. А на рис. 2 выделены узлы телефона, на которые подаются различные питающие напряжения.

ASIC — формирователь напряжений питания

Все питающие напряжения узлов телефона формируются специальной микросхемой ASIC, выполняющей следующие функции:

- управление включением питания:

Рис. 1. Структурная схема блока питания

• при нажатии кнопки ON/OFF (сигнал ON OFF);

• при подключении внешнего источника питания (зарядного устройства) к системному разъему (сигнал External Power);

• по сигналу часов реального времени или RTC (сигнал ON OFF2).

- мониторинг (отслеживание) сигнала сторожевого таймера (Watchdog):

• для управления выключением телефона по сигналу WATCHDOG pP;

• для отслеживания работы системы;

• выключение телефона при превышении напряжения питания на системном разъеме выше допустимого;

• в случае формирования сигнала сброса (RESET) для управляющей микросхемы EGOLD+, флэш-памяти и компонентов М Ml-интерфейса (интерфейса человек - машина);

• формирования напряжений линейного контроллера 2,9; 2,65; 2В, используемых для питания элементов цифровой части телефона;

обеспечение заряда батареи:

• нормального заряда;

• начального заряда в том случае, если батарея разряжена до напряжения ниже 3,2В;

- формирование сигналов временных интервалов:

• формирование импульсов и сигналов таймеров происходит из сигнала внутреннего генератора частотой 900 ±10% кГц.

Рис. 2. Распределение питания между узлами телефона.

- Стабильность работы генератора обеспечивает внешний резистор R213 с допуском 1%, подключенный к выводу RREF микросхемы ASIC.

При нажатии на кнопку ON/OFF для включения телефона происходит следующее:

Рис. 3. Схема формирования сигнала включения телефона.

• формируются напряжения 2,0; 2,65; 2,9 В;

• формируются сигналы сброса RESET 2,0В и RESET 2,65 В;

• в микросхеме N201 (рис. 3) формируется сигнал POWER ON;

• после формирования сигнала POWER ON микросхемой EGOLD+ выдается сигнал Watch-Dog.

В качестве микросхемы ASIC в телефонах “Siemens A35/ А36/А40” используется микросхема I750767 - 1,92/2,07/ TANTRIS. В таблице приведено описание ее режимов.

На рис. 4 изображена структурная схема микросхемы ASIC, поясняющая ее работу, а на рис. 5, 6 - временные диаграммы процессов, происходящих при включения питания и мониторинге сторожевого таймера (WDT).

Аккумуляторная батарея и способы ее заряда

В мобильных телефонах “Siemens A35/A36/A40” установлена никель-металлгидридная аккумуляторная батарея номинальной емкостью 600 мА/ч.

Внутри нее имеется температурный датчик - терморезистор, имеющий сопротивление 22 кОм при температуре 25°С. Схема подключения аккумуляторной батареи представлена на рис. 7.

Режим работы микросхемы	Наименование выводов микросхемы	Описание режима
Включение телефона	ON OFF EXT POWER ONN OFF2	Включение происходит по спаду импульса ОN OFF, по фронту импульса EXT POWER и по фронту импульса ON OFF2. При выполнении одного из этих условий микросхема ASIC переходит во включенное состояние и запускается ее внутренний генератор. Через время Т1 (около 60 мс) источник сигнала включения опрашивается вновь. Если сигнал включения при этом отсутствует, телефон не включится, а микросхема ASIC перейдет в выключенное состояние. Если же он присутствует, телефон включится. При этом сигнал VCXOEN (internal SLEEP) перейдет в состояние лог. “1”, и включатся стабилизаторы напряжения VREG1 (2,9В), VREG2 (2B), и VREG3 (2.25B) Через время Т2 (примерно через 60 мс после Т1 или через 120 мс с момента начала включения) появятся напряжения питания 1,9, 2,9 и 2,65 В. При наличии напряжений 1,9 и 2,9В запустится таймер Т3, и через 60 мс будет сформирован сигнал RESET. Для определения, по какому сигналу включился телефон, управляющая микросхема EGOLD проверяет следующие сигналы: • КВ7 — сигнал с кнопки ON/OFF; • RTC INT - сигнал таймера “on-of f”; • Ext Power uc - сигнал ON/OFF при подключении внешнего источника питания
Мониторинг сигнала таймера	WATCHDOG UP	Первый импульс сторожевого таймера микросхемы EGOLD имеет длительность 800 мс после сторожевого нарастающего фронта импульса сброса (RESET), импульс WD должен иметь нарастающий фронт. Если одно из этих условий не будет выполнено, телефон выключится. Если же они выполнены, фронты и спады импульсов чередуются попеременно и используются для сброса WD-таймера. По каждому из них при поступлении на вывод WATCHDOG UP произойдет сброс WD-таймера. Частота следования импульсов составляет 0,4...2,6 с. Если фронты или спады наступят раньше, чем через 0,4 с или позже 2,6 с, телефон выключится.
Обычное выключение телефона	WATCHDOG UP	Выключение телефона возможно, если на вывод WATCHDOG UP микросхемы ASIC не поступают импульсы с EGOLD. Выключение телефона подразумевает, что на выводе RESET ASIC будет лог. “0”, на выводе POWER ON - лог. “0”, на выводе CHARGE - лог. “1”. При этом стабилизаторы напряжений 1,9; 2,65 и 2,9В прекращают работу, микросхема ASIC переходит в режим POWER-DOWN
Детектор низкого напряжения	LOWVDD	Не используется
Сигнал сброса	RESET	При включении питания сигнал RESET на микросхеме ASIC низкого уровня, который переходит в состояние высокого уровня через 180 мс после включения телефона. При выключении питания система обеспечивает мониторинг напряжений 1,9 и 2,9В. Если хотя бы одно из них уменьшится ниже допустимого значения (более 5 и 2% соответственно) на время 10 мс и более, сигнал RESET перейдет в состояние лог. “0”
Выключение телефона	VDD	При высоком входном питающем напряжении (>5,8В в течение 1 мкс) телефон выключится, в случае превышения напряжения питания
Контроль питающего напряжения цифровой части схемы	VREG2 (2 В)	Линейный контроллер должен обеспечивать на выходе микросхемы напряжение 1,92В ±3% при максимальном токе нагрузки 100 мА. Он представляет собой операционный усилитель с интегрированным р-канальным выходным транзистором и внешний конденсатор емкостью 2,2 мкФ, обеспечивающие стабилизацию напряжения. Указанное напряжение контролируется специальной схемой в составе микросхемы ASIC. Если оно превысит значение 3,1В, выходной транзистор закроется
Контроль питающего напряжения цифровой части схемы	VREG3 (2,65 В)	Не используется
Контроль постоянного напряжения цифровой части схемы	VREG1 (2,9 В)	Линейный контроллер должен обеспечивать на выходе микросхемы ASIC напряжение 2,92 В ±3% при максимальном токе нагрузки 140 мА. Он представляет собой операционный усилитель с интегрированным р-канальным выходным транзистором и внешний конденсатор емкостью 2,2 мкФ, обеспечивающие стабилизацию напряжения. Указанное напряжение контролируется специальной схемой в составе микросхемы ASIC. Если оно превысит значение 3,3В, выходной транзистор закроется
Контроль заряда аккумуляторной батареи	CHARGE, CHARGE uC, TBAT	Микросхема ASIC обеспечивает контроль заряда аккумуляторной батареи. Контроллер заряда состоит из источника тока, температурного датчика, внешнего полевого транзистора с резистором установки режима, включенным между его истоком и затвором. Источник тока запускается по фронту импульса CHARGE UP и формирует уровень лог. “0” на выв. 3 (CHARGE) микросхемы. При этом полевой транзистор открывается, обеспечивая заряд батареи. Заряд не начнется в следующих случаях: • если компаратор температуры выдаст сигнал о ее превышении; • если напряжение на выводе VDD превышает допустимое; • если на выводе CHARGE UP имеет место спад импульса
Низковольтный стабилизатор напряжения питания схемы RTC	VDD RTC	Стабилизатор напряжения обеспечивает подачу на схему часов реального времени питающего напряжения, равного 2 В. Потребляемый ток составляет около 1 мА

Батарею заряжают, подключив выход блока питания зарядного устройства непосредственно к мобильному телефону. Аппаратная часть и программное обеспечение указанных телефонов обеспечивают заряд только никель-металлгидридных батарей.

Рис. 4. Структурная схема микросхемы питания (ASIC).

Заряд продолжается до тех пор, пока узел GAIM в составе микросхемы EGOLD+, не определит момент окончания заряда батареи.

Существует два режима заряда аккумуляторной батареи:

Рис. 5. Временные диаграммы процессов, происходящих при включении питания.

• обычный заряд, не отличающийся особенностями и представляющий собой режим быстрого заряда;

• инициирующий заряд.

Обычно заряд батареи начинается сразу при подключении к телефону кабеля от блока питания зарядного устройства (ЗУ). При этом на дисплее телефона отображается символ процесса заряда.

Заряд начинается в том случае, если открыт ключ на полевом МОП-транзисторе V200 (рис. 8). Ключ открывается после подключения аккумуляторной батареи по сигналу лог. “0”.

Этот сигнал поступает на затвор транзистора V200 при условии, что:

• на выв. 31 (CHARGE UC) микросхемы ASIC будет присутствовать уровень лог, “1”;

• на выв. 2 микросхемы ASIC будет присутствовать сигнал лог. “0”, который формируется, если температура батареи меньше 55°С;

• сигнал напряжения перезаряда на выв, 22 (VDDLP) неактивен (меньше 5,8 В).

Заряд будет прерван, если температура батареи превысит 55°С или напряжение перезаряда превысит 5,8 В.

Рис.6. Временные диаграммы процессов, происходящих при мониторинге WDT.

Как было сказано выше, внутри корпуса батареи установлен терморезистор (22 кОм при 25°С) для контроля ее температуры.

Через конт. 2 батареи и делитель напряжения R115, R116, R117 он связан с микросхемой EGOLD+ (GAIM L3), внутри которой реализована схема измерения температуры.

Для того чтобы сформировать сигнал CHARGE UC (Miscellaneous E9), микросхема EGOLD+ “должна знать”, что к телефону подключено зарядное устройство.

Рис. 7. Схема подключения аккумуляторной батареи.

Для этого при подключении ЗУ его выходное напряжение прикладывается к выводу EXT POWER UC микросхемы EGOLD+ и далее через делитель R204, R202 формируется сигнал POWER (сигнал POWER).

В том случае, если телефон долгое время не использовался (как правило, более 1 месяца), в результате саморазряда батарея может полностью разрядиться.

При этом напряжение на ее выводах станет меньше 3,2 В, и ее обычный (быстрый) заряд станет невозможным. В таком случае производится только инициирующий заряд.

Ток заряда в этом режиме не превышает 10 мА. Примерно через 10 часов после его начала, когда напряжение на а батарее превысит 3,2 В, автоматически включается режим быстрого заряда.

Схема зарядной цепи в режиме инициирующего заряда состоит из резистора R200 и двух диодов V202 и V204 (см. рис. 8).

Рис. 8. Принципиальная схема узла зарядного устройства

Внимание! При выходном напряжении ЗУ более 15В произойдет выход из строя резисторов и конденсаторов схемы заряда. При подаче напряжения более 20В также может выйти из строя полевой транзистор зарядного ключа.

Узел EGAIM микросхемы EGOLD+ обеспечивает измерение температуры как батареи, так и окружающей среды. Температуру батареи характеризует напряжение, которое снимается с делителя R115, R116, R117 (рис. 9).

Рис. 9. Делители напряжения цепей измерения температуры.

Напряжение, изменяющееся пропорционально изменениям температуры окружающей среды, снимается с делителя R118, R119, R120. Принцип измерения температуры заключается в сравнении этих напряжений - ТВАТ и TENV с опорным напряжением BREF, формируемым в узле EGAIM.

Сравнение осуществляется в АЦП, расположенном в этом же узле. Сигнал MEAS ON, поступающий с микросхемы EGOLD+ (GSM TDMA-TIMER G11), активирует процесс измерения, а также используется для формирования опорного напряжения BREF при помощи резисторов R121, R122.

Измерение напряжения аккумуляторной батареи осуществляется узлом EGAIM микросхемы EGOLD+. Для этого ее вывод ВАТТ+ через делитель R113, R114 (рис. 10) соединен с выводом VBAT микросхемы EGOLD+ (GAIM N2).

При этом величина подаваемого напряжения должна быть в пределах 1,33...5,91 В. Аналоговый мультиплексор обеспечивает переключение между режимом цифровой обработки сигналов и измерением напряжения.

Рис. 10. Схема контроля напряжения аккумуляторной батареи

После изучения материала данной статьи поиск и устранение неисправностей, связанных с нарушением питания как мобильного телефона в целом, так и его отдельных узлов, не составит труда. Определенную сложность представляет замена специализированных микросхем, например, ASIC (D200).

Заменить ее можно только аналогичной. В российских условиях наиболее приемлемый вариант - создать запас специальных электронных и механических компонентов из неисправных однотипных телефонов.

Мобильные телефоны SIEMENS выгодно отличаются от моделей других производителей тем, что фирма приводит, по крайней мере, на принципиальных схемах их “родные” наименования.

Именно поэтому такие компоненты, как резисторы, конденсаторы, диоды и диодные сборки, транзисторы и транзисторные сборки, модули усилителя мощности передающего устройства можно приобрести отдельно. Большинство других фирм, выпускающих мобильные телефоны, присваивают используемым в них компонентах только свой децимальный номер.

Материал подготовил Ю. Замятин (UA9XPJ).