【導(dǎo)讀】對(duì)于手邊的一款外部引線斷裂的蘋(píng)果手機(jī)無(wú)線充電器進(jìn)行拆卸，觀察其內(nèi)部電路工藝設(shè)計(jì)。但是由于電路上主要芯片型號(hào)文字顯示不清，故此對(duì)于其主要工作原理尚不清楚。
01 無(wú)線充電器
手邊的手機(jī)無(wú)線充電器的引線壞了?，F(xiàn)在已經(jīng)不再像之前在電器損毀時(shí)修修再用，而是“舊的不去，新的不來(lái)”，不過(guò)對(duì)于壞掉的充電器還是希望打開(kāi)看看其中的工程設(shè)計(jì)。
1.1 充電器的基本參數(shù)
無(wú)線充電器包括有充電盤(pán)和type-c USB接口。
1.1.1 充電盤(pán)機(jī)械參數(shù)
? ● 充電盤(pán)的機(jī)械參數(shù)：
???直徑：56mm
???厚度：5.40mm
???重量：31.4g
▲ 圖1.1 測(cè)量一下充電盤(pán)的直徑和厚度
1.1.2 基本結(jié)構(gòu)
??
充電盤(pán)正面邊緣3mm之內(nèi)有白色橡膠表面。
▲ 圖1.1.2 充電盤(pán)的正面結(jié)構(gòu)
1.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
使用一字改錐撬開(kāi)白色的表面外殼，顯露出其背后的充電線圈。在充電線圈與下面結(jié)構(gòu)之間存在著一個(gè)很薄的鐵氧體薄片，在撬開(kāi)線圈塑料殼的時(shí)候它已經(jīng)破裂。
▲ 圖1.2.1 充電線圈與內(nèi)部結(jié)構(gòu)
??
將破損的鐵氧體薄片清理，下面是由白色乳膠封固的電路板。四周還有一圈白色塑料的永磁鐵擋片。此貼塑料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。
▲ 圖1.2.2 鐵氧體碎片，白色封固乳膠，白色塑料磁鐵擋片
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下面是裸露出的充電器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)：
● 金屬殼，經(jīng)過(guò)磁鐵測(cè)試不屬于鐵質(zhì)材料，猜測(cè)應(yīng)該屬于鋁殼；
● 邊緣分布有環(huán)形磁鐵，用于將充電器吸附在手機(jī)外殼上；
● 異形的充電電路板， LC輸出功率部分在電路板的一角；
▲ 圖1.2.3 內(nèi)部的電路板
1.3 電路板
1.3.1 電路板結(jié)構(gòu)
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下圖顯示了充電器內(nèi)部電路的主要結(jié)構(gòu)。
▲ 圖1.3.1 充電器內(nèi)部電路
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使用小型一字改錐將電路板撬開(kāi)，可以發(fā)現(xiàn)電路板與背后的金屬殼之間是直接粘合在一起。電路板的散熱可以直接通過(guò)充電器金屬殼完成。
▲ 圖1.3.2 將充電電路板撬開(kāi)
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電路板上的兩顆QFN封裝的芯片，表面的文字信息看不太清楚。
▲ 圖1.3.3 電路板上兩顆主要QFN封裝的芯片
1.3.2 LC器件參數(shù)
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用于無(wú)線點(diǎn)磁場(chǎng)耦合的線圈以及諧振電容比較容易辨識(shí)。使用SmartTweezer初步測(cè)量其參數(shù)。
▲ 圖1.3.4 電磁耦合對(duì)應(yīng)的線圈和諧振電容
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使用電路通斷器可以判定四個(gè)電容是并聯(lián)關(guān)系，與輸出電感呈現(xiàn)串聯(lián)諧振電路。
▲ 圖1.3.5 輸出LC串聯(lián)諧振關(guān)系
? ● 電感L參數(shù)：
???電感：3.8uH
???串聯(lián)電阻：0.118Ω
? ● 并聯(lián)電容：
???電容：401nF
??可以計(jì)算出串聯(lián)諧振頻率為：
1.4 外部磁場(chǎng)
在 蘋(píng)果手機(jī)無(wú)線充電板外部電磁場(chǎng)測(cè)試[1] 使用工字型電感測(cè)試了充電線圈外部交變磁場(chǎng)的特性。在手機(jī)靠近充電器的過(guò)程中，工字型電感測(cè)量到的交變磁場(chǎng)為360kHz的近似正弦波的信號(hào)。
??
利用工字型電感測(cè)量充電器旁邊的交變電磁場(chǎng)的波形：
▲ 圖1.4.1 利用工字型電感測(cè)量充電器旁邊的交變電磁場(chǎng)的波形
??
電感所得到的感應(yīng)交變信號(hào)：
▲ 圖1.4.2 電感所得到的感應(yīng)交變信號(hào)
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這里就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，前面測(cè)量電路板輸出LC串聯(lián)的諧振頻率只有128kHz左右，為什么實(shí)際感應(yīng)到的諧振頻率卻是它的三倍左右的頻率呢？
※ 拆卸總結(jié) ※
對(duì)于手邊的一款外部引線斷裂的蘋(píng)果手機(jī)無(wú)線充電器進(jìn)行拆卸，觀察其內(nèi)部電路工藝設(shè)計(jì)。但是由于電路上主要芯片型號(hào)文字顯示不清，故此對(duì)于其主要工作原理尚不清楚。
在之前對(duì)其工作頻率的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)與內(nèi)部主要LC諧振頻率相差近三倍的關(guān)系。
參考資料
[1] 蘋(píng)果手機(jī)無(wú)線充電板外部電磁場(chǎng)測(cè)試: https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/112437442?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522164110960216780271535873%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=164110960216780271535873&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_ecpm_v1~rank_v31_ecpm-5-112437442.nonecase&utm_term=%E6%97%A0%E7%BA%BF%E5%85%85%E7%94%B5%E5%99%A8&spm=1018.2226.3001.4450
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