فنيين كتير بيجيلهم كل يوم أجهزة فيها مشاكل شحن، ويقفوا قدام المخطط مش عارفين يبدأوا منين. طب ليه؟ لأن الفكرة العامة للدايرة مش واضحة. تعالى نفهمها من الأول، وبعدين أي دايرة تتحط قدامك هتبقى مفهومة.
يعني إيه عملية شحن أصلًا؟
الشحن هو إنك تمد البطارية بالطاقة عشان تخزنها، وبعد كده نستهلك الطاقة دي في تشغيل الدوائر. والقاعدة اللي بتحكم الموضوع بسيطة: التيار بيتحرك من الجهد الأعلى للأقل. البطارية جهدها، مشحونة أو فاضية، بيتراوح بين 3 و4 فولت، يبقى لازم مصدر جهده أعلى منها، وده راس الشاحن.
في الشحن العادي راس الشاحن بيدي 5.2 فولت، وبعض الرؤوس تديك 5 فولت، وبعضها يوصل لحد 5.4 فولت حسب الشركة المصنعة. وأقصى تيار في الشحن العادي 2.4 أمبير. اضرب الجهد في التيار تطلع القدرة: أقصى حاجة 12 واط. فلما تلاقي مكتوب على راس شحن 12 واط، تبقى فاهم الرقم جاي منين.
إيه هي أطراف دائرة الشحن؟
أنا دايمًا بكلمك عن أي دايرة من أطرافها. دائرة الشحن ليها طرفين: كونكتور الشحن وكونكتور البطارية. البطارية هي مصدر الطاقة الأساسي الموجود طول الوقت، والشاحن مصدر ثانوي، لأنك مش طول الوقت حاطط الموبايل في الشحن.
رجول كونكتور USB الخمسة
- VBUS أو VCC: مسار الـ 5 فولت الجاي من الشاحن.
- D سالب (Data-): مسار البيانات السالب.
- D موجب (Data+): مسار البيانات الموجب.
- ID: رجل التعريف، بتحدد الملحق اللي اتركب في الكونكتور، شاحن ولا فلاشة OTG.
- GND: الأرضي، الطرف المتمم للدايرة.
أطراف كونكتور البطارية
كونكتور البطارية مالوش نمط ثابت. الأساسي طرفين: V-BAT موجب وV-BAT سالب. والسالب ده هتلاقيه أرضي، بس الأفضل تسميه V-BAT سالب، لأنه في بعض الأجهزة بيوصل للأرض عن طريق مقاومة، غالبًا لونها أبيض ورا كونكتور البطارية. دي مقاومة i-Sense، المسؤولة عن تحديد كمية التيار اللي داخل وخارج من البطارية.
وفي النص عندك BTemp للإحساس بحرارة البطارية، وBSI (Battery Status Indicator) للإحساس بحالة البطارية: أصلية ولا لأ، تبع الجهاز ولا لأ، مشحونة ولا لأ، ونسبة شحنها قد إيه. وبعض البطاريات بتدمج التعريف والحرارة في مسار واحد.
ليه آيسي الشحن هو اللي في النص؟
اللي بيربط الطرفين ببعض هو آيسي الشحن، واسمه في المخطط Charger، وفي سامسونج هتلاقيه IF-PMIC. والمعلومة المهمة إن الآيسي ده بيتحكم فيه المعالج عن طريق بروتوكول I2C. يعني بيستقبل جهد VBUS، وبيطلع جهدين: VBAT لشحن البطارية، وجهد التغذية الرئيسي لتشغيل الدوائر.
جهد التغذية الرئيسي ده هتقابله بأسماء كتير: VPH_PWR أو VBAT_SYS أو VSYS، وفي الآيفون VCC_MAIN أو VDD_MAIN. كلهم نفس الفكرة.
البطارية بتشحن ولا بتغذي الدوائر؟
أنا بحب أسمي آيسي الشحن آيسي الحنفيات، زي الخلاط اللي في البيت: مية ساقعة طول الوقت، ومية سخنة وقت الحاجة. عنده نمطين:
- نمط الاستهلاك: مفيش شاحن. الآيسي بياخد الطاقة من البطارية عن طريق VBAT ويسلمها لجهد التغذية الرئيسي، والدوائر تشتغل.
- نمط الشحن: وصلت الشاحن. الآيسي يفصل البطارية عن السيستم، والدوائر تشتغل مباشرة من الشاحن.
زمان، في الدوائر الخطية (Linear) بتاعة أجهزة زي النوكيا، البطارية كانت بتشحن وتفرغ في نفس الوقت. المنظومة دي أثبتت فشلها: قصور في تشغيل الدوائر، وعمر البطارية بيقل بسرعة. وكمان البطارية بقت Built-in وتغييرها صعب على المستخدم، فكان لازم نظام تاني.
في النظام الحالي الـ 5 فولت بيتعملها عملية Buck، يعني خفض للجهد ورفع أو تثبيت للتيار، لقيمة مبدئية حوالي 4 فولت، وتعدي على ملف الشحن وتوصل لجهد التغذية الرئيسي. عند النقطة دي التيار قدامه طريقين: طريق يشغل الدوائر، وطريق يرجع جوه آيسي الشحن ويطلع على VBAT يشحن البطارية.
ملقتش OVP أو موسفت الشحن في الدايرة؟
عادي خالص. أول ما تدخل من كونكتور الشحن المفروض تقابل منظومة الحماية: OVP من الجهد العالي، وموسفت الشحن كحماية من التيار العالي (OCP). بس مش شرط تلاقيهم في كل دايرة. ممكن تلاقي الاتنين، أو واحد، أو ولا واحد، وساعتها الحماية بتكون مدمجة جوه آيسي الشحن. الشركة مش هتسلم جهاز من غير حماية.
الخلاصة: اعرف طرفين الدايرة، واعرف مين في النص، واعرف الطاقة ماشية منين في كل نمط. لما تفهم الفكرة العامة دي، هتبقى جاهز لأي دايرة شحن تتحط قدامك.