انواع ولتاژ در موبایل

اصطلاحات ولتاژی رایج در تعمیرات موبایل

در تعمیرات سخت‌افزاری تلفن‌های همراه اندرویدی، با شبکه‌ای از خطوط ولتاژی مختلف روبه‌رو هستیم. هر یک از این خطوط یا اصطلاحات ولتاژی نقش خاصی در مدار گوشی دارند. برای مثال، VCC و VDD ولتاژ تغذیهٔ اصلی بخش دیجیتال را نشان می‌دهند، VBAT ولتاژ باتری و VCHG ولتاژ ورودی شارژر است. در این مقاله هر یک از اصطلاحات زیر را به‌تفصیل بررسی می‌کنیم:

VCC

• تعریف: ولتاژ تغذیه‌ای که به بخش مدار متصل است (معمولاً تغذیهٔ قسمت‌های دیجیتال). در نقشه‌های موبایل، VCC معمولاً نشانگر منبع ولتاژ اصلی دیجیتال است.
• مخفف و معنای کامل: VCC مخفف «Voltage Connected to Circuit» یا «Voltage at Common Collector» فرض می‌شود، ولی در عمل به سادگی ولتاژ مثبت یک بخش الکترونیکی است.
• منبع تغذیه و کاربرد: از VCC برای تأمین توان بخش‌های مختلف دیجیتال (پردازنده، حافظه، کنترلرها) استفاده می‌شود. این ولتاژ معمولاً از منبع تغذیه اصلی (رگولاتور یا سوییچینگ) تأمین می‌شود.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: پایانه VCC را می‌توان در پایه‌های تغذیهٔ آی‌سی‌های دیجیتال (مثل پردازنده‌ها یا کنترل‌کننده‌های حافظه) و در بخش‌های مجاور تراشه‌ها یافت.
• ولتاژ نرمال: ولتاژ VCC معمولاً یکی از مقادیر رایج مانند ۳.۳ یا ۵ ولت است، بسته به طراحی مدار. برای مثال بسیاری از آی‌سی‌ها با VCC=3.3V یا 1.8V کار می‌کنند.
• نکات تست و اندازه‌گیری: هنگام تست VCC باید اطمینان حاصل شود که خط تغذیه بدون اتصال کوتاه و به‌درستی ولتاژ دارد. معمولاً با مولتی‌متر می‌توان ولتاژ VCC را نسبت به زمین اندازه گرفت تا از وجود ولتاژ مناسب (مثلاً ۳٫۳ ولت) مطمئن شد.

VDD

• تعریف: ولتاژ کاری داخلی آی‌سی. VDD معمولاً به‌معنای «Voltage Drain» (ولتاژ به دِرِین ترانزیستور درون آی‌سی) استفاده می‌شود.
• مخفف و معنای کامل: VDD مخفف «Voltage Drain Drain» یا به‌طور کلی «ولتاژ منبع تغذیه آی‌سی» است. در مدارات CMOS، VDD به پایه تغذیه آی‌سی اشاره می‌کند.
• منبع تغذیه و کاربرد: VDD اغلب از رگولاتور ولتاژ داخلی یا خارجی تأمین می‌شود و انرژی لازم برای کارکرد داخلی تراشه‌ها (مثل هسته پردازنده یا مدارات داخلی) را فراهم می‌کند.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: پایه‌های مربوط به VDD روی آی‌سی‌ها، معمولاً در کنار پایه‌های VSS (زمین) قرار دارند. در شماتیک‌ها اغلب «VDD» کنار پایانه منبع تغذیه آی‌سی نوشته می‌شود.
• ولتاژ نرمال: اغلب با VCC برابر است (مثلاً ۳٫۳ یا ۱٫۸ ولت) و گاهی کمتر از VCC است. تفاوت آن با VCC بسته به نوع ای‌سی و تکنولوژی مورداستفاده تعیین می‌شود.
• نکات تست و اندازه‌گیری: مانند VCC، باید از وجود ولتاژ مناسب روی این پایه اطمینان حاصل کرد. اغلب VDD توسط خازن‌های اطراف آی‌سی فیلتر می‌شود؛ تخلیه خازن‌ها پیش از اندازه‌گیری می‌تواند مفید باشد.

VBAT

• تعریف: ولتاژ باتری؛ ولتاژی که از باتری گوشی تأمین می‌شود. در بسیاری از مدارها VBAT نقش منبع تغذیهٔ اصلی را دارد.
• مخفف و معنای کامل: VBAT مخفف «Voltage Battery» یا «ولتاژ باتری» است.
• منبع تغذیه و کاربرد: این ولتاژ معمولاً مستقیماً از سلول یا بسته باتری لیتیم-یون گوشی حاصل می‌شود (معمولاً حدود ۳٫۷ تا ۴٫۲ ولت) و بخش‌های مختلف گوشی را تغذیه می‌کند. زمانی که شارژر وصل نباشد، VBAT تأمین‌کننده انرژی است. همچنین برای حفظ ثبات‌سنجی (RTC) و حافظه‌های فرّار زمانی که برق اصلی قطع است، به‌کار می‌رود.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: معمولاً در سوکت باتری یا نزدیک مدار حفاظت باتری دیده می‌شود. همچنین در شماتیک، VBAT در ورودی آی‌سی‌های مدیریت باتری (PMIC) و شارژر مشخص می‌شود.
• ولتاژ نرمال: حدود ۳٫۷ ولت در حالت عادی (مقدار نامی) و تا ۴٫۲ ولت در حداکثر شارژ. در حین شارژ یا تخلیه ممکن است کمی نوسان داشته باشد.
• نکات تست و اندازه‌گیری: اندازه‌گیری VBAT به‌معنای بررسی وضعیت باتری است. با مولتی‌متر بین پایه VBAT و زمین ولتاژ را اندازه بگیرید. در ولتاژ بسیار پایین (مثلاً <3.0V)، گوشی خاموش می‌شود. همچنین اتصال کوتاه در این خط می‌تواند باعث بی‌برقی گوشی شود.

VCHG

• تعریف: ولتاژ شارژ یا ورودی شارژر. خط VCHG بیانگر ولتاژ ۵ ولتی (تقریباً) ورودی از شارژر یا پورت USB است.
• مخفف و معنای کامل: VCHG مخفف “Voltage Charger” در نظر گرفته می‌شود.
• منبع تغذیه و کاربرد: این ولتاژ از آداپتور شارژ یا منبع خارجی می‌آید و وارد مدار شارژر باتری (IC شارژ) می‌شود. از VCHG برای شارژ باتری و همچنین تغذیه مدارهای پس از شارژر استفاده می‌شود.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: از پین مثبت کانکتور شارژ آغاز شده و پس از پلاریته‌سنج (دیود یا FET حفاظت) به ورودی شارژر باتری (PMIC) می‌رود. همچنین ممکن است به یک پین ورودی در IC کنترل شارژ متصل باشد.
• ولتاژ نرمال: معمولاً حدود ۵ ولت (معادل ولتاژ USB یا شارژر) است. در شارژرهای سریع‌تر یا QC، ممکن است بالاتر (مثلاً 9، 12 ولت) نیز مشاهده شود.
• نکات تست و اندازه‌گیری: هنگامی که شارژر وصل است، باید 5V روی VCHG وجود داشته باشد. با مولتی‌متر می‌توان ولتاژ را در ورودی شارژر یا سوکت USB اندازه گرفت. در صورت نبود ولتاژ ۵ ولتی، ابتدا فیوز و آی‌سی شارژر و درگاه شارژ را بررسی کنید. در ICهای کنترل پاور، پین VCHG معمولاً یک ورودی CMOS است که هنگام وصل نبودن شارژر با مقاومت پول‌داون به زمین متصل است.

VCDT

• تعریف: خط تشخیص شارژ. VCDT ولتاژی است که وجود اتصال شارژر یا وضعیت ولتاژ شارژر را به کنترل‌کننده (PMIC) اطلاع می‌دهد.
• مخفف و معنای کامل: VCDT مخفف “Voltage Charge Detect” یا «ولتاژ تشخیص شارژ» است.
• منبع تغذیه و کاربرد: این ولتاژ معمولاً یک سیگنال منطقی (از طریق مقاومت کشش) است که با وصل شدن شارژر بالا می‌رود. IC شارژ یا مدیریت باتری وضعیت این خط را بررسی می‌کند تا بداند که شارژر به دستگاه وصل شده و ولتاژ آن در محدوده مجاز است. اگر ولتاژ شارژر بیش از حد بالا یا پایین باشد، این خط می‌تواند قطع یا سیگنال “شارژ غیرمجاز” را ارسال کند.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: اغلب در پین‌های I/O کنترل‌کننده شارژ (PMIC) دیده می‌شود. در شماتیک‌ها، پین VCDT به مدار سوئیچینگ شارژر متصل است.
• ولتاژ نرمال: بسته به مدار می‌تواند منطقی (مثلاً ۰ یا ۳٫۳ ولت) باشد یا با مقدار شارژر نسبت مستقیم داشته باشد. در بسیاری از طراحی‌ها، اگر ولتاژ شارژر مثبت باشد، VCDT یک سطح منطقی ۱ (مثلاً ≈۳٫۳ ولت) نمایش می‌دهد. در غیر این صورت (شارژر وصل نیست) روی ۰ ولت نگه داشته می‌شود.
• نکات تست و اندازه‌گیری: برای تست VCDT، شارژر را وصل کنید و ولتاژ این خط را اندازه بگیرید. باید سیگنال منطقی درست (بنا بر طراحی) دیده شود. اگر شارژر وصل است و VCDT تغییر نمی‌کند، ممکن است مقاومت یا تراشه‌ی شارژ معیوب باشد. مطابق یک پتنت، این خط برای «تشخیص اتصال شارژر و بررسی ولتاژ ورودی شارژر» استفاده می‌شود.

VDD_MAIN

• تعریف: ولتاژ اصلی تغذیه قبل از اعمال فیلتراسیون یا تنظیم ثانویه. به عبارت دیگر، این همان ولتاژی است که قبل از تغذیه‌ی مدارهای پردازنده و حافظه توسط مدار PMIC تأمین می‌شود.
• مخفف و معنای کامل: VDD_MAIN به معنای «ولتاژ اصلی VDD» است.
• منبع تغذیه و کاربرد: این خط معمولاً خروجی یک تقویت‌کننده (بوست‌کانورتر) یا تغذیهٔ اولیه PMIC است و انرژی قسمت بزرگی از مدار (مانند CPU، GPU، رم) را فراهم می‌کند. بر طبق یک گزارش تعمیراتی آیفون، این ولتاژ حدود ۴٫۱ ولت است، که کمی بالاتر از ولتاژ باتری است و قبل از رگولاتورهای ثانویه قرار می‌گیرد.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: در شماتیک‌های مدارات گوشی، VDD_MAIN را می‌توان در خروجی بخش تغذیه اصلی (پیش از رگولاتور داخلی پردازنده) مشاهده کرد. معمولاً در نزدیکی آی‌سی شارژ و PMIC است.
• ولتاژ نرمال: حدود ۴ ولت (مثلاً ۴٫۰–۴٫۲ ولت) مشاهده شده است. این ولتاژ از خط VCHG یا VBAT بوست شده و پس از آن رگولاتورهای ثانویه، ولتاژهای ۱٫۸V، ۱٫۱V و غیره را ایجاد می‌کنند.
• نکات تست و اندازه‌گیری: برای تست VDD_MAIN، در حالت شارژ یا قبل از شروع به کار گوشی، ولتاژ این خط را اندازه بگیرید. اگر VDD_MAIN کم یا قطع باشد، احتمال خرابی مدار شارژر یا تقویت‌کننده وجود دارد. در صورت اتصال کوتاه در این خط، جریان مصرفی به شدت افزایش می‌یابد.

VDD_BOOST

• تعریف: ولتاژ بوست‌شده. به ولتاژی اطلاق می‌شود که توسط یک مبدل افزایش (بوست) ایجاد شده و به مدارها اعمال می‌شود.
• مخفف و معنای کامل: VDD_BOOST یعنی «ولتاژ افزایش‌یافته VDD».
• منبع تغذیه و کاربرد: VDD_BOOST معمولاً خروجی یک تقویت‌کنندهٔ افزاینده (بوست‌کانورتر) در بخش پاور است. هدف آن ارائه ولتاژ بالاتری نسبت به VBAT برای تثبیت جریان در وضعیت‌های مختلف کاری است (مثلاً وقتی باتری ضعیف است یا برای شارژ سریع). در برخی گزارش‌ها (آیفون ۷) اشاره شده که این خط متصل به خروجی مدار تغذیه‌ی اصلی بوده و عملکرد آن مشابه VDD_MAIN است.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: مشابه VDD_MAIN در بخش تغذیه اصلی گوشی دیده می‌شود. معمولاً کنار رگولاتور اصلی یا بخش PMIC است.
• ولتاژ نرمال: حدود همان ۴ ولت (مشابه VDD_MAIN) است.
• نکات تست و اندازه‌گیری: اگر در این خط اشکال وجود داشته باشد (مثلاً اتصال کوتاه)، می‌تواند مانع روشن شدن دستگاه شود. تست با مولتی‌متر و بررسی بارگذاری خطوط (مثل استفاده از جریان‌دهنده) می‌تواند محل خرابی را مشخص کند.

V_ENABLE

• تعریف: خط «Enable» یا فعال‌سازی ولتاژ.
• مخفف و معنای کامل: V_ENABLE مخفف «Voltage Enable» است.
• منبع تغذیه و کاربرد: این اصطلاح معمولاً در مدارهای پاور به سیگنال فعال‌سازی منابع اطلاق می‌شود. به‌طور خاص، ممکن است به یک خط منطقی اشاره کند که برای روشن/خاموش کردن برخی مبدل‌ها یا بخش‌های قدرت به‌کار می‌رود. برای مثال، در برخی طراحی‌ها وقتی ولتاژ کنترل (ENABLE) فعال است، رگولاتور روشن می‌شود.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: بسته به طراحی می‌تواند یک پین کنترل روی PMIC یا رگولاتور باشد. گاهی در شماتیک آن را به‌صورت EN، PWR_EN یا مشابه V_ENABLE می‌بینیم.
• ولتاژ نرمال: معمولاً یک سطح منطقی (مثلاً ۰ یا ۱٫۸ ولت) است که فعال بودن (به‌معنی روشن بودن ولتاژ) را نشان می‌دهد. اگر این خط غیرفعال باشد، خروجی منبع ولتاژ مربوطه قطع می‌شود.
• نکات تست و اندازه‌گیری: هنگام تعمیر باید بررسی شود که سیگنال فعال‌سازی صحیح دریافت می‌شود. با مولتی‌متر دیجیتال می‌توان این خط را پیگیری کرد. اگر ولتاژ Enable نباشد، رگولاتور مربوطه خاموش خواهد بود و ولتاژهای خروجی ظاهر نمی‌شوند.

V_ALWAYS

• تعریف: ولتاژ «همیشه‌روشن» یا همیشه فعال.
• مخفف و معنای کامل: V_ALWAYS ممکن است به «Voltage Always On» اشاره کند.
• منبع تغذیه و کاربرد: این اصطلاح برای ولتاژهایی به‌کار می‌رود که همواره (حتی زمانی که گوشی خاموش است یا در حالت استندبای) برقرارند. معمولاً مدارهای کم‌مصرف مثل ساعت زمان واقعی (RTC) یا بخشی از مدیریت انرژی به V_ALWAYS نیاز دارند تا اطلاعات ضروری را نگه دارند.
• محل مشاهده در برد/ای‌سی: معمولاً در شماتیک بخشی از رگولاتورهای کم‌مصرف وجود دارد (مثلاً LDO فرعی) که همیشه فعال است. این ولتاژ غالباً در مدار PMIC یا نزدیک آی‌سی تایمر دیده می‌شود.
• ولتاژ نرمال: معمولاً یکی از ولتاژهای استاندارد پایین (مثلاً ۱٫۸ یا ۳٫۰ ولت) است که همواره برقرار است.
• نکات تست و اندازه‌گیری: بررسی کنید در حالت خاموش بودن گوشی این ولتاژ برقرار باشد. قطع بودن V_ALWAYS می‌تواند باعث از دست رفتن حافظه‌های فرّار یا تنظیمات داخلی شود.

سخن پایانی

آشنایی با اصطلاحات ولتاژی در تعمیرات موبایل، پایه و اساس درک مسیر تغذیه در برد گوشی است.
شناخت مفاهیم VCC، VDD، VBAT، VCHG و V_ALWAYS به شما در عیب‌یابی سریع‌تر و دقیق‌تر کمک می‌کند.
این ولتاژها با نقشه‌خوانی و بررسی نقاط کلیدی برد، مسیر شارژ و روشن شدن دستگاه را مشخص می‌کنند.
تکنسین‌های مبتدی با یادگیری این مفاهیم، می‌توانند از سردرگمی در تست ولتاژهای برد نجات پیدا کنند.
برای تکنسین‌های حرفه‌ای، تسلط بر این ولتاژها ابزار مهمی برای رفع عیب‌های پیچیده و تعمیر اقتصادی است.
در نهایت، یادگیری عملی این اصطلاحات، مسیر رشد شما در تعمیرات موبایل و افزایش درآمدتان را هموار می‌کند.