فون شماتیک | شماتیک های تلفن همراه
جلسه 7 : آشنایی با LDO در برد موبایل
LDO چیست؟
LDO مخفف عبارت Low Dropout Regulator به معنی رگولاتور با افت ولتاژ کم است.
LDO یکی از قطعات مهم در مدار تغذیه برد موبایل است که وظیفه اصلی آن تولید یک ولتاژ مشخص و پایدار از یک ولتاژ ورودی بالاتر است.
به زبان ساده، LDO را می‌توانیم مثل یک تنظیم‌کننده ولتاژ در نظر بگیریم.
برای مثال، اگر یک مدار به ولتاژ 1.8V نیاز داشته باشد، ممکن است LDO ولتاژ بالاتری مانند 2.8V یا 3.3V را دریافت کرده و در خروجی یک ولتاژ ثابت 1.8V ایجاد کند.
چرا در موبایل از LDO استفاده میشود؟
مدارهای مختلف روی برد موبایل به ولتاژهای متفاوتی نیاز دارند.
برای مثال ممکن است یک بخش از برد به:
1.2V
1.8V
2.8V
3.0V
نیاز داشته باشد.
به همین دلیل مدار تغذیه باید بتواند برای قسمت‌های مختلف، ولتاژ مناسب را فراهم کند.
LDO یکی از قطعاتی است که این وظیفه را بر عهده دارد و معمولاً برای تأمین ولتاژ قسمت‌هایی مانند:
دوربین
سنسورها
حافظه
بخش‌های مختلف پردازنده
مدارهای ارتباطی
برخی قسمت‌های صوتی و تصویری
استفاده میشود.
پایه‌های LDO
بسته به نوع و مدل LDO، تعداد پایه‌ها و نام‌گذاری آنها ممکن است متفاوت باشد، اما در بسیاری از LDOها با پایه‌های زیر روبه‌رو می‌شویم:
VIN – ورودی ولتاژ
پایه VIN ولتاژی را دریافت می‌کند که قرار است توسط LDO تنظیم شود.
مثلاً:
VIN = 2.8V
VOUT – خروجی ولتاژ
پایه VOUT ولتاژ تنظیم‌شده را به مدار موردنظر تحویل می‌دهد.
مثلاً:
VIN = 2.8V
و
VOUT = 1.8V
در این حالت LDO ولتاژ 2.8 ولت را دریافت کرده و 1.8 ولت را در خروجی ایجاد می‌کند.
GND – زمین
پایه GND به زمین مدار متصل میشود و مرجع ولتاژ مدار است.
EN – فعال‌سازی
در بسیاری از LDOها پایه‌ای با نام EN یا Enable وجود دارد.
این پایه مشخص می‌کند که LDO باید فعال باشد یا خاموش.
به زبان ساده:
EN فعال → LDO روشن
EN غیرفعال → LDO خاموش
البته نحوه فعال شدن EN بسته به طراحی مدار و نوع LDO می‌تواند متفاوت باشد.
یک مثال ساده
فرض کنیم روی یک برد موبایل یک LDO داریم که برای یک بخش خاص استفاده شده است.
ورودی آن:
VIN = 3.0V
و خروجی موردنیاز مدار:
VOUT = 1.8V
LDO ولتاژ 3 ولت را دریافت می‌کند و آن را به یک ولتاژ پایدار 1.8 ولت تبدیل می‌کند.
بنابراین می‌توانیم به شکل ساده این فرآیند را نمایش دهیم:
3.0V → LDO → 1.8V
این یکی از ساده‌ترین مثال‌ها برای درک عملکرد LDO است.
آیا LDO برق را تقویت می‌کند؟
خیر.
LDO وظیفه تولید ولتاژ بالاتر از ورودی را ندارد.
اگر ورودی LDO برابر 1.8V باشد، نمی‌توانیم انتظار داشته باشیم خروجی آن 3.3V شود.
LDO معمولاً برای تبدیل یک ولتاژ بالاتر به یک ولتاژ پایین‌تر استفاده میشود.
برای تولید ولتاژ بالاتر از ورودی، معمولاً از مدارهایی مانند Boost Converter استفاده میشود.
تفاوت LDO با رگولاتورهای سوئیچینگ
در برد موبایل علاوه بر LDO، رگولاتورهای سوئیچینگ نیز وجود دارند.
LDO معمولاً ساختار ساده‌تری دارد و برای ایجاد ولتاژهای نسبتاً کم و پایدار در قسمت‌های مختلف مدار استفاده میشود و در نقشه با حرف U نمایش داده میشود.
اما رگولاتورهای سوئیچینگ مانند Buck و Boost می‌توانند با بازده بالاتر، ولتاژ را کاهش یا افزایش دهند.
بنابراین به صورت خیلی ساده:
LDO → معمولاً کاهش و تنظیم ولتاژ
Buck → کاهش ولتاژ
Boost → افزایش ولتاژ
نکته مهم برای تعمیرکار
در تعمیرات موبایل، صرفاً دانستن اینکه یک LDO وجود دارد کافی نیست.
باید بتوانیم تشخیص دهیم:
ولتاژ ورودی LDO وجود دارد یا خیر؟
LDO فعال میشود یا خیر؟
ولتاژ خروجی آن درست است یا خیر؟
خروجی LDO اتصال کوتاه دارد یا خیر؟
مصرف‌کننده‌ای که به خروجی LDO متصل است دچار مشکل شده یا خود LDO؟
اما روش تست و عیب‌یابی LDO با مولتی‌متر را در بخش آموزش کار با مولتی‌متر و تست ولتاژ روی برد، به صورت عملی بررسی خواهیم کرد.
جمع‌بندی
LDO یکی از قطعات مهم در مدار تغذیه موبایل است که وظیفه آن تأمین یک ولتاژ پایین‌تر و پایدار برای بخش‌های مختلف مدار است.
برای شناخت اولیه LDO کافی است این چهار مورد را به خاطر بسپاریم:
VIN = ورودی
VOUT = خروجی
GND = زمین
EN = فعال‌سازی
در مراحل بعدی آموزش، یاد می‌گیریم چگونه با استفاده از مولتی‌متر، ورودی و خروجی LDO را بررسی کنیم و از روی ولتاژهای اندازه‌گیری‌شده، به عیب‌یابی مدار برسیم.
LDO چیست؟
LDO مخفف عبارت Low Dropout Regulator به معنی رگولاتور با افت ولتاژ کم است.
LDO یکی از قطعات مهم در مدار تغذیه برد موبایل است که وظیفه اصلی آن تولید یک ولتاژ مشخص و پایدار از یک ولتاژ ورودی بالاتر است.
به زبان ساده، LDO را می‌توانیم مثل یک تنظیم‌کننده ولتاژ در نظر بگیریم.
برای مثال، اگر یک مدار به ولتاژ 1.8V نیاز داشته باشد، ممکن است LDO ولتاژ بالاتری مانند 2.8V یا 3.3V را دریافت کرده و در خروجی یک ولتاژ ثابت 1.8V ایجاد کند.
چرا در موبایل از LDO استفاده میشود؟
مدارهای مختلف روی برد موبایل به ولتاژهای متفاوتی نیاز دارند.
برای مثال ممکن است یک بخش از برد به:
1.2V
1.8V
2.8V
3.0V
نیاز داشته باشد.
به همین دلیل مدار تغذیه باید بتواند برای قسمت‌های مختلف، ولتاژ مناسب را فراهم کند.
LDO یکی از قطعاتی است که این وظیفه را بر عهده دارد و معمولاً برای تأمین ولتاژ قسمت‌هایی مانند:
دوربین
سنسورها
حافظه
بخش‌های مختلف پردازنده
مدارهای ارتباطی
برخی قسمت‌های صوتی و تصویری
استفاده میشود.
پایه‌های LDO
بسته به نوع و مدل LDO، تعداد پایه‌ها و نام‌گذاری آنها ممکن است متفاوت باشد، اما در بسیاری از LDOها با پایه‌های زیر روبه‌رو می‌شویم:
VIN – ورودی ولتاژ
پایه VIN ولتاژی را دریافت می‌کند که قرار است توسط LDO تنظیم شود.
مثلاً:
VIN = 2.8V
VOUT – خروجی ولتاژ
پایه VOUT ولتاژ تنظیم‌شده را به مدار موردنظر تحویل می‌دهد.
مثلاً:
VIN = 2.8V
و
VOUT = 1.8V
در این حالت LDO ولتاژ 2.8 ولت را دریافت کرده و 1.8 ولت را در خروجی ایجاد می‌کند.
GND – زمین
پایه GND به زمین مدار متصل میشود و مرجع ولتاژ مدار است.
EN – فعال‌سازی
در بسیاری از LDOها پایه‌ای با نام EN یا Enable وجود دارد.
این پایه مشخص می‌کند که LDO باید فعال باشد یا خاموش.
به زبان ساده:
EN فعال → LDO روشن
EN غیرفعال → LDO خاموش
البته نحوه فعال شدن EN بسته به طراحی مدار و نوع LDO می‌تواند متفاوت باشد.
یک مثال ساده
فرض کنیم روی یک برد موبایل یک LDO داریم که برای یک بخش خاص استفاده شده است.
ورودی آن:
VIN = 3.0V
و خروجی موردنیاز مدار:
VOUT = 1.8V
LDO ولتاژ 3 ولت را دریافت می‌کند و آن را به یک ولتاژ پایدار 1.8 ولت تبدیل می‌کند.
بنابراین می‌توانیم به شکل ساده این فرآیند را نمایش دهیم:
3.0V → LDO → 1.8V
این یکی از ساده‌ترین مثال‌ها برای درک عملکرد LDO است.
آیا LDO برق را تقویت می‌کند؟
خیر.
LDO وظیفه تولید ولتاژ بالاتر از ورودی را ندارد.
اگر ورودی LDO برابر 1.8V باشد، نمی‌توانیم انتظار داشته باشیم خروجی آن 3.3V شود.
LDO معمولاً برای تبدیل یک ولتاژ بالاتر به یک ولتاژ پایین‌تر استفاده میشود.
برای تولید ولتاژ بالاتر از ورودی، معمولاً از مدارهایی مانند Boost Converter استفاده میشود.
تفاوت LDO با رگولاتورهای سوئیچینگ
در برد موبایل علاوه بر LDO، رگولاتورهای سوئیچینگ نیز وجود دارند.
LDO معمولاً ساختار ساده‌تری دارد و برای ایجاد ولتاژهای نسبتاً کم و پایدار در قسمت‌های مختلف مدار استفاده میشود و در نقشه با حرف U نمایش داده میشود.
اما رگولاتورهای سوئیچینگ مانند Buck و Boost می‌توانند با بازده بالاتر، ولتاژ را کاهش یا افزایش دهند.
بنابراین به صورت خیلی ساده:
LDO → معمولاً کاهش و تنظیم ولتاژ
Buck → کاهش ولتاژ
Boost → افزایش ولتاژ
نکته مهم برای تعمیرکار
در تعمیرات موبایل، صرفاً دانستن اینکه یک LDO وجود دارد کافی نیست.
باید بتوانیم تشخیص دهیم:
ولتاژ ورودی LDO وجود دارد یا خیر؟
LDO فعال میشود یا خیر؟
ولتاژ خروجی آن درست است یا خیر؟
خروجی LDO اتصال کوتاه دارد یا خیر؟
مصرف‌کننده‌ای که به خروجی LDO متصل است دچار مشکل شده یا خود LDO؟
اما روش تست و عیب‌یابی LDO با مولتی‌متر را در بخش آموزش کار با مولتی‌متر و تست ولتاژ روی برد، به صورت عملی بررسی خواهیم کرد.
جمع‌بندی
LDO یکی از قطعات مهم در مدار تغذیه موبایل است که وظیفه آن تأمین یک ولتاژ پایین‌تر و پایدار برای بخش‌های مختلف مدار است.
برای شناخت اولیه LDO کافی است این چهار مورد را به خاطر بسپاریم:
VIN = ورودی
VOUT = خروجی
GND = زمین
EN = فعال‌سازی
در مراحل بعدی آموزش، یاد می‌گیریم چگونه با استفاده از مولتی‌متر، ورودی و خروجی LDO را بررسی کنیم و از روی ولتاژهای اندازه‌گیری‌شده، به عیب‌یابی مدار برسیم.
