1.0 Sistema de Carga Parte 1

1. Línea VBUS:

  • Descripción:
    • Es la línea principal que transporta el voltaje de entrada desde el cargador hacia el circuito de carga. En configuraciones estándar USB, VBUS proporciona 5V con una corriente nominal de 500mA a 3A, dependiendo del protocolo (USB 2.0, 3.0, QC, o PD).
  • Importancia:
    • Es la fuente primaria de energía. Su estabilidad es crítica para que el PMIC pueda regular correctamente la carga.
  • Fallas Comunes:
    • Caída de voltaje: Provocada por un cable de mala calidad, conectores dañados o filtros defectuosos.
    • Interrupción: Fusibles abiertos o pistas interrumpidas.
    • Ruido o fluctuaciones: Puede afectar la funcionalidad del PMIC.
  • Diagnóstico:
    • Medir el voltaje en la entrada (conector USB) y la salida hacia el PMIC.
    • Verificar la resistencia de continuidad en la línea para descartar fusibles abiertos.
  • Problemas que puede generar:
    • Dispositivo no carga.
    • Carga lenta debido a insuficiente corriente.

2. Líneas CC1 y CC2 (USB-C):

  • Descripción:
    • Estas líneas están presentes en conectores USB-C y se utilizan para la negociación de energía (Power Delivery, PD). También determinan la orientación del conector.
  • Importancia:
    • Permiten que el cargador y el dispositivo negocien voltajes y corrientes superiores a los estándares básicos (como 9V, 12V, o más en PD).
    • Determinan la polaridad del conector.
  • Fallas Comunes:
    • Resistencias de pull-up/pull-down incorrectas: Impiden la negociación del perfil de carga rápida.
    • Desconexión: Daño en pistas o en el conector USB.
  • Diagnóstico:
    • Medir las resistencias asociadas en CC1 y CC2 (usualmente en el rango de kilo-ohms).
    • Confirmar mediante osciloscopio la señal de negociación con el cargador.
  • Problemas que puede generar:
    • El dispositivo no activa la carga rápida.
    • Corriente limitada a 500mA o menos.

3. Línea ID:

  • Descripción:
    • En conectores micro-USB, esta línea se utiliza para identificar el tipo de cargador (estándar, OTG, etc.).
    • En USB-C, puede ser utilizada para funciones adicionales como activar periféricos.
  • Importancia:
    • Permite al dispositivo distinguir entre un cargador estándar y un cargador rápido.
  • Fallas Comunes:
    • Resistencia incorrecta: Provoca una identificación errónea del cargador.
    • Cortocircuito o desconexión: El dispositivo puede interpretar que no hay cargador conectado.
  • Diagnóstico:
    • Medir la resistencia entre la línea ID y tierra.
    • Verificar continuidad y ausencia de cortocircuitos.
  • Problemas que puede generar:
    • El dispositivo se carga lentamente o no se carga en absoluto.
    • Fallas en la conexión OTG.

4. Línea de Datos Positivo (D+) y Datos Negativo (D-):

  • Descripción:
    • Estas líneas son parte del protocolo USB y transmiten información digital entre el dispositivo y el cargador o computadora.
    • En carga rápida (como QC), se usan para negociar perfiles de voltaje y corriente.
  • Importancia:
    • Son esenciales para la comunicación entre el cargador y el dispositivo. Sin ellas, el dispositivo puede limitarse al modo de carga lenta (500mA).
  • Fallas Comunes:
    • Cortocircuitos entre D+ y D-. Impide la negociación de carga rápida.
    • Conexión abierta o ruido: Interrumpe la comunicación entre los dispositivos.
  • Diagnóstico:
    • Medir los niveles de voltaje en D+ y D-. Estos suelen ser alrededor de 2V durante la negociación de carga.
    • Usar un analizador lógico para verificar los paquetes de datos en la línea.
  • Problemas que puede generar:
    • El dispositivo no negocia correctamente el perfil de carga.
    • Carga limitada al modo básico.

Interdependencia de las Líneas y su Diagnóstico Integral

  • La correcta operación de todas estas líneas asegura un proceso de carga eficiente. Un fallo en cualquiera de ellas puede limitar el flujo de energía, provocar sobrecalentamiento o fallos en la batería.
  • En el diagnóstico avanzado, es fundamental utilizar herramientas como:
    • Multímetro: Para verificar voltajes y resistencias.
    • Osciloscopio: Para analizar señales en tiempo real.
    • Cargadores y cables de prueba: Para descartar fallas externas.