Как проверить контроллер заряда батареи телефона

Тайна чёрного экрана: что делать, если ваше устройство Android не включается

Как говорил в своё время Воланд: «Беда не в том, что человек смертен, а в том, что он внезапно смертен». То же самое можно сказать и о наших электронных друзьях — смартфонах и планшетах. Ещё полчаса назад он таинственно мерцал экраном и качал в наушниках басы, а теперь лежит чёрный, холодный и никак не реагирует на ваши попытки его оживить: не включается, не заряжается. Такая же беда может подстеречь и при покупке бывшего в употреблении устройства. Да и купленные по акционным ценам на распродажах аппараты могут неприятно удивить владельца. Из-за чего смартфон уходит в глубокую кому и как его из этого состояния вывести — тема нашей небольшой инструкции по оказанию неотложной помощи.

Почему не включается устройство

Проблема аппарата, не подающего признаков жизни, — едва ли не самая распространённая в мире цифровых гаджетов. Как и в большинстве аварийных ситуаций, правильно поставленный диагноз — 99% успеха.

Смартфон или планшет могут не включаться из-за программных проблем, поломок аппаратной части или неисправностей аккумуляторной батареи. Причин, из-за которых устройство не включается, — вагон и маленькая тележка.

Неисправность зарядного устройства

Зарядные устройства компактны, работают в тяжёлом тепловом режиме и поэтому часто выходят из строя. Самый правильный способ проверки — при помощи вольтметра убедиться, что на выходе блока питания присутствует постоянное напряжение 5 В. Если такой возможности нет, нужно подключить к этому блоку питания другой, работающий смартфон и проверить, идёт ли зарядка.

Повреждение кабеля USB

Кабели выходят из строя гораздо чаще блоков питания. Провод перегибается, а зарядный штекер расшатывается при многократных подключениях/отключениях. В какой-то момент электрический контакт нарушается, ток через кабель уже не идёт. Нет тока — нет зарядки. Кабель проверяется подключением к заведомо исправному блоку питания и рабочему смартфону.

Глубокий разряд аккумуляторной батареи

Проблема глубокого разряда характерна для устройств, которые долго лежали без использования/зарядки или находились на складском хранении. Причина заключается в том, что даже у выключенного смартфона аккумулятор разряжается за счёт саморазряда и потребления тока дежурными цепями. Рабочее напряжение литий-полимерного аккумулятора — 3,6–3,7 В. Если напряжение батареи упадёт ниже 3,2 В, контроллер заряда смартфона не сможет зарядить его из-за алгоритма работы. Чтобы удостовериться в проблеме глубокого разряда, нужно снять батарею с устройства и подключить её к вольтметру.

Выход из строя аккумуляторной батареи

Оригинальный аккумулятор рассчитан примерно на 500 циклов заряда/разряда. В течение срока эксплуатации его ёмкость падает. В один прекрасный момент ёмкость батареи становится настолько маленькой, что она уже не может заряжаться. Такая неисправность легко отслеживается, так как с ёмкостью батареи падает и время работы устройства.

Отдельным пунктом рассмотрим выход из строя батареи от перегрева. Чаще всего от этого страдают бескорпусные литий-полимерные аккумуляторы в планшетах и некоторых смартфонах с несъёмной батареей. Из-за высокой температуры в герметичном аккумуляторе начинается газообразование, он вспучивается. Если его вовремя не заменить, последствия могут быть самые плачевные.

При потере герметичности батарея загорится или взорвётся, кроме того, увеличиваясь в размерах от газов, аккумулятор может повредить собой внутренности смартфона. Раздавленные изнутри экраны и сенсоры не редкость.

Неисправность контроллера заряда в смартфоне или планшете

Часть электронной схемы смартфона предназначена для заряда аккумулятора при подключении сетевого устройства. Контроллер заряда следит за остаточной ёмкостью батареи, заряжает её при низком уровне и прекращает заряд по достижению 100 %. При подключении неоригинального зарядного устройства, кабеля с коротким замыканием или броска напряжения в электросети контроллер заряда может выйти из строя. После этого смартфон не сможет заряжать батарею, хотя будет прекрасно работать от заряженной батареи или от блока питания.

Ремонт контроллера питания на плате планшета — недешёвое удовольствие. Если ваше устройство немолодое, целесообразнее будет питать его через Micro-USB порт с помощью внешней батареи (PowerBank), так как ремонт может превысить стоимость вашего любимца на вторичном рынке.

Устранение проблем с питанием

Сетевое зарядное устройство и кабель проверены. Теперь мы точно знаем, что проблема в аппарате. Наша первая задача — попытаться зарядить аккумулятор.

Если батарея у смартфона съёмная, нам поможет зарядное устройство, называемое в народе «Лягушка».

Подключите аккумулятор к «Лягушке» и заряжайте в течение 2–3 часов. Затем установите его обратно в смартфон. Если смартфон запустился — подключите его родное зарядное устройство и контролируйте заряд. Не заряжается — неисправен контроллер заряда. Весело шагаете с аппаратом в сервис-центр.

В случае глубоко разряда аккумулятора алгоритм действий будет несколько сложнее. Если вы не умеете держать в руках паяльник, лучше обратиться в сервисный центр или купить новую батарею. Полны решимости сделать всё сами? Приступим:

1. Извлеките из устройства батарею. Если батарея несъёмная, разберите смартфон, отключите разъём батареи или отпаяйте её провода от платы.
2. При помощи вольтметра измерьте напряжение на контактах, маркированных «+» и «-». В случае несъёмной батареи это будут красный «+» и чёрный «-» провода. Если напряжение ниже 3,2 В, а то и даже ноль, отпаяйте от «банки» аккумулятора его встроенный контроллер и зарядите её напрямую, подключив к зарядному устройству. Последовательно с «банкой» подключите токоограничивающий резистор или лампочку на 6–12 В.

Видео: как зарядить аккумулятор при помощи «Лягушки»

Устройство начинает загрузку, но не доводит до конца

Ваш электронный друг включается, высвечивает заставку и даже начинает грузиться. Потом гаснет и всё повторяется по новой. Эта неисправность может иметь две причины: программную и аппаратную.

Причин программного сбоя может быть много: и вирусы, и повреждённая файловая система пользовательского раздела, и бездумное использование серьёзных системных утилит. Алгоритм исправления простой — загрузка смартфона в режим Recovery и сброс на заводские настройки:

1. Выключите смартфон кнопками или извлечением аккумулятора.
2. Для загрузки в Recovery зажмите одновременно кнопку включения и громкости.

Аппаратный сбой может заключаться в том, что контроллер батареи заблокировал её, скажем, на 10–15% заряда. Смартфон при загрузке видит низкий уровень заряда и выключается. Рецепт лечения тот же, что и в случае с глубоким разрядом аккумулятора: снимаем батарею, отпаиваем контроллер от «банки», заряжаем банку зарядным устройством до 3,7–4 В. Но такое решение — паллиативное. Прошедший через глубокий разряд аккумулятор уже необратимо потерял изрядную часть своей ёмкости. Наилучшим решением будет покупка новой батареи, если есть такая возможность.

Смартфон вибрирует, но не включается

Если смартфон вибрирует, но не загружается, это говорит о разряженной до 0% батареи. Из такого состояния смартфон самостоятельно зарядить батарею не сможет. Её нужно снимать и заряжать при помощи универсального зарядного устройства, как было описано выше. При извлечении батареи оцените её состояние. Если есть следы вздутия или потери герметичности, обязательно замените её.

Не заряжайте универсальной зарядкой аккумулятор дольше 1,5–2 часов — это может повредить батарее, ведь контроля температуры и защиты от перезаряда у универсального устройства нет.

Смартфон не включается после прошивки или обновления

Прошивка прошла неудачно. Был это программный сбой или на середине процесса «потухла» батарея — уже неважно. Нужно перевести смартфон в аварийный (download) режим, повторить процесс прошивки или восстановить её. Все пользовательские данные, скорее всего, при этом погибнут. Рассмотрим такую операцию на примере смартфона семейства Galaxy фирмы Samsung:

Переведите смартфон в Download режим: одновременно нажмите кнопку включения, громкости вверх и центральную клавишу.

Устройство заряжается, но не включается

В этом случае причин может быть несколько:

• аккумулятор сильно разряжен и смартфону нужно несколько часов, чтобы поднять уровень заряда до значения, достаточного для старта операционной системы. Убедитесь, что к устройству подключена его зарядка, которая обеспечит нужный зарядный ток. Если пробовать заряжать смартфон маломощной зарядкой, заряжаться он будет вечно.
• при обновлении прошивки был повреждён загрузчик и теперь операционная система просто не может стартовать. В этом случае требуется перепрошивка сервисными программами: Odin, SP Flashtool или подобными. Это очень непростая процедура. Если вы никогда не занимались такой перепрошивкой, лучше обратиться в сервисный центр.

Конечно же, покупая новый смартфон, нужно всесторонне проверять его в магазине. Но при покупках на интернет-площадках такой возможности может и не быть. И вернуть проблемный агрегат зачастую непросто. Дело в том, что лежать на складе новый смартфон может долгими месяцами, всё это время его аккумулятор разряжается и вполне может дойти до такого нижнего порога, когда будет заблокирован контроллером заряда.

Кнопки, гнёзда и контакты

Вскользь упомянем о нескольких частых отказах механического характера:

• сломана кнопка включения смартфона. Из всех кнопок она нажимается чаще всего, так как служит и кнопкой гашения экрана. Ресурс её не бесконечен, и в какой-то момент она ломается. А без кнопки включения включить смартфон нельзя. Вот такая тавтология;
• сломано гнездо USB в смартфоне. Неаккуратно подключая и отключая кабель, можно привести в негодность не только его, но и гнездо USB в самом смартфоне. И если кабель можно просто купить новый, то гнездо придётся менять у специалистов сервисного центра;
• окислены контакты подключения аккумулятора. Чаще всего такая проблема возникает после «купания», попадания смартфона в жидкость. Можно попытаться очистить контакты самому при помощи ластика средней твёрдости, но лучше обратиться в сервис, ведь жидкость проникла куда глубже разъёма подключения аккумулятора.

Видео: что делать, если зависает или не включается телефон

Профилактика дешевле ремонта

Чтобы ваш любимец не попал на операционный стол к сервисным инженерам, а кошелёк не стал ощутимо легче, стоит выполнять ряд простых правил:

• заряжайте смартфон только оригинальным зарядным устройством и родным кабелем;
• аккуратно подключайте к устройству кабель зарядки, избегая боковых нагрузок на гнездо;
• раз в полтора-два месяца осматривайте аккумулятор на предмет отсутствия повреждений и вздутий;
• не роняйте смартфон и держите его подальше от воды;
• избегайте сильного нагрева устройства, не оставляйте смартфон на открытом солнце.

Если ваше устройство не включается или не заряжается, первым делом нужно самостоятельно попробовать найти проблему и устранить её. И хотя некоторые неисправности гарантированно сделают вас клиентом сервисного центра, несложные причины позволят обойтись простыми недорогими решениями, защищая ваш кошелёк и повышая самооценку.

Контроллер питания: что это?

Контроллер питания — что это? В данной статье речь пойдёт о маленькой составляющей вашего гаджета, например мобильного телефона или планшета. Технологии давно не стоят на месте, поэтому различные сбои могут возникать, казалось бы, по непонятным причинам.

Что это такое?

Это очень маленькая микросхема, которая припаяна к плате вашего мобильного телефона, обычно рядом с разъемом для зарядки. Для чего нужен контроллер питания?

Он регулирует процесс подачи электрического тока к батарее вашего мобильного устройства и, как правило, достаточно технологичен, чтобы определить, например, что ваш телефон уже полностью заряжен. В таком случае процесс подачи энергии просто останавливается, а на дисплее смартфона появляется надпись, которая сообщает о том, что аккумулятор вашего устройства заряжен. Возможно, он также предохраняет ваш аппарат от зарядных устройств более высокого напряжения, не давая смартфону выйти из строя.

Сломался контроллер питания в телефоне, как проверить?

Если ваш мобильный телефон вдруг перестал заряжаться или батареи хватает всего на несколько часов, то, вероятнее всего, причина именно в этой неполадке. Вариантов проверки, в принципе, не так много. Можно попытаться зарядить телефон чуть дольше обычного или полностью разрядить и зарядить батарею. Если поломка серьёзная, то, вероятнее всего, подобные действия ни к чему не приведут, а телефон рано или поздно просто откажется включаться.

Также бывает вариант, когда смартфон начинает постоянно перезагружаться — виной этому опять же контроллер питания. Циклов перезагрузки при этом может быть крайне много — пока не разрядится батарея. Однако возможны и другие причины такого поведения вашего гаджета.

Другие поломки

Возможно, виной странного поведения вашего телефона является другая неисправность. Перезагрузки и выключения — это не обязательно вышедший из строй контроллер питания. Виной может быть батарея.

Однако тут всё немного проще. В случае с батареей в первую очередь следует убедиться, нет ли на ней признаков повреждения или, например, чрезмерного перегрева. Если у вас монолитная батарея (как в Iphone), то лучше обратиться в сервисный центр.

Если вы можете вытащить и осмотреть аккумулятор (есть такая техническая возможность) и на нём есть видимые признаки повреждений: вздутия, вогнутости и т. д.), то лучше попытаться заменить его по гарантии либо купить новый, в зависимости от вашей ситуации.

Относительно самостоятельного ремонта

Не суть важно, что сломалось в вашем телефоне: батарея или контроллер питания, настоятельно не рекомендуется производить ремонт самостоятельно. Лучше дойти до ближайшего сервисного центра и позволить решить проблему профессионалам. Самостоятельный ремонт чаще всего приводит к полному выходу смартфона из строя.

Ведь для его осуществления требуется специальный инструмент, возможно, дополнительные части (тот же контроллер питания, только новый) и многие другие детали.

Как продлить срок службы?

Разобравшись в том, что же такое контроллер питания, можно дать несколько полезных, пусть и не новых, рекомендаций о том, как продлить работу вашего гаджета.

Самое главное — не использовать зарядные устройства других производителей. Несмотря на то что кругом говорят, что такая замена безопасна — лучше не рисковать лишний раз. Небольшая разница в напряжении, которая может быть вызывана чем угодно, вплоть до различных материалов изготовителей устройств, вполне способна вывести из строя и контроллер питания, и аккумулятор.

Что касается самого устройства, то, кроме зарядных устройств, лучше не пользоваться батареями от других гаджетов. Конечно, эра поддельных аккумуляторов практически прошла, но, возможно, остались совместимые устройства.

Ну и последний, вполне логичный совет — избегайте влаги. Если ваше устройство не защищено от воды, то лучше лишний раз его не мочить.

Итоги

Теперь вы можете ответить на вопрос: «Контроллер питания в телефоне — что это такое?» Однако не пытайтесь самостоятельно чинить эту деталь. Без необходимого опыта и инструмента это, вероятнее всего, доломает ваш смартфон. Лучше обратиться в специальную ремонтную мастерскую, где имеют опыт работы с подобными поломками.

Кроме того, если вы замечаете такие признаки, как, например, частые перезагрузки при полной батарее, быстрая разрядка, и то, что ваш смарфтон не видит зарядное устройство, — это опять же повод отнести телефон мастерам.

Как проверить батарейку и аккумулятор телефона мультиметром

Источники питания имеют множество характеристик, которые определяют эффективность выполнения ими своих функций. Например, если стандартная батарейка, вставляющаяся в материнскую плату компьютера или ноутбука, перестаёт выдавать положенные ей 3 вольта, базовая система ввода-вывода устройства (или BIOS) лишается возможности хранить данные о конфигурации. При этом через несколько минут после прекращения подачи питания сбиваются внутренние часы компьютера, параметры накопителей и порядок загрузки.

Это чревато выходом техники из строя или, даже при наличии специальных знаний, необходимостью при каждом включении заново вносить изменения в конфигурацию.

Другой пример — «пальчиковые» батарейки или аккумуляторы. Если такой элемент питания перестанет выдавать требуемую величину силы тока, устройство, которое от него работает, может перестать корректно выполнять свои функции. Пульт от телевизора откажется переключать каналы или включать — выключать его, переносной радиоприёмник перестанет ловить любимые станции, а фотоаппарат совсем перестанет работать.

Тестеры для батареек

Чтобы все эти элементы проверить на работоспособность, используются тестеры батареек. Это недорогие и простые в использовании приборы, способные выводить показания основных характеристик батарейки или аккумулятора на аналоговый или цифровой экран. Идеальны для применения в домашних условиях, когда можно обойтись без использования специализированной аппаратуры. В основном измеряются показания выдаваемого напряжения и в некоторых случаях — силы тока от батарейки.

С помощью такого устройства можно проверить:

• Батарейки с диапазоном рабочих напряжений 1,5−9 В. Сюда входят как привычные форм-факторы типа АА, ААА и никель-маталлгидридные (MN).
• Аккумуляторы типа «Крона» и другие с рабочим напряжением в 9 вольт.
• Литий-ионные и литий — полимерные аккумуляторные батареи, работающие на 3,7 В: 18 650, 17 335, 26 650 и другие.

Длина питающего элемента не должна превышать 7 см.

Такой прибор можно собрать и своими руками, на основе популярных плат Arduino. Схемы и требуемые скетчи для прошивки можно легко найти в интернете.

Если вас интересует, как проверить батарейку тестером, не беспокойтесь. Принцип действия очень прост — с помощью специального фиксатора, способного регулировать расстояние между контактами прибора для замера различных форм-факторов, подсоединяем батарейку или аккумулятор к соответствующим клеммам. Важно не перепутать полярность, в этом помогают нанесённые обозначения. После этого смотрим на экран и сверяем полученное значение с номиналом, указанным на батарейке.

Если она должна выдавать полтора вольта, а показывает около одного или даже меньше, следует обязательно её заменить. Такие батарейки считаются разрядившимися. Если показатель отличается в меньшую сторону менее, чем на 10−15 процентов, элемент сможет выдавать требуемые значения ещё какое-то время, но лучше не рисковать и тоже заменить его. При равных или немного более высоких показателях батарейка считается исправной и пригодной. Похожим образом можно выполнить и такую задачу, как проверить ёмкость аккумулятора тестером.

Проверка элементов питания мультиметром

Кроме тестеров, можно воспользоваться более универсальным средством. Мультиметр позволяет не только измерять значения силы тока или напряжения, но и регистрировать пробои, обрывы проводов, если таковые выводятся из аккумулятора, определять целостность обмоток различных трансформаторов и многое другое.

Для получения значений используется пара щупов, как правило, красного и чёрного цвета, соответствующих полярностям «плюс» и «минус». Это существенно облегчает процесс, позволяя избегать ошибок полярности. Все мультиметры оснащены цифровым экраном и переключателем режимов. Измерить с его помощью получится:

• Величину постоянного и переменного токов.
• Напряжение различных электротехнических деталей и соединений.
• Сопротивление этих деталей.
• Частоту гармоничного сигнала.
• Индуктивность катушек.
• Электроёмкость (величину заряда).

Дополнительные функции прибора включают в себя:

• Прозвонку электрических цепей с низким (менее 50 Ом) сопротивлением. При этом измеряется сопротивление с последующей звуковой индикацией. Функция полезна для определения коротких замыканий на печатных платах различных устройств.
• Генерацию простейших импульсных или гармоничных тестовых сигналов.
• Измерение температуры при помощи термопары, подключающейся к разъёмам для щупов.
• Тестирование диодов и транзисторов.

Для проверки элементов питания достаточно режимов измерения величины тока и напряжения.

Измерение вольтажа батареек и аккумуляторов

Для определения величины выходного напряжения любых бытовых батареек и аккумуляторов используется один режим работы мультиметра — постоянное напряжение до 20 вольт. Это связано с тем, что на бытовом уровне не используются устройства автономного питания, выдающие большее напряжение. После выбора режима щупами мультиметра необходимо дотронуться к соответствующим контактам батарейки. На экране появляется значение, которое необходимо сравнить с номинальным.

Пальчиковые батарейки могут работать нормально в диапазоне от 1,2 до 1,35 вольт. Если значение ниже, её следует утилизировать. Аккумуляторные батареи типа «Крона» должны выдавать не менее 9 вольт, чтобы считаться пригодными. Показатели других элементов следует сверять со значениями на их корпусе.

Например, если проверяете батарейки CR2032, CR2025 и другие, применяемые для питания BIOS, они должны выдавать как минимум 3 вольта. Выполняя такое измерение, следует знать небольшую хитрость. Если батарейка выдаёт положенные 3 вольта на экране, но проблемы в работе всё равно наблюдаются, следует перепроверять значение, выставляя режим измерения в 200 вольт. Так можно определить пришедшие в негодность батарейки, которые на первый взгляд кажутся нормальными.

Определение ёмкости источников питания

Если вас интересует, как замерить ёмкость батарейки мультиметром, прежде всего стоит разобраться в самом понятии. Ёмкость — это произведение величины постоянного тока разряда элемента питания на время разряда в часах. Измеряется в миллиампер-часах и отображает время работы аккумулятора при максимальной нагрузке подключённого к нему прибора.

Таким образом, можно сделать вывод, что напрямую с помощью мультиметра проверить её нельзя. Измерение ёмкости возможно только при произведении замеров мультиметром и секундомером скорости разряда до 1 вольта и ниже, подавая на батарейку нагрузку в 0,1—0,15 ампер. Значение нагрузки умножается на время и получается необходимая величина. В качестве устройства разрядки можно использовать любой нагрузочный резистор.

Этим методом можно как проверить аккумулятор телефона мультиметром на предмет расхождения заявленной ёмкости с истинной, так и определить примерное время цикла зарядки-разрядки. Первое очень пригодится, если вы приобрели аппарат из Китая — батареи их смартфонов зачастую маркируются заведомо ложными, завышенными сведениями о ёмкости.

Правила утилизации отработанных элементов

Если показания приборов показывают, что батарейка или аккумулятор отработали своё, от них необходимо правильно избавиться. Дело в том, что вещества, содержащиеся в них, являются очень агрессивными и причиняют серьёзный вред окружающей среде. Электролит, в состав которого входят различные кислоты и щёлочи, нельзя хранить ни в каком виде дома.

Рекомендации по утилизации разрядившихся элементов питания включают в себя такие простые правила:

• Запрещено хранить такие элементы вблизи других электроприборов или внутри их. Кислота или щёлочь, которые через некоторое время проделают отверстие в корпусе, нанесут повреждения окружающим предметам.
• Разрушение батареек и аккумуляторов механическим способом не допускается. Кроме возможности попадания электролита на кожу и возникновения ожогов, следует опасаться возникновения химического пожара вследствие повреждения корпусов некоторых литий-ионных аккумуляторов. Так как литий является очень активным щелочным металлом, при попадании на открытый воздух он может воспламеняться и достаточно долго гореть. Тушить такие пожары в случае возникновения следует исключительно порошковыми или углекислотными огнетушителями.
• Выбрасывать в мусорные баки их также запрещается. В любом городе существуют пункты приёма отработанных батареек, лучше воспользоваться их услугами, ведь выбрасывая элементы питания просто так, вы подвергаете окружающую среду опасности загрязнения вредными веществами.
• Избегайте использования способов по «поджиганию» аккумуляторов — подачи на полностью истощённые элементы тока большой силы с целью возобновить возможность их зарядить. Такие манипуляции сокращают срок их службы ещё сильнее и не отличаются безопасностью.

И главное — если вы пользуетесь приборами с автономным питанием, не допускайте их перегрева. Это значительно сокращает срок их эксплуатации, приводит к порче питающих элементов и снижению возможного количества циклов заряда-разряда. Это происходит из-за того, что при повышении температуры внутри устройства значительно ускоряются процессы окисления и деградации металлических компонентов аккумуляторов и батареек.

Схема контроллера литий-ионного аккумулятора

Устройство и принцип работы защитного контроллера Li-ion/polymer аккумулятора

Если расковырять любой аккумулятор от сотового телефона, то можно обнаружить, что к выводам ячейки аккумулятора припаяна небольшая печатная плата. Это так называемая схема защиты, или Protection IC.

Из-за своих особенностей литиевые аккумуляторы требуют постоянного контроля. Давайте разберёмся более детально, как устроена схема защиты, и из каких элементов она состоит.

Рядовая схема контроллера заряда литиевого аккумулятора представляет собой небольшую плату, на которой смонтирована электронная схема из SMD компонентов. Схема контроллера 1 ячейки («банки») на 3,7V, как правило, состоит из двух микросхем. Одна микросхема управляющая, а другая исполнительная – сборка двух MOSFET-транзисторов.

На фото показана плата контроллера заряда от аккумулятора на 3,7V.

Микросхема с маркировкой DW01-P в небольшом корпусе – это по сути «мозг» контроллера. Вот типовая схема включения данной микросхемы. На схеме G1 — ячейка литий-ионного или полимерного аккумулятора. FET1, FET2 — это MOSFET-транзисторы.

Цоколёвка, внешний вид и назначение выводов микросхемы DW01-P.

Транзисторы MOSFET не входят в состав микросхемы DW01-P и выполнены в виде отдельной микросхемы-сборки из 2 MOSFET транзисторов N-типа. Обычно используется сборка с маркировкой 8205, а корпус может быть как 6-ти выводной (SOT-23-6), так и 8-ми выводной (TSSOP-8). Сборка может маркироваться как TXY8205A, SSF8205, S8205A и т.д. Также можно встретить сборки с маркировкой 8814 и аналогичные.

Вот цоколёвка и состав микросхемы S8205A в корпусе TSSOP-8.

Два полевых транзистора используются для того, чтобы раздельно контролировать разряд и заряд ячейки аккумулятора. Для удобства их изготавливают в одном корпусе.

Тот транзистор (FET1), что подключен к выводу OD (Overdischarge) микросхемы DW01-P, контролирует разряд аккумулятора – подключает/отключает нагрузку. А тот (FET2), что подключен к выводу OC (Overcharge) – подключает/отключает источник питания (зарядное устройство). Таким образом, открывая или закрывая соответствующий транзистор, можно, например, отключать нагрузку (потребитель) или останавливать зарядку ячейки аккумулятора.

Давайте разберёмся в логике работы микросхемы управления и всей схемы защиты вцелом.

Защита от перезаряда (Overcharge Protection).

Как известно, перезаряд литиевого аккумулятора свыше 4,2 – 4,3V чреват перегревом и даже взрывом.

Если напряжение на ячейке достигнет 4,2 – 4,3V (Overcharge Protection Voltage — V_OCP), то микросхема управления закрывает транзистор FET2, тем самым препятствуя дальнейшему заряду аккумулятора. Аккумулятор будет отключен от источника питания до тех пор, пока напряжение на элементе не снизится ниже 4 – 4,1V (Overcharge Release Voltage – V_OCR) из-за саморазряда. Это только в том случае, если к аккумулятору не подключена нагрузка, например он вынут из сотового телефона.

Если же аккумулятор подключен к нагрузке, то транзистор FET2 вновь открывается, когда напряжение на ячейке упадёт ниже 4,2V.

Защита от переразряда (Overdischarge Protection).

Если напряжение на аккумуляторе падает ниже 2,3 – 2,5V (Overdischarge Protection Voltage — V_ODP), то контроллер выключает MOSFET-транзистор разряда FET1 – он подключен к выводу DO.

Далее микросхема управления DW01-P перейдёт в режим сна (Power Down) и потребляет ток всего 0,1 мкА. (при напряжении питания 2V).

Тут есть весьма интересное условие . Пока напряжение на ячейке аккумулятора не превысить 2,9 – 3,1V (Overdischarge Release Voltage — V_ODR), нагрузка будет полностью отключена. На клеммах контроллера будет 0V. Те, кто мало знаком с логикой работы защитной схемы могут принять такое положение дел за «смерть» аккумулятора. Вот лишь маленький пример.

Миниатюрный Li-polymer аккумулятор 3,7V от MP3-плеера. Состав: управляющий контроллер — G2NK (серия S-8261), сборка полевых транзисторов — KC3J1.

Аккумулятор разрядился ниже 2,5V. Схема контроля отключила его от нагрузки. На выходе контроллера 0V.

При этом если замерить напряжение на ячейке аккумулятора, то после отключения нагрузки оно чуть подросло и достигло уровня 2,7V.

Чтобы контроллер вновь подключил аккумулятор к «внешнему миру», то есть к нагрузке, напряжение на ячейке аккумулятора должно быть 2,9 – 3,1V (V_ODR).

Тут возникает весьма резонный вопрос.

По схеме видно, что выводы Стока (Drain) транзисторов FET1, FET2 соединены вместе и никуда не подключаются. Как же течёт ток по такой цепи, когда срабатывает защита от переразряда? Как нам снова подзарядить «банку» аккумулятора, чтобы контроллер опять включил транзистор разряда — FET1?

Дело в том, что внутри полевых транзисторов есть так называемые паразитные диоды – они являются результатом технологического процесса изготовления MOSFET-транзисторов. Вот именно через такой паразитный (внутренний) диод транзистора FET1 и будет течь ток заряда, так как он будет включен в прямом направлении.

Если порыться в даташитах на микросхемы защиты Li-ion/polymer (в том числе DW01-P, G2NK), то можно узнать, что после срабатывания защиты от глубокого разряда, действует схема обнаружения заряда — Charger Detection. То есть при подключении зарядного устройства схема определит, что зарядник подключен и разрешит процесс заряда.

Зарядка до уровня 3,1V после глубокого разряда литиевой ячейки может занять весьма длительное время — несколько часов.

Чтобы восстановить литий-ионный/полимерный аккумулятор можно использовать специальные приборы, например, универсальное зарядное устройство Turnigy Accucell 6. О том, как это сделать, я уже рассказывал здесь.

Именно этим методом мне удалось восстановить Li-polymer 3,7V аккумулятор от MP3-плеера. Зарядка от 2,7V до 4,2V заняла 554 минуты и 52 секунды, а это более 9 часов ! Вот столько может длиться «восстановительная» зарядка.

Кроме всего прочего, в функционал микросхем защиты литиевых акумуляторов входит защита от перегрузки по току (Overcurrent Protection) и короткого замыкания. Защита от токовой перегрузки срабатывает в случае резкого падения напряжения на определённую величину. После этого микросхема ограничивает ток нагрузки. При коротком замыкании (КЗ) в нагрузке контроллер полностью отключает её до тех пор, пока замыкание не будет устранено.

Как проверить состояние аккумулятора смартфона?

Константин Иванов

Неважно, какие характеристики у вашего телефона, если с его аккумулятором что-то не в порядке. К сожалению, даже правильное обращение с батареей и соблюдение всех инструкций не может обезопасить ее от деградации со временем и потери части емкости. Не всегда понятно, находится ли ваш аккумулятор в добром здравии или требует замены, поэтому здесь мы приводим несколько способов узнать это.

Визуальный осмотр

Не нужно быть специалистом, чтобы отличить «здоровую» батарею от испорченной. По факту, большая часть проблем различима невооруженным глазом. Если в вашем телефоне извлекаемый аккумулятор, выньте его, предварительно выключив аппарат и посмотрите, нет ли таких симптомов, как разбухание, коррозия вокруг металлических контактов, зеленоватые или белые пятна. Если подобное имеет место, так недолго и расстаться с телефоном. Если обнаружили подозрительные пятна или искривления формы аккумулятора, не откладывая, обратитесь к производителю по поводу замены или приобретите новый аккумулятор. Ни в коем случае не ставьте проблемный аккумулятор обратно, чтобы внутрь аппарата не пролился электролит и ничего в нем не повредил. Место «больного» отныне в пластиковом мешочке, а в перспективе – в переработке.

«Тест на вращение»

Батареи на основе лития деградируют с каждым циклом, а неправильное хранение только усугубляет ситуацию – например, перегрев или переохлаждение значительно укорачивают батарее жизнь. Еще один отличный способ убить батарею – разрядить в ноль и оставить так на долгое время. Постепенно аккумулятор может распухать, причем это происходит в течение недель и даже месяцев. Небольшой изгиб не сразу-то и заметишь. Сделать это поможет небольшой тест: положите аккумулятор (конечно, извлекаемый) на плоскую поверхность и покрутите. Если он легко вращается, это нехороший признак.

вот так батарея делать не должна

Как быстро теряется заряд?

Не все аккумуляторы можно быстро и легко вынуть и рассмотреть. В этом случае стоит начать с того, что уделить пристальное внимание быстроте разряда батареи. Насторожить должна потеря двух и более процентов сразу и, конечно, быстрый разряд до нуля за несколько часов. Эти признаки свидетельствуют о том, что с аккумулятором скоро можно попрощаться.

Другие способы

А эта информация в большей степени для владельцев айфонов, несмотря на специфику раздела. Если читают материал исключительно приверженцы Android, что ж, они всегда могут поделиться информацией с людьми по ту сторону баррикад. Возможно, те и не знают, что их аппараты следят за тем, сколько раз заряжался аккумулятор, а также за тем, какую реальную емкость он имеет. Предполагается, что эта информация будет доступна только персоналу Apple, так что в меню настроек ее не выкопать. К счастью, это ограничение можно обойти. Потребуется iBackupBot – универсальная утилита для «яблочных» устройств. Когда вы подключите айфон к компьютеру и запустите ее, вы получите доступ к нужным сведениям. Выберите свое устройство в списке, нажмите More information, здесь вы найдете сведения о количестве циклов заряда аккумулятора и его текущую емкость. Если показатель полной емкости намного меньше, чем показатель изначальной, пора менять аккумулятор (не забываем, что батарея на основе лития теряет до 20% емкости после 500 циклов).

Ну а теперь возвращаемся к нашим устройствам на Android. Само собой, в них также можно найти информацию о «здоровье» батареи. Чтобы это сделать, попробуйте ввести код *#*#4636#*#* в обычном номеронабирателе, и это позволит вам попасть в меню, где содержится информация о батарее.

Если код не работает, попробуйте приложение Battery от MicroPinch – здесь вы увидите состояние вашего аккумулятора, а также температуру и напряжение.

Колхоз в ремонтном деле. Часть 2. Питание. Аккумуляторы.

Предыдущий пост: https://pikabu.ru/story/kolkhoz_v_remontnom_dele_chast_1_pit.
Итак, продолжаем тему ремонта и создания электрических узлов при помощи «подручных» материалов. Существуют ещё некоторые интересные платы, которые могут найти место в арсенале любого ремонтника или радиолюбителя.
3. Аккумуляторы. Контроллер заряда. Система заряда.
Некоторые пункты можно пропустить, если вы их уже знаете.
3.1. Теория гальванических элементов:
Известно, что в качестве первых портативных источников тока использовались одноразовые гальванические батареи. В них используются реактивы для одноразового получения электрической энергии. Как только реактивы прореагировали до конца — весь элемент можно выбросить. Многие в детстве начинают изучение электротехники именно с таких батареек, присоединяя к ним лампочки, моторы и т.п. Однако, такая электроэнергия чрезвычайно дорога, а использованные элементы без правильной утилизации сильно загрязняют окружающую среду (в основном, в них содержится непрореагировавшая щелочь — хлорид аммония). Практический опыт показал, что в природе такие остатки щелочи постепенно убивают вокруг все живые организмы и разъедают кожу/растения. Поэтому оборот данных элементов стараются ограничивать, а их стоимость с каждым годом повышается.
3.2. Теория аккумуляторов:
Для исправления данной проблемы были придуманы аккумуляторы — при обратном протекании тока реактивы восстанавливаются до первоначального. Однако, в обращении с аккумуляторами есть ряд нюансов — они требуют особый контроль за зарядом и разрядом, и его нарушение приводит к повреждению аккумулятора, а иногда — к пожару и взрыву. В большинстве портативной электроники используется литий-ионный вид аккумуляторов. Их рабочее напряжение варьируется от 3.6 до 4.2 Вольт.
3.3. Контроллер заряда аккумулятора в заводской аппаратуре. Его функции.
Задача контроллера заряда, установленного в заводском электронном устройстве — плавно довести напряжение с ограничением по току, а затем, по окончании заряда, отключить ток на аккумуляторной батарее (далее — АКБ). Самые простые контроллеры заряда должны содержать следующие узлы:
Измеритель напряжения, или цифровой вольтметр — контролирует напряжение на батарее, и, соответственно ВАХ (Вольт-Амперной характеристике) определяет уровень заряда АКБ на текущий момент. Этот узел отправляет данные в процессор (и мы можем видеть уровень заряда батареи на текущий момент в графической оболочке), а также управляет работой остальных узлов контроллера заряда.
Логический блок КЗ (не путать с кз — коротким замыканием). Логический блок — набор элементов, микросхема, зачастую встроенная в сам КЗ. Эта микросхема содержит внутри маленький процессор и блок памяти (опционально). Процессор определяет режим работы ключа и управляет всеми операциями, производимыми с батареей. В памяти может быть записан режим заряда конкретного АКБ, используемого в устройстве (т.е. 1 час зарядить током 200 мА, второй час 100 мА и т.п.). Соблюдение режима заряда продлевает срок службы АКБ. Зачастую, сам процессор КЗ питается от заряжаемой им батареи. Поэтому, если батарея села ниже порогового напряжения старта КЗ, то КЗ не запустится и не будет заряжать батарею. Именно из-за этого телефоны, планшеты или ноутбуки с посаженными батареями становятся одним из видов т.н. «кирпичей». Решается данная проблема обычно дозарядкой АКБ в обход контроллера до уровня, когда КЗ сам может стартовать. Именно процессор КЗ принимает сведения с измерителя напряжения, и принимает решение о приостановке подачи тока, если батарея уже заряжена.
Выходной ключ — в основном, набор мощных транзисторов и диодов, регулирующих протекание тока через АКБ. Зачастую, при выходе из строя контроллера заряда, прекращает работу именно ключ. Это мощный силовой элемент, состоящий фактически из трёх каналов (входов/выходов). На вход ключа подводится напряжение заряда (в смартфонах и планшетах это +5В от шины USB). На выходе ключа подключена АКБ. Затвором (прим. на полевом транзисторе) — или базой (прим. на биполярном транзисторе) управляет логика контроллера питания.

Исходя из свойств транзистора, чем сильнее будет ток на «слабом входе» (в биполярном транзисторе — переход «база-эмиттер»), тем сильнее он будет и на «сильном» (переход коллектор-эмиттер). Ток будет изменяться пропорционально. Благодаря этому свойству становится возможна реализация таких контроллеров. На слабом входе — логика КЗ. Ток ничтожный. На сильном — большой ток, заряжающий АКБ, соответственно режиму заряда.
Контроллер заряда может быть частью контроллера питания. Но, зачастую, его стараются выносить в отдельную микросхему.
3.4. Замена контроллера заряда. Колхоз.
В радиомагазине можно приобрести такую платку (её стоимость — около 100 рублей). Выглядит она так (данный вариант выполнен на микросхеме TP4056):

Данная микросхема представляет собой контроллер заряда с обвязкой, содержащий все вышеперечисленные элементы. Его использование предельно просто — входное напряжение (с USB) подается на входы IN+ и IN — (GND) (поэтому на многих платах уже распаян USB разъем). Батарея подсоединяется согласно полярности к выводам «BAT+» и «BAT-» (GND). Процессор микросхемы имеет, также, два служебных вывода — на них установлены красной и зеленый светодиоды (их можно увидеть на фотографии около надписи). Красный светодиод загорается, когда идёт процесс заряда (идёт ток через внутренний ключ). Зелёный загорается, если ток не идёт. Процессор запрограммирован отключать ток, когда напряжение на АКБ достигает определенной точки. Тогда загорается зелёный светодиод. Всё очень просто.
Если в устройстве вышел из строя контроллер заряда (зачастую, выходит из строя выходной ключ, поэтому индикация заряда остаётся, но ток через батарею не поступает) мы можем заменить сгоревшую часть при помощи данного «покупного» контроллера. Для этого нам нужно отыскать на плате землю, входное напряжение и + АКБ. Если на плате нет отдельных пятачков под эти нужды, тогда провод IN+ подпаивается напрямую к плюсу с USB разъема, IN- или BAT- (они соединены) к земле или минусу батареи, BAT+, соответственно, к плюсу батареи, после этого убедитесь, что индикатор заряда не горит при отключенном USB (батарея не сможет заряжать сама себя). Полный процесс такого ремонта показан у меня в посте ( https://pikabu.ru/story/pocketbook_301_plus_remont_chast_2_5. ). Аккуратно закрепите плату и проводники, и ваше устройство готово к работе.
3.6. Экономия.
В некоторых устройствах (например, дешевые китайские плееры) батарея подключена напрямую к напряжению питания USB, и не содержит никакого контроллера или ключа, ограничивающего ток (в лучшем случае, содержит диод). Использование таких устройств быстро убивает АКБ, и может привести к взрыву — при перезаряде батарея раздувается (оттуда и идут вздутые «подушки» в планшетах), и может проколоться об части корпуса. При разгерметизации заряженной литий-ионной батареи начинает в большом количестве выделяться газ водород — зачастую, он тут же воспламеняется на воздухе, вызывая пожар и приводя к полной порче устройства). Поэтому вовремя заменяйте вздутые АКБ, а простые устройства заряжайте через такую плату заряда, но вынесенную отдельно (можно сделать самодельную зарядку). Именно поэтому производители и рекомендуют использовать «оригинальные» зарядные устройства для своих продуктов — во многих китайских поделках может просто не быть никакого контроля за зарядом АКБ. А если его не оказывается и в заряжаемом устройстве — это приводит к вышеперечисленным печальным последствиям..
3.7. Делаем своими руками
При помощи двух плат, о которых я рассказывал в постах, мы можем сделать своими руками зарядное «повер банк» для мобильного телефона. Нам понадобится две платы: повышающий инвертор DC-DC (см. первый пост), и внешний контроллер заряда литий-ионных батарей (как в этом посту). Так же нам понадобится аккумуляторная ячейка. Самый подходящий вариант — тип 18650 (лучше брать АКБ большой ёмкости, например, около 2200 мАч. Можно взять плоскую литий-ионную батарею от старого планшета. От смартфона тоже можно взять, но её ёмкость будет ничтожной. Также нам понадобится гнездо USB и переключатель с тремя контактами. Эти компоненты соединяются таким образом:

При переключении тумблера в режим «заряда» батарея подключена только к модулю заряда. Сам модуль не потребляет тока, поэтому, устройство фактически «выключено». При переключении нагрузки на инвертор батарея будет подключена только к инвертору, а на выходе USB появится напряжение. При желании в цепь можно включить индикатор работы (светодиод с резистором) или цифровой вольтметр (можно сделать самодельный индикатор заряда на логической микросхеме) для контроля уровня заряда ячейки. Таким образом можно сделать портативный перезаряжаемый источник питания для различных устройств (например, осциллографа DSO-138 — тогда нужно выставить 9 Вольт на выходе инвертора). КПД преобразователя 60-70% т.е. из 2000 мАч на ячейке вы получите максимум 1400мАч к заряду вашего потребителя. Также продаётся инвертор, уже настроенный на 5В и с разъемом USB, но приобрести его сложнее.
Выводы. Применение в ремонте:
Данный блок может быть применен как полная функциональная замена практически ЛЮБОМУ контроллеру заряда, управляющему одной ячейкой литиевой батареи в смартфоне, планшете, электронной книге. Если контроллер заряда в самом устройстве вышел из строя полностью, то светодиоды для визуального контроля заряда можно вывести из корпуса через щель или распаять отдельно.

В следующих постах планирую рассказать об аудиоусилителях. С вами был Kekovsky, спасибо за чтение.