Здесь мы вкратце рассмотрим принцип работы контроллера батареи и узнаем его назначение.
При зарядке с 0% именно плата контроля питания на самом смартфоне/планшете или другом электронном устройстве включает режим предварительной зарядки до примерно 10%.
Затем увеличивает скорость заполнения ёмкости аккумулятора и постоянным током заряжает до 70-85%. Далее снижает напряжение для завершающего этапа в режиме дозарядки — процесс замедляется для меньшей нагрузки на элемент питания.
Бывает, что контроллер на аккумуляторе неправильно считывает пограничные значения процента заряда и требует «калибровки».
🔋 Neovolt.ru ➡ Блог ➡ Технологии
🤦♂️ PS: Все пункты ниже относятся именно к плате на аккумуляторе, а не к системному контроллеру заряда в ОС телефона!
Что такое контроллер батареи?
Контроллер заряда аккумулятора — простыми словами, это печатная плата внутри элемента питания (иногда крепится прямо на его корпусе). Правильное её название «BMS-плата» (Battery Management System), то есть плата системы управления аккумулятором.
⚠ Прежде всего, контроллер нужен для сохранения дорогостоящего аккумулятора от критических отклонений напряжения от номинальных 3,7 Вольт путём отключения.
На BMS-плате распаяны электронные компоненты для защиты устройства от неисправностей по электроцепи питания. Без неё работать литий-ионные аккумуляторы теоретически могут, но это приведёт к их скорейшему выходу из строя с высокой вероятностью взрыва.
Из чего состоит контроллер батареи?
Электросхема очень простая и не требует глубоких познаний в схемотехнике. Хотя производители дорогостоящих смартфонов и пытаются усовершенствовать её, но принцип конструкции остаётся одинаковым для всех.
На печатной плате контроллера батареи в большинстве случаев размещаются:
- резистор в схеме питания,
- накопительный конденсатор,
- непосредственно сам контроллер защиты в виде микросхемы,
- резистор в схеме защиты,
- терморезистор,
- MOSFET-транзисторы.
В ряде случаев контроллер распаян на три контакта вместо двух — тогда помимо традиционных «плюса» и «минуса» производитель применяет так называемый «информационный контакт».
Принцип работы контроллера батареи в гаджетах
Каких-то редких узлов контроля цепи питания на аккумуляторах в телефонах, планшетах и ноутбуках вы не встретите, поэтому можно условиться, что все они выполняют примерно одинаковые задачи в мобильных устройствах.
1. Не даёт аккумулятору перезарядиться.
Есть установленное максимальное значение напряжения для Li-Ion — 4,15-4,2 В. При достижении такой высокой цифры питание отключается (иначе батарея вздуется или даже взорвётся).
2. Защищает батарею от глубокого разряда
Есть также пороговое минимальное значение напряжения для Li-Ion — 2,9-3 В. Более низкие значения приводят к потере ёмкости и другим неприятным последствиям.
3. Ограничивает ток
Принципиальная функция для защиты по току электросиловой цепи («просадки» напряжения на 150 мВ и более), без которой срок службы аккумулятора уменьшится, а также от короткого замыкания.
4. Оптимизация батареи
Её ещё называют «балансировка аккумулятора» — система из последовательно установленных электронных компонентов. Нужна для равномерной зарядки каждого элемента электросхемы, что увеличивает срок службы слабых звеньев элемента питания, а значит и его самого.
5. Отслеживание температуры
Присутствует в виде терморезистора во всех аккумуляторных контроллерах. Функция слежения за температурой необходима для защиты от перегрева или переохлаждения. Операционная система также получает эту информацию для наблюдения за состоянием батареи.
💡 Все значения однократно вносятся в контроллер ещё на производстве. Подстройка через ОС или «перешивка» значений встречается крайне редко.
Также производители нередко удешевляют конструкцию контроллера для аккумуляторов телефона и урезают принцип работы в том или ином виде.
Ответы от руководителя Neovolt
К нам поступало много вопросов по контроллерам, которые размещаются на самом аккумуляторе. Ответил на них руководитель компании Neovolt Роман Кусакин.
1. Зачем нужен контроллер аккумулятора в мобильном устройстве?
💬 «Нужен для защитной функции аккумулятора, чтобы он был безопасен. Назначение его простое — защищает от перезаряда, короткого замыкания, перегрева и так далее. Это для литиевых элементов питания».
2. Можно ли было обойтись без контроллера вообще?
💬 «К сожалению, для литиевых аккумуляторов невозможно, причины в первом пункте».
3. Правда ли, что все контроллеры выполняют примерно одну и ту же функцию - защиту от слишком высокого и слишком низкого напряжения.
💬 «Да, но с нюансами. Не только для защиты от критических отклонений напряжения. Перегрев и короткое замыкание тоже едва ли безопасные процессы».
4. Какие контроллеры использует Neovolt в своих аккумуляторах и чем они лучше других?
💬 «У нас заказывают сами аккумуляторы для замены без контроллеров — они остаются от прежних элементов питания. Но мы планируем производить новые аккумуляторы уже с контроллерами».
5. Другие производители экономят на контроллере и что урезают?
💬 «Нет, не экономят. Просто это небезопасно, поэтому так не делают».
6. Встречались ли вам странные/необычные контроллеры и где?
💬 «Очень серьёзные контроллеры устанавливают в аккумуляторах Apple. Как и в ноутбуках, они "умеют" считать количество циклов, определять ёмкость и другие подобные значения. Там даже прошита информация о дате изготовления, самом производителе и так далее».
💬 «Любопытными показались решения для контроллеров у аккумуляторов Samsung для пылесосов — очень серьёзные контроллеры с управлением прямо от пылесоса».
👁🗨 Рекомендуем посмотреть стороннее от нашего проекта видео с YouTube-канала Energy DIY, в котором наглядно показано то, о чём мы здесь рассказали вкратце.
Теперь вы знаете, что такое контроллер батареи в мобильном устройстве и сможете разобраться, является ли причиной неполадки одна из его функций. Например, это может быть перегрев, либо неисправный адаптер питания со слишком высоким значением напряжения.
Хотите добавить что-то важное о контроллерах? Оставьте информацию или вопрос в комментарии.
Связанные темы: База знаний | Безопасность | Вздутие аккумулятора | Зарядка | Зарядник | Калибровка | Li-Ion | Неполадки | Смартфоны | Телефоны | Технологии