Какое напряжение у планшета
Обновлено: 03.07.2024
При подборе нового аккумулятора для замены в планшете надо понимать одну истину: чем больше емкость аккумулятора, тем дольше планшет сможет работать от него. Поэтому всегда надо выбирать из всех подходящих аккумуляторных батареек более емкую.
Подключение нового аккумулятора
Существует несколько видов контроллеров заряда аккумуляторов. И из-за этого они могут иметь разное кол-во проводов для подключения к планшету. Если у Вашего контроллера два проводника, то у нового аккумулятора их тоже два. В данном случае подключаем новый аккумулятор в соответствии с полярностью: черный - минус, красный - плюс. Но что делать, если у Вашего старого аккумулятора на выходе не два проводника, а три, четыре или даже больше? Такое может быть, если у Вас планшет от SONY, Acer, Asus, Apple, HP, Dell, Samsung, LG, Huawei, Lenovo и т.д. В этом случае надо использовать контроллер заряда от старого аккумулятора и к нему уже подключить два проводника от нового аккумулятора. Сделать это просто. Надо аккуратно снять защитный слой у контроллера заряда в старом аккумуляторе. Выяснить, где к контроллеру подходит плюс, а где минус от ячейки аккумулятора. Далее кусачками отсоединяем ячейку и подпаиваем новый аккумулятор к контроллеру старого аккумулятора. Имейте в виду, что при подключении нового аккумулятора таким способом надо рассчитывать на дополнительное место в планшете еще для старого контроллера. Конечно, контроллер много места не занимает, но даже 1 миллиметр может оказаться критическим. Для калибровки аккумулятора зарядите планшет до предела (6-8 часов в зависимости от планшета), затем отключите его от зарядки. Используйте планшет, пока зарядка не понизится на 5%. Затем поставьте планшет заряжаться еще на час. Подключать можно по-разному. Кто-то сматывает проводки, а кто-то паяет. Рекомендуется, конечно же, паять. Но при пайке будьте предельно аккуратны, т.к. ни в каком случае нельзя перегревать аккумулятор, потому что возможно возгорание. Если сматываете провода, то обязательно тщательно заизолируйте их изолентой во избежание короткого замыкания. При сматывании контактов надо быть тоже аккуратным с режущими предметами, т.к. при повреждении оболочки аккумулятора он разгерметизируется и со временем быстро потеряет свои свойства. При глубоком проникновении режущим предметом внутри происходит короткое замыкание, и аккумулятор запросто может загореться.
ВНИМАНИЕ. Аккумулятор нельзя разбирать, подвергать высокой температуре, замыкать контакты, деформировать, повреждать целостность поверхности. Использованные батарейки и отслужившие свой срок аккумуляторы нельзя просто выкидывать в мусорное ведро. В них содержаться очень вредные для окружающей среды вещества. Старый аккумулятор просто так не выкидываем в мусор, т.к. аккумуляторы вредны для окружающей среды. Старый аккумулятор просто так не выкидываем в мусор, т.к. аккумуляторы вредны для окружающей среды. Необходимо сдать его в пункт приема старых батареек. К примеру, в сети магазинов IKEA или в приемник специальных отходов. Сдавать нужно аккумуляторы от ноутбуков, планшетов, телефонов, пальчиковые батарейки и пальчиковые аккумуляторы.
Мы живём в эпоху расцвета всевозможных мобильных гаджетов. В магазинах предлагается огромный выбор планшетов, смартфонов, смарт─часов и многие другие мобильные устройства. В составе любого из этих устройств имеется аккумулятор, который обеспечивает их работу в автономном режиме. От него зависит, сколько вы сможете без розетки бродить по интернету, играть в игрушки, слушать музыку и смотреть видео. Практически все аккумуляторы в современных планшетах относятся к литий-ионному (Li-Ion) и литий─полимерному (Li─Pol) типу. Как и все остальные типу аккумуляторных батарей они имеют свои преимущества и недостатки. В этом материале мы попытаемся объяснить основные моменты об устройстве и эксплуатации аккумуляторов для планшета.
Конструкция аккумуляторов для планшета и их особенности
Говоря простым языком, аккумулятор планшета представляет собой коробочку прямоугольной формы с выводами для подключения его к устройству. Существует два вида конструкции таких аккумуляторных батарей:
- С контроллером заряда;
- Без контроллера заряда.
Внешне их можно отличить по наличию или отсутствию проводов. АКБ с контроллером заряда имеют выводы в виде изолированных проводов красного (+) и чёрного (-) цветов. Батареи без контроллера имеют выводы в виде металлических пластинок.
Аккумулятор с выводами
Аккумулятор без выводов
Литиевые батарейки часто оснащаются контроллерами заряда. Контроллер заряда представляет собой небольшую печатную плату с электронными компонентами.
Контроллер аккумулятора планшета
Её назначение – отслеживать состояние ячейки аккумулятора. Контроллер отключает банку, если значение напряжения становится менее 3,2–3,3 вольта. То есть, это защитная схема, которая защищает элемент от глубокого разряда.
Вернуться к содержанию
Эксплуатация аккумулятора планшета
Первое, о чём следует сказать при эксплуатации аккумуляторной батареи планшета, это избегайте её нагрева. АКБ – это химический источник тока и при росте температуры в батарее ускоряются все химические реакции. Поэтому старайтесь избегать излишнего нагрева аккумуляторной батареи. Храните планшет в прохладном месте, чтобы вблизи не было источников тепла и на него не попадали солнечные лучи.
Вздувшийся аккумулятор планшета
Литиевый аккумулятор планшета может нагреваться и в результате серьёзной нагрузки на него, частых предельных зарядов разрядов и т. п. Помимо самого нагрева, от излишней нагрузки аккумуляторы могут ещё и вздуваться. Кстати, такое может произойти от частного и длительного запуска тяжёлых приложений (к примеру, требовательных игр). Конечно, производители планшетов учитывают эти моменты при выборе АКБ для своих моделей, но все же не стоит рисковать. Ведь помимо нагрева и вздутия, аккумуляторная батарея в случае перенагрузки становится пожароопасным.
Стоит помнить о том, что чем температура выше, тем срок эксплуатации литиевого аккумулятора будет меньше. Если вы собираетесь оставить на хранение литий–ионные батареи, то их заряд должен находиться на уровне 40─50 процентов, а температура 0─10 градусов Цельсия. Тут стоит отметить ещё один момент. Литиевые аккумуляторы «стареют» при хранении. Даже если вы ими не пользуетесь, за два года аккумулятор теряет примерно 20 процентов своей ёмкости. Отсюда можно сделать вывод, что покупать литиевые аккумуляторы про запас не следует.
Кстати, реальную ёмкость батарейки планшета вы можете узнать самостоятельно. Читайте о том, как проверить емкость аккумулятора телефона. Информация актуальна и для АКБ планшетов.
Из периодического обслуживания аккумуляторов планшетных ПК можно отметить калибровку. Эту процедуру можно проводить раз в месяц. Заключается калибровка в проведении полного цикла разряд-заряд. В результате калибруются элементы аккумуляторной батареи. Для понимания процесса можете прочитать про калибровку аккумулятора ноутбука.
Для чего это нужно? В планшетах, смартфонах и других мобильных устройствах случаются сбои в алгоритме, который контролирует степень заряженности АКБ. Это происходит из-за работы планшета в режимах с частыми и короткими зарядками.
Например, пришли с работы и поставили планшет на ночь подзарядиться. Когда вы делаете цикл полного разряда-заряда, то алгоритм аккумуляторной батареи калибруется и работа индикатора степени заряженности приходит в норму.
Вернуться к содержанию
Зарядка аккумулятора планшета
Что касается зарядки аккумулятора планшета, то здесь следует помнить о том, что батарею нельзя полностью разряжать. Производители рекомендуют разряжать АКБ не больше чем на 80 процентов. Миф о необходимости полного разряда остался с тех времён, когда в мобильной электронике использовались никель─кадмиевые аккумуляторы. У этой категории аккумуляторов полная разрядка проводится из-за «эффекта памяти». Сейчас в планшете устанавливаются литиевые аккумуляторы, которые избавлены от этого недуга.
От зарядки во многом зависит срок эксплуатации аккумулятора вашего планшета. Литиевые АКБ отлично функционируют и при неполном заряде. Для них оптимальной является степень заряженности 50─80 процентов. Кстати, для этого типа батарей заряд 100 процентов нежелателен, как и перезарядка. В то же время для них опасен и глубокий разряд, который может даже привести к выходу из строя.
Большинство качественных планшетов и смартфонов имеют свой контроллер заряда, который отключает зарядку при наборе аккумулятором полной ёмкости. Если ваше устройство не имеет такого контроллера, то за процессом зарядки нужно постоянно следить. И аккумулятор планшета нужно будет сразу отключить его по достижении 100 степени зарядки.
Заряд АКБ обычно делается посредством блока питания для бытовой сети, идущего в комплекте с устройством. От внешних портативных зарядных устройств аккумуляторную батарею планшета можно зарядить через интерфейс USB или сервисные разъёмы, если таковые имеются. Но ничего не мешает заряжать аккумулятор напрямую с помощью различных многофункциональных устройств типа iMAX B6. Но для этого вам понадобится разобрать планшет, чтобы достать батарею.
Какое значение лучше выбирать по напряжению Li-ion-аккумулятора в смартфоне? Ведь вариантов немало: 3,6В, 3,7В, 3,75В, 3,8В или 3,85В.
Напряжение на аккумуляторе указывается двух типов:
- • номинальное (то есть основное рабочее, указывается всегда);
- • максимальное (снижается ток, работает защита от перезаряда, иногда не указано — ниже объясним, почему).
Цифра в значении напряжения зависит от конструкции и типа электрохимической системы литиевого элемента. Узнайте, есть ли разница, и какие элементы лучше для надёжности, срока службы, быстрой зарядки и так далее.
Что означает напряжение Li-ion-аккумулятора смартфона «3,7В / 4,2В»?
Типовой вариант литий-ионных (и литий-полимерных) аккумуляторов с кобальтовым катодом (LCO) имеет напряжение на элемент:
Вот, как это напряжение влияет на работу литий-ионного аккумулятора:
- • Аккумулятор заряжается до 4,2В (индикация 100%);
- • Постепенно разряжаясь, он удерживает номинальное напряжение на уровне 3,6В (+/- 0,1В при токе разряда 0,2C-0,5C);
- • При остатке около 20% заряда от ёмкости напряжение падает до 3,0В;
- • Срабатывают алгоритмы контроля аккумулятора (например, управляющая плата BMS и аппаратно-программные средства смартфона — он выключается).
- • Срабатывает защита, когда напряжение падает до критического у Li-ion значения 3,0-2,75В (точная цифра зависит от материалов, задумки инженеров и сборки).
Сильно разряженный Li-ion-аккумулятор выключается после срабатывания защиты по нижнему порогу напряжения — размыкается цепь. Восстановить можно. Правда, понадобится специальное оборудование. И результат получится со значительной потерей ёмкости (глубокий разряд).
Исконно-номинальное значение напряжения Li-ion-аккумулятора 3,6В — до 3,7В его увеличили в маркетинговых целях за счёт понижения внутреннего сопротивления.
Диапазон напряжений 3,7-4,2В (рабочий ещё шире: 2,75В-4,2В) используется в литий-ионной технологии повсеместно (в элементах 18650, аккумуляторы в смартфонах, смарт-часах, планшетах, ноутбуках, электроинструменте, электротранспорте). Но встречаются и другие варианты.
Какое напряжение литий-ионного аккумулятора лучше?
Увеличение напряжения от штатных 3,6В добавляет мощности аккумулятору и увеличивает максимальную ёмкость при заряде выше 4,2В.
Однако перезаряд плохо сказывается на сроке службы и безопасности ячейки. Требуются другие материалы, более дорогое производство, чтобы снизить негативный эффект. Новые модели смартфонов могут предложить такие технологии, но стоят ли они усилий и переплаты?
Отличия, которые скрывают цифры по напряжению Li-ion-аккумулятора
Первое значение соответствует номинальному и указывается обязательно на всех ячейках. Второе значение указывается либо рядом, либо где-нибудь в описании характеристик на стикере с информацией. Притом найти его удаётся не всегда на корпусе ячейки (в таком случае считается, что оно штатное для технологии — 4,2В).
3,6В / 4,2В
Традиционные аккумуляторы (обычно с кобальтовым катодом). Исконные значения технологии Li-ion и Li-ion Polymer.
3,7В / 4,2В
Современный и наиболее распространённый вариант достигнут в маркетинговых целях («3,7В больше 3,6В») с небольшой доработкой материалов катода и анода (снижено внутреннее сопротивление).
3,75В / 4,2 или 4,25В
Компромисс между долговечностью, ёмкостью и мощностью, которым пользуются производители во флагманских и популярных моделях. Чтобы достичь большего максимального напряжения при заряде 4,25В поверхность катода покрывается специальными материалами (от грубого нанесения до структурного перекрытия оболочкой), разрабатываются добавки к электролиту.
Новейшие разработки материалов (тонкоплёночные покрытия катода и добавки в электролит) позволяют заряжать аккумуляторы до 4,35 (+/-0,05В). Это увеличивает мощность (например, полезно для электромотора) и ёмкость (время автономной работы).
Они называются высоковольтовые элементы (LiHV или High Voltage Li-ion, например, HV-LIPO). Из особых требований — поддержка 4,4В со стороны зарядного устройства (должно быть правильно настроено по напряжению полной зарядки для дополнительной ёмкости).
Заряд до такого высокого напряжения, как 4,4В плохо влияет на долговечность. Даже с использованием новейших технологий защиты электродов от чрезмерного износа производитель получает ячейки, в которых уменьшается максимальное число циклов заряд-разряд. Для их работы требуются более ответственные меры, чтобы изделие соответствовало стандартам безопасности.
Интересно, что в Datasheet литий-ионных аккумуляторов 3,85В / 4,4В тестирование демонстрирует более экстремальный заряд до 4,6В. Это ещё сильнее увеличивает ёмкость и мощность.
Однако инженеры отмечают, что для безопасности заряда до такого высокого напряжения следует строго следить за повреждениями и вздутием. Если они есть, то так сильно заряжать нельзя, опасно.
Ответы на частые вопросы по напряжению Li-ion-аккумулятора
Срок службы батареи Li-ion согласован с моральным устареванием модели смартфона. В связи с этим фактом, короткий цикл жизни элемента питания с точки зрения производителей вполне приемлем. Почему бы и не увеличить циферку в ёмкости пусть и немного за счёт срока службы?
На практике мы сталкиваемся с определёнными эффектами при использовании разных напряжений аккумуляторов в одном и том же смартфоне. Возникают популярные вопросы, на которых хотелось бы дать краткие ответы.
Вопрос 1: Напряжение 4,35В или 4,4В действительно лучше, чем 4,2В?
Ответ: Да, это даст больше ёмкости на первые 50-100 полных циклов заряд-разряд (и мощности, например, для мотора в электроинструменте). Далее у двух аккумуляторов 4,35В и 4,2В ёмкость фактически сравняется — «карета превратится в тыкву». В теории срок службы аккумулятора, который продолжают перезаряжать выше 4,2В, будет меньше. Но если не заряжать его выше 80%, то, вероятно, он прослужит даже больше [тезис аргументирован, но требует практических испытаний].
Вопрос 2: Стоит ли искать только аккумуляторы с напряжением 4,2В?
Ответ: Нет, основывать свой выбор только на этой характеристике не стоит. Вы получите аккумулятор со сроком службы 500 полных циклов (на 100-150 циклов больше в сравнении с 4,4В), но с учётом быстрого морального устаревания смартфонов это преимущество может быть совершенно неважно (составит всего несколько месяцев от двух-трёх лет).
Вопрос 3: Есть ли разница между аккумуляторами 3,6В и 3,7В?
Ответ: Есть, но она фактически незаметна. Отличается внутреннее сопротивление, которое критично при определённых экстремальных обстоятельствах.
Вопрос 4: Есть ли разница между аккумуляторами 3,85В и 3,75В?
Ответ: Есть, и довольно большая. Отличаются технологии производства и применения материалов для катода, анода и электролита. Они влияют на максимальный заряд, в том числе дают возможность безопасно заряжать до 4,4В (требуется соответствующая поддержка на заряднике). Это в свою очередь увеличивает максимальную ёмкость (Wh = Ah * V или Вт·ч = А·ч * В).
Вопрос 5: Есть ли разница между аккумуляторами 3,7В и 3,75В?
Ответ: Есть, и она практически незаметна, если производитель не указал максимальное напряжение 4,35В (тогда отличия будут, как в вопросе 4). Обычно на аккумуляторе 3,75В это значение не указывают (тогда считается 4,2В), реже вписывают «измеренное» максимальное напряжение 4,25В — является по сути маркетинговым ходом.
Вопрос 6: Есть ли ещё информация? Я не нашёл напряжение, которое указано на моём аккумуляторе.
Ответ: Могут встречаться промежуточные значения, вроде «3,82В». Это некие «измеренные» («rated voltage») цифры по номинальному напряжению после увеличения максимального напряжения заряда до 4,4В. Достаточно придерживаться указанной выше вилки, чтобы понимать разницу. Кратные напряжения, например, 11,1В говорят о составе батарейного блока из трёх подключённых между собой аккумуляторов 3,7В (3шт x 3,7В = 11,1В).
Напряжение Li-ion аккумулятора — это важная для инженеров характеристика, которую учитывают при концептуальное разработке коммерческого продукта (например, смартфона, планшета, электродрели). Параметры применения литий-ионной ячейки зависят от её максимального напряжения при зарядке, что достигается разными технологическими решениями.
Сейчас актуальны две разновидности максимального напряжения Li-ion:
- • 4,2В (исконное, штатное значение, иногда даже не указывается — и так понятно, аккумуляторы с отсечкой на 4,2В «живут» немного дольше);
- • 4,35В или 4,4В (элементы высокого напряжения или High Voltage Li-ion/LiPo, их срок службы уменьшен взамен на указанные выше преимущества).
Номинальное напряжение 3,6В, 3,7В, 3,75В, 3,8В или 3,85В, указанное на корпусе аккумулятора по сути не влияет на срок службы, если максимальное напряжение одинаковое (4,2В). Но может говорить о разных материалах, применяющихся для катода, анода и электролита.
Все утверждения, которые мы привели в этой статье, основаны на расчётах, исследованиях и тезисах Battery University. В ходе своей работы мы опирались на собственный опыт производства аккумуляторов литий-ионного типа в компании Neovolt.
Для дальнейшего самостоятельного изучения рекомендуем обратиться к научному исследованию: «Практическая оценка литий-ионных аккумуляторов» [опубликовано в ScienceDirect] — эта работа входит в национальную программу ключевых исследований и разработок Китая (грант №2016YFB0100100 )
Почему в портативной аппаратуре возникают проблемы с питанием, аккумуляторами и зарядными устройствами? Оказывается, они появляются в основном из-за аварийного отключения питающих цепей контроллерами.
Литиевые аккумуляторы, эффективно работающие в переносной технике, были открыты давно. Но они практически не использовались из-за «капризов» зарядки. При разряде такой батареи ниже нормы, если поставить её вновь на зарядку даже с номинальным для неё током заряда, аккумулятор быстро нагреется и взорвётся. Поэтому литиевые элементы, предназначенные для эксплуатации в мобильных устройствах и планшетах, оборудуют контроллерами, обеспечивающими строгое соблюдение всех режимов работы.
Когда внутреннее сопротивление элемента аккумулятора при его разрушении становится вне нормированного диапазона, контроллер отключает такой прибор, не допуская его к эксплуатации.
Кроме того, в планшетах стоят контроллеры, обеспечивающие правильную развязку питания от внешнего источника, батареи и подпитки от USB-интерфейса. Чтобы знать, как включить планшет без аккумулятора, необходимо понимать схему питания устройства и работу контроллеров – как внутрипланшетного, так и внутриаккумуляторного.
Какой блок питания нужен
Главное условие – согласование мощности адаптера электропитания. Обычные зарядные устройства – с максимальным током 1-2 ампера. Если вспомнить формулы из курса физики, то при напряжении 5 В мощность не превысит 10 Вт. Этого недостаточно, чтобы подключить планшет. А мощные блоки питания без ограничения или защиты по току при неисправностях могут окончательно сжечь силовые SMD-детали устройства так, что восстановить прибор будет невозможно или проблематично.
- Если имеется информация о параметрах напряжения и тока блока питания, который поставлялся с планшетом, для замены устройства подойдет аналогичный по максимальному току с таким же напряжением. Может, но это не значит, что он обязательно подойдёт. При максимальном токе напряжение на выходе блока питания не должно «проседать» ниже 4,2 В.
- Если напряжение падает, необходимо увеличить мощность источника электроэнергии, но только до значения тока, превышающего номинальную величину не более чем на 20%. Иначе неисправность следует искать внутри планшета. Чаще всего такое бывает из-за утечки электролитических конденсаторов, вздутие которых говорит об их неисправности.
- Если неизвестно, какой блок питания использовался, то необходимо применить лабораторный. Или любой мощный с индикацией напряжения и тока, с регулируемой электронной защитой в диапазоне от 2 до 5 ампер в зависимости от мощности планшета. Естественно, такое устройство понадобится лишь для пробного включения и настройки гаджета.
Требования к источнику энергии:
- напряжение – не больше 5,2 В;
- уровень пульсаций – не выше 1-2%;
- максимальный ток блока питания – выше 20% и не меньше номинального тока аккумулятора (не путайте с ёмкостью АКБ).
Как запитать через разъём питания
Самый простой способ, как включить неработающее ранее устройство, – запустить планшет без аккумулятора.
Иногда зарядка изношенной батареи берёт на себя всё полезное напряжение, так что для запуска планшета мощности недостаточно. Для этого проделывают такие манипуляции (если проблема не решилась, приступают к следующему пункту):
- извлекают аккумулятор, подключают планшет к блоку питания через соответствующий разъём и запускают;
- проверяют целостность провода питания;
- меняют на короткий шнур;
- измеряют напряжение на клеммах, к которым подключалась АКБ (оно не должно быть ниже 4,2-3,6 В при включенном блоке питания в момент запуска планшета);
- если искомого напряжения нет или оно занижено, то проблема в разъёме питания – необходимо пропаять его выводы, при возможности заменить;
- при исправном разъёме и наличии на выводах, идущих на плату, напряжения питания, но при отсутствии его на клеммах, предназначенных для аккумулятора, неисправность – в контроллере заряда или в его силовых ключах.
Если напряжение на аккумулятор подаётся, а планшет всё равно не запускается, то переходят к следующему пункту нашего описания.
В зависимости от модели планшета возможно использование неправильной пары разъёма питания, приведшей к повреждению. Например, разъемы DJK, часто применяемые для таких целей, имеют диаметры центрального электрода, очень близкие по размеру с разными пропорциями. Для наглядности представлена таблица некоторых их экземпляров.
Таблица разъемов DJK
Из таблицы видно, что DJK-11A, DJK-11G и DJK-00B имеют диаметр ствола 5,5 мм, а толщина центрального штыревого контакта у них разная. Понятно, что если основной наружный штырь влезает и не сильно болтается, то считают, что разъём подходит. При этом не обращают внимания на центральный, через который идёт основной ток питания. А он может болтаться, греться или вообще не влезать, а амортизировать. У DJK-разъемов центральный электрод с амортизацией, и если он не вставляется, то надёжного контакта не может быть.
Подключаем питание напрямую к плате вместо аккумулятора
Возможно питание планшета без батареи, если подключить вместо неё аналог – блок питания. Сначала защиту по току лабораторного или иного блока питания устанавливают примерно на 1,8 А и делают попытку включения устройства. Если источник входит в защиту, то добавляют ток и продолжают попытки включения до тех пор, пока не запустится планшет.
Иначе неисправность ищут внутри планшета. Чаще всего проблема бывает из-за утечки электролитических конденсаторов, вздутие которых говорит об их неисправности высокого потребления тока. Если защита не срабатывает и прибор не включается, то неполадки ищут и в самом мобильном устройстве.
Первое включение, если планшет запустился, не должно быть более 1 минуты. Необходимо выключить устройство после первого удачного запуска средствами операционной системы – функцией завершения работы. После этого следует убедиться, что все детали, имеющие радиаторы и мощные интегральные микросхемы, не перегреваются.
Для установки временного разъёма питания припаивают провода к тем точкам платы, ведущим к клеммам аккумулятора, с которых производился удачный запуск планшета. При этом необходима строгая проверка соблюдения полярности. Если есть свободное место, то параллельно питанию добавляют электролитический конденсатор ёмкостью 1000 мкФ и напряжением 6,3 В.
Можно ли включить блок питания без компьютера: пошаговая инструкция перемычки контактов
Как подключить автомагнитолу дома через блок питания
Как переделать аккумуляторный шуруповерт на 12 или 18В в сетевой своими руками
Читайте также: