У всех аккумуляторных батарей, которые используются в мобильных устройствах, с краю имеются контакты. С помощью них производится процесс зарядки. В статье разбираются вопросы: за что отвечают каждый из контактов и чем отличается питание трехконтактных от четырёхконтактных батарей. Рассматривается, какую функцию они выполняют, как помогают лучше функционировать.
Зачем 3 контакта на аккумуляторе телефона
В зависимости от схемы питания, создается определённое количество разъемов. Два, три или четыре. Которые слева и справа обозначают + и -, что определяет положительный, отрицательный вывод питания. Третий, средний контакт, присутствует на батарее в качестве источника передачи служебной информации, куда входит: состояние заряда, температура и другие полезные данные.
За температуру отвечает датчик, встроенный в аккумулятор. За контроль заряда контроллер. Датчик контролирует температуру во время процесса заряда. Он передаёт информацию о заряде в процентах, отключает в случае перезаряда или переразряда. Процесс позволяет продлить срок эксплуатации, что допускает не тратить деньги на новую АКБ. Актуальный вопрос для владельцев, у которых несьёмный аккумулятор.
В «навороченных» смартфонах третий контакт передаёт информацию о технических характеристиках: серийный номер, информацию о телефоне, о производителе и прочее.
Важно! Именно li-ion аккумуляторы для мобильных устройств оснащаются третьим разъемом, по причинам, описанным выше.
Зачем 4 контакта на аккумуляторе телефона
Если на трехконтактных батареях третий (средний) вывод отвечает за контроль температуры, перезаряда, передачи служебной информации, то четвертый вывод, возможно, забирает на себя часть функций третьего контакта, как на подобных телефонах.
Важно! В этом случае нельзя точно ответить, за что конкретно отвечает третий разъем, а за что четвертый. Производители зарядных устройств не афиширует этот вопрос.
На мобильных устройствах 4 контакт может играть роль защиты, когда он вставлен не в «родное» устройство. Не произойдёт процесса зарядки, потому что информация, передаваемая через этот контакт, не будет соответствовать той, которая используется в «настоящем» устройстве. Например, у вас телефон Samsung. И вы не можете найти к нему батарею той же марки. Ищите аналог, который подходит. Возможно, в нем похожая схема расположения элементов питания, как и лицензионная батарейка марки.
Прочитав статью, становится понятно, что третий и четвертый контакт на батарее мобильного устройства играет важную роль. Помогает предохранять от перезаряда и переразряда. Сбрасывает информацию процессору. Продлевает время эксплуатации телефона, что важно в повседневной жизни, когда без смартфона уже даже некомфортно выходить на улицу. Работоспособность полностью зависит от заряда, поэтому так важно знать, для чего используются все представленные на аккумуляторе разъемы. Пригодится, когда потребуется разобраться с зарядкой другого аппарата.
Производители из коммерческих интересов не афишируют объяснениями, зачем им 3 контакта на аккумуляторе телефона, когда для его функционирования достаточно всего двух — «плюса» и «минуса». В официальной документации (Data Sheet), как на нашем опыте, так и в интернете в целом, такой информации не предоставляется.
В смартфонах и другой портативной электронике (в ноутбуках, смарт-часах, планшетах) встречаются двухконтактные, трёхконтактные и даже четырёхконтактные батареи.
Однако вы можете «нагуглить» немало странных утверждений, вроде «третий контакт нужен для извлечения информации» или «связи телефона с элементом питания». В целом это не так уж и далеко от истины. Мы обратились к экспертам в данной области, связавшись с Battery University, и посоветовались с российскими специалистами.
Почему у аккумулятора 3 контакта вместо 2?
Разработчики гаджетов с питанием от батареи по-разному эксплуатируют третий контакт. Именно по этой причине не существует единственного объяснения — нет унифицированного стандарта или требования для сертификации, например. Какие тогда варианты существуют, спросите вы?
По этой причине не существует единственного правильного объяснения наличию третьего контакта — стандарта никто не изобретал, требований для сертификации, например, тоже не существует. Каждый волен делать то, что ему удобнее.
Но есть основные (общепринятые) варианты применения третьему контакту. Чтобы узнать, какой именно на вашем телефоне, нужно разобрать аккумулятор и посмотреть схему контроллера.
1. Передача данных (1-Wire протокол)
В большинстве случаев используется именно этот протокол, который обеспечивает связь с низкоскоростной передачей данных от 15,4 Кбит/с до 125 Кбит/с.
2. Датчик температуры
Почти во всех телефонах на третьем контакте вы обнаружите термистор для замера температуры — он обеспечивает простую и безопасную конфигурацию системы питания.
3. Контроллер заряда
Его задача — в целях безопасности выключить аккумулятор, когда он получил заряд сверх нормы или слишком сильно разрядился.
4. Регулировка подсветки дисплея
В некоторых устройствах (например, в старых фотоаппаратах Sony) по третьему «пину» батареи производился контроль яркости экрана (чем ниже процент заряда, тем меньше подсвечивается дисплей).
5. Сервисный режим при запуске
В зависимости от уровня заряда работал и запуск сервисного режима при загрузке портативной консоли Sony PlayStation Portable — весьма необычное решение.
6. AES-шифрование и обмен ключами
Криптографические алгоритмы также иногда отдаются на откуп третьему контакту аккумулятора.
Теперь вы знаете основные причины, почему на аккумуляторе телефона может быть 3 контакта. И хотя они отличаются между собой и иногда даже совершенно неожиданные (как та же регулировка яркости экрана на «зеркалках» Sony), в большинстве случаев встречаются именно термисторы (контроль температуры).
Для производителя важнее всего безопасность. Ведь перегрев элемента питания смартфона может привести к взрыву и самовоспламенению.
А что если у телефона 4 контакта на аккумуляторе вместо 3?
Четырёхконтактные батареи вы найдёте почти в каждом ноутбуке, иногда в планшетах или в новых смартфонах.
Мы только что разобрались, зачем устройству может понадобиться третий контакт с протоколом 1-Wire, который может выполнять достаточно большое количество задач. Но что делают производители с четвёртым?
1. Передача данных для 3 и 4 контактов (I2C протокол)
В новых поколениях смартфонов и портативной электроники производители стремятся достичь максимальной безопасности, завязав на третий контакт как можно больше данных, помогающих определить угрозу перегрева или выхода из строя ячейки батареи.
2. Контроллер и датчик температуры
В упрощённых конфигурациях батарей на каждый из контактов выведен 1-Wire модуль (термистор и контроллер заряда).
3. Фирменные и запатентованные решения
Могут быть и различные дополнения, как у гаджетов Sony. Но производители не распространяются о своих решениях, когда речь заходит о технологиях, которые легко скопировать.
Если у вас аккумулятор трёхконтактный, а в устройстве четыре контакта для батареи, то это не может быть причиной разрядки или неполадок. Скорее всего, во время разработки конкретной модели гаджета производитель в целях экономии унифицировал единый общий тип аккумулятора для нескольких моделей (так часто делают в Huawei, например, и Xiaomi).
Может ли не работать 3-контактный аккумулятор в 4-контактном телефоне?
Как мы уже сказали выше, в разных смартфонах от одного производителя может применяться одинаковый трёхконтактный литиевый элемент питания. Но на этапе проектирования инженеры рассчитали контактные группы под 4 «пина».
Это не значит, что АКБ теперь работает вполсилы. Перед запуском контролер батареи настраивается на использование только трёх контактов из четырёх по протоколу 1-Wire и задействует, как правило, термистор для безопасности.
Если вы сами установили в четырёхконтактный телефон трёхконтактный аккумулятор или наоборот, то контроллер может работать не оптимально. Например, те же самые элементы безопасности будут отключены. Всегда помните в таких ситуациях о штатных характеристиках и для чего на аккумуляторе телефона 3 контакта.
В итоге — зачем нужны три контакта?
Наличие трёх контактов у большинства телефонов обусловлено тремя блоками зарядного устройства:
• Первый блок — это то, что мы называем зарядкой и подключаем к электросети или к автомобильной. На самом деле это всего лишь трансформатор с выпрямителем или преобразователь, дающий для телефона от 5 до 12 В постоянного тока (зависит от модели телефона).
• Второй блок — он встроен в сам телефон и отвечает за правильный заряд (контроль температуры батареи, её напряжения и тока заряда).
• Третий блок — встроен в корпус батареи и сообщает телефону тип батареи, её температуру и напряжение. Именно эти три блока образуют зарядное устройство телефона.
Если у вас возникли вопросы, то отправьте сообщение ВКонтакте @NeovoltRu, чтобы получить помощь. Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter.
Зачем аккумулятору на цифровой технике 3 контакта, если он может заряжаться и от двух?
Третий контакт используется для передачи данных по протоколу 1-Wire (на аккумуляторах с 4 и более контактами, например, в ноутбуках, используется i2c протокол).
В аккумуляторе встроен датчик температуры и контроллер контроля заряда, который сообщает заряд в процентах и способен отключать аккумулятор в случае переразряда или перезаряда. Есть и более тупые аккумуляторы, где третий пин заведён на термистор и служит только для измерения температуры.
На аккумулятор также может возлагаться и более крутая функциональность. В фотоапаратах Sony аккумулятор рулил подсветкой дисплея, в PSP аккумулятор управлял сервисным режимом запуска приставки, в последней ревизии туда засунули даже AES шифрование и обмен ключами. Да, всё это на третьем контакте.
И что происходит с аккумулятором, когда он зарядился до максимума и его оставили заряжаться дальше, включенным в сеть? У зарядного устройства есть какой-нибудь предохранительный режим после полной зарядки аккумулятора?
заряд литиевого аккумулятора происходит по схеме CC-CV (Constant Current — Constant Voltage). На начальном этапе зарядки, зарядное устройство следит, чтобы зарядный ток не выходил за пределы допустимого (обычно порядка 1C, то есть примерно равному емкости аккумулятора в mAh). Как только напряжение аккумулятора подходит к максимально допустимому (4.2 В для обычных, иногда 4.35 В для аккумов повышенной емкости, 3.6 В для высокотоковых LiFePO4), зарядка ограничивает ток, чтобы напряжение не превышало эту планку. То есть сама зарядка следит, чтобы перезаряда никогда не случилось. Можно сравнить с наполнением ведра сначала быстрым потоком воды, насколько позволяет шланг, потом всё уменьшая поток воды, чтобы плещущаяся вода не переливалась через край, в конце аккуратно по капельке добавляют чтоб полностью наполнить и не пролить.
И скорость зарядки аккумулятора зависит от диаметра проводов в трансформаторе зарядки?
Их же там соотношение 230 на первичной и 6 на вторичной?