Часто возникает ситуация, когда из-за вышедшей из строя маленькой незначительной детали перестает работать бытовой прибор. Поэтому, ответ на вопрос, как прозванивать плату мультиметром, хотели бы знать многие начинающие радиолюбители. Главное в этом деле быстро обнаружить причину поломки.
Перед выполнением инструментальной проверки, необходимо осмотреть плату на наличие поломок. Электрическая схема платы должна быть без повреждений мостиков, детали не должны быть распухшими и черными.
Приведем правила проверки некоторых элементов, в том числе и материнской платы.
Проверка отдельных деталей
Разберем несколько деталей, при поломке которых выходит из строя схема, а вместе с этим и все оборудование.
Резистор
На различных платах данную деталь применяют довольно часто. И так же часто при их поломке происходит сбой в работе прибора. Резисторы несложно проверить на работоспособность мультиметром. Для этого необходимо провести измерение сопротивления.
При значении, стремящемся к бесконечности, деталь следует заменить. Неисправность детали можно определить визуально. Как правило, они чернеют из-за перегрева. При изменении номинала более 5%, резистор требует замены.
Диод
Проверка диода на неисправность не займет много времени. Включаем мультиметр на замер сопротивления. Красный щуп на анод детали, черный на катод – показание на шкале должно быть от 10 до 100 Ом.
Переставляем щупы мультиметра, теперь минус (черный щуп) на аноде – показание, стремящееся к бесконечности. Эти величины говорят об исправности диода.
Катушка индуктивности
Плата редко выходит из строя по вине этой детали. Как правило, поломка случается по двум причинам:
- витковое короткое замыкание;
- обрыв цепи.
Проверив значение сопротивления катушки мультиметром, при значении менее бесконечности – цепь не оборвана. Чаще всего, сопротивление индуктивности имеет значение в несколько десятков омов.
Определить витковое замыкание немного труднее. Для этого прибор переводим в сектор измерения напряжения цепи. Необходимо определить величину напряжения самоиндукции.
На обмотку подаем небольшой по напряжению ток (чаще всего используют крону), замыкаем ее с лампочкой. Лампочка моргнула – замыкания нет.
Шлейф
В этом случае следует прозванивать контакты входа на плату и на самом шлейфе. Заводим щуп мультиметра в один из контактов и начинаем прозвон. Если идет звуковой сигнал, значит, эти контакты исправны.
При неисправности одно из отверстий не найдет себе «пару». Если же один из контактов прозвонится сразу с несколькими – значит, пришло время менять шлейф, поскольку на старом короткое замыкание.
Микросхема
Выпускается большое разнообразие этих деталей. Замерить и определить неисправность микросхемы с помощью мультиметра достаточно тяжело, наиболее часто используют тестеры pci.
Мультиметр не позволяет провести замер, потому что в одной маленькой детали находится несколько десятков транзисторов и других радиоэлементов. А в некоторых новейших разработках сконцентрированы миллиарды компонент.
Определить проблему можно только при визуальном осмотре (повреждения корпуса, изменение цвета, отломанные выводы, сильный нагрев). Если деталь повреждена, ее необходимо заменить.
Нередко при поломке микросхемы, компьютер и другие приборы перестают работать, поэтому поиск поломки следует начинать именно с обследования микросхемы.
Тестер материнских плат – это оптимальный вариант определения поломки отдельной детали и узла. Подключив POST карту к материнке и запустив режим тестирования, получаем на экране прибора сведения об узле поломки. Выполнить обследование тестером pci сможет даже новичок, не имеющий особых навыков.
Стабилизаторы
Ответ на этот вопрос, как проверить стабилитрон, знает каждый радиотехник. Для этого переводим мультиметр в положение замера диода. Затем касаемся щупами выходов детали, снимаем показания. Меняем местами щупы и выполняем замер и записываем цифры на экране.
При одном значении порядка 500 Ом, а во втором замере значение сопротивления стремится к бесконечности – эта деталь исправна и годится для дальнейшего использования.
На неисправной — величина при двух измерениях будет равна бесконечности – при внутреннем обрыве. При величине сопротивления до 500-сот Ом – произошел полупробой.
Но чаще всего на микросхеме материнской платы сгорают мосты – северный и южный. Это стабилизаторы питания схемы, от которых поступает напряжение на материнку.
Определяют эту «неприятность» достаточно легко. Включаем блок питания на компьютере, и подносим руку к материнской плате. В месте поражения она будет сильно нагреваться.
Одной из причин такой поломки может быть полевой транзистор моста. Затем проводим прозвонку на их выводах и при необходимости заменяем неисправную деталь. Сопротивление на исправном участке должно быть не более 600 Ом.
Методом обнаружения нагревающего устройства, определяют короткое замыкание (КЗ) на некоторых деталях платы. При подаче питания и обнаружения участка нагрева, кисточкой смазываем место нагрева. По испарению спирта определяется деталь с КЗ.
Как проверить тестером телефон
С мобильными устройствами связь поддерживается постоянно, что позволяют сотовые станции и расположенный внутри смартфонов небольшой аккумулятор. При этом после интенсивной эксплуатации любая батарея изнашивается. Следовательно, появляется вопрос: как проверить аккумулятор телефона мультиметром на работоспособность и не вышел ли он из строя раньше ожидаемого времени?
Экспресс-проверка
Наиболее простым решением является проверка без подручных средств. Достаточно сделать звонок на любой бесплатный номер или просто позвонить кому-нибудь из знакомых и оставаться на связи 10—15 минут.
Далее следует проверить, сколько делений или процентов было использовано (не более 1—2 % на 10 минут). Если расход оказался незначительным или число делений не изменилось — все отлично. В обратном случае литийионная батарея в скором времени станет непригодна для работы.
Тем не менее такой метод проверки нельзя назвать эффективным, поскольку энергия может расходоваться из-за неправильной оптимизации операционной системы или ее загруженности. Поэтому сначала следует провести работу с самой ОС и по возможности отключить ненужные службы.
Нелишним будет просто осмотреть аккумулятор. Существует три симптома, свидетельствующие о полном износе АКБ:
- корпус оказался заметно вздутым;
- на контактах появились признаки коррозии;
- заряд во время работы телефона резко падает на большие значения (с 70 до 25 %).
При появлении хотя бы одного из симптомов компонент не подлежит восстановлению и его нужно только заменять на новый.
Использование специального программного обеспечения
В смартфонах или планшетах подобные приложения могут быть установлены по умолчанию. К примеру, в ОС Android предусмотрен такой инструмент и его можно включить набором комбинации *#*#4636#*#*. В открывшемся меню нужно открыть раздел «Сведения о батарее» — там можно узнать текущее состояние АКБ и ее работоспособность.
Для моделей от Apple можно рекомендовать утилиту BatteryCare, доступную в App Store для айфона. Она поможет в случае с iPhone или планшетными компьютерами iPad.
Что касается платформы «Андроид», для нее разработано приложение Nova Battery Tester. Оно позволяет проверить, помимо состояния батарейки, и ее настоящую емкость.
Причем тестирование программы проводилось с лабораторным оборудованием при задействовании нескольких десятков АКБ.
Этот способ подходит, если в смартфоне стоит несъемный компонент и проверить его приборами в домашних условиях почти невозможно.
Однако не всегда доступна возможность установить такое программное обеспечение, или батарейка съемная, что облегчает тестирование. Поэтому можно перейти к самому надежному решению — воспользоваться мультиметром и проверить состояние компонента вручную.
Использование мультиметра
Это полезный в хозяйстве инструмент позволяет провести необходимые замеры без опыта работы с электроникой. Для этого нужно сделать следующее:
- извлечь батарею из телефона;
- на приборе установить диапазон от 10 до 20 В;
- красным щупом прикоснуться к «+», черным — к отрицательному «−»;
- проверить, что на дисплее показания совпали с указанными на корпусе АКБ.
Если же напряжение находится на уровне 3,7 В и ниже — батарею потребуется зарядить. После чего делается повторная проверка, и если этот показатель остался без изменений, значит, аккумулятор является непригодным для эксплуатации.
Применение USB-тестера
Проверено временем, что многие производители при изготовлении батарей на их корпусе указывают более высокую емкость, чем на самом деле.
Для правильного изменения этого показателя и состояния достаточно запастись тестером или мини-мультиметром. Эти приборы доступны на рынке при невысокой стоимости, так что найти их не составит труда.
Тестер, по сравнению с мультиметром, выглядит как небольшая коробка с разъемом USB.
С передней стороны тестера размещен экран. На нем во время проверки будут отображены требуемые показатели:
- напряжение (вольт) и ток (ампер);
- текущая емкость батарейки в телефоне;
- текущий слот памяти (на передней стороне переключается одной кнопкой).
Провод USB из комплекта тестера во время работы подключается к источнику питания (в зарядный блок, гнездо персонального компьютера или ноутбука). В тестере расположены разъемы USB и microUSB. Порядок проверки выглядит следующим образом:
- При определении общего объема заряда смартфона или планшета с гнездом microUSB, потребуется соединить тестер и мобильное устройство USB-кабелем. Перед тем как проверить аккумулятор телефона мультиметром, обязательно нужно разрядить аппарат до ноля.
- Далее потребуется подключить прибор для изменения к источнику питания и установить на его табло пустую ячейку памяти или стереть уже используемую. Остается подождать, пока телефон зарядится полностью.
- После завершения зарядки на экране зарядка должна иметь показатель 100 %, а сила тока — 0 ампер. На табло прибора будет показан настоящий объем аккумуляторной батареи.
Что такое разряженный воздух
После этих простых действий можно убедиться, что телефон быстро разряжается не из-за перегруженной службами операционной системы, а по причине изношенности батареи. В таком случае не обязательно искать новый компонент для замены или нести его в мастерскую. Можно попытаться предложенным ниже способом восстановить емкость.
Аккумулятор смартфона следует регулярно тестировать не только из-за возможной его изнашиваемости после интенсивной работы со смартфоном. Следует помнить, что если АКБ долгое время не используется, ее емкость со временем снижается. Это часто встречается и в новых компонентах, которые еще не были использованы в телефонах.
Способ восстановления работоспособности простой и не требует наличия специальных навыков:
- сначала необходимо подзарядить на полную мобильное устройство;
- с помощью интенсивных нагрузок разрядить его до ноля;
- повторить процедуру три-четыре раза.
Если после применения раскачки телефон действительно стал работать дольше — заменять аккумулятор нет смысла. Однако желательно проверять его показатели время от времени.
Однако аккумулятор не только может иметь низкую емкость — при полном износе он перестает отдавать ток в требуемом объеме.
Проверить это также можно с помощью USB-тестера:
- подключить смартфон к зарядному устройству;
- подсоединить тестер для измерений к разрыву цепи между блоком питания ЗУ и проводом;
- отследить показания, когда заряд будет 100 %.
Блоки питания отдают ток при силе 1 ампер. Если на приборе отображается значение 0,1 до 0,3 А — батарея однозначно нерабочая и восстановить ее уже невозможно. Проверить правильность показаний можно при помощи другого устройства для зарядки.
Почему не заряжается телефон — диагностируем проблему пошагово с ликбезом и примерами
Это одна из самых распространенных проблем телефонов, которая преследует их пользователей с самых первых моделей. Причины могут быть разными. Начиная с грязи на контактах, заканчивая сложными проблемами в микросхемах управления на плате.
В этой статье попробуем пошагово сделать диагностику проблемы отсутствия зарядки на телефоне и рассмотрим методы исправления неисправностей.
Краткий ликбез по основным неисправностям
Самые очевидные варианты, такие как провод и блок питания можно исключить с помощью другого телефона или другого набора «блок питания + провод».
Неисправность провода
Осмотрите внимательно провод. У него не должно быть обрывов или надрезов. Еще обратите внимание на штекер. Он должен быть чистым и ровным. Попробуйте зарядить телефон используя другой кабель.
Проблема с блоком питания
Блок питания реже выходит из строя, но и его не стоит исключать. Обычно блоки питания имеют разъем для провода. Проверьте состояние разъема. Если есть возможность, проверьте работоспособность блока питания при помощи другого телефона и провода. Так же на блоке питания не должно быть сколов, царапин и деформаций корпуса.
Еще некоторые типы смартфонов очень капризны к стабильному напряжению зарядки. Поэтому, они могут и не работать с дешевыми блоками питания.
Повреждение или загрязнение разъема зарядки
Сам разъем зарядки часто является причиной отсутствия питания у телефона.
Всего бывает несколько типов неисправности:
- Грязь и пыль на контактах. Это простая причина, которая может послужить барьером для зарядки устройства. Достаточно почистить разъем зарядки щеткой;
- Окисление контактов. Контакты окисляются после случайного попадания воды или конденсата на разъем зарядки;
- Отрыв от платы и повреждение разъема. Механическое повреждение разъема, которое препятствует зарядке. Обычно ломается пластмассовая часть, но бывают случаи, когда и сам разъем вырывают из платы.
Телефон не может зарядиться из-за вышедшего из строя аккумулятора. Это бывает из-за механического повреждения, перегрева или брака. Решается только заменой аккумулятора на новый. Кстати, если ваш телефон может передавать данные по USB и при этом он не заряжается — то это тоже скорее всего неисправность аккумулятора.
Еще бывает такое, что аккумулятор теряет свою емкость. Например, телефон может не заряжаться больше 11 процентов, или быстро садиться после зарядки.
Контроллер заряда на аккумуляторе
Отдельно от аккумулятора существует контроллер заряда. Он может располагаться как на самом аккумуляторе, так и на плате управления. Если контроллер заряда выходит из строя, то и аккумулятор не сможет зарядиться.
Проблема с платой
Самая серьезная проблема, для решения которой требуются навыки пайки, ремонта и диагностики мобильных устройств.
Обычно проблема с платой возникает не только с отсутствием зарядки, но и когда телефон вообще не включается. Такая неисправность характерна для телефонов, которые падали с высоты или заливались жидкостями.
Пошаговая диагностика с примерами
Если сомневаетесь в проводе, попробуйте для начала другой провод или зарядите этим проводом другой телефон. Характерная неисправность провода — это когда телефон начинает заряжаться при малейшем движении провода от разъема. Не перестарайтесь при диагностике, не повредите разъем зарядки.
Блок питания тоже достаточно легко проверить. Если ваше устройство исправно заряжается от компьютера или другого блока питания, то 100% неисправен проверяемый блок питания. Его нельзя больше использовать, да и ремонтировать нерентабельно.
И помните, что некоторые модели смартфонов, такие как Samsung, могут не заряжаться от нештатных зарядных устройств.
Чистите аккуратно, чтобы не повредить внутренности и контакты разъема.
Не используйте воду при чистке. Из-за нее могут окислиться контакты. И вода полностью не высохнет с разъема, а это уже будет другая неисправность. Лучше всего подойдет спирт, изопропанол или бензин Калоша. Используйте эти средства в небольшом количестве, не нужно их лить в разъем или на щетку, достаточно пару капель.
Если после чистки разъема при подключении провода зарядка идет, но прерывается от малейших движений и разъем не держит провод, то это уже механическое повреждение контактов. Такую неисправность можно устранить только с помощью пайки. И необязательно разъем может быть вырван из платы.
Его контакты также назожятся на плате, и их легко вырвать, если случайно дернуть провод на зарядке.
Не пытайтесь заливать разъемы зарядки суперклеем. Клей не восстановит контакт. Он даже повредит их.
Да, это можно сделать, если вы уверенны в своих силах и у вас есть паяльник и минимальный набор для пайки. Подробнее узнать тонкости самостоятельной пайки можно в этой статье.
Как поменять аккумулятор
Если телефон все таки заряжается, видит разъем зарядки и работает, но аккумулятор не заряжается, то скорее всего неисправен именно он.
Например, вы вытащили провод из разъема и телефон тут же выключается. Это значит, что емкость аккумулятора высохла или находится в коротком замыкании. В этом случае нужно менять аккумулятор.
Характерными неисправностями аккумулятора являются вздутие и вытекание электролита. Так происходит из-за перегрева, переохлаждения, которого замыкания или помех в питании. Даже не пытайтесь зарядить его лягушкой с такими повреждениями. Это опасно и бесполезно.
Еще можно проверить телефон и аккумулятор при помощи мультиметра.
Этот метод точный и больше подходит для тех, кто умеет разбирать телефоны и у кого есть измерительные приборы.
Современные смартфоны выполнены в монолитных корпусах, и если у вас есть возможность самостоятельно отклеить заднюю крышку, то можете попробовать заменить неисправный аккумулятор на новый. Не повредите старый аккумулятор при расклеивании крышки, делайте все аккуратно. Поподробнее про расклейку модулей, тачскринов, экранов и задних крышек можно почитать в этой статье.
Если вы поменяли аккумулятор, уверенны в исправности разъема, провода и блока питания, то скорее всего проблема уже на самой плате. На ней могут быть неисправны такие микросхемы, как: контроллер питания, контроллер зарядки, процессор и мелкие SMD компоненты. Характерные признаки неисправности на плате являются:
- Телефон не включается и горит только индикатор зарядки;
- Сильный нагрев телефона при зарядке;
- Быстрый разряд даже новой батареи.
Даже небольшое попадание влаги на телефон может вывести его из строя. Кстати, многие автовладельцы заряжаются свои телефоны и навигаторы напрямую от преобразователя автомобиля. Не все смартфоны и зарядные устройства предназначены для этого. Во время включения автомобиля идут большие скачи напряжения и помехи в сеть, которые могут вывести из строя контроллер питания телефона.
Вы можете прогреть плату, предварительно разобрав смартфон и даже почистить ее спиртом, но шансы успешного ремонт крайне малы. Нужна диагностика с блоком питания, фризером, схемами и паяльным оборудованием. И у каждой модели смартфона или планшета платы разные, что затрудняет диагностику.
А может ли быть программный сбой
Чисто программная неисправность редко проявляется без причины извне. Если на ваш телефон попала вода и на зарядке он начинает вибрировать, мигать или показывать заначек андроида, то ни в коем случае нельзя его заряжать. Вы рискуете добить свое устройство.
После попадания влаги нельзя заряжать телефон. Его нужно срочно чистить от воды и окислов. Если вы не уверены в том, что сможете его почистить, лучше всего обратитесь в сервисный центр.
Как не допустить такую неисправность
Достаточно соблюдать простые правила:
- Используйте оригинальные и качественные зарядные устройства и провода;
- Не пользуйтесь телефоном или планшетом во время зарядки. Из-за лишних движений разъем может расшататься. А еще можете попробовать магнитные зарядки и провода. Они легко отсоединяются;
- Не заряжайте телефон от автомобильной сети сразу после запуска;
- Не разряжайте до 0 смартфон и не заряжайте его до 100%. Идеальная середина от 10% до 90%. Это доказанный факт. Так аккумулятор прослужит намного дольше;
- Защищайте телефон и его разъемы от грязи, пыли и влаги;
- Старайтесь не допускать перегрева или переохлаждения телефона на улице и не пользуйтесь им в таких условиях. Это негативно влияет на состояние аккумулятора и может снизить ресурс его исправной и гарантийной работы.
Проверка микросхем мультиметром: инструкция и советы
Содержание статьи
Чтобы проверить микросхему радиолюбители используют такие устройства, как мультиметры, специальные тестеры, осциллографы. Однако в простых случаях вполне можно и без всего вышеперечисленного.
Для успешной проверки необходимо хотя бы примерно знать устройство микросхемы, какие сигналы и напряжения должны поступать на ее входы и формироваться на ее выходах.
Рассмотрим вероятные сценарии проведения проверочных работ.
Способы проверки
Существует несколько способов, позволяющих проверить микросхему на работоспособность.
Внешний осмотр
Если микросхема установлена на плате и выпаивать ее нежелательно, то необходимо осуществить ее визуальный осмотр. При внимательном изучении можно обнаружить очевидные дефекты. Таковыми могут быть перегоревшие контакты, обгоревшие и отпавшие провода, трещины на корпусе, обгоревшие обвесные компоненты. Если видимых повреждений не обнаружено, необходимы более сложные действия.
Проверка работоспособности с помощью мультиметра
Следующий шаг проверки – диагностика цепей питания системы. Для этой цели используется мультиметр. Для уточнения выводов питания рекомендуется заглянуть в datasheet на микросхему. Плюс в нем обозначается как VCC+, минус – VCC-, общий провод – GND.
Минусовый щуп мультиметра подводится к минусу устройства, плюсовой щуп – к плюсу. Если напряжение соответствует норме для данной системы, то цепи питания устройства являются рабочими. Если обнаружены проблемы, то цепь питания отпаивают и проверяют ее исправность.
Если она исправна, то проблема заключается в самой микросхеме.
Выявление нарушений в работе выходов
Если микросхема имеет несколько выходов и хотя бы один из них неработоспособен или функционирует некорректно, вся схема не сможет выполнять назначенные функции.
Проверку выходов мультиметром начинают с измерения напряжения на выводе интегрированного в микросхему источника опорного напряжения Vref.
Его номинальное напряжение указывается в сопроводительных документах на устройство. На этом выводе должно присутствовать постоянное напряжение установленной величины.
Если напряжение ниже или выше этого значения, то внутри устройства происходят нештатные процессы.
Если в микросхеме присутствует времязадающая RC-цепь, то на ней в рабочем режиме должны происходить колебания. В даташите указывается вывод, на котором предусмотрены такие колебания. Проверочные работы в данном случае осуществляют с помощью осциллографа.
Его общий щуп устанавливается на минус питания, измерительный щуп – на RC-вывод. Если при проведении измерений обнаруживаются колебания установленной формы, то устройство исправно.
Отсутствие колебаний или их неправильная форма свидетельствуют о проблемах в микросхеме или времязадающих элементах.
Если микросхема выполняет функции управляющего компонента, то на выходном управляющем выводе (или нескольких) должны присутствовать соответствующие сигналы. По datasheet определяют, какой вывод является управляющим. Вывод или выводы проверяют с помощью осциллографа таким же способом, как времязадающие RC-цепи.
Если сигнал на этих выводах присутствует и соответствует заданной форме, то данная микросхема является полностью работоспособной. Если же сигнал отсутствует или его форма отличается от нормальной, необходимо проверить управляемую цепь, так как причиной неисправности может быть именно она.
Если управляемая цепь исправна, то микросхема неработоспособна и ее необходимо заменить.
Влияние разновидности микросхем на способы проверки
Способ и сложность проверочных работ во многом зависит от типа схемы:
- Самые простые для проверки мультиметром являются микросхемы серии КР 142, имеющие три вывода. Проверка осуществляется подачей напряжения на вход и его измерением на выходе. На основании этих измерений делается вывод об исправности системы.
- Более сложные для проверки – микросхемы серий К 155, К 176. Для проверочных мероприятий понадобятся: колодка и источник питания с определенным уровнем напряжения, который подбирается под конкретную систему. На вход подается сигнал, контролируемый на выходе с помощью мультиметра.
- При необходимости проведения более сложных проверок используют не мультиметры, а специальные тестеры, которые можно собрать самостоятельно или купить в магазине радиоэлектроники. Тестеры позволяют проверить прозвонкой исправность отдельных узлов схемы. Данные проверки обычно отображаются на экране тестера, что позволяет сделать вывод о работоспособности отдельных элементов устройства.
При проведении проверок работоспособности микросхемы необходимо смоделировать нормальный режим ее работы. Для этого подаваемое напряжение должно соответствовать нормальному уровню, который соответствует конкретной системе. Проверять микросхемы на исправность рекомендуется на специальных проверочных платах.
Другие материалы по теме
Анатолий Мельник
Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.
Как проверить контроллер заряда батареи телефона
В современных литий-ионных аккумуляторах установлен контроллер заряда — устройство, которое следит за текущим напряжением. Оно нужно, чтобы из-за поступления большого напряжения смартфон не вышел из строя или не сгорела батарея.
Процесс зарядки смартфона состоит из нескольких этапов.
- Если текущий заряд равен 0%, при подключении телефона к сети начинается первый этап — предварительная зарядка. Когда аккумулятор достигает значения заряда около 5-10%, начинается второй этап.
- Здесь подключается контроллер — он подает постоянный ток. Со временем напряжение увеличивается, вместе с этим повышается скорость зарядки. Когда заряд батареи достигает 80-85%, контроллер снижает напряжение.
- Начинается последний, третий этап — медленная зарядка, также известный как режим дозарядки.
Контроллер питания снижает напряжение, чтобы снизить нагрузку на аккумулятор телефона. Когда достигается низкое значения напряжения (обычно 1,5-2 Вольт), контроллер отключает MOSFET-транзистор, который отвечает за подачу тока в гаджет. Устройство переходит в режим сна, потребление энергии снижается. Благодаря этому смартфон не перегревается, даже если оставить его заряжаться на всю ночь.
Если подключить некачественное зарядное устройство к гаджету, контроллер начнет проверку. Его задача — установить предельные значения для основных параметров ЗУ: напряжение, ток заряда, входной ток. Для контроллера важно, чтобы зарядное устройство не повредило батарею. Благодаря этому снижается износ аккумулятора.
Еще одно назначение контроллера — отключение мобильного устройства. Когда аккумулятор разряжается практически полностью, смартфон отключается. Это снижает процесс износа батареи, благодаря чему увеличивается срок эксплуатации гаджета.
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 — VOCP), 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 – VOCR) 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 — VODP), 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 — VODR), 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 (VODR).
- 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?
Как расположить точечные светильники в ванной
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.
- Здесь обсуждаем проблемы только с калибровкой .
- Калибровка — это принудительное приведения батареи в наиболее оптимальное для использования состояние, в результате которой происходит установка подходящих параметров контроллера самой батареи и контроллера аппарата, в результате чего батарея максимально долго исправно служит и держит заряд.
- Прошу внимательно ознакамливаться с постами приведенными в начале обсуждения, варианты калибровки собраны — здесь.
- Любые другие проблемы батарей и зарядок обсуждаются в теме — Вопросы и проблемы с батареей или зарядным устройством
Уважаемые пользователи! За вопросы и ответы которые не касаются непосредственно калибровки батареи — сразу сутки РО (режим только чтение). Без предупреждения! Еще раз — это значит, что здесь обсуждаются проблемы которые возникают только в процессе калибровки, сам процесс калибровки, конкретные последствия или невозможность ее произвести. Спасибо за понимание.
Сообщение отредактировал romchk — 13.02.11, 04:25
Сообщение отредактировал romchk
Загрузка...
