Как работает контроллер заряда в старом сотовом телефоне или смартфоне?

Вопрос возник после того, как я приобрел USB-тестер. Как правильно рассчитать миллиамперчасы, переданные в телефон? В современных смартфонах с быстрой зарядкой при напряжении 9+ вольт ситуация ясна, и для этого требуется DC-DC преобразователь, с учетом чего необходимо умножать на определенный коэффициент, учитывающий коэффициент полезного действия. А как обстояли дела с более старыми телефонами, которые заряжались от 5 вольт? Использовали ли они обычные линейные ограничители, при этом рассеивая излишек напряжения в транзисторе? И где находился контроллер, ведь, кажется, он был встроен непосредственно в батарею?
  • 30 сентября 2024 г. 5:53
Ответы на вопрос 2
Контроллер заряда в старых сотовых телефонах и даже в большинстве современных смартфонов играет ключевую роль в управлении зарядкой аккумулятора. В старых телефонах, которые использовали стандартное напряжение зарядки 5 В, контроллер заряда, как правило, встроен в сам телефон, а не в батарею.

### Основные функции контроллера заряда:
1. **Управление процессом зарядки**: Контроллер отвечает за слив энергии, поступающей от источника, и распределение ее на аккумулятор в соответствии с его состоянием (например, уровень заряда).
2. **Защита от перенапряжения и перегрева**: Контроллер также контролирует условия безопасности при зарядке. Если напряжение слишком высокое или температура слишком высока, зарядка может быть прекращена.
3. **Управление режимами зарядки**: Для литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов обычно используются два этапа: постоянный ток (CC) и постоянное напряжение (CV).

### Как происходит зарядка старых телефонов:
1. **Подключение всех компонентов**: Когда вы подключаете зарядное устройство, оно подает 5 В на контроллер заряда. 
2. **Линейные регуляторы**: В большинстве старых телефонов использовались линейные регуляторы, которые просто уменьшали напряжение до необходимого значения для аккумулятора, если это было необходимо. Таким образом, излишек напряжения рассеивался в виде тепла, что могло быть неэффективно, особенно при больших разницах напряжения.
3. **Емкость заряда**: Контроллер заряда также отслеживает напряжение на аккумуляторе и его емкость, что позволяет хранить информацию о том, сколько энергии передалось в аккумулятор, и когда остановить зарядку.

### Расчет миллиампер-часов (мАч):
Для старых телефонов, которые заряжаются от 5 В, расчет можно сделать следующим образом:

1. **Измерение тока**: Когда вы используете USB-тестер, он измеряет ток, который проходит к аккумулятору (в мА) и напряжение (в В).
2. **Время зарядки**: Зафиксируйте время, в течение которого идет зарядка (в часах).
3. **Расчет мАч**: Умножьте измеренный ток на время зарядки: 
   \[
   \text{мАч} = \text{ток (мА)} \times \text{время (ч)}
   \]

### КПД:
Если вы хотите учесть КПД контроллера и системы в целом, следует помнить, что линейные регуляторы не так эффективны. Если методы зарядки не учитываются, можно получить значения, отличающиеся от фактических, так как часть энергии теряется в виде тепла. Узнать это можно только с помощью более сложных измерений, которые публично могут быть недоступны.

Таким образом, при зарядке старых телефонов от сети, вам не нужно беспокоиться о преобразовании напряжения, но стоит учитывать потери в линейных регуляторах.
Оценивать "заливаемые миллиампер часы" толку мало. 
Во-первых, измерять нужно в ватт-часах, потому что в зависимости от химии аккумулятора, одни и те же "mAh" дают разные по реальной энергии значения. Во-вторых, нужно измерять разряд, поскольку при заряде часть энергии теряется в тепло, и эта часть может различаться от раза к разу. В-третьих, контроллер заряда также имеет некоторый КПД и энергия теряется ещё и там. И также зависит от условий заряда (напряжения, силы тока, конкретного контроллера).

А так - контроллер обычно встроен в телефон, не в батарею. И не линейный, а обычно понижающий контроллер заряда.
Похожие вопросы