Для литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов
1. Подключаем к источнику питания аккумулятор и устанавливаем такое напряжение на выходе источника питания, при котором ток равен 20 - 30 мА. По мере заряда зарядный ток постепенно уменьшается. Наша задача состоит в том, чтобы периодически поддерживать этот зарядный ток увеличением выходного напряжения источника питания до тех пор, пока выходное напряжение не достигнет 2,8 В (момент времени t1).
2. После этого увеличиваем таким же образом зарядный ток до величины 50 мА и поддерживаем его до тех пор, когда выходное напряжение достигнет 3,2 В (момент времени t2).
3. Производим дальнейшее увеличение зарядного тока до величины 1С и поддерживаем его до тех пор, когда выходное напряжение достигнет 4,2 В (момент времени t3).
4. Прекращаем увеличение выходного напряжения и начинаем контролировать зарядный ток, который должен постепенно уменьшаться.
5. При достижении зарядным током значения 20 - 30 мА зарядку прекращаем.
Для NiCd и NiMH аккумуляторов.
Повторяем предыдущие пп. 1 и 2, т.к. они одинаковы для всех аккумуляторов. Следующим шагом увеличиваем зарядный ток до величины 1С и поддерживаем его в течение 1 часа, после чего зарядку прекращаем (момент времени t3).
Необходимо отметить, что процесс зарядки можно остановить в любой момент последнего этапа зарядки. В этом случае аккумулятор окажется неполностью заряженным. Если вы захотите впоследствии дозарядить его, то литий-ионный и литий-полимерный аккумуляторы нормально воспримут дозаряд, а NiCd и NiMH перед дозарядом необходимо разрядить до напряжения 0,8 - 0,9 В на элемент, иначе возникнет эффект "памяти".
Для разряда и устранения эффекта "памяти" можно воспользоваться схемой.
В схеме использованы мощные выпрямительные диоды (10А), которые подбираются так, чтобы прямое падение напряжения на них составляло 0,8 - 0,9 В на элемент аккумулятора. Автомобильная "12 - вольтовая" лампочка служит для ограничения начального разрядного тока. Подключив аккумулятор по такой схеме, можно не беспокоиться о степени разряда - ниже напряжения прямого падения аккумулятор не разрядится.
Еще раз напоминаем, что для литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов категорически неприемлем метод заряда малыми токами. При этом внутри аккумулятора происходят необратимые процессы, и срок службы аккумуляторов сокращается. Губителен для них и перезаряд, в т.ч. повышение напряжения при заряде.
Очень нежелательно также заряжать их при температуре ниже 5 °С. При разгерметизации таких аккумуляторов следует опасаться попадания внутреннего их содержимого на кожу и в глаза.
Проверку большинства неисправных телефонов необходимо начинать с проверки аккумулятора.
Схемы питания и заряда
Схемы питания
Как уже было сказано, напряжения питания телефона формируется отдельно в те промежутки времени, когда это необходимо для работы. Контроллер питания представляет собой одну или несколько микросхем, которые выдают весь набор напряжений. Такое устройство питания позволяет существенно экономить емкость аккумуляторной батареи.
Существует два основных схемотехнических решения этого принципа. Весь комплекс напряжений питания формируется либо отдельными микросхемами стабилизаторов, либо микросхемой, в которую стабилизаторы входят как компоненты.
Практически во всех телефонах непосредственно (без стабилизаторов) к аккумуляторной батарее подключены микросхемы контроллера питания и усилителя мошности передатчика. В неактивном состоянии они потребляют незначительный ток. При включении телефона они активизируются и потребляют энергию аккумулятора в соответствии с алгоритмом работы телефона.
Включение телефона производится либо отдельной кнопкой, вырабатывающей сигнал для контроллера питания, который в свою очередь активизирует процессор и остальные компоненты схемы, либо кнопкой, которая входит в состав клавиатуры. Во втором случае сигнал включения вырабатывает сам процессор. Казалось бы, как можно послать сигнал микросхеме (процессору), на которую еще не поступило питание. Все дело в том, что выключенный телефон, на самом деле не выключен. До тех пор, пока из него не вынут аккумулятор, процессор телефона работает в т.н. "спящем" режиме на частоте кварцевого генератора внутренних часов и "ожидает" нажатия кнопки включения питания.
Схема заряда.
Заряд аккумуляторов производится методами, описанными выше, и реализуется программно. Для анализа показателей, по которым определяется состояние аккумулятора, величина зарядного тока и момент окончания заряда используются АЦП - аналого-цифровые преобразователи (ADC - Analog Digital Converter). Датчиком температуры, осуществляющим контроль, является терморезистор, находящийся внутри аккумулятора. Приведем обобщенную структурную схему, которая реализует тот или иной алгоритм заряда аккумулятора мобильного телефона.
Зарядное устройство телефона – прибор, который вставляется в сетевую розетку – представляет собой простой нестабилизированный источник питания низкого напряжения (6 – 9 В). На пути тока из гнезда зарядки в схему телефона стоят защитный предохранитель и стабилитрон, которые срабатывают при значительном, опасном для схемы телефона, повышении напряжения зарядного устройства. Появление нормального напряжения зарядного устройства является командой начала заряда аккумулятора. Напряжение с выхода регулятора через измерительный резистор поступает на положительную клемму аккумулятора. Измеренные с помощью АЦП значения напряжений на выводах измерительного резистора, поступают в процессор, который в соответствии с тем или иным алгоритмом, вырабатывает управляющий сигнал для формирования соответствующего зарядного тока. При этом заряд индицируется дисплеем телефона.
Отсутствие заряда может быть вызвано неисправностью зарядного устройства, отсутствием контакта в гнезде зарядки, неисправностью схемы заряда в телефоне, а также неисправностью аккумулятора.
Как заставить телефон работать дольше?
1 минута работы подсветки = 1 час в режиме Standby.
10 секунд работы с менюшками = 15 минут в режиме Standby.
1 минута приёма сетевой информации = 30 минут Standby.
Одна регистрация на следующей БС = 1 час в режиме Standby.
Включение телефона с поиском и регистрацией в сети = 2 часа в Standby.
Процессор и память
Мобильный телефон, как и любой компьютер, работает по программе, записанной в микросхемах памяти. Разные производители мобильных телефонов используют процессоры либо собственной разработки, либо сторонних производителей. Если микропроцессор собственный, то, скорее всего, он включает в себя функциональные узлы, которые традиционно не принято отождествлять с микропроцессором. Это может быть обработка звука, управление звонком и т.п.
Некоторые телефоны содержат (к примеру, SonyEricsson) содержат 2 процессора - основной Main CPU (микросхема AVR) и Modem CPU (микросхема ARM). Main CPU служит для большинства функций телефона, включая языковые пакеты. Modem CPU служит для инфракрасной связи (IRDA), Bluetooth и для передачи данных и факсов.
Очень важным элементом в микропроцессорной системе является память. Рассмотрим этот вопрос подробнее, так как в классификации микросхем памяти многие путаются.
Микросхемы памяти по назначению условно можно разделить на следующие две большие группы.
1. ROM (Read Only Memory) - память, предназначенная в конкретной микропроцессорной системе только для чтения (русскоязычное название - ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, хотя это название не совсем корректное). Используется для хранения программ.
Эти микросхемы в свою очередь подразделяются на:
- энергозависимые и энергонезависимые - по степени зависимости от электропитания;
- однократно программируемые (PROM - Programmable ROM) и многократно программируемые (EPROM - Erasable Programmable ROM или Electrically Programmable ROM - стираемые программируемые ROM или электрически программируемые ROM) - по количеству циклов записи;
- с ультрафиолетовым, рентгеновским или электрическим (EEPROM - Electronically Erasable PROM и Flash) стиранием, по методу стирания перед записью.
2. RAM (Random Access Memory) - память с произвольным доступом, в конкретной микропроцессорной системе используемая как оперативная. Подразделяется на:
- статическую (SRAM) и динамическую (DRAM) в зависимости от метода хранения информации. Динамическая использует для хранения информации электрическую емкость, энергию которой нужно периодически пополнять - отсюда и название;
- энергозависимую и энергонезависимую - по степени зависимости от электропитания.
В мобильных телефонах применяется Флэш (Flash), EEPROM (в последнее время уже не применяют) и DRAM. Главная отличительная особенность EEPROM и Flash - возможность перепрограммирования при подключении к стандартной системной шине микропроцессорного устройства. Рассмотрим EEPROM и Flash подробнее.
EEPROM - позволяет производить стирание отдельной ячейки при помощи электрического тока. Это относительно длительный процесс. Однако стирание каждой ячейки выполняется автоматически при записи в нее новой информации, т.е. можно изменить данные в любой ячейке, не затрагивая остальные. EEPROM - энергонезависимая память. А недостатком является высокая стоимость.
Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти.
Является аналогом жесткого диска, т.к. считывание и запись осуществляются последовательно бит за битом.
Переводы слова flash: короткий кадр (фильма), вспышка, пронестись, мигание, мелькание, отжиг (стекла). Флэш-память получила свое название благодаря тому, как производится стирание и запись данного вида памяти. Название было дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш-памяти (в начале 1980-х) как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти in a flash - в мгновение ока.
Флэш-память исторически происходит от ROM памяти и функционирует подобно RAM. Данные флэш хранит в ячейках памяти, похожих на ячейки в DRAM. В отличие от DRAM, при отключении питания данные из флэш-памяти не пропадают.
Замены памяти SRAM и DRAM флэш-памятью не происходит из-за двух особенностей: флэш работает существенно медленнее и имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10 000 до 1 000 000 для разных типов).
Основное преимущество флэш-памяти перед жесткими дисками и носителями CD-ROM состоит в том, что флэш-память потребляет значительно (примерно в 10-20 и более раз) меньше энергии во время работы. В устройствах CD-ROM, жестких дисках, кассетах и других механических носителях информации большая часть энергии уходит на приведение в движение механики этих устройств. Кроме того, флэш-память компактнее большинства других механических носителей.
Итак, благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию флэш-память идеально подходит для использования в качестве накопителя в мобильных телефонах.
Основное отличие флэш-памяти от EEPROM заключается в том, что стирание содержимого ячеек выполняется либо для всей микросхемы, либо для определенного блока (кластера, кадра или страницы). Стирать можно как блок, так и содержимое всей микросхемы сразу. Таким образом, для того, чтобы изменить один байт, сначала в буфер считывается весь блок, где содержится подлежащий изменению байт, стирается содержимое блока, изменяется значение байта в буфере, после чего производится запись измененного в буфере блока. Такая схема существенно снижает скорость записи небольших объемов данных в произвольные области памяти, однако значительно увеличивает быстродействие при последовательной записи данных большими порциями. Информация, записанная на флэш-память, может храниться длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жестких дисков).
Далее обратим внимание на сменную память – карточки.