Из чего состоит АКБ для ноутбука: вольтаж, емкость
Аккумулятор для ноутбука состоит из соединенных последовательно 2-3-х или 4-х литиевых аккумуляторов (банок).
Или соединенных последовательно пары, состоящих из параллельно соединенных двух литиевых аккумуляторов.
Каждая из таких банок имеет номинальное напряжение 3.6-3.8 вольт.
- При сборке из двух банок итоговое номинальное напряжение может составлять 7.2-7.6 вольт.
- При сборке из трех банок итоговое номинальное напряжение 10.8-11.4 вольт.
- Из 4-х банок — 14.4-15.2.
По факту итоговое напряжение колеблется от 9.3.до 12.8 вольт в зависимости от степени заряда.
Емкость аккумулятора
Емкость каждой банки составляет 2200mAh. Последовательное соединение:
- 2 банки: 3,7-2200 _ 3,7-2200 = 7,4V-2200mAh
- 3 банки: 3,7-2200 _ 3,7-2200 _ 3,7-2200 = 11,1V-2200mAh
- 4 банки: 3,7-2200 _ 3,7-2200 _ 3,7-2200 _ 3,7-2200 = 14,8V-2200mAh
Если параллельно соединить 2 банки, то вольтаж остается прежним, а емкость складывается.
Также в аккумуляторе установлена плата управления зарядом. Основной элемент на плате управления — контроллер питания. В нем прописана довольно обширная логика работы – статистические и динамические данные.
Статические – это те данные, которые не меняются в течении срока работы аккумулятора, к примеру, серийный номер и дата производства. Динамические – соответственно изменяемые данные в течении срока работы. Например, напряжение на стеке элементов или величина зарядного тока, которым необходимо заряжать аккумулятор. Вот некоторые из них:
- DC – проектная ёмкость аккумулятора, записывается производителем при изготовлении
- DV — проектный вольтаж аккумулятора, записывается производителем при изготовлении
- FCC – ёмкость полного заряда, пересчитывается контроллером в течении всего срока эксплуатации
- RSoC – уровень заряда в процентах
- CC – счётчик циклов
- Manufacture Data – дата производства
- Model_Name – модель аккумулятора
- Brand_Name – бренд
- Chip_Name – маркировка чипа
И одно из условий – это напряжения при которых следует отрубить мосфеты, чтобы они не пропускали ток. Именно контроллер в АКБ отвечает, когда и сколько заряжать (кроме АКБ Dell).
Также в нем прописано минимальное напряжение при котором он откроет мосфеты – 3 вольта. Если напряжение хоть на одной банке упадет ниже 3.0V, то контроллер не даст команду на заряд, пока не будет решена проблема с банками.
Тоже самое происходит, если большая разница по напряжению или емкости банок. Из-за этого не рекомендуется разряжать АКБ до нуля или оставлять АКБ в ноутбуке без подзарядки на долгое время, а также держать аккумулятор отдельно от нетбука без подзарядки более трех месяцев.
38593
Аккумуляторы для ноутбука: устройство и возможные проблемы
От аккумулятора зависит автономность ноутбука. Он позволяет работать, учиться и развлекаться в любом месте, где нет розетки. Зачастую при покупке на качество батареи обращают мало внимания — совершенно напрасно. В этой статье мы рассмотрим устройство аккумуляторов для ноутбуков. Разберемся, как правильно ухаживать за ними. И заодно выясним, что делать, если ноутбук не держит заряд.
Особенности аккумулятора
На первый взгляд, в ноутбучных аккумуляторах все устроено более-менее стандартно. Они бывают двух видов.
-
Наборные из стандартных литий-ионных элементов. Чаще всего это 18650, хотя иногда встречаются и элементы других форматов. Такие аккумуляторы используются в большинстве полноразмерных ноутбуков.
Li-pol элементы используют в нетбуках, компактных и ультратонких ноутбуках. Часто такие аккумуляторы делают несъемными. Для доступа к ним нужно вскрывать корпус устройства.
Важная особенность ноутбучных аккумуляторов — контроллер, который ведет поэлементный контроль зарядки. Зачем это надо? Объясним на простом примере. Возьмем недорогой аккумуляторный инструмент — там контроллера нет, все элементы соединены последовательно и заряжаются «скопом». При этом зарядка будет идти до емкости самого «слабого» из элементов. Скажем, у батареи четыре элемента, при этом один из них бракованный — заряжается всего на 50 %. Без поэлементного контроля вся батарея будет заряжаться только до этого показателя. Со временем ситуация будет только усугубляться.
При поэлементном контроле каждый элемент заряжается отдельно, до его полной реальной емкости. Это продляет жизнь аккумулятора и предотвращает снижение общей емкости при неравномерной емкости отдельных элементов.
Правда, в большинстве ноутбучных аккумуляторов элементы соединены попарно, и контроль идет над зарядом каждой пары. Если у одного из элементов пары упадет емкость, второй недозарядится. Но это все равно лучше, чем зарядка всего аккумулятора «скопом».
Есть у ноутбучного аккумуляторного контроллера и свои минусы. Во-первых, он контролирует сразу несколько параметров — температуру элементов, напряжение на клеммах, скорость заряда/разряда и т.д. Если один из параметров выйдет за критический предел, контроллер решит, что аккумулятор неисправен — и заблокирует его. Тогда батарея не будет ни заряжаться, ни питать устройство. Даже в случае полной исправности.
Чтобы «оживить» аккумулятор, контроллер нужно перепрошить. Процедура не самая простая: для нее нужны программатор и специализированное ПО.
Во-вторых, контроллер запоминает емкость элементов и заряжает их только до запомненного значения. Если вы сможете заменить элементы, не заблокировав контроллер, аккумулятор все равно будет заряжаться то уровня, что был на старых элементах. Иногда решить проблему помогает калибровка аккумулятора. Но часто без перепрошивки не обойтись.
Иногда в таких случаях советуют выполнить какую-нибудь последовательность действий. Например, вытащить аккумулятор на запитанном от сети устройстве и вставить обратно. Проворачивать такие операции стоит только на свой страх и риск: есть шанс повредить ноутбук или файлы ОС.
В-третьих, контроллер может обмениваться данными с самим устройством для подтверждения аутентичности. Если контроллер не даст ожидаемого ответа, аккумулятор будет работать некорректно. Например, он будет питать устройство, но не будет заряжаться. Соответственно, ноутбук проработает до полного разряда аккумулятора, а потом — все.
Так что ремонт или покупка неоригинального аккумулятора может привести к дополнительным тратам.
Как продлить жизнь аккумулятора
Что влияет на состояние аккумулятора? Во-первых, количество циклов заряда-разряда. Во-вторых, температурные условия эксплуатации. Во-третьих, срок жизни элементов. В четвертых, особенности зарядки. Рассмотрим все три фактора подробнее.
Количество циклов заряда-разряда
Литий-ионные аккумуляторы имеют ограниченное количество циклов заряда-разряда. Обычно — 300-500. Аккумулятор не «умрет» сразу после пятисотого цикла, им можно будет пользоваться и дальше. Но его емкость будет постоянно падать. Если вы часто используете ноутбук «в поле» и вам нужна полная емкость его аккумулятора, ничего не поделать. Увеличить количество циклов заряда-разряда невозможно.
Можно продлить жизнь аккумулятора, если вам не всегда нужна его полная емкость. Ресурс элементов зависит и от уровня их заряда, и от глубины разряда. Если не заряжать аккумулятор до 100% и не разряжать его до нуля, он проживет дольше.
Вот подробная статья о том, как эти параметры влияют на количество циклов заряда-разряда. Так, при заряде аккумулятора до 60% вместо 100% объем прошедшей через аккумулятор электроэнергии увеличивается на 80%.
Уровень заряда (В/элемент) | Ресурс (циклы заряда-разряда) | Объем доступной электроэнергии |
4,30 | 150-250 | 110-115% |
4,25 | 200-350 | 105-110% |
4,20 | 300-500 | 100% |
4,13 | 400-700 | 90% |
4,06 | 600-1000 | 81% |
4,00 | 850-1500 | 73% |
3,92 | 1200-2000 | 65% |
3,85 | 2400-4000 | 60% |
Можно продлить срок работы аккумулятора, если не заряжать и не разряжать его полностью.
В некоторых моделях ноутбуков можно настроить экономичный режим зарядки в BIOS. Как войти в BIOS ноутбука и как с ним работать, можно прочитать в этой статье.
Кроме того, зарядку можно контролировать с помощью специальных утилит. Это ASUS Battery Health Charging для ноутбуков ASUS, Battery Life Extender для ноутбуков Samsung, Dell Power Management для Dell, Lenovo Power Management для Lenovo и Acer Care Center для Acer.
Многие из этих утилит не работают в Windows версии 10 и выше. В этом случае следует скачать аналогичные утилиты с Microsoft Store — для ASUS, Samsung, Dell, Acer.
Утилиты помогут и в том случае, вы все время держите ноутбук подключенным к сети. Существует миф, что в таком режиме аккумулятор быстро выходит из строя — дескать, случается перезаряд. Это не так. Подобное действительно случалось на некоторых старых ноутбуках, но современные контроллеры перезаряда не допускают. При постоянной работе от сети ресурс аккумулятора снижается незначительно. Он может спокойно прожить в таком режиме несколько лет. Но если его при этом не заряжать ноутбук до 100%, он проживет еще дольше.
Температурные условия эксплуатации
Аккумулятор обеспечивает номинальные характеристики только в определенном диапазоне температур. Для аккумуляторов ноутбука это 0…40 ºС (если речь не идет о специальных моделях). При выходе за эти пределы емкость и ресурс элементов снижаются, при сильном выходе — снижаются безвозвратно. Особенно опасен перегрев аккумуляторов. Одного случая нагрева до 70 ºС может хватить для безвозвратного снижения емкости (иногда — полного).
Контроллер аккумулятора следит за температурой элементов, но иногда этого не хватает. Например, если оставить работающий ноутбук на солнце. Даже если контроллер отключит аккумулятор из-за перегрева, это не сильно поможет.
Ресурс аккумулятора может сократиться из-за частого и регулярного нагрева ноутбука при работе «тяжелых» приложений. Если ноутбук сильно греется при работе, используйте вентилируемую подставку для ноутбука.
Во избежание снижения ресурса и емкости аккумулятора не допускайте его перегрева.
Срок жизни элементов
Даже в идеальных условиях литий-ионный аккумулятор потихоньку деградирует. Для современных элементов срок жизни составляет семь-десять лет. Старые технологии обеспечивали всего три-пять лет нормальной работы. Бюджетные современные аккумуляторы тоже могут иметь пониженный срок службы.
При покупке нового аккумулятора не гонитесь за дешевизной и проверяйте его дату выпуска. Аккумулятор возрастом в несколько лет может оказаться частично или полностью деградировавшим. Даже если его ни разу не доставали из коробки.
Особенности зарядки
Литий-ионные аккумуляторы не выносят ни полного разряда, ни перезаряда. Даже единичный случай глубокого разряда может привести к сильному снижению емкости. Впрочем, при нормальной работе ни того, ни другого не будет. Контроллер обезопасит технику. Когда ноутбук показывает, что батарея заряжена на 0%, это еще не полный разряд. Некоторый запас емкости контроллером всегда сохраняется.
Но если после падения заряда до 0% оставить ноутбук неподключенным к сети на длительный срок, глубокий разряд неизбежен. Безвозвратное снижение емкости может начаться уже через пару недель.
Не храните ноутбук с разряженным аккумулятором — это приведет к его глубокому разряду и последующей деградации.
Ноутбук перестал держать заряд: что делать?
В общем случае — менять аккумулятор. Если снижение емкости произошло из-за естественного исчерпания ресурса или из-за нарушений условий эксплуатации, восстановить ее не получится.
«Дедовские» советы по экстремальному охлаждению аккумулятора в морозильнике или по его тренировке (нескольким циклам полного заряда-разряда) могли хоть как-то помочь никель-кадмиевым аккумуляторам. Литий-ионным они, скорее, навредят.
Однако изредка в «недержании» заряда виноваты не элементы, а контроллер аккумулятора. Например, если в результате какой-то нештатной ситуации у него сбились настройки. В этом случае ноутбук начинает неправильно определять оставшуюся емкость аккумулятора и продолжительность автономной работы. В этом случае может помочь калибровка аккумулятора. Она сбрасывает «запомненные» контроллером значения емкости элементов, измеряя их заново.
У некоторых ноутбуков утилита калибровки встроена в BIOS.
Если у вас такой опции нет, установите утилиту по управлению питанием для вашей модели (ссылки выше). Чаще всего калибровку аккумулятора можно запустить с помощью этих программ.
Помните, что аккумулятор может не держать заряд и по другим причинам. Например, из-за поломки контроллера.
Можно ли отремонтировать аккумулятор
Новые аккумуляторы (особенно для топовых ноутбуков) зачастую стоят намного дороже, чем набор элементов для них. Можно ли отремонтировать старый аккумулятор, просто заменив элементы? Да, конечно. Но обращаться за такой услугой нужно только к проверенным специалистам. Иначе экономия может обернуться непредвиденными проблемами.
- Отремонтированный аккумулятор может не распознаваться ноутбуком. Причем «отвалиться» он может не сразу, а через некоторое время.
- Зачастую в процессе ремонта контроллер перепрошивают. Неправильно выставленные параметры заряда чреваты поломкой. Иногда это может привести к воспламенению элементов при зарядке.
- Если элементы заменили на некачественные или неподходящие по параметрам, возникнут проблемы. В лучшем случае просто снизятся емкость и ресурс аккумулятора. В худшем – произойдет поломка.
Самостоятельно за ремонт ноутбучных аккумуляторов лучше не браться. Если вы, конечно, не специалист в этой области.
Во-первых, при снятии старых элементов контроллер с высокой вероятностью заблокируется. Совет по последовательному отсоединению элементов с современными аккумуляторами помогает редко. Более надежный способ — параллельное подключение новых элементов с последующим отсоединением старых. Причем подключать их нужно через шунт, чтобы высокие токи не повредили элементы при балансировке. Задача непростая даже на словах.
Во-вторых, даже если вам удастся поменять элементы, не заблокировав контроллер, «с ходу» это ничего не даст. Контроллер уже запомнил старую емкость, и будет заряжать новые элементы только до этого значения. Калибровать аккумулятор можно далеко не во всех ноутбуках. Иногда записать в контроллер новую емкость можно только перепрошивкой.
В-третьих, в неисправном аккумуляторе контроллер часто уже заблокирован. Для его разблокировки потребуется не только программатор, но и специализированное дорогостоящее ПО. Можно найти подходящий разблокированный контроллер, но не факт, что он будет работать с ноутбуком.
Выводы
Продлить ресурс аккумулятора ноутбука несложно. В первую очередь, нужно не перегревать ноутбук и не хранить его с разряженной батареей. Если полная емкость батареи нужна не всегда, установите утилиту по управлению питанием. Она может увеличить ресурс аккумулятора почти вдвое.
Аккумулятор ноутбука состоит не только из типовых элементов. В него встроен контроллер. Он следит за параметрами зарядки и часто служит для подтверждения аутентичности аккумулятора. В нештатной ситуации контроллер блокируется. Для его восстановления потребуется специальное оборудование. Так что ремонт аккумулятора своими силами — дело рискованное. Без соответствующего опыта за него лучше не браться.
материал обновлен автором xantorx
Как разобрать любую батарею от ноутбука
Потребность разобрать аккумулятор ноутбука возникает не так часто, но все же она случается. Эта несложная, по большому счету, процедура требует некоторых навыков и наличия инструмента, а главное – осознанности всех действий.
Конструкция батареи ноутбука
Блок батарей ноута состоит из двух основных частей:
- сборки из аккумуляторных элементов;
- контроллера.
Сборка выполняется из параллельно-последовательно соединенных элементов (в современных блоках обычно из стандартных Li-Ion и Li-Po элементов 18650). Последовательное соединение используется для повышения выходного напряжения (банки на основе лития выдают 3,7 вольт в полностью заряженном состоянии, что недостаточно для питания ноутбука). Параллельное соединение нужно для того, чтобы повысить емкость АКБ. В большинстве лэптопов используется «столб» из трех ячеек, каждая из которых состоит из двух параллельных элементов. Так достигается напряжение 3,7*3=11,1 вольт и приемлемое время автономной работы за счет повышения емкости.
Контроллер выполняется в виде электронной платы, которая следит за процессом зарядки элементов, не допуская перезаряда, глубокого разряда и перегрева. Еще одна задача контроллера – обмен информацией с материнской платой.
- Корпус.
- Разъем для подключения к лэптопу.
- Устройство крепления.
Эти узлы каждый производитель разрабатывает для себя, и в этом плане в мире переносных гаджетов царит полнейшая несовместимость конструкций аккумуляторов.
Зачем может понадобиться разборка аккумулятора
Самая частая причина разборки батареи ноутбука – необходимость диагностики и восстановления работоспособности (обычно, путем замены неисправного компонента). Для этого надо иметь доступ к каждому элементу, что невозможно при неразобранном кожухе.
Другой резон для проникновения к внутреннему содержимому блока батарей – извлечение исправных деталей для ремонта другого модуля аккумуляторов.
Как реанимировать старый аккумулятор на ноутбуке
Подготовительный этап
В первую очередь надо определить конструкцию блока батарей – от этого зависит набор инструментов для вскрытия корпуса. В редких случаях крышка крепится посредством метизов – тогда понадобится обычная отвертка соответствующего размера. Если корпус закрывается на пластиковых защелках, понадобится тонкая плоская отвертка. Но большинство производителей (даже такие известные, как Asus, Samsung, HP и т.д.) ремонтопригодностью блоков не заморачиваются, а крышки крепят просто клеем. Логика проста – ремонт источника не предусматривается, пользователю надо покупать новый.
Для вскрытия такого блока понадобится что-нибудь острое – скальпель или очень тонкая отвертка. Для отключения контроллера и рассоединения сборки батарей понадобится паяльник небольшой мощности (в пределах 40 ватт будет достаточно).
Разряжать аккумуляторы перед разборкой большого смысла не имеет, опасных для человека напряжений внутри модуля нет. А предварительно зарядить можно – это несколько упростит и ускорит диагностику.
Как вскрыть аккумулятор ноутбука
Первое, что надо сделать – удалить наклейки с корпуса АКБ. Они защищают батарею от вмешательства на гарантийном сроке, но если запланирована разборка, то эта проблема уже вряд ли актуальна.
Разбираем корпус
Под наклейками обычно находятся крепления крышки корпуса. Если это метизы, то они выворачиваются.
Если крепление выполнено на защелках, то их надо отжать с помощью тонкой отвертки. Делать это надо осторожно, чтобы не сломать хрупкий пластик.
Если корпус клееный (а так будет в большинстве случаев), то аккуратно вскрыть его будет очень сложно. Надо постараться, чтобы повреждений было как можно меньше. Осколки выбрасывать не стоит – потом их можно склеить заново. Предварительно можно попробовать смочить клеевой шов растворителем, не действующим на пластик (например, бензином) – возможно, немного поможет.
Получив доступ к комплектующим аккумулятора, рекомендуется зарисовать или сфотографировать их расположение. Так проще потом будет собирать.
Отключаем контроллер аккумулятора и отсоединяем ячейки
Дальше надо отпаять провода, идущие к контроллеру. Считается, что это надо делать, начиная с верхнего от общего плюса элемента, это поможет избежать блокировки контроллера. Если дальнейшее использование устройства управления не предполагается, порядок отключения не важен. В крайнем случае, потом блокировку можно попытаться снять.
Потом можно извлечь сборку батарей. Если банки соединены пайкой, шинки можно отпаять. Если применялась точечная сварка, соединения придется отрезать.
Для наглядности ознакомьтесь с видео.
Проверка состояния элементов АКБ и замена неисправных частей
Первый этап диагностики аккумуляторных элементов – визуальный осмотр. Ячейки, имеющие механические повреждения, вмятины, трещины, потеки электролита и т.п., должны быть безжалостно отбракованы. У остальных ячеек надо замерить напряжение на выводах. Если применяются аккумуляторы на основе лития, нормальное напряжение у них должно лежать от 2,75 до 3,7 (4,2) вольт. Если оно ниже, это означает глубокий разряд. Такую банку можно попытаться восстановить зарядкой малым током (0,01 от номинальной емкости) до уровня 2,75 вольт, а дальше довести до максимума в обычном режиме. Если не получится – элемент восстановлению не подлежит.
Общую емкость батареи лучше проверять с помощью специальных приложений (например, AIDA64). Это надо сделать до разборки блока батарей.
Но все приложения могут выдать лишь фактическую емкость всего источника питания, а чтобы продиагностировать на этот параметр каждый элемент отдельно, надо провести контрольный разряд или заряд для каждой банки. Сделать это можно на самодельном стенде или с помощью тестера батарей.
Элементы, потерявшие 25-30% емкости надо отбраковать (можно потом использовать их в других устройствах). Отбракованные элементы надо заменить на аналогичные по типоразмеру и имеющие равную (или большую) емкость.
Если все ячейки исправны, а блок аккумуляторов не работает, замене подлежит контроллер, хотя возможно, он просто заблокирован. Надо попытаться разблокировать его каким-либо известным способом, а если не поможет – менять. Для замены подойдет только аналогичный контроллер того же производителя. Он должен обмениваться данными с материнской платы по определенному протоколу, который у разных изготовителей может различаться. Тогда компьютер не «увидит» наличие и состояние батареи.
Важные советы и меры предосторожности
Перед снятием блока батарей ноутбук надо штатно выключить с закрытием операционной системы. Сетевой шнур тоже лучше отключить (как минимум, со стороны сети, а лучше снять полностью – так удобнее работать). При разрезании шва корпуса надо проявлять осторожность, чтобы не повредить внутреннее содержимое.
Статья по теме
Также надо предвидеть опасность блокировки контроллера при демонтаже и замене батареек. Если ее избежать не удалось, придется разобраться с программами, позволяющими деблокировать электронный модуль. Одна из популярных программ для этой цели — Battery EEPROM works. Для работы с ней придется разобраться и с распиновкой разъема аккумулятора, что тоже составляет определенную проблему.
Очевидно, что разборка связана с определенными рисками (повреждение корпуса, блокировка контроллера и т.д.). Но если делать все аккуратно, то можно продлить жизнь блока или его отдельных элементов.
Становой Алексей
Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад