Если 18650-элементам достаточно «плюса» и «минуса», то почему никто не указывает, зачем нужны 3 контакта на аккумуляторе телефона?
В чём суть: в смартфонах, планшетах, ноутбуках, смарт-часах и других гаджетах встречаются двухконтактные, трёхконтактные и даже четырёхконтактные батареи.
В официальной документации, да и в интернете в целом информацию по третьему контакту не предоставляют (пользователю в принципе это знать и незачем). Тем не менее, модификации этих аккумуляторов дают инженерам функции для лучшего контроля зарядки и безопасности. Последнее — главное, ведь иначе компании понесут убытки из-за вероятных исков.
Обновлено 2 августа 2023: удалили лишнюю информацию, отредактировали текст, обновили сведения из исследований и проверенных источников для дальнейшего самостоятельного изучения вопроса, указали на мифы и заблуждения, отметили спорные или непроверенные сведения.
Какие обозначения у аккумуляторов с 3 или 4 контактами?
На самом аккумуляторе контакты подписывают буквами или иными обозначениями. Либо к ним подведены красные, чёрные, белые провода или других цветов. Мы выписали наиболее распространённые варианты обозначений и их функциональность (то есть, для чего они сделаны).
• (+) Плюс / P+ / B+ / RAW / Vbat+
Подведён плюсовой контакт или красный провод от системной платы устройства, зарядника.
• (-) Минус / P- / B- / GND / Vbat-
Подведён минусовой контакт или чёрный, либо синий провод.
• (T) Th / Temp / Thermo / NTC / Thermistor
Термисторный (NTC — с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления) контакт или белый провод на термодатчик (либо в учёт алгоритма операционной системы) для измерения температуры батареи, плате управления или заряднику для отключения, либо регулировки тока заряда во избежание перегрева и дальнейшего теплового разгона
• (T1) и (T2)
Двойные термисторные контакты (иногда подписаны NTC1 и NTC2) встречаются на четырёхконтактных аккумуляторах. Выполняют ту же функцию, что и (T), но могут быть использованы для разных типов термодатчиков или для измерения температуры в разных точках батареи (например, двухъячейковые смартфонные батареи).
• (C) Control или (D) Data
Контакт используется для подключения электронного устройства защиты батареи с контролем напряжения и/или тока, размыкания цепи батареи при превышении допустимых значений, для связи с платой управления BMS (смотрите далее) или интеллектуальной системой SBS (Smart Battery System) с отслеживанием баланса заряда каждого элемента батареи, либо устройством, контролирующим состояние и ёмкость батареи.
• (ID)
Инфокоммуникационный контакт (контакт идентификационных данных), к которому подключается микросхема, содержащая информацию о типе, ёмкости, серийном номере и других параметрах батареи.
• (SMB) System Management Bus
Как и контакт контроля (C)/(D), нужен для связи с системой управления батареей через протокол обмена данными SMBus для устройств питания (чаще всего есть на планшетах и ноутбуках в виде двухконтактного интерфейса) для отслеживания разных параметров батареи, включая статистический учёт количества циклов заряд-разряд и остаточную ёмкость.
Но если с разновидностями всё понятно, то неясно, «почему» их так много. 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. Обратимся к Battery University, опыту инженеров нашего предприятия и публичным известным фактам о гаджетах.
Зачем аккумулятору 3 контакта вместо 2?
Разные производители беспроводных устройств используют третий контакт по-своему. Нет единого правила или требования сертификации, что это должен быть терморезистор.
Поэтому нет и единого ответа на вопрос, для чего может использоваться дополнительный пин на конкретном, например, вашем устройстве — нужно смотреть схему и проверять. Ведь всё зависит от модели и цели, которую преследовали инженеры.
1. Термозащита
Простейшая и наиболее распространённая конфигурация на третьем контакте — терморезистор (чаще всего термистор NTC), который снижает электрическое сопротивление при увеличении температуры. При достижении определённого значения операционной системой или микросхемой отключается цепь во избежание перегрева.
Интересно, что китайские производители иногда ставят вместо термистора с динамическим изменением сопротивления обычный резистор с постоянным значением сопротивления — это небезопасно! Данный тип батарей пожароопасен при нагреве (у них низкое внутреннее сопротивление, и при замыкании отдают большой ток). Обычным резистором надёжная защита нарушается. Делают так в целях удешевления, либо для «обхода» особых заводских настроек гаджета или какого-либо фирменного чипа управления питанием.
2. Передача данных
От батареи к устройству по одному контакту передаются данные (необязательно температуры, может быть и напряжение) по 1-Wire протоколу в целях внешнего управления батареей, например, для того же отключения электроцепи.
По сути тоже самое, что и первый пункт, но управление выполняется по нескольким параметрам. Например, в ноутбуках Dell Latitude и Inspiron третий контакт батареи подключён к чипу Dallas DS2501, который обменивается данными с материнской платой по протоколу 1-Wire. Эти данные включают в себя серийный номер, ёмкость, температуру и напряжение батареи.
3. Интеллектуальный контроль
В редких случаях эксплуатируется контроллером в целях более продвинутой функциональности, например, временно выключить аккумулятор, когда он перегрелся, перезарядился или слишком сильно разрядился в целях безопасности.
Это не тоже самое, что пункты 1 и 2. В данной конфигурации выводы сделаны под отдельную систему BMS — на плату интеллектуального контроля Battery Management System. Она отвечает за безопасную и эффективную работу как правило мощной батареи, мониторит её состояние и параметры, регулирует процесс зарядки и разрядки, балансирует заряд отдельных ячеек и отключает батарею при необходимости.
4. Регулировка подсветки экрана
В некоторых устройствах (например, в фотоаппаратах Sony Cyber-shot DSC-T1 и DSC-T3 так было) по третьему пину батареи производился контроль яркости экрана (чем ниже процент заряда, тем меньше подсвечивается дисплей), когда как термистору этот контакт не требовался (он размыкает цепь, находясь внутри электросхемы батареи между плюсом и минусом).
5. Сервисный режим при запуске
Для запуска сервисного режима при загрузке портативной консоли Sony PlayStation Portable (PSP) использовался специальный аккумулятор Pandora Battery [эта ветка на форуме PSPX] — он имел изменённый третий контакт для подачи сигнала на системную плату PSP, чтобы устройство загрузилось в сервисном режиме (установка, восстановление и так далее).
6. AES-шифрование и обмен ключами
Криптографические алгоритмы используются в ноутбуках (например, Lenovo ThinkPad), а также у некоторых смартфонов вроде Samsung Galaxy (модели S4 или Note 3) в целях защиты от поддельных или несовместимых аккумуляторов при помощи использования чипа для обмена зашифрованными данными с материнской платой; но у тех же AirPods третий контакт на встроенных батареях A1596 (выполнен на шлейфе) понадобился для криптографической связи с зарядным футляром и смартфоном, чтобы правильно подключаться к устройствам Apple.
Теперь вы знаете, почему на аккумуляторе телефона может быть 3 контакта. И хотя причины его добавления отличаются и иногда совершенно неожиданные (как та же регулировка яркости экрана на зеркалках Sony), в большинстве случаев встречаются именно термисторы для контроля температуры и безопасности. Ведь перегрев элемента питания смартфона может привести к взрыву и самовоспламенению.
А что если у телефона 4, 5, 6 контактов на аккумуляторе вместо 3?
Четырёхконтактные батареи (или даже больше на шлейфах) 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, 4, 5 и больше контактов
Для дополнительного к (+) и (-) многоконтактного интерфейса (двух-, трёх-, четырёхконтактного) задействуется последовательные контакты 1-Wire, либо уже другой I2C протокол (двухконтактный интерфейс), либо их симбиоз (3 и 4 контакт — это I2C, а 5 контакт — термистор или AES-шифрование).
В новых поколениях смартфонов и портативной электроники производители стремятся достичь максимальной безопасности, завязав на третий контакт как можно больше данных, и тогда протокола 1-Wire может уже не хватать. Применение I2C удорожает конструкцию и относит аккумулятор к категории Smart Batteries («умные батареи»).
2. Два терморезистора
В упрощённых конфигурациях аккумуляторов на третий и четвёртый контакты установлены по одному отдельному 1-Wire-модулю (например, два термистора NTC1 и NTC2).
3. Фирменные и запатентованные решения
Могут быть и различные дополнения, как у гаджетов Sony или Samsung. Но производители не распространяются о своих решениях. Например, есть сообщения, что у Samsung использовались антенны ближнего поля на четвёртом контакте для верификации подлинности, но мы не нашли доказательств.
Если у вас аккумулятор трёхконтактный, а в устройстве четыре контакта для батареи, и раньше всё работало хорошо, то это не может быть причиной быстрой разрядки или неполадок. Скорее всего, при разработке серии (продуктовой линейки) гаджетов был унифицирован один тип аккумулятора для всех продуктов модельного ряда (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 использовали контактные группы под 4 «пина» (например, микросхемы или системные платы от сторонних производителей). В этом случае один лишний контакт просто не задействуется устройством.
Так делать допустимо. 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.
Важно! Если вы сами установили в телефон с четырьмя контактами аккумулятор с тремя пинами или наоборот, то могут не работать его компоненты безопасности (или вообще аккумулятор не заработает). Всегда помните в таких ситуациях, для чего на аккумуляторе телефона 3 контакта.
Подытожим: зачем нужны три контакта мобильной батарее?
Наличие трёх контактов у большинства телефонов, смартфонов и гаджетов обусловлено тремя блоками так называемого «зарядного устройства» (блок зарядки + управление + контроллер):
- • Первый блок — то, что мы называем «зарядкой» и подключаем к электросети или к автомобильной бортовой сети. На самом деле это всего лишь трансформатор с выпрямителем или преобразователь, дающий от 5 В постоянного тока (зависит от модели гаджета).
- • Второй блок — он встроен в сам гаджет в виде микросхемы или BMS, отвечает за правильный заряд и превентивную безопасность (контроль температуры батареи, её напряжения и тока заряда, выключение).
- • Третий блок — встроен в корпус батареи и «сообщает» гаджету (второму блоку — операционной системе, микросхеме или плате управления) тип батареи, её температуру и напряжение.
Чтобы все три блока функционировали правильно и безопасно, нужно как минимум три контакта на батарее:
- • два из которых обеспечивают питание элемента литий-ионного или литий-полимерного типа;
- • третий — отвечает за связь между вторым и третьим блоком зарядки;
- • в некоторых случаях есть ещё четвёртый — усовершенствует эту связь, предоставляя инженерам больше возможностей контроля (например, для совместимости или сервисных задач).
PS: На корпусах многих аккумуляторов сейчас указываются стандарты. Например, стандарт Китая GB/T 18287-2013 для литий-ионных аккумуляторов объясняет назначение контактов: «+», «-», «Thermistor» и «Data».
Пишите вопросы в комментарии. Мы ждём ваши сообщения и ВКонтакте @Neovolt.
Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
Нигде не могу найти батарейку Elephone A2
К сожалению такого нет, поищите в сервисе Elephone.
Добрый день! Подскажите, пожалуйста, в телефоне Samsung 7102 Grand2 - 3 контакта, старый аккумулятор В220АЕ, установили новый аккумулятор Samsung В600ВС - на 4 контакта. Телефон работает, но не может ли это быть проблемой?
Здравствуйте Если работает то проблем нет.
Спасибо за ответ
доброго времени суток Помогите с такой проблемой-телефон не видит аккумулятор, при этом напряжение на контактах (+) - (средний вывод) 4.2в, (+) - (-) - 4.2в
Здравствуйте. Какая модель телефона? Аккумулятор новый или старый?
Всем привет, у меня фотоаппарат сони с батарейкой типа "N" а адаптор для батарейки типа "G" так вот он не заряжает эту батарею, у разобрал адаптор и выяснилось что у них полярности в разных местах, но я подключил плюс к плюсу и минус к минусу соответственно, но ничего не произошло. Что можно сделать? Сразу говорю адапторов в нашем городе в продаже нет.
Здравствуйте Некоторые адаптеры совместимы с N и G. Если средний вывод аккумулятора подключали то акб или зарядка неисправны или не совместимы, точных данных о среднем выводе у N и G у нас нет.
Сони хпериа 10 плюс - в викл состоянии идёт зазяд прерывчастими индикацыями в всл состоянии не идёт заряд,поменял батарею не решилось вопрос :контролер?
Здравствуйте Сначала сбросьте в заводские настройки. Потом сделайте 2-3 полных цикла заряд-разряд. По результату напишите.
Здравствуйте дома понаходил кучю старых bl5c думал расширить автономность на фонарике спаял 3 батареи пытался зарядить спалил 4 зарядки пробовал +/+,и+/-ниче неполучаеца в чем проблема
Здравствуйте Если нужно получить 3.7В, то BL-5C нужно подключать параллельно, т.е. + к +, - к -. Если больше, то подключать часть последовательно и часть параллельно (чтобы увеличить емкость).
Здравствуйте! Можно ли без катастрофических последствий воспользоваться зарядным устройством Nikon MH-18 с двумя контактами для зарядки аккумулятора Nikon EN-EL3e, у которого три контакта (третий "S", контакты + и - по месту совпадают). И для чего этот третий предназначен?
Здравствуйте Эта зарядка подходит к этому аккумулятору. Третий контакт нужен для контроля температуры в фотоаппарате.
Здравствуйте! Для зарядки аккумулятора Sony np-bx1 с 4 контактами купил зарядное устройство Relato с 2 контактами (+ и-). Может ли быть опасность плохого заряда?
Здравствуйте Нет, может просто не заряжаться, если не совместим или неисправен.
Добрый день. А не подскажете, зачем от аккумулятора, расположенного в беспроводных наушниках идет также три провода - черный, красный и белый?
Здравствуйте. Красный и чёрный - питание. Белый - терморезистор. Он нужен, чтобы защитить пользователя от инцидентов из-за возможного перегрева. У более сложных моделей ещё может быть провод на получение команд от платы управления для управления различными процессами, связанными с зарядкой или питанием дополнительных компонентов (например, шумоподавление и т.п.).
Здравствуйте! Мне интересно как китайцы обошли функцию Impres от моторолы. Просто сталкивался с таким казусом, два вида акб китайские без impres, а одна модель акб заряжается в з/у с функцией impres. В тоже время заказывал ещё акб с Китая, а они не заряжаются.... Вот и думаю, как решить проблему, жалко выкидывать акб....
Здравствуйте. Можете выслать к нам бесплатно. Посмотрим аккумуляторы. Если пожелаете, заменим элементы, если они нерабочие. Напишите подробности и пришлите фото нам на tech@neovolt.ru — инженер проверит подробнее Ваш случай и предложит варианты.
Отлично, многое узнал!
Здравствуйте. Спасибо. Мы старались сделать полезный материал, которым можно поделиться с близкими.