Меню

Аккумулятор в беспроводных наушниках напряжение

Характеристики беспроводных наушников

Выберите раздел

Технические характеристики (QCY HT03)

Материал амбушюр: SILICONE
Поддерживаемые аудиокодеки: AAC
Особенности: Защита от воды
Особенности: Активное шумоподавление
Разъёмы: USB Type-C
Версия Bluetooth: 5,1
Воспроизведение музыки без подзарядки: 5ч/6ч (ANC включено/выключено)
Емкость аккумулятора кейса: 380мАч

Технические характеристики наушников Huawei FreeBuds 4

Размер драйвера: 14.3 мм
Размер наушника: 41х18х16 мм
Размер кейса: 58х21 мм
Вес кейса: 38 граммов
Вес наушника: 4.1 грамм
Емкость аккумулятора кейса: 410 мАч
Емкость аккумулятора наушника: 30 мАч
Версия Bluetooth: 5.2
Активное шумоподавление: есть

Технические характеристики наушников Anker Soundcore Liberty Air 2 Pro

Вход 5 В, 0,5 мА
Номинальная мощность выходного сигнала 5 мВт @ коэффициент нелинейных искажений 1%
Емкость аккумулятора 55 мА — 2 шт. (наушники); 500 мА (зарядный футляр)
Время зарядки 2 ч 15 минут зарядки = воспроизведение в течение 3 часов
Время воспроизведения (зависит от уровня громкости и воспроизводимого материала) До 7 часов (Всего 26 ч с зарядным футляром)
Время воспроизведения (с включенным режимом активного шумоподавления) До 6 часов (Всего 21 ч с зарядным футляром)
Время воспроизведения (с включенным режимом открытых наушников) До 6,5 часов (Всего 23 ч с зарядным футляром)
Время в режиме разговора До 4 часов (Всего 14 ч с зарядным футляром)
Размер динамика 11 мм
Частотная характеристика 20 Гц – 20 кГц
Импеданс 16 Ω
Степень влагозащиты (Степень влагозащиты может снижаться с течением времени в результате ежедневного использования) IPX4 (Наушники не предназначены для плавания, принятия душа или пребывания в воде бассейна или морской воде. Не используйте их в сауне или парной. Зарядный футляр не водонепроницаемый.)
Версия Bluetooth V 5.0
Радиус действия Bluetooth 10 м

Источник

Учим наушники заряжаться заново

Примерно в начале лета посчастливилось приобрести беспроводные наушники SVEN AP-B550MV. Наушники радовали звуком и автономностью. Благодаря хорошей автономности я не сразу узнал, что беспроводные наушники стали — проводными.

Одним утром наушники разрядились и отказались включаться. Казалось всё просто. Берёшь наушники и ставишь их на зарядку. Но ни через час, ни через 2 и даже не через 4 часа наушники так и не включились.

Разобрав наушники, первым делом осмотрел плату. Плата была целая и не имела никаких видимых повреждений. Вторым на очереди были замеры напряжения. С напряжением оказалось всё тоже в порядке. Аккумулятор выдавал 2.9v, как на плате так и на клеммах. Подключил ЗУ в стандартный порт и замерил напряжение на выходе с платы. На аккумулятор ничего не шло, поэтому накинул зарядник напрямую на клеммы аккумулятора. После 10-ти секундной подзарядки от источника в 5v 0.5A попробовал запустить наушники. Они заработали.
Так как в починке любых плат мой опыт бесконечно стремится к нулю, то трогать я ничего не стал (тем более плата всё ещё соединялась по BT и отлично играла музыку).

Самым простым что мне показалось — это припаяться к аккумулятору и сделать вывод в дополнительный разъём.

Разъём был использован из набора переходников, дабы подошёл DC-штекер.

Зарядный кабель был спаян на прямую USB → DC. Всё работало, наушники заряжались. Но было одно «НО». Зарядка не имела никакого контроля. Соответственно при отключении от зарядки, аккумулятор мог как не до конца зарядиться так и перезарядиться. А последнее очень не желательно.

Для того чтобы контролировать процесс заряда я решил использовать небольшой LCD-вольтметр.

Для защиты от перезаряда я использовал контролер FDC-2S-2.

Корпусом для этого послужил Корпус для 2-х AA батареек.


С помощью паяльники и ножа, я спаял всё воедино, а также сделал отверстие в корпусе.

Однако я допустил ошибку и сделал вывод со стороны источника питания, от чего информация была не достоверной.

Разобрав всё и спаяв уже правильно я получил корректные значения.

Итог: беспроводные наушники снова стали беспроводными и без проблем заряжаются, к тому же я теперь могу определять уровень зарядки аккумулятора.

Источник

Иногда они взрываются. Электрическое расследование аккумуляторов в TWS-наушниках.

0. Пополняем индивидуальный Фобиарий.

В процессе ежеутреннего потребления новостей мое внимание привлек заголовок: «Взорвавшиеся беспроводные наушники убили человека».

28-летний мужчина умер в результате взрыва Bluetooth-наушников во время разговора по телефону. Трагедия произошла в индийском штате Раджастан, сообщает Gizmochina.

Наушники взорвались прямо в ушах Ракеша Кумара Нагара (Rakesh Kumar Nagar), который потерял сознание. Его отвезли в больницу, где врачи диагностировали смерть. По предварительным данным, молодой человек умер в результате остановки сердца.

Потом, конечно, дописали, что это была не BT-гарнитура, а обычные проводные наушники, и что телефон был подключен к некачественному заряднику. В случае супердешевого девайса — это не должно быть удивительным: ведь при покупке, помимо стоимости бренда мы как бы вносим пару копеек в стоимость логистики, приемки, тестирования, сертификации, соответствию международным стандартам. Как я уже писал в статье про видеокарты: если посчитать только комплектующие и стоимость еды для монтажника — даже в штучном экземпляре устройство получается дешевле официальной серии, что уж говорить о партиях наушников по 120 рублей.

Читайте также:  Для повышения напряжения переменного тока при

Круговорот хайпа вокруг опасных аккумуляторов стабильно подпитывает инфополе. Можно легко вспомнить как Samsung отзывали огромную партию новых Galaxy из-за возгорания аккумуляторов.

Южнокорейский производственный гигант заявил, что безопасность остается главным приоритетом компании. Компания Samsung пообещала, что специально сформированная группа проведёт тщательное расследование, а затем на основе полученных данных будет принимать решение, отзывать ли данную модель с рынка. Ранее стало известно, что загоревшимся телефоном оказался Samsung Galaxy A21, который поступил в продажу в апреле 2020 года. Это телефон начального уровня с аккумулятором ёмкостью 4000 мА•ч. Представитель аэропорта Перри Купер заявил, что мобильный телефон почти полностью сгорел, а его модель сообщил владелец устройства.

Или как господин Маск на презентации распинался, о том что Тесла не может начать делать новые аккумуляторные ячейки для автомобилей из-за каления анодного терминала.

Это приводит к мысли, что даже бренд — не гарантия от маленького огненного конфуза с любимым девайсом.

Чисто философски: возможность взорвать аккумулятор выглядит логично. Представьте себе сжатую сверхпрочную пружину с огромным коэффициентом упругости. Стоит одной удерживающей щелке ослабнуть, энергия сметет все преграды, пружина разожмется и пошлет страйкбольный шарик прямо в попу оппоненту, например)) Это похоже на историю с литиевыми аккумуляторами высокой емкости. Согласно википедии удельная плотность энергии в них 250 Вт*ч/кг, что выливается в популярные компактные ячейки формата 18650 с емкостями 3А*ч и даже побольше. А еще можно вспомнить отборные аккумуляторы для коптеров которые поддерживают разряд до 100С , т. е. на 5-10 минут маленькая батарейка может давать под сотню Ампер. Хватит что бы разогреть небольшую чашечку кофе, например, или сжечь все тонкие проводки, или уничтожить какую-нибудь электронику. Или собрать из них «пинч-генератор», как в фильме «11 друзей Оушена».

Как завершал нам господин Ленц, электрическая энергия хорошо конвертируется в тепловую. Зачастую в нежелательные градусы сокращающие срок службы компонентов. Но если плотность энергии высока, и нагрев мгновенен, то логично предположить, что последствия могут иметь даже взрывной характер.

В общем, меня как любителя засыпать в Эйрподсах интересует главный вопрос: каков шанс проснуться с утра двуликим?

По пути к ответу, придется разобраться еще пару сопутствующих тезисов: что есть аккумулятор в целом и что есть аккмулятор для TWS-гарнитур? Сколько там энергии? Как она контролируется? Для самых любопытных — вывод по традиции в конце, спойлер: там все скучно.

1. Электрохимия? Хемотроника? — Химичество!

Электрический ток — это движение заряженных частиц, значит кто-то должен эти частицы отдавать (окислитель), кто-то принимать (восстановитель) и кто-то переносить (электролит). То есть внутри классического аккумулятора идет парная окислительно-восстановительная реакция: один металл сливает электроны в раствор электролита, в котором образуются электрически-аффилированные ионы. Эти ребятам только дай волю с кем-нибудь прореагировать, поэтому они топают к второму металлу, который с них электроны собирает, восстанавливая свои энергетические уровни. По мере исчерпания потенциала — реакция уменьшается, ток ослабевает. Впрочем, иногда процесс можно развернуть вспять, закачивая электроэнергию в аккумулятор — перегнать все электроны «как было». Ходят легенды, что свойствах электролита знали еще 2000 лет назад в древнем Багдаде.

Потратив 2000 лет на всякую ерунду вроде войн, инквизиций и работорговли, человечество (с подачи Гальвани) снова вернулось к вопросу добычи электроэнергии посредством засовывания металлических пластинок в разные растворы. В процессе разгона до большой науки, ученые вывели ряд электрохимических потенциалов и уравнение Нернста. Этот нехитрый набор позволяет посчитать сколько именно вольт даст комбинация двух выбранных металлов. И угадайте, кто ее условно возглавляет? Пара Li+/Li с разностным потенциалом в 3 Вольта.

Ок, с напряжением понятно, что там с током? Нуу, высокая математика нам говорит что поток — есть контурный интеграл от функции распределения источника. (Ходят легенды, если в тексте использовать много умных слов — можно случайно получить эффект дипломной работы среднестатистического ВУЗовского раздолбая). В нашем частном случае (однородный проводник/катализатор/среда без учета турбулентных эффектов) — интуиция подсказывает, что будет прямая зависимость от площади металяшек. Чем выше площадь — тем большие токи можно прокачивать. Возможно, я ошибаюсь — этот абзац не опирается на источники, и взят из опыта разбора аккумуляторов. А современные аккумуляторы, чем то похожи на старые конденсаторы — это пирог из двух полосок фольги разделенных сепаратором и скрученный в рулет.

Читайте также:  Механическое напряжение предела прочности

Сепаратор — это волокнистый материал пропитанный электролитом: солью, щелочью или кислотой. Т.е. хоть чем-нибудь с ионной химической связью — что позволит гонять заряды. Раньше пластины просто погружались в соответствующий раствор, но это лишний «бульк» в сторону удобства использования. Растворы как минимум завязаны на ориентацию аккумулятора в пространстве.

В современных аккумуляторах — сепаратор дополнительно выполняет роль защитника. Например, за счет добавления керамической крошки в волокно — при перегреве он спекается, уменьшая взаимодействие электролита с электродами — соответственно снижая ток и уменьшая нагрев. Своего рода одноразовый предохранитель на крайние случаи.

Кстати, я забыл упомянуть, что современный житель РФ спокойно может называть батарейкой все что походе на цилиндр с плюсом и минусом. В то время как строгая терминология подразумевает разделение на: гальваноэлемент (cell), аккумулятор (Rechargeable cell) и сборку из них (battery). В основном батареи собирают последовательно — поскольку тока они обычно дают достаточно, а вот напряжения — единицы вольт. 3 стандартных литиевых аккмулятора 18650 в ряд — дают 3*3,7В=11,1В — что уже достаточно для большинства устройств. Но в случае лития, при зарядке нужен балансир. Иногда собирают параллельно — тогда напряжение остается стандартным, а ток отдачи кратно увеличивается. Здесь уже появляется ньюанс: нельзя собирать в такую батарею свежие и дохлые ячейки, поскольку в этом случае новая ячейка помимо питания устройства будет подзаряжать старую, пока их энергия не выровняется. Такой токовый перекос, не очень хорош ни для электроники ни для дохлой ячейки — поскольку это процесс не контролируемый. Зато при зарядке — балансир не нужен.

В особо мощных устройствах, например, самокатах — когда нужно и напряжение (от него зависит максимальная скорость) и ток (от него зависят тяговые характеристики) — применяет смешанную схему соединения. Т.е. сначала собирают 3 гирлянды из 10 батареек, а затем параллелят их. В виде формул записывают как 10s3p (10 cell seriall, 3 cell parrallel).

Для более точных расчетов в электротехнике ввели понятие внутреннего сопротивления. Это величина характеристическая — то есть, если взять мультиметр и ткнуть им в батарейку — ничем хорошим это не закончится. Простыми словами: она показывает какой ток разовьет аккумулятор если его замкнуть накоротко, в лабораторных условиях. Если батарейка 1.5В выдаст разряд силой в 3 Ампера — очевидно ее внутренне сопротивления по закону Ома: 1,5/3=0,5 Ома Зная внутреннее сопротивление — можно вычислять разбаланс в разнородных ячейках, например.

2. Энергетический зоопарк.

И оказался литий так хорош — что аккумуляторов из него наделали на любой вкус и цвет. Общая конструкция напоминает все те же гальванические ячейки Даниеля: 1) катод из алюминиевой фольги, на который нанесен катодный материал (кобальтат, например). 2) Анод из медной фольги, на который нанесен анодный материал (литий) 3) Сепаратор пропитанный электролитом. И все это завертывается в рулетик нужной формы.

Литий (который применялся в первых аккумуляторах в качестве катодного материала), обнаружил интересное свойство выращивать металлические «дендриты» до анода и закорачивать ячейку саму на себя. А поскольку энергии в ней ого-го, это приводило к бурному перегреву с огненными спецэффектами. Кроме того — аккумуляторы теряли емкость при низких температурах (+5 и ниже), и выдерживали всего 50 циклов «заряд-разряд»

Инженерия стремясь решить эти проблемы — экспериментировала с различным катодным наполнителем и породила кучу различнынх подвидов литиевых аккумуляторов.

Разобраться в этом литиевом бардаке мне помогла фантастически классная статья с Battery University. https://batteryuniversity.com/article/bu-205-types-of-lithium-ion

Там очень хорошо разобраны все виды ячеек плюсы и минусы, и любезно нарисованы «бурятские диаграммы».

3. Так что там с наушниками?

True WireLess система подразумевает полное отсуствие проводов — а значит аккумулятор спрятан прямо в капсюле.

Благодаря специалистам с iFixit мы может под рентгеном разглядеть аккумуляторы в AirPods. (Являясь пользователем второй версии, я нахожу эргономику и удобство этой модели на беспрецедентном уровне). Этот формфактор ячеек называется pin-type, в свободной продаже его не так легко встретить, но на крупных стоках встречаются в продаже версии от Panasonic.

Читайте также:  Часть мышцы в постоянном напряжении

На сайте компании можно даже раздобыть даташиты. Одни из любопытнейших моделей: CG-425A и BR435.

Как можно заметить — первый аккумулятор — это уменьшенная копия обычного LFP со всеми присущими ему атрибутами (сильный импульсный разряд, 3,8Вольт номинального напряжения). Второй — это намного более экзотичная конструкция с т.н. органическим катодом (поликрабомонофлюорид). Представляет собой (порошковую) смесь угла и фтористого углерода. Это вроде как аккумуляторы одного из последних поколений, но согласно научным статьям и патентам, эта концепция разрабатывалась чуть ли не с 1971 года.

По этим аккумуляторам довольно много информации в специфической литературе типа: Y. Matsuo, in New Fluorinated Carbons: Fundamentals and Applications, 2017 или K. Kordesch, W. Taucher-Mautner, in Encyclopedia of Electrochemical Power Sources, 2009 — но беглым гуглингом их найти не удалось, а в научных репозиториях за них денег просят по 15 тыщ.

В наушниках исполнения galaxy buds используют другой корпус аккумуляторов называемых coin-type. Похожее исполнение можно встретить в магазинах, под названием «таблетки» для всяких брелков. В прочем, даже имея похожий корпус — это совершенно разные сущности, вот например аккумулятор от Varta.

Он исполнен на относительно отработанной технологии NMC. Хотя для ультракомпактных TWS — довольно габаритен, точных данных на источник из бадсов я не нашел. В целом же, эти колесики почти вытеснили марганец-цинковую классику в своем формфакторе. Много ли народу помнит тип Д026, которые питали микросхему БИОСа в древних ноутах 90-00х?))

4. Искусство — это взрыв!

Резюмируя, начнем с перечисления аргументов в пользу безопасности.

1. Современные материалы (NMC, NCA, LTO, органика) — практически негорючие, термостойкие и, ну скажем, негальванопластичны. Т. е. из-за их химической структуры — перемычка-дендрит не вырастет в процессе работы и не закоротит аккумулятор на себя.

2. Все мало-мальски приличные фирмы используют аккумуляторы сертифицированные IEC62133. Этот стандарт регламентирует серию достаточно жестких испытаний, проверяя все сценарии приводящими к поломке. В частности: перезаряд, вибрация, высокие температуры, термоциклирование, неправильное подключение, короткое замыкание, падение. термоудар, деформации и т. д. Полностью адаптирован в РФ в формате ГОСТа 2019 г. (Предполагаю, что есть как минимум институт квалифицированных экспертов, способных оценить и доказать эксплуатационные условия изделий).

В самом минималистичном случае — это может быть отключение по перегреву, превышению тока. В продвинутом — полноценный менджмент ячейки, с оценкой кривой заряда разряда, накопительной статистикой и чутким контролем изменений в характеристиках.

4. Малая энергетическая емкость.

Итак, у нас есть аккумулятор в пике выдающий 50мА на 3 вольтах. Если закоротить его на себя сколько тепловой энергии может выделиться? Нуу, можно попробовать бегло оценить.

Сначала прикидываем внутренее сопротивление батарейки. Затем берем формулу тепловой работы тока. Внимательный глаз увидит, что я не домножил на время. Но вообще говоря, домножил, оно заложено в емкости нашего аккумулятора 50мА*ч. Ну и через гигантское термосопротивление получаем цифру 22.5 градуса. К ним еще надо прибавить стандартную температуру окружающей среды 25 градусов. В сумме получим: 47.5. Вот настолько может нагреться аккумулятор в TWS, замкнутый на себя. Для справки: 0,85 грамм чистого лития такой энергией (0,15 Дж/с) за час получилось бы нагреть на 76 градусов (удельная константа теплоемкости есть в википедии). Что уже намекает о невозможности возгорания. (Еще раз акцентирую внимание: этот расчет никак не претендует на достоверность, поскольку рассматривает абстрактный случай. В неабстрактном случае, судя по той же документации все характеристики сползут вниз: милливольты, миллиамперы и единицы минут. А если поддерживать точную температуру, тогда о большом термосопротивлении не может быть речи. В любом случае этот блог — размышления о фобии, а не научная статья для сертификации ячеек питания. Автор не владеет теплотехникой, только маленьким литиевым аккумулятором, который не нагревается при замыкании накоротко.)

Аргументы в пользу опасности.

Возможно, это смешно, но честно говоря — я их не нашел. Гипотетически, в самых дешевых китайско-индийских TWS может загореться зарядной чехол, при отказе контроллера зарядки. Но возгорание самого ушного капсюля — с учетом аргументов выше, какой-то совершенно фантастический сценарий, который с текущими данными представить не могу. Да и прецедентов в гугле не нашлось. Если вы что-то подобное встречали напишите в комментах, ну а я продолжу и дальше засыпать в наушниках под любимые подкастики))

Источник

Adblock
detector