Практически все мобильные телефоны (МТ) используют в качестве источников питания аккумуляторные батареи. Это один из самых быстро выходящих из строя элементов телефона. Многие компании ведут разработки, которые позволяют в несколько раз увеличить срок службы батарей питания, уменьшить их размеры, разработать более простую технологию зарядки (например, от света), но в любом случае нам приходится сталкиваться с некоторыми проблемами.

Кaждому пользователю МТ известна такая ситуация, когда необходимо куда-нибудь позвонить, а на дисплее появляется сообщение о разряженной батарее. На самом деле продолжительность работы телефона с заряженной батареей зависит от многих факторов, таких, как:

• расстояние до базовой станции √ при слабом сигнале аппарат увеличивает мощность, следовательно, тратит больше энергии;

• некоторые функции телефона √ подсветка клавиш и дисплея, уровень громкости звонка, озвучивание нажатия клавиш, вибрационный режим;

• температура воздуха √ для каждой батареи определен интервал температур, в котором происходит устойчивое функционирование;

• электрическая емкость аккумуляторной батареи;

• тип аккумуляторной батареи;

• правила эксплуатации;

• зарядное устройство, с помощью которого осуществляется подзарядка аккумуляторной батареи.

В качестве примера приведем некоторые конкретные значения, из которых хорошо видно, на что расходуется энергия аккумуляторных батарей сотовых телефонов:

• 1 минута работы с включенной подсветкой равносильна 1 часу работы в режиме ожидания;

• 10 секунд работы с меню равносильны 15 минутам работы в режиме ожидания;

• 1 минута приема сетевой информации равносильна 30 минутам работы в режиме ожидания;

• одна регистрация на следующей базовой станции уменьшает срок работы телефона на 1 час в режиме ожидания;

• включение телефона с поиском и регистрацией в сети равносильны 2-м часам работы в режиме ожидания.

Типы аккумуляторов

Встречающиеся сегодня на рынке батареи можно разделить в зависимости от их "наполнителя" на четыре основных вида:

NiCd, никель-кадмиевые

NiMH, никель-металлгидридные

Li-Ion, литий-ионные

Li-Pol, литий-полимерные

NiCd - аккумуляторы с наиболее отработанной технологией, имеют более высокую энергетическую плотность и способны выдавать ток большой величины. Менее всех остальных критичны к ошибкам пользователей при эксплуатации. Допускают восстановление своей емкости, но на специальной аппаратуре и по специальному алгоритму. Самые распространенные и дешевые аккумуляторы. Сохраняют свою работоспособность практически в любых погодных условиях, выдерживают свыше тысячи циклов заряда/разряда, легко восстанавливаются при понижении емкости и после длительного хранения. Недостатки, разумеется, тоже есть: необходимость периодически полностью разряжать аккумулятор для устранения "эффекта памяти", высокий саморазряд (до 10% в течение первых 24 часов), большие габариты, относительно маленькая энергетическая плотность (отношение емкости к размеру и массе). К минусам этих аккумуляторов можно отнести и "недружественность" к окружающей среде. Сейчас они постепенно покидают рынок сотовых телефонов. В NiCd аккумуляторах рабочее вещество присутствует в виде мелких кристаллов, обеспечивая максимальную площадь соприкосновения с электролитом. При неблагоприятных условиях эксплуатации кристаллы укрупняются до размеров, в 150 раз превосходящих первоначальные, вызывая резкое уменьшение площади активной поверхности. Как следствие, снижается напряжение и уменьшается емкость. А в некоторых случаях острые грани кристаллов даже прокалывают сепаратор, вызывая высокий саморазряд или короткое замыкание. Экологически вредны при неправильной утилизации. В настоящее время новые сотовые телефоны никель-кадмиевыми аккумуляторами практически не комплектуются.

NiMH - разработаны для замены никель-кадмиевых аккумуляторов. При меньших размерах и массе, чем у никель-кадмиевых, обладают большей энергетической плотностью (примерно на 30% - 50%), меньшим "эффектом памяти" (некоторые фирмы-производители заявляют о полном его отсутствии). Однако по ряду параметров NiMH-аккумуляторы все же проигрывают NiCd. У них меньше циклов заряда/разряда (около 500), более высокий саморазряд (выше в 1,5-2 раза) и более высокая цена. Правда, в них меньше кристаллических сгустков, вызывающих потерю емкости - главным образом, из-за более короткого срока их службы, по сравнению с NiCd. Потерю заряда вызывает и старение. У изношенного аккумулятора пластины электродов разбухают и начинают слипаться друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда. Укрупнение кристаллических образований в аккумуляторах на основе никеля происходит в основном из-за слишком долгого нахождения аккумулятора в зарядном устройстве и многократного заряда без периодического полного разряда. Однако не нужно и полностью (до 1 В на элемент) разряжать аккумулятор перед каждым зарядом. Это также сокращает срок его службы. Подобную процедуру - тренировку - достаточно проводить один раз в 30 - 60 дней. Она позволит разукрупнить кристаллические образования.

Li-Ion - наиболее перспективные аккумуляторы для сотовых телефонов. Постепенно завоевывают позиции на рынке устройств мобильной связи. У них примерно вдвое больше емкость, чем у NiCd того же размера, низкий саморазряд (менее 1% в сутки), отсутствие каких-либо требований к обслуживанию, за исключением необходимости хранения в заряженном состоянии. Li-Ion аккумуляторы повреждаются при заряде в "чужих" зарядных устройствах, а также при хранении в глубоко разряженном состоянии. Уменьшение емкости Li-Ion-аккумуляторов необратимо, так как используемые в них химические материалы рассчитаны на работу только в течение определенного времени. Li-Ion-аккумуляторы некоторых производителей могут работать только при положительных температурах, подвержены старению, даже если не используются, плюс высокая цена. Уменьшение емкости наблюдается примерно после года эксплуатации. Через два года аккумулятор практически выходит из строя. Поэтому Li-Ion-аккумуляторы не рекомендуется хранить в течение длительного времени.

Li-Polymer - совсем недавно появились на рынке сотовых телефонов и портативных компьютеров, они немного дешевле, чем Li-Ion. Имеет высокую энергетическую плотность (больше, чем у Li-Ion). Имея примерно такую же плотность энергии, что и Li-Ion, Li-Pol-устройства могут быть изготовлены в разнообразных геометрических формах, нетипичных для обычных аккумуляторов. Такие аккумуляторы могут быть очень тонкими и способны заполнять любое свободное место.

А теперь разберемся с некоторыми наиболее важными техническими характеристиками наиболее используемых аккумуляторных батарей:

Внутреннее сопротивление √ сопротивление току через элемент, измеренное в Ом`ах. Чем больше сопротивление, тем больше падение напряжения на аккумуляторе и как следствие √ быстрее разряжается батарея. Следовательно, залогом успешной работы телефона является выбор аккумулятора с наименьшим внутренним сопротивлением. Количественно оценить внутреннее сопротивление в бытовых условиях не представляется возможным. Если после заряда батареи в режиме ожидания телефон работает, а при исходящем или входящем звонке отключается, это свидетельствует о высоком внутреннем сопротивлении и, соответственно, неисправности батареи.

Номинальная емкость √ это количество энергии, которым теоретически должен обладать аккумулятор в заряженном состоянии. Измеряется емкость в ампер-часах (А/ч) или миллиампер-часах (мА/ч) и обозначается буквой ╚С╩. Но определяется количество энергии не в момент зарядки, а при обратном процессе √ разряде аккумулятора постоянным током в течение измеряемого промежутка времени до момента достижения заданного порогового напряжения.

С течением времени емкость уменьшается. Это объясняется тем, что аккумуляторы подвержены коррозии и постепенно теряют способность удерживать заряд. Данный процесс является неотъемлемой частью старения аккумулятора. Но его можно значительно отодвинуть правильным использованием батареи. Для этого и советуют как можно чаще разряжать ее до максимально возможного уровня. В Европе некоторые сотовые компании имеют специальный номер, позвонив на который телефон можно оставить подключенным к сети связи до полной разрядки батареи, причем оплата за данный звонок браться не будет. Частичная кристаллизация батареи объясняется тем, что часть не израсходованной энергии остается в батарее, когда вы начинаете ее заряжать. При этом необновляемое рабочее вещество аккумулятора начинает кристаллизоваться, что в свою очередь уменьшает емкость.

Саморазряд √ данное явление характерно для всех типов батарей и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены. Саморазряд максимален в первые 24 часа работы после заряда, а потом с течением времени уменьшается. Наименьшей потерей емкости характеризуются Li-Ion-батареи.

Срок службы аккумуляторов принято оценивать по количеству циклов заряда/разряда. Но это совсем не говорит о том, что если вы, к примеру, осуществили 500 циклов для NiMH-батареи, то она больше не работоспособна. При правильной эксплуатации число таких циклов может быть значительно увеличено.

Как было сказано выше, длительность работы телефона зависит от правил эксплуатации. Рассмотрим основные из них.

1. Для увеличения срока службы NiCd- и NiMH-аккумуляторы необходимо как можно больше разряжать перед последующим зарядом. В случае, если не имеется разрядного устройства (существуют зарядные устройства с функцией разряда), просто дождитесь, пока телефон отключится сам.

2. Старайтесь хранить аккумулятор в пределах температур, указанных в паспорте (как правило, от -20 ╟С до +45 ╟С ).

3. Не стоит заряжать холодный или теплый аккумулятор. Желательно подождать, когда он приобретет комнатную температуру.

4. Зарядные устройства следует использовать из комплекта поставки купленного телефона.

5. При покупке телефона нужно провести 3 √ 4 цикла заряда/разряда для достижения максимальной емкости аккумулятора.

Исходя из своих возможностей и потребностей, пользователь сотового телефона сам решит, какой именно аккумулятор ему необходим. Некоторые телефоны выпускаются с различными типами аккумуляторов, соответственно, имеется выбор. Если вы уже имеете телефон, то подумайте, следует ли сменить элемент питания. Ну а если только собираетесь купить, то обратите внимание на такую важную часть мобилы