Decir que tengo mi teléfono en un 5% y un gran paquete de batería en el 35% y el me cargo el teléfono. Al final el teléfono está en el 100% y el pack es de 12%.
¿Cómo puede el paquete de la batería cargar el teléfono hasta un porcentaje mayor de su actual cargo?
Yo esperaría que el teléfono iba a detener la carga cuando el porcentaje de la fuente de alimentación es igual al porcentaje en el teléfono, pero claramente no es así, ¿qué está pasando?
A veces es más fácil entender los circuitos en el contexto de agua. Lo que estás imaginando es de dos tanques de agua de igual tamaño, unidos por una tubería que ha sido sellada. Si un tanque contiene 5% de agua y el otro tiene un 35% de agua, cuando se retire el sello, los tanques de igualar, y usted termina con un 20% en ambos tanques.
Lo que estamos olvidando es que, como las baterías, tanques de agua vienen en diferentes capacidades. Un gran paquete de baterías "tanque de agua" es más, equivalentemente, como un tanque de 4 veces el tamaño del teléfono "tanque de agua". Cuando suelte el sello, el teléfono tanque de agua se llena fácilmente y la fuente, el paquete de la batería del tanque de agua todavía tiene un montón de agua. Cargo trabaja de manera similar, excepto que usted no puede "ver" carga como se puede hacer con el agua en un tanque de agua.
Entonces, ¿qué sucede cuando usted tiene un gran tanque con agua en el mismo nivel que el más pequeño tanque? A pesar de la mayor tanque de retención de agua, ya que se encuentran en el mismo nivel del agua, que se encuentran en equilibrio y así uno no se "carga" a la otra. Del mismo modo suficientemente sin carga de la batería, incluso con un montón de capacidad, pueden tener niveles de carga y no carga el teléfono.
Espero que lo explica.
Edit: a la luz de varios comentarios, tal vez sería impreciso imaginar dos tanques uno al lado del otro, sino que sería más preciso imaginar la gran batería de tanques en la parte superior para llenar la batería del teléfono con el tanque de abajo, ya que, potencialmente, todas de la carga se podía transferencia de los grandes de la batería a la batería del teléfono.
La clave aquí es el voltaje de las pilas. La batería en el teléfono por lo general a un voltaje de 3.7 V. La batería tiene un voltaje más alto o un circuito que da una tensión de 5V para el teléfono. Así que, mientras la tensión con la que se carga el teléfono es mayor que el de la batería, el porcentaje de energía en él no importa y los cargos de teléfono.
La conexión de su teléfono a la batería no se conectan directamente a las células en paralelo. Supongo que esto es donde su conjetura de un equilibrio con la igualdad de voltaje -> igual porcentaje de carga.
El cortocircuito de iones de litio / polímero de litio (LiPo) de las células juntos como que es probable que la causa de uno o de ambos para, literalmente, prende fuego a partir de las altas corrientes, o de la sobrecarga / sobre-descarga. (Circuitos para evitar la sobre-descarga, incluso si el cable de carga está en cortocircuito a cabo es absolutamente esencial).
Hay algunos enlaces a vídeos de youtube de la batería de litio de incendios en un reciente electrónica.SE pregunta sobre el diseño de su propio cargador. (TL:DR: es la forma en que el infierno es demasiado peligroso para que considere la posibilidad de hacer un homebrew de diseño, dado que las células de Litio necesitan una gran cantidad de circuitos de protección en su mayoría).
Por lo que la idea de la conexión de las células juntos y dejar que sus voltajes de igualar, "naturalmente", es completamente inviable para las modernas baterías.
Cargadores de uso DC-DC de conmutación de fuentes de alimentación de carga a corriente constante. Que el uso de inductores de convertir de forma eficiente a un voltaje diferente (mayor o menor). (Por ejemplo, para producir un voltaje inferior, de ver esta explicación detallada de un convertidor buck no utilice un transformador, sólo un inductor. También una discusión de multi-fase de buck convertidores utilizados en las placas base del ordenador.)
En el agua de la analogía, donde el agua representa la carga y la presión representa la tensión: Un convertidor es como una bomba que puede mover la carga de un depósito inferior a un embalse más alto. (voltaje = presión = energía potencial gravitatoria (por unidad de volumen de carga/).) Una pequeña fracción de la energía que se transfiere se pierde a ineficiencias en la conversión. (Tal vez un par %, IDK).
Puesto que la capacidad de la batería externa es mayor que la capacidad de la batería del teléfono pack, debe ser obvio que la carga en movimiento desde el depósito grande para el pequeño depósito puede tomar el teléfono de la batería de 5% a 100%, mientras que sólo dejar caer el paquete de batería de 35% a 12%. No creo que esto es lo que la pregunta era realmente.
Para hacerlo aún más evidente por qué las baterías no están conectadas juntas para ecualizar: Algunas baterías pueden tener varias células en serie, en lugar de una célula grande. Esto es generalmente para el diseño físico de razones, más que para obtener un voltaje más alto, porque los convertidores de DC-DC se utiliza de todos modos para producir voltajes de suministro en el 1 V 2 V gama a la alimentación de la mayoría de la electrónica.
Desde células de Litio son tan delicadas y peligrosas, de cableado en paralelo en lugar de la serie no es prudente. Una célula puede llegar a tomar más de la actual. En lugar de eso, están conectados en serie con el circuito para cada celda de derivación antes de sobrecargos o undercharges.
La transferencia de energía entre el teléfono y la batería pasa a través de cable USB, que se ejecuta en 5 V. (O, con alimentación por USB de la entrega de señalización, el dispositivo está cargado puede ser señal de que se puede aceptar hasta 20V, lo cual permite un mayor poder en la misma corriente para reducir las pérdidas resistivas y permitir una carga más rápida, sin exceder de seguros los límites de la corriente por el cable o los conectores.)
Para un iPhone el voltaje de la batería es de un valor nominal de 3.8 V y el paquete de baterías probablemente replicar los 5 V voltaje de salida de una fuente de alimentación USB.
Así que la batería sería dado de alta como era de conducción de corriente en el terminal positivo de la batería del teléfono y por lo tanto la recarga de la batería del teléfono.
Tan sólo cuando el paquete de baterías de voltaje fue de menos de la batería para teléfono de la tensión de la batería del teléfono no ser recargada.
Como una aproximación en términos de la capacidad de la batería $C$ mAh
$(100-5)C_{\text{phone}} = (35-12)C_{\text{pack}} \Rightarrow \dfrac{C_{\text{pack}}}{C_{\text{phone}}} \approx 4$
Realmente debe hacerse en términos de energía, sino que el proceso de recarga no va a ser 100% eficiente.
$3.8 (100-5)C_{\text{phone}} = 5 (35-12)C_{\text{pack}} \Rightarrow \dfrac{C_{\text{pack}}}{C_{\text{phone}}} \approx 3$
La tensión no es ninguna parte de esta explicación. La respuesta es que cada pack de baterías almacena una cierta cantidad de energía. Esto se mide en julios.
En su nivel más básico la batería de su teléfono tiene una cierta capacidad en joules, de batería externo del banco también tiene una capacidad en julios. Cuando se carga la batería se está transfiriendo un cierto número de joules de una batería a otra.
La física de la analogía es verter agua de un cubo en una taza. Si el cubo tiene 5L y taza contiene 500mL usted será capaz de llenar su taza de 10 veces.
El bit que parece estar centrado en con los niveles de tensión de las dos baterías que no es pertinente con la electrónica moderna. Un interruptor de modo de fuente de alimentación (un poco como un transformador de CC en lugar de CA) puede convertir de un bajo voltaje de alta tensión. Hay pérdidas en esto, por lo que sólo puede ser capaz de llenar su taza de 500 ml 9 veces, con una taza que se pierdan varias pérdidas (predominantemente conflictiva y de conmutación)
La mecánica de la analogía que aún se mantiene y que hemos sido capaces de construir dispositivos que pueden bombear agua a un potencial más alto para al menos un par de cientos de años. Ver Wikipedia Bomba De Ariete. La idea es que usted puede tomar la energía potencial de un cierto volumen de agua y agregar que la energía en un volumen diferente de agua. Este es el principio general detrás del interruptor-modo de fuentes de alimentación, pero las ineficiencias son mucho más altas que el sistema mecánico. Estos dos vídeos, que podría ayudar a proporcionar un sentido intuitivo de cómo funciona esto y son una interesante ver video 1 video 2
Editar: De alguna manera me perdí Pedro Cordes de la respuesta que los estados de esta manera más elocuente, te dejo aquí como buscando en bombas de ariete es una buena manera de envolver su cabeza alrededor de ella.
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