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電池空白資訊指南

注意

從 Windows 11 24H2 和 Windows Server 2025 的更新版本開始，不再支援 HLK Proxy 用戶端。 接下來，請改用「HLK 快速入門指南」中詳述的程式讓客戶端上線。

本指南提供電池空白的相關信息，包括其用途，以及技術描述。 此資訊不會規定設計需求，不應用來建立這類需求。 由於電池在形式、設計和功能上有很大的差異，因此Microsoft提供設計需求是不切實際的。 相反地，此資訊指南應該用來協助判斷如何最好地建構電池空白。

  1. 為什麼我需要電池空白？ 我不能直接使用外部電源為行動裝置供電嗎？
    • 電池空白比直接電源到裝置更進一步，方法是欺騙實際電池的元素，而實際電池通常由裝置開機。 這可讓裝置用於實驗室環境中長期測試，這些測試通常由於電池容量有限而無法進行。 這可藉由允許行動裝置正常與電池通訊來完成，即使目前是由外部電源提供也一樣。 在某些非常有限的情況下，您可以從外部電源直接為行動裝置供電，例如 4.2vdc 電源供應器。 不過，在大部分情況下，當裝置無法與自己的電池通訊時，可能無法正確運作。 您可能會遇到的問題包括：無法開機、無法完全開機、過早或誤用低電池警示、開機時立即關機或其他許多類型的行為。
  2. 行動裝置如何與自己的電池通訊？ 什麼是智慧型手機電池？
    • 大多數現代行動裝置會使用稱為 HDQ 的單線序列介面與電池通訊（如需 HDQ 一詞的描述，請參閱常見問題 #5）。 內建電池電路會監視與電池輸出一起連接在一起的小型電流感測器電壓下降，以判斷電池的充電和排放活動。 電池壽命、溫度、自卸除和排放率的補償適用於容量測量，以在各種操作條件下提供可用時間到空白資訊。 在從完整到空白的排放週期中，可用的電池容量會自動重新調整或學習。 這些線路會透過 HDQ 單線或 I2C 序列介面與行動裝置通訊。
  3. 電池空白是否需要像電池一樣運作？ 實際需求為何？
    • [電池空白] 僅用於為裝置提供連續外部電源的方法，以啟用長期測試，否則就不可能單獨使用電池。 它不是用來測試實際電池的作業或設計的工具。 為了簡單起見，電池空白應該只提供與電池相同的方式為手機供電所需的內容。 例如，如果裝置設計需要與電池型 HDQ 或 I2C 線路通訊，則電池空白應該提供該功能。 如果電池對標識碼、驗證或電導器 （TH） 線路使用已知或預期的阻力，則空白也應該提供。 模擬電池的必要特性究竟是由電池空白提供給裝置的方式，完全由 OEM 提供。
  4. 我的電池使用 HDQ 或 I2C 型燃料量測計線路，而我的裝置需要有此線路才能開機。 詐騙此電路需要什麼，以便使用電池空白，而不是電池？
    • 由於我們沒有設計電路，因此無法Microsoft。 我們預期 OEM 硬體設計工具能夠瞭解這些需求，因為它們可以存取會規定這些需求的圖解、設計參考和硬體規格。 我們依賴這些相同的設計工具來製造電池空白，並確保其符合底座規格和硬體需求。
  5. 當參考電池和燃料量測計電路時，縮略字 HDQ 代表什麼意思？
    • HDQ 是一種複合縮略字，用來描述電池與行動裝置之間的單線序列通信線路。 縮寫中的 H 表示高速，而 DQ 是一個標準化的電子詞彙，描述數據輸入 （D） 和資料輸出 （Q） 搭配許多不同類型的翻轉電路。 結合在一起，您可以取得 高速數據輸入/數據輸出，或只取得 HDQ 。
  6. 使每種電池空白類型有多困難？ 是否有任何建構指導方針？
    • 這取決於所使用的電池電路的複雜性，只有 OEM 或其指派的工程師能夠完全了解模擬原始電池所需的需求。 至於物理結構，有許多可能的設計，其中大多數可能開始作為一個原始電池，使化學電池被移除，只留下殼層和電池電路板後面。 在某些設計中，電池不提供 I2C 或 HDQ 1 線通訊，建構可能就像將外部電線路由到電池電路板手機端的適當墊子一樣簡單。 在其他情況下，您可能必須調整安全線路的運作方式，甚至從電路中移除它。 在其他情況下，您可能必須改變手機上的軟體，以配合電池的變更。 這真的取決於裝置預期從電池看到的內容，以假設正版電池正在使用而不是電池空白。 本檔稍後將討論此特定點的詳細資訊。
    • 在大部分情況下，移除電池單元會留下非常簡明和脆弱的電池框架。 一旦電線連接到電池板，並已對電池板電子進行必要的變更（如果有的話），我們建議將空白填入或填入僵硬材料，以恢復塑膠框架的剛性，使電池空白持久。 在理想情況下，電線也會盆地，提供應變緩解。 強烈建議不要在電線上提供電池空白，沒有任何壓力緩解。 具有金屬外殼的電池通常足夠僵硬，但可能會通過暴露將切入電線絕緣的尖銳邊緣來造成電線的其他問題。 熱膠是一個很好的選擇，以保持電線和其他必要的部件在框架內（如任何需要的氨）。 在設計電池空白時，請記住，它應該很持久，而且能夠處理多個插入和移除迴圈，而不會對空白造成任何損害。 空白應該適合插入電池區間，就像原來的電池一樣。 它不應該如此鬆動，它本身會掉下來，但它也不應該太緊。 從電池空白出來的電線應該偏離設備。 不應有從電池背面突出的補充元件，以增加其厚度（如大電鋰或其他電子元件）。 如果需要電流或其他大型元件，請考慮使用表面掛接裝置儘可能減少大小。 本檔稍後會更詳細地討論這些特定點。

電池保護和通訊線路範例

範例電池保護和通訊線路

這些電池電路已從 11 種不同類型的電池中移除。 他們曾經 永久 附加的單元格已被移除和回收，而且不會在此展覽中展出。 電路顯示電路板左側和右邊緣的金屬銀製表符是電池電池連接的地方。 顯示 4 個金接點的其他線路是裝置連接的位置。 針腳排列可能會因電池對電池而有很大的差異，但大部分都至少包含 3 個接觸點到最多 6 個接觸點。 針腳通常提供 +、-、HDQ、標識符或 TH，雖然這與 OEM 不同。 有些有燃料計晶片，有些沒有。 在實際電池單元內沒有提供任何實體電池特性的魔術。 這些資訊都是由工廠程式設計（如有需要）和永久連接到工廠新鮮電池的機上電子產品捏造、計算、測量或猜測的。 這些電路的設計目的是在電池電池的整個生命週期內看到一些電池電池電壓 100% 的時間，即使電池在技術上排放也一樣。 從電池中移除后，所有在附加電池電池的壽命內記錄的資訊都可能會因電子裝置失效或遺失而失效。

如您所見，僅電池內就有各種不同的樣式、形狀和電路。 因此，Microsoft不切實際地決定裝置正確使用電池空白功能所需的細節，尤其是在原始電池電子回收用於電池空白的情況下。

在許多情況下，這些線路也會透過 HDQ 或 I 2 C 介面在插入裝置時透過 HDQ 或 I2C 介面進行通訊來驗證連接裝置：如果裝置正確向電池進行驗證，則電池會開啟電源來啟用裝置的完整輸出電源，讓裝置能夠啟動電源。 此外，燃料量測計電路（如果有的話）會透過 HDQ （或 I2C） 單線序列介面與行動裝置通訊，以將操作電池特性轉接至行動裝置。 使用這項資訊，電池電子可以提供一些使用特性，包括大約剩餘的電池使用時間、目前的耗電量、電流電壓等級、時間到空白、充電週期數目等。對於行動裝置電池，更常見的驗證方法只是透過手機使用的標識符針腳提供固定阻力，以確保真正的電池連接（只要阻力相符）。 這種特殊的策略也是雙向的-電池實際上可能需要固定阻力的行動裝置，然後才開啟其主要輸出。 電池空白應該提供任何必要的參數，以準確模擬實際電池，同時允許裝置從外部電源供電。

警告

  請務必記住，上面顯示的電路是專為保護實體電池電池而設計的。 拿掉之後，該電池單元的操作參數可能會因與手機通訊的相同線路遺失或失效，而傳回給手機的作業資訊可能會反映該變更，並導致裝置的行為不同。 同樣地，通常預計電池電池提供的固定電壓的安全電路現在會看到電池空白打開和關閉電壓，這可能會導致安全電路故障或永久旅行，這可能會在測試期間錯誤地打開電池空白的輸出（我們以前見過這一點）。 建議您考慮略過通常設計為保護電池電池的任何安全電路，因為這些線路可能會偵測到電池空白的電源迴圈，因為電池有問題。 這些未預期的安全電路故障可能也不一定立即顯現出來。 電池空白可能看起來正常運作，從任何地方到10到數百個電源週期，在它們旅行之前。

設計電池空白 - 範例

目前有大量單晶片解決方案結合了特別設計的電池保護電子裝置，以及觸發外部 FET 的能力，而且在市集中變得越來越普遍。 在電池空白中使用這些電子產品偶爾會造成比好更多的傷害，因為它們是在設計意圖和規格之外使用，因此可能會錯誤地（通常意外地）導致輸出打開。

由於 OEM 具有必要的機密資訊（即圖解和設計規格），以判斷如何最好地略過這些安全電路，因此我們依賴它們為電池空白提供任何必要的修改。

下列資訊會以如何建構電池空白的一般化範例提供。 它顯示了從最初看來是一個很好的解決方案，到最終必須改變什麼，使電池空白強大且可靠，以供實驗室使用。

範例電池空白設計，其中一個面板上顯示 DS2784 連接到鋰離子電池，第二個面板與行動裝置電池標頭

在上圖中，OEM 已選擇使用達拉斯/Maxim DS2784，這是一個受歡迎的單細胞獨立燃料量測計IC。 燃料量測計提供剩餘容量的準確估計，並報告及時的電壓、溫度和目前測量數據。 容量估計值是從電池效能在負載和溫度上的分次線性模型計算，以及完整和空白條件的系統參數。 演算法參數是用戶可程式化，而且可以在套件中修改。 重大容量和過時的數據會定期儲存至 EEPROM，以防因電路或深度耗盡而失去電源。

最後一個粗體文字非常重要，因為它指出，這個部分是專為處理電池進入深度耗盡的情況而設計的，這是一個特性，與將電源關閉到電池空白有些相符。 雖然一目了然，但真實世界的應用程序明顯較不明顯。 DS2784 數據工作表所提供的一般操作線路顯示，晶片會控制與 POSITIVE 系列中放置的雙 FET 排列方式，導致裝置設計成根據 DS2784 所認為適當中斷輸出：

典型的操作電路圖解

典型的操作電路圖解

在此案例中，讓電池空白的快速簡單方式，可能就像使用所需的 Molex 連接器取代實體電池一樣簡單：

顯示連接器針腳和連接器殼層的範例電池空白設計

只要使用 Molex 連接器取代電池單元，您就可以將 FET 與 POSITIVE 系列保持一起。 安全電路仍然完好無損，完全運作。 DS2784 偵測到的任何錯誤狀況都可能導致 FET 觸發 OPEN，即使在正常作業測試條件下也是如此。 DS2784 假設電池單元已連接，而不是外部電源，而且不再保證根據其原始設計規格正確操作 DS2784。 在 DS2784 這種非自然的應用中，有無數的情況可能導致故障，但最終結果是電池空白停止運作，電源停止流動到行動裝置。

有一些可能的因應措施，但最終電池和電池介面的設計者需要判斷最佳解決方案。 在此特定範例中，裝置明確要求 HDQ 線路連線到手機。 這表示只要略過 DS2784 就完全無法運作，因為它需要電源本身來提供行動裝置所需的通訊。 這留下了數個可能的選項：

  1. 透過軟體變更停用裝置中的 HDQ 需求，並透過 FET 周圍的略過硬體。
    • 此選項需要與硬體變更結合的軟體因應措施，而且不理想，特別是當裝置測試的一部分涵蓋與電池的通訊時。
    • 這可能是最不理想的選項，因為它可能導致發現非真實世界的錯誤，而且也可能在裝置中引發與充電或電源管理相關的其他軟體問題。
  2. 如果您的裝置存在，但內建選項可略過此需求，如果符合另一個操作參數，例如固定對地面的阻力，以取代 HDQ，請將您的裝置設計為使用 HDQ。
    • 此解決方案非常理想，但在硬體開發周期期間需要額外的開發和實作，此時可能太晚，或根本不是一個開始的選項。
    • 這裡的想法是，如果電池空白不提供 HDQ 訊號，因為它已經從空白移除，其他專案已新增（例如固定阻力）來觸發裝置中的 HDQ 需求過度使用，讓裝置正常運作，就像 HDQ 訊號存在一樣。
  3. 只略過 FET，因此即使它確實嘗試開啟，電源仍然會流向 P+ 連絡人。
    • 此選項未涵蓋 DS2784 可能透過 HDQ 線路向手機回報的變更或錯誤狀況，這些變更或錯誤狀況仍可能對裝置的作業造成負面影響。
    • 除非 DS2784 透過 HDQ 傳送資訊給影響其作業的手機，否則這可能是實作的最佳且最簡單的解決方案。

假設Option #3 在此特定範例中是理想的選項，我們只需要尋找方法來略過 FET，同時讓 DS2784 保持不變，才能執行其工作。 在某些無法使用圖解和版面配置圖表的電池板設計上，您可能必須使用多米來識別電池板裝置端 P+ 板的直接電線。 在其他情況下，絲質檢測可能會將您直接指向答案：

透過絲綢檢測醒目提示尋找 p+ 墊

P+ Test Pad 方便位於電池板的元件端。 現在只需要將正電壓橋接至 B+ 到這個 P+ 測試板。 這會為 DS2784 提供電壓，讓它正常運作，同時如果它應該嘗試開啟，也會略過 FET。

修改電池板后的結果，在 FET 周圍有一小段：

修改面板後電池空白，在 fet 周圍有簡短

請記住，這隻是使用熱門電池管理元件的範例。 每個設計都不同，上述解決方案只是一個可能範例，其設計目的是讓您思考在設計或建置電池空白時可能會遇到的潛在問題。 這代表欄位中所見的其中一個更複雜的範例。 對於只提供控制 FET 的單晶片安全電路的電池，解決方案通常非常簡單：只要略過 FET 即可。 不需要擔心 HDQ 線的酸葡萄，因為它不存在。 另請注意，現場觀察到的大部分安全中斷電路實際上會中斷負鉛，而不是 DS2784 所使用的正鉛。 不過，適用相同的略過原則。

建置持久性 - 建議、Do 和不要

如前所述，一旦你剝掉標籤，並非常小心地從生產電池中移除化學電池電池，你通常留下一個微薄，薄，開放的塑膠框架。 不是任何持久性的圖片，因此在本節中，我們將討論一些建議，這些建議可能會引導您走更殭化且持久的路徑。

請務必記住，您要在實驗室環境中建置空白的電池。 因此，它需要持久，能夠抵制過度和往往不合理的工作條件。 雖然人員受過培訓，不要使用電線作為將電池空白移除的手段，但有些人這樣做，而不考慮它。

盆栽

雖然在底座規格中未列為特定需求，但電池空白應該會接近生產電池的設計持久性。 有許多方法可以做到這一點。 大多數包括鍋化（或填充）整個空腔與軟糖，熱膠，矽膠，橡膠表或塑膠填充某種類型。 無論您最終選擇哪種選項，嘗試以這種方式建立空白，無法永久封鎖實際電池板本身的存取權。 此要求的原因是，如果您確實對空白的設計有問題，而且因為某些原因而失敗，則幾乎不可能清除電池板的充電板，而不會損害電路，這將嚴重抑制任何疑難解答工作。 在此情況下，系統會要求 OEM 提供全新的工作空白，以取代無法修復的空白。 建議這樣做包括在電池板和鍋化化合物之間加入一層卡普頓膠帶，或使用熱膠等熱膠，可以冷卻和骨折的電池板，而不會損壞元件。

Potting 材質和複合的一些範例：

  • 空氣 （亦即沒有盆地）

    • 優點

      • 無

    • 缺點

      • 連接到電池板的電線沒有壓力緩解
      • 沒有什麼可以填滿脆弱的塑膠框架
      • 沒有任何東西可以保護電池板就地
      • 無可保護內部電子產品

  • 熱膠

    • 優點

      • 許多不同種類的可用，可涵蓋大部分案例
      • 熱膠棒便宜
      • 容易套用 - 熱和噴發，不需要混合
      • 通常很容易清除不必要的殘留物
      • 不會以化學方式與任何其他項目結結

    • 缺點

      • 如果不小心控制，可以製造一個可怕的混亂
      • 可輕鬆且快速地燃燒組合器
      • 可能需要 2 分鐘到 2 小時的時間才能凝固
      • 膠水的熱量可能會軟化和扭曲薄的塑膠框架

  • 環氧的

    • 優點

      • 非常密集的材料：適當混合和治癒時非常殭化
      • 可視需要切入或輕鬆地成形一旦治癒
      • 隨附可手工混合的推桿，適用於此應用程式，並避免一些與液體為基礎的雙部分混色混合相關的陷阱

    • 缺點

      • 可以化學結合到某些其他材料，使去除極其困難
      • 當治癒時，外泄反應可以釋放相當大的熱量，可以軟化和扭曲薄，塑膠框架
      • 兩部分液體通常填補每個空白，因為它在強化之前大幅變薄
      • 根據公式，從 1 分鐘到 1 天到任何地方治療
      • 如有需要，請非常乏味地移除。 在移除期間通常會損壞機箱

  • 其他固體填充材料：橡膠、塑膠、木材、實心紙板

    • 優點

      • 如有需要，可輕鬆卸除
      • 如果切得精確以符合大小寫，通常會保留形狀良好

    • 缺點

      • 根據材料，可以乏味地切割
      • 很難錨定電線，以緩解壓力的目的
      • 通常不會堅持塑膠框架，而且可能需要膠帶包裝或其他膠粘劑才能將材料放在框架內

良好和不正確的實作

某些電池空白需要補充元件，例如充電器放置在電池框架內。 如有需要（如 OEM 決定），這些元件應完全放入電池框架的電池腔內。 導致 Molex 連接器的電線以外的任何突出都會對整體裝置厚度造成負面影響，並可能阻礙我們將裝置放入其中一個自動化測試儀器的能力。

以下是設計不佳的電池空白範例：

設計不佳的電池空白顯示鋰和兩根電線淹沒在融化的塑膠中設計不佳的電池空白顯示手扭曲電線突出

上面顯示的2200uF壓縮機增加了裝置的厚度超過13毫米。 在這種情況下，將電動鎂放在其側邊或使用表面掛接坦塔魯姆鎂，而不是顯示的風格會明顯減少，甚至完全消除額外的厚度。 另請注意，電線上缺乏任何合理的壓力緩解。 即使是電線上的一個小拖拉，也可以把它從熱膠中拉出來或鬆動它。 我們還發現，隱藏在熱膠海內的線路沒有焊接在一起，它只是扭曲創造了一個非常不可靠的電氣連接（見上圖右圖）。

以下是設計完善的電池空白範例：

在右方，請注意與纜線和材料的安全連接，以確保裝置適合使用。

設計良好的電池空白與元件匣和纜線與紅色和黑色引線延伸設計良好的電池空白，顯示綠色電路板，以防有黑色和紅色的線索

在上方的左側，記下電池的統一厚度。 金屬板將框架放在頂部和底部，使整個元件保持殭化。 電線突出的區域是密封熱膠，以提供固體應變解脫，並防止電線被金屬邊緣切割。 從電子上講，安全FET已被移除並更換為實線。 這是一個堅實，深思熟慮的電池空白實作，非常接近模仿原始 OEM 電池。

安全性考慮、一般指導方針和警告

有 2 種方式可以建立電池空白：

  1. 從頭開始： Microsoft強烈建議 OEM 從頭建立電池空白，以避免與將實際裝置電池轉換成電池空白相關的潛在危險和陷阱。 這樣做已證明會產生安全可靠的電池空白，其持久性和可靠，與生產電池一樣可靠。
  2. 修改現有的電池： Microsoft強烈建議從頭開始建置電池空白，不過，如果 OEM 選擇將現有的電池轉換成電池空白，請完整閱讀下一節。

注意

  以下提供的資訊不包括與密封電池單元分解相關的所有潛在危險。 每個電池設計都不同，而且可能需要不同的反組譯方法。

一般程式會從仔細移除電池上的捲標開始反組譯碼。 拿掉標籤時，請小心不要用您的工具刺穿或划傷電池電池的一側。

一旦移除標籤，電池通常被點焊接到在線 Polyfuse，然後焊接（或點焊接）到實際的電池電路板。 當中斷電池電池與電池板的連線時，一次只剪下1根電線，並採取額外的措施，使電線無法一起縮短。 此時的任何短時間可能會永久損壞裝置可能需要正常運作的電池保護電路 - 您可以輕鬆地將電池空白磚化。

從電池框架中移除單元格后，請適當處置單元格。 LiPol 和 Li-ION 細胞不會進入定期垃圾中，必須正確回收。 大部分的 Office 供應商店都有電池回收中心。

  • 如果您隨時看到電池開始膨脹或膨脹，請立即停止反組譯程式，並確認電池上沒有短褲。 在繼續之前，請先完全處理這個問題。 在安全的地方觀察它，遠離任何可燃材料至少20分鐘。
  • 從電池單元中取出電線（扁平或圓形）時，永不剝去實際電池電池的點焊接線。 這樣做可能會破壞細胞的牆，導致細胞內部的材料點燃。
  • 任何被縮短或穿刺的電池電池可能會洩漏，並自發點燃。 如果穿刺或缺口，請移除電池進行觀察，並放置在安全、開放區域，遠離任何可燃材料約20分鐘。
  • 電池應該在整個反組譯程序期間保持在室內溫度。 在移除期間變暖或變熱的細胞通常表示一條電路，最終可能導致電池化學物質的爆炸和可能的自發點火。 請隨時追蹤公開的電池電池。
  • 請勿將電池電池儲存在極端溫度的區域，並確保它們不會在儲存容器中互相縮短。
  • 儘快妥善處置電池電池 - 不要收集電池數周。
  • 將電池單元的正板與卡普頓膠帶等耐久材料隔離，以防止細胞脫掉。
  • 在任何情況下，都不要試圖拆解密封的電池電池。它將點燃並啟動無法控制的化學火，因為鋰金屬在空氣中反應氧氣和水分。水不會撲滅這種化學火災，只會引起更多的暴力反應。手邊有適當的消防設備，並準備好使用。請記住，金屬火災（鋰電池）需要不尋常的D級滅火器，專為扼殺燃燒金屬火災而設計。