В холодный сезон всегда существует риск разрядки автомобильного аккумулятора. Спасти машину от превращения в остывшее недвижимое имущество поможет специализированное зарядное устройство. Благодаря ему вам не придётся, в который уж раз, обращаться за посторонней помощью.
Причина, по которой машина может не завестись в самый неподходящий момент, - это разрядившаяся аккумуляторная батарея, а наступление холодов, ко всему прочему, в разы увеличивает эту вероятность. Чтобы владельцы авто не попадали в подобные неприятности, были изобретены интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов.
Постоянное совершенствование
Чтобы безошибочно определить, какое устройство наиболее целесообразно для вашего автомобиля, необходимо знать параметры его аккумулятора, то есть его тип, ёмкость и номинальное значение тока заряда. На сегодняшний день прогресс в изготовлении АКБ налицо: если раньше срок их службы был в среднем примерно 2 года, то сейчас эта цифра уверенно подошла к 5 годам. Но, несмотря на постоянно совершенствующуюся технологию изготовления современных аккумуляторов, надеяться, что будет изобретена АКБ с вечным сроком службы, отнюдь не стоит.
Каким бы качественным ни был аккумулятор, он всё равно периодически будет нуждаться в подзарядке. И потому для поддержки его во всегда исправном и заряженном состоянии необходимо иметь в гараже или в салоне автоподзарядку. Тем более что сегодня интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов не являются таким уж дефицитным товаром. И вы поэтому всегда можете выбрать и приобрести ЗУ, которое лучше всего подойдёт по параметрам для аккумулятора вашей машины. О сделанной покупке, судя по отзывам, ещё не пожалел никто.
Какие бывают интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Общие сведения
Перед приобретением ЗУ, естественно, нужно ознакомиться как с параметрами самой аккумуляторной батареи вашего автомобиля, так и с параметрами приобретаемого прибора. Основная масса аккумуляторных батарей относится к свинцово-кислотному типу, остальные же её показатели производитель указывает на этикетке АКБ.
Теперь рассмотрим интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов более подробно. Из всех имеющихся на сегодняшний день в продаже моделей можно выделить два основных типа: трансформаторные и импульсные. Мощные трансформаторные модели - вариант надёжный, но постепенно переходящий в разряд экзотики по причине своей габаритности и некоторого неудобства в использовании.
Более современный и, следовательно, лучший вариант - это импульсные устройства. Основа данного зарядного оборудования - импульсный блок питания, работающий на очень высоких частотах. Благодаря этому в значительной степени уменьшились габариты устройства. Такие приборы защищены от попадания влаги и замыкания. В них автоматизировано все, что только можно было автоматизировать. Вот почему их называют "умные", то есть интеллектуальные, зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Эти модели - оптимальный вариант на сегодняшний день.
Принципы действия зарядного устройства
Принцип функционирования всех идентичен. Устройство получает питание от сети переменного тока в 220 В и понижает его величину почти до номинальной, которая требуется каждой конкретной аккумуляторной батарее, обеспечивая выпрямление.
В теории классическое зарядное устройство представлено как автоматизированная система управления. Ну а схематично прибор этот достаточно сложный, но радует то, что нам достаточно всего лишь просто включить вилку в розетку и выключить, когда загоревшаяся на индикаторе лампочка сообщит о полном заряде батареи.
Интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Особенности применения для разных АКБ
Условия подзарядки для разных видов аккумуляторных батарей бывают различными. Например, кислотно-свинцовые батареи лучше не допускать до полной разрядки, и потому частые подзаряживания им только на пользу. Щелочные же, как раз наоборот, требуют полного разряда, потому что для них это страховка от уменьшения емкости, так как они обладают всем известным «эффектом памяти». Но как и кислотные, так и заряжать необходимо до полного заряда.
Умное зарядное оборудование
Составим небольшой обзор интеллектуальных зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов. В основе этих приборов используется высокотехнологическая электроника, при помощи которой производителям удалось добиться полностью автоматизированного процесса зарядки. В программу установленного внутри устройства микроконтроллера входит множество различных режимов и всевозможных защит.
Вам просто нужно подключить устройство к аккумулятору, и можете преспокойно заниматься своими делами, лишь изредка поглядывая на индикатор. Когда известит вас сигналом. Каким именно будет сигнал, зависит от того, какую модель вы используете, возможно, это будет просто световой сигнал, а может быть, это будет специальная надпись на дисплее жидкокристаллического экрана.
Особенности интеллектуальных ЗУ, плюсы и минусы
Интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов, сведения о которых можно найти в нашей статье, обладают множеством плюсов. Один из них - это вес таких устройств. Благодаря применению современных радиокомпонентов, средний вес данного оборудования составил примерно около 600 граммов.
К минусам можно отнести то, что если подобный зарядный прибор выходит из строя, то отремонтировать его можно только в специализированном сервисном центре, потому что при отсутствии соответствующих знаний, необходимого оборудования и программного обеспечения починить прибор такого уровня самостоятельно невозможно. Некоторые из таких устройств вы даже не сможете разобрать, так как они запаяны целиком для полного предотвращения попадания влаги.
Возьмите на заметку ещё тот факт, что данные приборы зарядить аккумулятор быстро не смогут, им нужно время, именно так они запрограммированы. И потому, если вы опаздываете на работу или торопитесь куда-то, а аккумулятор не в состоянии запустить двигатель, то придётся некоторое время подождать, пока подзарядится батарея. Во избежание подобных случаев проверяйте аккумулятор вашего автомобиля хотя бы раз в месяц.
Характеристика интеллектуального 9-ступенчатого зарядного устройства Hyundai HY 400
Интеллектуальное "Хендай" предназначено также для подзарядки автофургонов, мотоциклов, садовой техники, катеров и т. д. ЗУ полностью автоматическое и имеет 9 стадий процесса зарядки. Кроме этого модель HY 400 предоставляет 5 рабочих режимов, включая также режим зимнего пользования и десульфатирование. Эти специализированные режимы предназначены для скоростного восстановления и поддержания аккумуляторной батареи в рабочем состоянии, даже в случае её полной и глубокой разрядки.
Влаго- и пылезащита зарядного устройства - IP 65. Есть интеллектуальный подбор силы тока и напряжения, а также защита от перегрева и неверно выполненного подключения. Помимо перечисленного, имеется температурная компенсация и встроенный в систему ЗУ тестер с функцией отображения вольтажа.
Также для автомобильного аккумулятора "Хендай" отличается такими особенностями, как LCD-дисплей с подсветкой, функция памяти на 12 часов и световой индикатор. И ещё стоит отметить отличные быстросъёмные клеммы устройства. Температурный режим оборудования - 20-50 °C. Входное напряжение ЗУ - 220-240 В, на выходе - 6-12 В, зарядный ток - 4 A RMS.
Отзывы об интеллектуальных автомобильных ЗУ
Что же говорят те, кто уже используют интеллектуальные зарядные устройства для в большинстве своём положительные. Люди отмечают, что хотя устройства для зарядки и дороговаты, но в действительно они того стоят. Кто-то рассказывает, как его выручили, дав на время ЗУ, чтобы оживить севший аккумулятор, и этот человек, впервые воспользовавшись подобным прибором, сразу же решил, что и ему необходим такой же. Трудно переоценить удобство и качество. Что и говорить, устройство компактное, не занимает много места, а работает отлично и без нареканий. С таким устройством зарядить аккумулятор стало не сложнее, чем подзарядить сотовый телефон.
Выбор автоматического зарядного устройства
Конечно же, отзывы покупателей при выборе устройства так же важны, как и заявленные в инструкции ЗУ параметры. Представляем небольшой список пунктов, на которые стоит обращать внимание, выбирая интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Общие советы для моделей, наиболее подходящих для российских условий:
Технические характеристики, какие могут присутствовать у современных интеллектуальных ЗУ
Современные модели ЗУ отличаются хорошим качеством сборки. Такие зарядные устройства отлично справляются с возложенной на них задачей (зарядкой АКБ). Одни делают это быстрее, другие же - медленнее, но, если начистоту, на самом деле не это главное, главное - что поставленная задача решена -аккумулятор заряжен. Различные показатели могут характеризовать интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Техническая характеристика в общем виде может быть представлена так:
Собственное ЗУ - избавление от многих проблем
Некоторые владельцы авто полагают, что, в принципе, им могут никогда не понадобится интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Описание наиболее частых и распространённых ситуаций, скорее всего, убедит их в обратном. Например, длительная вынужденная стоянка автомобиля, особенно в холодный зимний период может стать причиной разрядки аккумуляторной батареи. Также часто это происходит с АКБ тех владельцев, у кого отсутствует привычка отключать электроприборы на время простоя авто. Кроме этого, неожиданная неприятность может случиться во время движения в режиме городских пробок или при езде по бездорожью.
Зимой продолжительная стоянка авто разряжает АКБ по причине снижения плотности электролита на холоде, вследствие чего происходит замедление необходимых химических реакций. В результате этого получается существенное снижение пускового тока, что делает, в свою очередь, невозможным запуск автомобиля. Как правило, во время сильного мороза у владельца авто есть только одна попытка для запуска. Тут уж любой вспомнит про интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов, техническая сторона дела, испытанная в реальности, как правило, приводит к решению заранее позаботиться об оснащении своего автомобиля, чтобы впредь не попадать в подобные передряги.
Обеспечение постоянной мобильности автомобилю
Обычно во время движения АКБ постоянно подзаряжается от работы автомобильного генератора. И, например, многим непонятно, чем может навредить движение по бездорожью. Причина проста: при движении по бездорожью происходит угроза разрушения аккумуляторных пластин, что, в свою очередь, может спровоцировать короткое замыкание и разрядку аккумуляторной батареи.
Как влияет на ресурс батареи движение в традиционных пробках, объясняется тоже довольно просто. В этой ситуации за довольно короткий отрезок времени осуществляется несколько частых запусков и остановок двигателя. А это угроза потери емкости АКБ и значительное сокращение времени для её разрядки. В вышеперечисленных ситуациях автомобильное ЗУ, питающееся от 220 вольт, буквально станет вашим спасением.
В любом случае интеллектуальные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов, характеристика которых включает в себя компактный размер, обеспечат вашей машине своевременный заряд аккумуляторной батареи. И, надо сказать, что это не такое уж и дорогостоящее удовольствие, чтобы рисковать своей мобильностью и комфортом.
Если Вы собираетесь купить аккумуляторы, но у Вас ещё нет зарядного устройства, или Вы хотите купить зарядное устройство взамен старого, то неизбежно возникает вопрос – какое купить зарядное устройство, что выбрать из огромного разнообразия?
Зачем нужно качественное зарядное устройство?
Срок службы качественных NiMH аккумуляторов при правильном уходе за ними составляет в среднем 3-5 лет. Ёмкость современных аккумуляторов сопоставима с ёмкостью дорогих щелочных (Alkaline) одноразовых батареек, но в отличие от них, аккумуляторы могут быть использованы от 500 до 3000 раз. Выгода от покупки аккумуляторов очевидна!
Для того, чтобы аккумуляторы долго служили и эффективно работали, необходимо правильно выбрать зарядное устройство. Стандартная ошибка многих покупателей - это покупка дорогих высококачественных аккумуляторов и покупка дешёвого зарядного устройства или использование старого, когда-то давно купленного. В итоге даже самые дорогие аккумуляторы быстро выйдут из строя.
Есть по крайней мере 3 причины, по которым не следует экономить на покупке зарядного устройства:
1. Дешевые зарядные устройства могут заряжать аккумуляторы крайне медленно - до нескольких суток;
2. Дешевые зарядные устройства не позволяют контролировать процесс зарядки, могут не иметь автоматического отключения после окончания заряда аккумулятора. Приходится "на глаз" рассчитывать время заряда, это не удобно и не точно - аккумуляторы могут как недозарядиться, так и перезарядиться;
3. Дешевые зарядные устройства не имеют защиты от перегрева и перезаряда аккумуляторов, что сокращает срок их службы.
Все эти факторы негативно влияют на качество работы аккумуляторов, а также значительно сокращают срок их службы.
Проблемы могут быть предупреждены или решены с помощью качественного зарядного устройства. Производители предлагают разнообразные зарядные устройства, ориентированные на широкий круг потребителей: от продвинутых пользователей, кто хочет полностью контролировать процесс и параметры зарядки аккумуляторов, до обычных покупателей, которые ничего не хотят знать о процессе зарядки аккумуляторов.
Что нужно учесть при выборе зарядного устройства?
При выборе зарядного устройства, обратите внимание на следующие важные моменты:
1. Наличие независимых каналов для зарядки каждого аккумулятора отдельно
Многие дешёвые зарядные устройства заряжают аккумуляторы только парами. Это создаёт ряд неудобств в использовании. Во-первых, необходимо следить, чтобы не путались пары аккумуляторов, которые используются в устройствах. Во-вторых, во многих устройствах используется нечетное количество аккумуляторов, которое нельзя зарядить в таком зарядном устройстве. Приходится искать какой-нибудь дополнительный аккумулятор, чтобы дополнить пару для зарядки, что очень не удобно.
Кроме того, со временем аккумуляторы в паре начинают отличаться по ёмкости, что сказывается на продолжительности и качестве работы пары. Различие в ёмкости может достичь такой степени, что из-за одного недозаряженного аккумулятора пара практически перестаёт работать и пользоваться аккумуляторами становится невозможно.
для АА/ААА+КРОНА
для Li-ION+АА/ААА:
для Li-ION :
TrastFire TR-001
4. Наличие функции «разряд»
Функция «разряд» - очень полезная функция, которая позволяет продлить жизнь аккумуляторов и поддерживать высокие показатели их работы. Дело в том, что аккумуляторы считаются разряженными, когда напряжение на них равно 0,9 Вольт, тогда как многие электронные устройства выключается, когда напряжение на аккумуляторе опускается только до 1,1 Вольта и выше. При заряде не полностью разряженного аккумулятора, со временем проявляется «эффект памяти», который заключается в потере ёмкости аккумулятора и снижении продолжительности его работы.
Для предотвращения проявления «эффекта памяти», рекомендуется полностью разряжать аккумулятор перед его зарядкой. Можно разрядить аккумулятор с помощью фонарика или детской игрушки с моторчиком, но в таком случае есть риск чрезмерного разряда аккумулятора. Если напряжение аккумулятора упадёт ниже 0,9В, то интеллектуальные зарядные устройства могут воспринимать его как неисправный и не заряжать его.
Поэтому, для разряда аккумуляторов рекомендуется использовать зарядные устройства с функцией «Разряд».
При использовании аккумуляторов в игрушках или фонариках, не допускайте глубокого разряда аккумуляторов. Если Вы видите, что аккумулятор уже сел (фонарик тускло светит, моторчик в игрушке слабо крутится или звук искажается) – замените аккумуляторы.
5. Наличие дополнительных функций и возможностей
В настоящее время наиболее популярными являются интеллектуальные зарядные устройства, которые позволяют самостоятельно устанавливать токи заряда и разряда аккумуляторов, разгонять ёмкость аккумуляторов, измерять и восстанавливать ёмкость аккумуляторов.
Покупка такого зарядного устройства имеет смысл в том случае, если Вы постоянно пользуетесь аккумуляторами, и Вам необходимо быть уверенными в ёмкости и работоспособности аккумуляторов или если Вам просто нравится экспериментировать и исследовать. Также, такое зарядное устройство – отличный подарок любому человеку, который использует аккумуляторы.
Интеллектуальные зарядные устройства:
Отдельно стоить отметить интеллектуальные зарядные устройства устройства, которые комплектуются различными дополнительными аксессуарами: аккумуляторами АА и ААА, дорожными сумками, переходниками. Качество комплектных аккумуляторов и аксессуаров обычно довольно высокое, а стоимость аккумуляторов в комплекте обычно ниже, чем стоимость аналогичных аккумуляторов отдельно. Поэтому покупка зарядных устройств с комплектами аксессуаров может быть очень выгодной.
Интеллектуальные зарядные устройства с комплектами аксессуаров:
Среди интеллектуальных зарядных устройство можно выделить продвинутые зарядные устройства. Данные зарядные устройства отличаются наличием дополнительных функций и возможностей: подсветка экрана, измерение внутреннего сопротивления аккумуляторов, широкий диапазон настроек токов заряда и разряда, ручная установка количества циклов заряда/разряда для тренировки/разгона.
Продвинутые зарядные устройства:
6. Возможность работы с аккумуляторами разных форматов и размеров
Если Вы пользуетесь аккумуляторами разных типов (Ni-MH, Li-ion) и разных размеров, чтобы не покупать отдельную зарядку для каждого типа аккумуляторов, Вы можете
приобрести универсальное зарядное устройство, которое подойдёт для зарядки несколько типов аккумуляторов. Универсальные зарядные устройства ничем не хуже отдельных зарядных устройств под каждый
тип аккумуляторов. По функционалу они также могут также быть как простыми, которые просто заряжают аккумуляторы, так и продвинутыми, которые могут заряжать, разряжать, тестировать и тренировать
аккумуляторы, измерять их ёмкость. Универсальные зарядные устройства совмещают возможность работы с Ni-MH аккумуляторами размеров АА, ААА, С и Li-Ion аккумуляторами размеров 18650, 14500, 16340,
26650 и др.
Универсальные зарядные устройства:
7. Возможность работы с большим количеством аккумуляторов
Бывают ситуации, когда необходимо заряжать одновременно сразу много аккумуляторов – 6 -12 и более. Вполне очевидно, что использование самых распространённых зарядных устройств на 4 аккумулятора в данном случае неудобно, процесс зарядки занимает много времени и требует дополнительного внимания. Использование нескольких зарядных устройств также может быть неудобным решением проблемы. ROBITON VolumeCharger
8. Супер-быстрые зарядные устройства.
В продаже появляются все больше Li-ION аккумуляторов с высокой нагрузочной способностью, для электронных сигарет, электроинструмента, мощных фонарей. В большинстве случаев, такие аккумуляторы допускается заряжать быстро без последствий для их срока службы. Для этих целей производятся специальные зарядные устройства, позволяющие применять максимальные токи заряда для Li-ION аккумуляторов:
Как резюме можно сказать, что для зарядки качественных аккумуляторов целесообразно приобрести качественное зарядное устройство, которое обеспечит долгий срок службы аккумуляторов и высокие показатели их работы. Выбирайте оптимальное зарядное устройство, которое по своему функционалу позволит работать с Вашими аккумуляторами на необходимом Вам уровне. Перед покупкой целесообразно также подумать, не пригодятся ли Вам дополнительные функции в будущем, даже если Вы сейчас не собираетесь ими пользоваться.
Благодарим интернет магазин
http://batterex.com.ua/ за предоставленные материалы
В нынешнее время производители электроники для питания чаще используют элементы питания, в основе которых лежат литиевые технологии: литий-полимер (Li-Po ), литий-ион (Li-ion ). Плюс таких аккумуляторов в том, что у них большая удельная емкость, низкий саморазряд, способность отдавать большие токи при разряде и такие аккумуляторы изготавливаются любых форм и размеров. Для заряда таких аккумуляторов нужны специальные зарядные устройства.
Стандартные аккумуляторы
Потребители часто приобретают такие устройства, которые работают на стандартных аккумуляторах типа АА или ААА. Они могут быть заменены обычными батарейками и специального зарядного устройства не требуется. Все реже и реже появляются, раньше использовавшие аккумуляторы NiMH. Они имеют емкость на 40% больше чем NiCD аккумуляторы. NiMH аккумуляторы с каждым днем совершенствуются. К примеру, если раньше у них саморазряд был высоким, то теперь некоторые аккумуляторы имеют минимальный саморазряд.
Способы зарядки аккумулятора
Когда заряжается аккумулятор, в нем происходят химические преобразования. Та энергия, которая поступает при зарядке, часть нее тратиться на эти преобразования, а часть превращается в тепло. NiMH аккумуляторы при зарядке нагреваются сильнее чем Nicd потому что химические реакции, протекающие при его заряде, являются экзотермическими.
Скорость заряда аккумулятора зависит от величины зарядного тока. Ток зарядки измерят в единицах С – численное значение емкости аккумулятора. Есть несколько видов зарядки:
капельная зарядка (trickle charge) – ток 0.1 С
быстрая зарядка (quick charge) – ток 0.3 С
ускоренная зарядка (fast charge) – ток 0.5-1.0 С
Капельная зарядка
При капельном заряде выбирают маленький ток, потому что зарядка продолжается, если даже аккумулятор заряжен. При таком малом токе аккумулятор не так сильно нагревается. Точно определить окончание процесса зарядки тут невозможно.
Быстрая зарядка аккумулятора
Такая зарядка с током 1С рекомендована не всем аккумуляторам, потому что может открыться вентиляционное отверстие аккумулятора, при высокой температуре окружающей среды (до +40). При быстрой зарядке нужно во время прекратить процесс заряда.
Алгоритм работы быстрого зарядного устройства состоит из нескольких фаз:
1. Определение наличия аккумулятора
2. Квалификация аккумулятора (Qualification)
3. Пред-зарядка (Pre-charge)
4. Переход к быстрой зарядке (Ramp)
5. Быстрая зарядка (Fast charge)
6. Дозарядка (Top-of Tcharge)
7. Поддерживающая зарядка (Maintenance charge)
Фаза определения наличия аккумулятора . Здесь проверяется напряжение на выводах аккумулятора при включенном генераторе зарядного тока примерно 0.1С. Если при этом напряжение будет 1.8 В, аккумулятор отсутствует или поврежден. При высоком напряжении зарядка не должна начинаться, как только будет обнаружено низкое напряжение, зарядка начнется. В остальных фазах должна проводиться проверка наличия аккумулятора, потому что на любой фазе аккумулятор может быть вынут и зарядное устройство должно возвращаться к первой фазе.
Фаза квалификации аккумулятора . С этой фазы начинается зарядка аккумулятора. Эта фаза нужна для оценки начального заряда аккумулятора. Судя по напряжению на аккумуляторе, нужно определить, нужна пред-зарядка или нет.
Фаза пред-зарядки . Эта фаза не должна длиться более 30 минут. Фаза пред-зарядки требуется для глубоко разряженных аккумуляторов. Для всех длительных фаз нужен контроль температуры, она не должна превышать 60 градусов во время зарядки.
Фаза перехода к быстрой зарядке . Не желательно сразу включать быстрый ток, лучше постепенно превышать в течение 2-х минут. Быструю зарядку можно начинать, если напряжение на аккумуляторе выше 0.8 В.
Фаза быстрой зарядки . Самое главное в этой фазе – вовремя прекратить заряд, иначе аккумулятор разрушиться. Чтобы вовремя остановить зарядку, можно использовать несколько методов определения заряда.
Для NiCd аккумуляторов применяется dV-метод – это самый быстрый метод определения заряда, к концу зарядки напряжения на аккумуляторе понижается.
Для NiMH аккумуляторов dV-метод работает не так хорошо. И используют dV=0 метод. Здесь детектируют постоянство напряжения на аккумуляторе. Если в течении 10 минут напряжение одно и то же, то пора отключать зарядку.
Также, окончание зарядки можно определить по температуре, так как к концу зарядки давление внутри аккумулятора растет и повышается температура. Некоторые зарядные устройства вместо постоянного тока используют импульсный. Импульсы тока длятся 1 сек. Плюсом такого метода является то, что он лучше выравнивает концентрацию активных веществ по всему объему, уменьшает вероятность образования крупных кристаллических образований на электродах и их пассивацию.
Фаза дозарядки. В этой фазе ток зарядки должен быть 0.1-0.3 С. Длительность дозарядки – 30 минут, далее уже будет перезарядка. После быстрого заряда лучше остудить аккумулятор и после начать процесс дозарядки.
Фаза поддерживающей зарядки. Постоянный ток для аккумулятора вреден, так как аккумулятор постоянно будет иметь высокую температуру. После окончания зарядки, аккумуляторы NiCd переходят в капельный режим, для поддержания заряда. А аккумуляторы NiMH не переносят перезаряд и поэтому поддержание заряда им пользу мало принесет. В принципе, можно обойтись и без этой фазы.
Сверхбыстрый заряд
Можно использовать ток до 3С. Когда аккумулятор заряжен на 70%, заряд нужно уменьшить и продолжать в обычном режиме. Если этого не сделать сверхвысокий нагрев аккумулятора разрушит его или даже взрыв.
«Умное» зарядное устройство
Аккумуляторы одного форм-фактора. К примеру, NiMH аккумуляторы размера АА имеют емкость 1900-2850 мА/ч, а аккумуляторы размера ААА – 750-1100 мА/ч. Ток зарядки должен быть пропорционален емкости аккумулятора. При зарядке большим током аккумулятора с маленькой емкостью, будет нагрев. При зарядке маленьким током, время зарядки будет длительным. В общем, зарядное устройство должно контролировать ток, то есть, использовать большой ток для аккумуляторов с большой емкостью и маленький ток для меньшей емкости. В этом заключается смысл «умного» зарядного устройства.
Проблема выключения питания зарядного устройства
Если при процессе зарядки питание зарядного устройства выключено, то при включении питания должен произойти переход на фазу определения наличия аккумулятора. При этом зарядка начинается сначала и дозарядка будет произведена полностью. Минус частой дозарядки в том, что оно может перерасти в перезарядку. «Умный» аккумулятор Li+ содержит контролер, измеряющий величину заряда.
Первичные источники тока
Первичные источники тока – это батарейки (щелочные и марганцево-цинковые). Отличие между первичными источниками и аккумуляторами является внутреннее сопротивление, которое у первичных источников выше. Если внутреннее сопротивление будет больше нормы, процесс зарядки прервется.
Эффект памяти и восстановления аккумуляторов
Проявляется эффект памяти в NiCd аккумуляторах. Смысл эффекта заключается в том, что на электродах образуются крупные кристаллические образования, в результате часть объема активного вещества аккумулятора перестает использоваться. Для устранения эффекта памяти рекомендуется полная разрядка. Такая полная разрядка рекомендуется проводить в аккумуляторах NiMH перед их зарядкой. Будет лучше, если иметь зарядное устройство с функцией разряда.
Взаимодействие аккумуляторов в сборке
Отдельные аккумуляторы в батареи могут иметь разные характеристики . Аккумуляторы, которые имеют меньшую емкость, будут разрушаться в процессе разрядки сборки. И каждый аккумулятор в батареи должен заряжаться отдельно, но в готовых сборках есть только два вывода и возможен только совместный заряд. В этом случае нужно выравнивание.
Одним из реально весомых преимуществ смартфонов с Android является поддержка технологий быстрой зарядки. Айфон хоть и держит заряд хорошо, но зарядить «семерку с плюсом» до 100% — процесс не быстрый. У флагманов с зеленым роботом с этим все заметно лучше: современные технологии быстрой зарядки позволяют получить несколько часов работы всего за несколько минут зарядки. Но несмотря на то, что технология далеко не новая, присутствует она еще не везде, да и по поводу принципов работы у многих возникают вопросы. Что такое быстрая зарядка для телефона, как она работает, как ею пользоваться, попробуем объяснить подробнее.
В современных смартфонах используются аккумуляторы на основе химических соединений лития. Существуют литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol) батареи, разница между ними состоит в физических свойствах электролита, заполняющего ячейку («банку»). Однако общий принцип один: внутри имеются тонкие электроды, а пространство между ними заполнено электролитом.
При подаче тока на электроды (которые бывают положительные и отрицательные, + и -) внутри аккумулятора протекают физико-химические реакции, приводящие к накоплению электрического заряда. Когда к батарее подключить потребляющее устройство — происходят обратные химические процессы, и накопленный заряд отдается потребителю. Скорость протекания этих процессоров ограничена: батарея не может заряжаться бесконечно быстро (есть предел тока, после которого скорость уже не растет, а ячейка начинает деградировать), и не может очень быстро разряжаться (сила тока на выходе ограничена скоростью реакций).
Как происходит зарядка аккумулятора
Физика литиевых аккумуляторов такова, что скорость их заряда в условиях смартфона ограничена больше особенностями зарядного оборудования, чем самих ячеек. Теоретически предельным током заряда (не приносящим вреда батарее) может быть ток, равный емкости батарейки (математически выражается как 1C, где C — «Capacity», «плотность» на английском) . То есть, если емкость «банки» составляет 4000 мАч, то и заряжать ее можно максимальным током 4 ампера (4000 мА). Звучит неплохо: при такой силе на заряд до 100% какого-нибудь Meizu M5 Note ушел бы всего 1 час.
Но на практике существуют несколько ограничений, которые замедляют процесс пополнения смартфона электроэнергией.
- Потребность в плавном запуске процесса зарядки. Нельзя просто так взять (тут должна быть картинка с Шоном Бином в роли Боромира) и подать сразу максимальный ток на батарею: еще, чего доброго, вздуется или бабахнет. Поэтому краткое время в начале зарядки требуется плавно увеличивать ток до максимально допустимого.
- . По мере пополнения заряда и повышения его плотности — химические процессы внутри батареи начинают протекать быстрее. Многие вспомнят из курса школьной химии, что чем выше скорость реакции, протекающей в условиях избытка энергии — тем больше энергии уходит в тепло. Если тепловая энергия выделяется очень быстро — случится перегрев, закипание электролита и взрыв ячейки (привет Galaxy Note 7). Даже если батарея не взрывается — перегрев вредит ей: аккумулятор надувается, а его емкость снижается. Чтобы батарея не перегревалась — по мере пополнения емкости контроллер заряда постепенно снижает силу тока, тем самым ограничивая подачу энергии.
- Сопротивление кабелей . Как известно из все того же школьного курса (только теперь не химии, а физики), повышение силы тока влечет повышение сопротивления проводников. При росте сопротивления они теряют проводимость, и в итоге львиная доля энергии уйдет на прогрев контактных цепей, не дойдя до батареи. Обычный кабель, которым подключен компьютер или телевизор, содержит две или три толстых жилы (больше 1 мм в диаметре), а потому выдерживает без перегрева токи до нескольких ампер. Тонкие жилы кабеля зарядного устройства при подаче таких токов попросту перегреются и перегорят на самом слабом участке (например, на месте частых изгибов). Поэтому кабель тоже мешает скоростной зарядке.
- . Как и жилы зарядного кабеля, дорожки на системной плате смартфона весьма тонкие, а потому при подаче токов большой силы они перегреются и могут перегореть. Как итог, традиционно производители ограничивали зарядный ток значениями 500-1000 мА (0,5-1 ампер), а при таком раскладе на зарядку батареи 4000 мАч в Xiaomi Redmi Note 3 Pro уходит не меньше 4-8 часов.
Быстрая зарядка — что это и как она работает
Быстрая зарядка — это условное название комплекса технологий и приемов, призванных увеличить скорость зарядки аккумулятора путем устранения или обхода перечисленных выше ограничений: токов начала и окончания заряда, сопротивления проводников зарядного устройства и самого смартфона. Для того, чтобы сделать процесс зарядки быстрее, производители используют несколько приемов.
- Потребность в плавном запуске процесса зарядки практически устранена: современные химические соединения, используемые в аккумуляторах, «раскачиваются» очень быстро, и в итоге батарею можно заряжать полным током (1C) уже примерно через минуту после подачи питания на нее.
- Потребность в плавном снижении зарядного тока для литиевых элементов в принципе неустранима. Сделать так, чтобы аккумулятор заряжался постоянно током 1C до 100%, невозможно. Здесь задача сводится к поиску методов минимизации времени, которое требуется на зарядку в режиме сниженного тока. Интеллектуальные контроллеры заряда анализируют состояние батареи, чтобы определить, в какой момент заряжать ее мощными токами уже нельзя, и начинают ограничивать подачу энергии.
- Сопротивление кабелей преодолевается путем использования качественных проводников из бескислородной жилы. Также совершенствуются разъемы: их прижимная сила увеличивается путем создания более тугих контактов, а потери на сопротивление снижаются за счет золочения контактов. За счет этого сопротивление проводов снижается, позволяя подавать больше ампер.
- Сопротивление дорожек на плате «лечится» аналогичным путем: в силовых линиях используются широкие и толстые дорожки, а чипы контроля заряда делают устойчивыми к большим токам и напряжениям.
Но бесконечно повышать ток не выйдет, так как даже идеальный шнур из-за малой толщины будет сильно греться на больших токах. Так как мощность равна силе тока, умноженной на напряжение, наряду с амперами повышается и напряжение. То есть, зарядка с напряжением 5 вольт (В) и током 2 ампера (А) — имеет такую же мощность, как и зарядка с напряжением 10 В и током 1 А, а именно 10 Вт.
Задача зарядного устройства с поддержкой быстрой зарядки — обеспечить подачу большой мощности, подобрав оптимальное соотношение вольт и ампер. Задача контроллера заряда — наблюдать за аккумулятором и указывать блоку питания, какие напряжения и токи можно подавать на смартфон.
Исходя из сказанного выше, для организации быстрой зарядки в смартфоне важны несколько компонентов:
- Качественный аккумулятор, созданный по самым современным технологиям, и не требующий долгой «раскачки».
- Специальный контроллер, который будет анализировать состояние батареи, определяя, какие напряжение и ток можно подавать на нее в данный момент.
- Качественно реализованная цепь заряда внутри смартфона: хороший разъем, толстые дорожки, выносливый контроллер.
- Блок питания с поддержкой быстрой зарядки, способный подавать большие токи и напряжения.
- Качественный кабель с прочными жилами из бескислородной меди и надежными разъемами.
Совокупность этих элементов позволяет добиться быстрой зарядки смартфона. Если некоторых составляющих нет — с реализацией ускоренного заряда возникнут проблемы.
Некачественный кабель для зарядки склонен к перегреву
Емкость аккумуляторов современных смартфонов постоянно растет, но и энергопотребление тоже увеличивается. Увеличение объема батареи положительно сказывается на автономности, но приводит к увеличению времени зарядки. Если аппарат вроде первого iPhone или HTC HD2 можно было зарядить от порта USB 2.0 за 2 часа, то сейчас какой-нибудь Lenovo Vibe P2 потребует на это около 10 часов. Чтобы сократить время пребывания на зарядке, производители активно внедряют поддержку функции быстрой зарядки.
Быстрая зарядка в смартфоне - это технология, которая работает по принципу увеличения силы тока, который подается на батарею от блока питания. Изначально блоки питания для зарядки мобильных устройств выдавали напряжение 5 В с силой 500-1000 мА. Но при таких параметрах теоретически за час можно восполнить на более 1000 мАч емкости аккумулятора смартфона. На практике это значение еще меньше, так как чем больше заряжена батарея - тем сильнее приходится уменьшать силу тока.
Самым первым способом ускорить процесс зарядки стало повышение силы тока. Ранние технологии позволили выдавать силу тока до 2 ампер, при напряжении 5 вольт, что давало мощность в 10 ватт. Однако дальше двигаться таким путем оказалось сложно: для больших токов требуются толстые провода, так как от этого зависит сопротивление жил. С некачественным кабелем даже 2 А получить нелегко, так как возникнут просадки.
Использовать кабель с большим сечением жил проблематично, поэтому производители решили пойти путем увеличения напряжения, при сохранении прежней силы тока. Однако литиевые аккумуляторы требуют для заряда напряжения в узком диапазоне, подать «чистые» 12 В на контакты нельзя. Чтобы решить проблему, были разработаны специальные контроллеры заряда, которые встраиваются в чипсет или на материнскую плату. Они принимают напряжение выше 5 вольт, преобразуя его в оптимальное для аккумуляторных ячеек.
Виды быстрой зарядки для смартфонов
Для того, чтобы повысить скорость зарядки, производители комплектующих для смартфонов разрабатывают новые технологии быстрой зарядки. Компания Qualcomm предлагает QuickCharge, у MediaTek имеется конкурирующая PumpExpress, а у OPPO – аналог под названием VOOC. Samsung предлагает пользователям Fast Adaptive Charging. В смартфонах Asus имеется поддержка Asus BootMaster, в Motorola – TurboPower, а в Huawei - SmartPower.
Актуальные поколения QuickCharge и PumpExpress способны использовать разные напряжения, блоки питания могут выдавать от 5 до 12 В. Зарядное устройство взаимодействует с контроллером заряда, от которого получает «подсказки», какой ток и напряжение следует выдать в данный момент. Может использоваться как ступенчатое регулирование (5, 9, 12 В и т.д.), так и плавное (от 3,2 до 20 В, с шагом 200 мВ, применяется в QuickCharge 3.0).
Так как за беспроводную зарядку отвечает чипсет, то именно от него зависит тип используемой технологии. Самостоятельными можно считать методы Qualcomm, Samsung, Mediatek, Huawei, то есть, компаний, производящих чипсеты. Особняком стоит VOOC от Oppo. Она реализована за счет использования многоячеечных аккумуляторов, способных заряжаться параллельно. За счет этого «залить» 2500 мАч можно всего за 15 минут.
Другие технологии быстрой зарядки- это, как правило, вариации на базе QuickCharge, названные другим именем. А в целом - все они используют один принцип: сначала блок питания постепенно увеличивает ток и напряжение, подбирая максимально возможные параметры, потом на максимальной мощности происходит зарядка до 50-70 % емкости, а дальше - идет плавное снижение силы тока и напряжения.
Вредна ли беспроводная зарядка в смартфонах?
Литиевые (литий-ионные и литий-полимерные) аккумуляторы смартфонов чувствительны к силе заряда. Использование некачественного ЗУ, зарядка и разрядка с чрезмерно большими токами могут сокращать их ресурс, поэтому имеют место утверждения о вредности быстрой зарядки.
На самом деле, контроллер питания - достаточно сложно устройство, которое способно подбирать оптимальный режим пополнения емкости. Пока плотность заряда в ячейке аккумулоятора невысокая - он подбирает максимально возможную мощность зарядки. С повышением плотности химические процессы в аккумуляторе ускоряются, усиливается нагрев (а вредит именно он). Контроллер фиксирует это и уменьшает мощность питания, чтобы предотвратить нагрев. Как итог, температурный режим поддерживается в норме, негативное воздействие на аккумулятор сводится к минимуму.
Может ли смартфон взорваться из-за быстрой зарядки?
В интернете часто всплывают новости о взрывах смартфонов, а страшилки про то, что это происходит из-за быстрой зарядки, очень распространены. В теории такое действительно возможно, однако часто проблема - не в технологии быстрой зарядки, а в неисправном оборудовании. Использование некачественных блоков питания и кабелей, пользование смартфонов с поврежденным аккумулятором, деформированным корпусом и т.д. - вот главные причины взрывов и возгораний.
Чтобы избежать пожара, взрыва или просто вздутия аккумулятора - достаточно соблюдать несколько простых правил. Нельзя накрывать заражающийся смартфон подушкой или другим предметом, оставлять его заряжаться на нагретом летним солнцем подоконнике или панели автомобиля. Также не рекомендуется использовать кабели и блоки питания сомнительного происхождения.
