Зарядные устройства – это оборудование для заряда аккумуляторных батарей от сети переменного тока. Каждая АКБ нуждается в периодической подзарядке, в частности, если это приборы бытового назначения или автомобильные аккумуляторы.
Виды ЗУ по сфере применения
Бытовые ЗУ
Это зарядные устройства для мобильных телефонов, ноутбуков, различных электроинструментов, гальванических элементов.
Этот тип ЗУ может быть, как встроенным в прибор, так и внешним. В бытовых электроприборах в основном используются литиевые аккумуляторы, для которых перезаряд или глубокий разряд может быть причиной сильного износа или поломки АКБ. Поэтому ЗУ такого типа обычно оснащаются контроллерами, которые регулируют силу тока и напряжение на выводах АКБ.
Последнее время популярность приобрели портативные зарядные Power Bank. Они предназначены для подзарядки мобильных телефонов, планшетов, фотоаппаратов и видеокамер. В условиях, когда нет возможности подзарядить АКБ гаджета от сети, эти ЗУ могут давать до 12 полных зарядок.
Промышленные зарядные устройства
Это устройства, оборудованные электроникой. Обычно устанавливаются в специализированных цехах зарядной станции. Особенность таких ЗУ в том, что они могут одновременно работать с несколькими АКБ в автоматическом режиме.
Автомобильные ЗУ
Зарядные устройства для автомобильных АКБ. Существует тип таких устройств, который позволяет запускать двигатель автомобиля при разряженном аккумуляторе. Такие устройства называются пуско-зарядными и могут выдавать большую силу тока, чем обычные ЗУ. Соответственно они их превосходят по весу и размерам.
Как происходит заряд аккумулятора
На клеммы подается более мощное напряжение зарядного устройства. Оно может быть постоянной или сглаженной, пульсирующей формы. Напряжение превышает разность потенциалов между катодом и анодом аккумулятора и направлено однополярно с ними.
Таким образом зарядное устройство меняет направление тока в аккумуляторе. Он начинает двигаться от положительного электрода к отрицательному. Окислительно-восстановительная реакция, которая и служит причиной появления заряженных электронов, действует в обратном направлении.
Методы заряда
Заряд постоянным током
Наиболее быстрый метод заряда, но в то же время быстрее изнашивает аккумулятор. Устройства такого типа обеспечивают постоянную силу тока. При этом сила тока не должна превышать десятую часть номинальной емкости аккумулятора. Чтобы обеспечить такую постоянную силу тока на одном уровне такие ЗУ оборудованы регуляторами.
Заряд постоянным напряжением
Этот метод зарядки занимает намного больше времени, чем предыдущий. Степень заряженности АКБ при применении этого метода зависит от величины заданного напряжения. В процессе заряда сила тока уменьшается, а напряжение на выводах аккумулятора приближается к напряжению ЗУ. Этим методом невозможно зарядить батареи полностью.
Смешанный тип заряда
Устройства с комбинированным методом заряда автоматически отключаются после того как АКБ будет полностью заряжен. Для автолюбителей это особенно удобно, поскольку за такими ЗУ не надо следить. Такие ЗУ используют пульсирующий или ассиметричный ток для зарядки. Это уменьшает сульфатацию пластин и продлевает срок работы батареи, а также увеличивает ее емкость.
Импульсные и трансформаторные ЗУ
В устройстве импульсных и трансформаторных ЗУ присутствует трансформатор. Основное различие в принципе его работы.
Обычные трансформаторные ЗУ – это устройства со сравнительно большой массой и габаритами. Трансформатор в таких устройствах дополнен диодным мостом для выпрямления электрического тока. Трансформаторные ЗУ в эксплуатации не такие удобные в отличии от импульсных. Также их КПД меньше, чем у импульсных, но тем не менее они достаточно эффективны. В автомобильной сфере импульсный вариант активно вытесняет трансформаторные приборы, но в промышленности трансформаторные ЗУ еще актуальны.
В импульсных ЗУ трансформатор обладает меньшими габаритами, что позволяет облегчить и уменьшить всю конструкцию. Они оборудованы автоматикой и множеством защитных механизмов. Входное переменное напряжение в таких устройствах преобразуется в постоянное с ограничением амплитуды пульсаций. Импульсное ЗУ при перенагрузке может сгореть, тогда как трансформаторное остается в строю. Импульсными устройствами для зарядки автомобильных АКБ намного проще пользоваться, устройство показывает правильно ли присоединены клеммы и т.д. Также такое ЗУ экономнее с точки зрения расходования электроэнергии и отличается своей меньшей ценой в сравнении с трансформаторными аналогами.
Итак, вы рассматриваете покупку подключаемого к сети автомобиля - отличный выбор. Однако , вы должны проанализировать не только обычные критерии покупки, такие как цена, кузовные особенности, мощность, эффективность, комплектация и цвет, но и вопрос зарядки электромобиля . Приобретая или первое, о чем задумывается потенциальный владелец - как и при помощи чего будет происходить зарядка аккумуляторных батарей . Ведь даже человек мало осведомленный о возможностях экоавтомобилей, прекрасно понимает, что обычной вилки и розетки для этого бывает недостаточно.
Попробуем разобраться, какие существуют на сегодняшний день, основные типы зарядных устройств и разъемов .
Зарядки для электромобилей априори разные, к сожалению , по примеру mini-USB в производстве электрокаров пока нет (на данный момент ведется работа по внедрению ). Существует 4 типа зарядных станций, о которых должен быть осведомлен каждый водитель или будущий владелец электромобиля и несколько видов коннекторов, которыми комплектуются станции и модели электромобилей.
Типы зарядных станций:
Mode 1
Наименее мощный тип зарядки, осуществляемый преимущественно от бытовой сети. Интервал подзарядки электромобиля с помощью такого метода, составляет приблизительно 12 часов. Процесс происходит без специального оборудования, при помощи стандартной розетки и специального адаптера переменного тока. На сегодня данный тип практически не применяется для зарядки серийных автомобилей из-за низкой безопасности подключений.
Mode 2
Стандартный тип зарядной станции переменного тока, использовать которую можно в быту или пользоваться на автозаправочных комплексах. Применяется для зарядки электромобилей всех типов с традиционными разъемами подключаемого коннектора с системой защиты внутри кабеля. Длительность процесса составляет порядка 6-8 часов при емкости аккумуляторных батарей 20-24 кВт ч.
Mode 3
Самый мощный режим, используемый на станциях с переменным током. К нему применимы разъемы Type 1 - для однофазной и Type 2 - для трехфазной сети.
Mode 4
Тип зарядных станций в которых применяется не переменный, а постоянный ток. Мощность подобных комплексов для некоторых электромобилей бывает слишком высока. У тех же, что поддерживают подобный стандарт, аккумуляторы заряжаются до 80% в течении 30 минут. Подобные зарядные комплексы можно встретить на городских парковках и шоссе, хотя они довольно редки в Украине, поскольку обустройство такого комплекса требует отдельной линии электроснабжении большой мощности. Кроме того цена данной зарядной станции довольно высокая.
Tesla Supercharger
Отдельно стоит отметить тип , которые отличаются от указанных выше, обособленностью использования. Это даже не зарядные станции, а нагнетатели энергии, которые в течении 20 минут заряжают батареи до 50% объема, за 40 минут до 80% и за 75 минут до 100%. Tesla Supercharger обеспечивают высокую зарядную мощность 135 кВт постоянного тока (DC). Коннекторы станции в зависимости от региона использования разняться по форме коннектора, в США они имеют три разъема, в Европе пять, что существенно усложняет эксплуатацию импортированных из Америки в европейские страны электромобилей компании.
Так как в характеристики Mode 1-4 постоянно вносятся правки, предлагаем более простую классификацию типов зарядных станций по мощности зарядки :
- Для бытовых электросетей переменного тока 230 В до 16 А (3,7 кВт). Их часто называют кабелем так как они имеют малый корпус.
- Для ускоренной зарядки от электросетей переменного тока 230 В/400 В от 16 А до 40 А (от 3,7 кВт до 30 кВт).
- Fast charger или «Суперчарджер» - быстрая зарядка постоянным током подает питание на аккумулятор минуя инвертор. Это габаритное стационарное оборудование мощностью от 10 кВт до 400 кВт.
Зарядные станции также можно классифицировать по принципу использования:
- Станции предназначенные для стационарной установки.
- Для портативного использования в одном или нескольких местах.
- Станции для портативного и стационарного использования.
Классификация видов электромобильных разъемов
Кроме режимов работы зарядных станций необходимо знать и типы разъемов подключения коннектора, которые адаптированы к работе каждой из них.
Тип разъема коннектора Type 1 J1772
5-ти контактный стандартный разъем электромобильного коннектора, характерный для большинства электромобилей американского и азиатского производства. Разъем Type 1 применим для подзарядки электромобиля от зарядных комплексов, работающих по стандартам Mode 2, Mode 3. Подзарядка происходит при помощи однофазной сети переменного тока с максимальным напряжением 230 В, силой тока 32 А и предельной мощности в 7,4 кВт.
Type 2 (Mennekes)
7-ми контактный разъем характерный в основном для европейских электромобилей, а также для ряда китайских авто прошедших адаптацию. Особенность разъема заключается в возможности использовать однофазную и трехфазную сеть, с максимальным напряжением 400 В, силой тока 63 А, и мощностью 43 кВт. Обычно 400 В 32 А ~ 22 кВт при трехфазном подключении и 230 В 32 А ~ 7,4 кВт при однофазном подключении. Разъем допускает использование зарядных станций с режимами работы Mode 2, Mode 3.
CHAdeMO
2-контактный коннектор постоянного тока разработанный при сотрудничестве крупнейших японских автопроизводителей с компанией TEPCO. Может использоваться для зарядки большинства японских, американских и ряда европейских электромобилей. Рассчитан для использования на мощных зарядных станциях работающих от постоянного тока в режиме Mode 4, позволяющих заряжать батарею электромобиля до 80% в течении 30 минут (на мощности 50 кВт). Рассчитан на максимальное напряжение 500 В и силу тока 125 А с мощностью до 62,5 кВт, но уже .
CCS Combo (Type 1/Type 2)
Комбинированный тип коннектора, который позволяет вам использовать как медленные, так и быстрые быстрые точки зарядки. Работа разъема возможна благодаря инверторной технологии преобразующей постоянный ток в переменный. Транспортные средства с таким типом соединения могут принимать зарядную скорость вплоть до максимально «быстрой» зарядки. Разъемы CCS Combo не одинаковы для Европы и США и Японии: для Европы предлагают разъем Combo 2 совместимый с Mennekes, а для США и Японии Combo 1 который связан с J1772. Зарядка при помощи CSS Combo рассчитана на 200-500 В при 200 А и мощности 100 кВт. CSS Combo 2 на данный момент наиболее распространенный тип разъема на быстрых зарядных станциях в Европе вместе с CHAdeMO.
GB/T
Данный стандарт характерен для автомобилей только китайского производства и часто его называют просто GBT. Визуально он почти полностью напоминает европейский Mennekes, но технически с ним не сопоставим. Существует два типа разъемов для данного стандарта один для медленной второй для быстрой зарядки.
Далее приводим информационную таблицу, в которой вы сможете найти данные о типах разъемов для европейских и американских электромобилей популярных в Украине. Данная информация поможет тем, кто хочет купить электромобиль, но не владеет в полной мере данными касательно зарядки электромобилей.
Электромобиль |
Регион |
Порты переменого тока АС | Порты постоянного тока DC | Примечание |
|||||
| Type 1 J1772 | Type 2 Mennekes | Tesla Supercharger | CCS Combo 1 | CCS Combo 2 | CHAdeMO | Tesla Supercharger | |||
| BMW i3 | US | да | нет | нет | да | нет | нет | нет | |
| EU | нет | да | нет | нет | да | нет | нет | ||
| Chevrolet Bolt EV | US | да | нет | нет | да | нет | нет | нет | Скоростная зарядка только через CCS Combo |
| Opel Ampera-e | EU | нет | да | нет | нет | да | нет | нет | |
| Chevrolet Spark EV | US | да | нет | нет | да | нет | нет | нет | Скоростная зарядка только через CCS Combo (Скоростная АС зарядка не поддерживается) |
| EU | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | ||
| Fiat 500e | US | да | нет | нет | нет | нет | нет | нет | |
| EU | нет | да | нет | нет | нет | нет | нет | ||
| Ford Focus Electric | US | да | нет | нет | да | нет | нет | нет | Скоростная зарядка не поддерживается |
| EU | нет | да | нет | нет | да | нет | нет | ||
| Hyundai Ioniq Electric | US | да | нет | нет | да | нет | нет | нет | Скоростная зарядка только через CCS Combo |
| EU | нет | да | нет | нет | да | нет | нет | ||
| Jaguar I-Pace | US | да | нет | нет | да | нет | нет | нет | Скоростная зарядка только через CCS Combo |
| EU | нет | да | нет | нет | да | нет | нет | ||
| Kia Soul EV | US | да | нет | нет | нет | нет | да | нет | |
| EU | да | нет | нет | нет | нет | да | нет | ||
| Mercedes-Benz B-Class Electric | US | да | нет | нет | нет | нет | нет | нет | Скоростная зарядка не поддерживается |
| EU | нет | да | нет | нет | нет | нет | нет | ||
| Mitsubishi i-MiEV | US | да | нет | нет | нет | нет | нет | нет | Скоростная зарядка не поддерживается |
| EU | да | нет | нет | нет | нет | нет | нет | ||
| Nissan e-NV200 | US | да | нет | нет | нет | нет | опция | нет | Скоростная зарядка только через CHAdeMO |
| EU | до 2018 | с 2018 | нет | нет | нет | опция | нет | ||
| Nissan Leaf | US | да | нет | нет | нет | нет | опция | нет | Скоростная зарядка только через CHAdeMO |
| EU | до 2018 | с 2018 | нет | нет | да | опция | нет | ||
| Renault Kangoo Z.E. | US | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | Скоростная зарядка не поддерживается |
| EU | нет | да | нет | нет | нет | нет | нет | ||
| Renault ZOE | US | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | Скоростная зарядка только АС |
| EU | нет | да | нет | нет | нет | нет | нет | ||
| Smart ForTwo Electric Drive | US | да | нет | нет | нет | нет | нет | нет | Скоростная зарядка не поддерживается |
| EU | нет | да | нет | нет | нет | нет | нет | ||
| Tesla Model S | US | нет | нет | да | нет | нет | переходник | да | Скоростная зарядка CHAdeMO через адаптер, Tesla Supercharger |
| EU | нет | да | нет | нет | нет | переходник | да | ||
| Tesla Model X | US | нет | нет | да | нет | нет | переходник | да | Скоростная зарядка CHAdeMO и CCS Combo2 через адаптер, Tesla Supercharger |
| EU | нет | да | нет | нет | переходник | опция | да | ||
| Toyota RAV4 EV | US | да | нет | нет | нет | нет | нет | нет | Скоростная зарядка не поддерживается |
| EU | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | ||
| Volkswagen e-Golf | US | да | нет | нет | да | нет | нет | нет | Скоростная зарядка только через CCS Combo |
| EU | нет | да | нет | нет | да | нет | нет | ||
Хотели бы напомнить, что для удобства использования электромобилей
Многие современные приборы работают не от электрической сети, а от батареи, накапливающей энергию. По такому принципу устроены автомобили, мобильные телефоны, плееры и т. д. Для обслуживания техники используют разные типы зарядных устройств. Применять их можно в промышленных целях, а также для обслуживания домашних портативных приборов.
Основные виды
Существуют разные классификации зарядных устройств для аккумулятора. Все они основаны на различных параметрах и свойствах приборов. В зависимости от того, как они работают, выделяют 2 типа:
Кроме того, зарядные устройства принято подразделять по скорости работы. С учётом этого критерия различают следующие виды:
Импульсные устройства
Эти приспособления предназначены для заряда бытовой техники небольших габаритов. Они оснащены электронным таймером, который способен действовать в течение 4 часов в режиме быстрого заряда. За такой период практически любой разряженный аккумулятор набирает свою емкость.
По истечении этого времени приспособление переходит в режим импульсной зарядки. Энергия подается на выводные элементы прибора, чтобы поддерживать уровень заряда.
Преимущества таких моделей заключаются в следующем:
- Невысокая стоимость.
- Техническая простота.
- Удобство применения.
Обычно производители устанавливают таймер исходя из того, что аккумулятор разряжен полностью. Если же он был разряжен частично, тогда возникает риск получить повреждения батареи избыточным током. Эта особенность не распространяется на фирменные аккумуляторы мобильных телефонов, планшетов и другой цифровой техники, если только их не заряжают с помощью универсальных устройств.
Наиболее совершенными в своем ряду считаются виды зарядных устройств с микропроцессорами. Они не допускают перезарядки аккумуляторной батареи, поэтому могут применяться для работы с любыми приборами, даже если те разряжены не полностью, а частично. К недостаткам таких моделей относят очень высокую цену.
Крайне нежелательно заменять фирменное устройство от телефона или КПК на универсальное, так как у них могут иметься различия в строении электрических разъемов. При подключении к зарядке любого бытового прибора вначале включают в сеть самое зарядное устройство, а потом присоединяют к нему телефон или другой девайс.
Приспособления для автомобилей
Все устройства для зарядки автомобильных аккумуляторов принято делить на несколько групп. Исходя из существующей классификации, различают:
Выбирая зарядное устройство для автомобилей, следует учитывать некоторые особенности его эксплуатации. Если есть возможность, тогда лучше отдавать предпочтение зарядно-пусковому варианту. Имея под рукой такой девайс и электрическую розетку, всегда можно запустить автомобиль
, не дожидаясь полного заряда аккумулятора.
Покупая зарядное устройство, лучше выбирать модель, которая превосходит требования аккумулятора примерно на 10%. Для тех, кто не силен в электротехнике, больше подойдет автоматическая модель - она хоть и стоит немного больше, но поможет избежать лишних затруднений.
Покупать устройство лучше в проверенных магазинах, отдавая предпочтение надежным производителям. Перед началом эксплуатации прибора обязательно следует изучить инструкцию.
Когда говорят об использовании электрической энергии в быту, на производстве или транспорте, то имеют в виду работу электрического тока. Электрический ток подводят к потребителю от электростанции по проводам. Поэтому, когда в домах неожиданно гаснут электрические лампы или прекращается движение электропоездов, троллейбусов, говорят, что в проводах исчез ток.
Что же такое электрический ток и что необходимо для его возникновения и существования в течение нужного нам времени?
Слово «ток» означает движение или течение чего-то.
Что может перемещаться в проводах, соединяющих электростанцию с потребителями электрической энергии?
Мы уже знаем, что в телах имеются электроны, движением которых объясняются различные электрические явления (см. § 30). Электроны обладают отрицательным электрическим зарядом. Электрическими зарядами могут обладать и более крупные частицы вещества - ионы. Следовательно, в проводниках могут перемещаться различные заряженные частицы.
Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.
Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нём электрическое поле. Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в проводнике, придут в движение в направлении действия на них электрических сил. Возникнет электрический ток.
Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время, необходимо всё это время поддерживать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создаётся и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока .
Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделённые частицы накапливаются на полюсах источника тока. Так называют места, к которым с помощью клемм или зажимов подсоединяют проводники. Один полюс источника тока заряжается положительно, другой - отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то под действием электрического поля свободные заряженные частицы в проводнике начнут двигаться в определённом направлении, возникнет электрический ток.
Рис. 44. Электрофорная машина
Рис. 45. Превращение внутренней энергии в электрическую
В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней или какой-нибудь другой энергии в электрическую. Так, например, в электрофорной машине (рис. 44) в электрическую энергию превращается механическая энергия. Можно осуществить и превращение внутренней энергии в электрическую. Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, а затем нагреть место спая, то в проволоках возникнет электрический ток (рис. 45). Такой источник тока называется термоэлементом . В нём внутренняя энергия нагревателя превращается в электрическую энергию. При освещении некоторых веществ, например селена, оксида меди (I), кремния, наблюдается потеря отрицательного электрического заряда (рис. 46). Это явление называется фотоэффектом . На нём основано устройство и действие фотоэлементов . Термоэлементы и фотоэлементы изучают в курсе физики старших классов.
Рис. 46. Превращение энергии излучения в электрическую
Рассмотрим более подробно устройство и работу двух источников тока - гальванического элемента и аккумулятора , которые будем использовать в опытах по электричеству.
В гальваническом элементе (рис. 47, а) происходят химические реакции, и внутренняя энергия, выделяющаяся при этих реакциях, превращается в электрическую. Изображённый на рисунке 47, б элемент состоит из цинкового сосуда (корпуса) Ц. В корпус вставлен угольный стержень У, у которого имеется металлическая крышка М. Стержень помещён в смесь оксида марганца (IV) Мn0 2 и размельчённого углерода С. Пространство между цинковым корпусом и смесью оксида марганца с углеродом заполнено желеобразным раствором соли (хлорида аммония NH 4 CI) P.
Рис. 47. Гальванический элемент (батарейка)
В ходе химической реакции цинка Zn с хлоридом аммония NH4CI цинковый сосуд становится отрицательно заряженным.
Оксид марганца несёт положительный заряд, а вставленный в него угольный стержень используется для передачи положительного заряда.
Между заряженными угольным стержнем и цинковым сосудом, которые называются электродами , возникает электрическое поле. Если угольный стержень и цинковый сосуд соединить проводником, то по всей длине под действием электрического поля свободные электроны придут в упорядоченное движение. Возникнет электрический ток.
Гальванические элементы - самые распространённые в мире источники постоянного тока. Их достоинством является удобство и безопасность в использовании.
В быту часто применяют батарейки, которые можно подзаряжать многократно, - аккумуляторы (от лат. аккумуляторе - накоплять). Простейший аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин (электродов), помещённых в раствор серной кислоты.
Чтобы аккумулятор стал источником тока, его надо зарядить. Для зарядки через аккумулятор пропускают постоянный ток от какого-нибудь источника. В процессе зарядки в результате химических реакций один электрод становится положительно заряженным, а другой - отрицательно. Когда аккумулятор зарядится, его можно использовать как самостоятельный источник тока. Полюсы аккумуляторов обозначены знаками « + » и « - ». При зарядке положительный полюс аккумулятора соединяют с положительным полюсом источника тока, отрицательный - с отрицательным полюсом.
Кроме свинцовых, или кислотных, аккумуляторов широко применяют железоникелевые, или щелочные, аккумуляторы. В них используется раствор щёлочи и пластины - одна из спрессованного железного порошка, вторая - из пероксида никеля. На рисунке 48 изображён современный аккумулятор.
Рис. 48. Аккумулятор
Аккумуляторы имеют широкое и разнообразное применение. Они служат для питания сети освещения железнодорожных вагонов, автомобилей, для запуска автомобильного двигателя. Батареи аккумуляторов питают электроэнергией подводную лодку под водой. Радиопередатчики и научная аппаратура на искусственных спутниках Земли также получают электропитание от аккумуляторов, установленных на спутнике.
а - мобильного телефона; б - ноутбука
На электростанциях электрический ток получают с помощью генераторов (от лат. генератор - создатель, производитель). Этот электрический ток используется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве.
Вопросы
- Что такое электрический ток?
- Что нужно создать в проводнике, чтобы в нём возник и существовал ток?
- Какие превращения энергии происходят внутри источника тока?
- Как устроен сухой гальванический элемент?
- Что является положительным и отрицательным полюсами батареи?
- Как устроен аккумулятор?
- Где применяются аккумуляторы?
Задание
- С помощью Интернета найдите, какие существуют типы зарядных устройств и выделите их особенности.
- Подготовьте презентацию о применении аккумуляторов.
В мире существует великое множество зарядных устройств (ЗУ), вот только найти нужное в нашей стране не всегда удается.
Для редких моделей их вообще нет, даже самых простеньких, а для
распространенных есть только ЗУ, аналогичные тем, что входят в комплект
поставки мобильных телефонов, и автомобильные. Связано это в первую очередь
с низким спросом на аксессуары подобного рода. В большинстве случаев
потребители считают, что могут вполне обойтись зарядкой, входящей в комплект
поставки телефона, и, надо сказать, они правы почти на все 100%. Конечно,
«если звезды зажигают, значит, это кому-нибудь нужно». И если зарядки
выпускаются (надо сказать – на любой вкус и достаток), значит, это тоже
кому-нибудь нужно. Наша задача – рассказать вам о том, какие бывают ЗУ и
какие функции они выполняют, а также о том, на что стоит обратить внимание
при покупке ЗУ. Зарядные устройства отличаются друг от друга способом
зарядки батареи, наличием функции разряда и всевозможными видами индикации.
В ЗУ, которые входят в комплект поставки мобильного телефона, как правило,
индикатором заряда является сам телефон, точнее, его экран, на котором
высвечивается уровень заряда батареи. Такие ЗУ функцией разряда не обладают
(в отличие, скажем, от настольных зарядок). Какие еще типы ЗУ существуют в
природе?
1.Для разных типов аккумуляторов выпускаются разные ЗУ. Так, существуют
зарядки для аккумуляторов на основе никеля (никель-кадмиевые (NiCd) и
никель-металлгидридные (NiMH)), для литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов и
комбинированные.
2.В зависимости от конструкции ЗУ могут быть встроены в телефон или в
выносной блок питания (предназначены для заряда аккумуляторов
непосредственно в телефоне); они могут быть настольными (обеспечивают как
заряд, так и разряд) или ручными (компания Motorola выпустила ЗУ под
названием Motorola FreeCharge, которое работает на ручной подзарядке).
3.ЗУ, как уже говорилось выше, могут различаться по способу заряда: есть
устройства, осуществляющие заряд постоянным током, и устройства с импульсным
способом заряда.
4.По времени заряда различаются «быстрые» и «медленные» ЗУ.
5.По типу входного напряжения питания различаются ЗУ, подключаемые к сети
напряжения переменного тока, и ЗУ, подключаемые к бортовой сети автомобиля
(обеспечивают питание телефона от сети с напряжением 12 или 24 В от
автомобильного прикуривателя и заряжают запасную батарею).
6.В зависимости от выполняемых функций различаются также бытовые и
профессиональные ЗУ.
Наиболее широкое распространение получили зарядки, входящие в комплект поставки мобильного телефона. Эти устройства доставляют пользователям минимум беспокойства и рассчитаны на работу с NiCd-, NiMH- и Li-Ion-батареями. Такие ЗУ одинаково эффективно будут заряжать все указанные типы батарей, но у них, как мы упоминали выше, есть один недостаток: дело в том, что аккумуляторы на основе никеля необходимо периодически разряжать, дабы снизить «эффект памяти» (возникает из-за того, что напряжение, при котором происходит отключение телефона, превышает напряжение, до которого необходимо разрядить батарею, чтобы предотвратить уменьшение емкости, возникающее в процессе эксплуатации). Для таких аккумуляторов рекомендуется использовать настольное ЗУ с функцией разряда. (Внимание: после окончания заряда никелевые батареи не следует надолго оставлять в ЗУ, так как ЗУ продолжает их заряжать, но только значительно меньшим током. Длительное нахождение таких батарей в ЗУ приводит к чрезмерному заряду и ухудшению их параметров.)
Автомобильные ЗУ созданы для тех, кто проводит большую часть жизни за рулем. Самое простое из них выполнено в виде шнура, соединяющего сотовый телефон с гнездом автомобильного прикуривателя. Это очень просто и очень удобно, но не следует злоупотреблять таким способом заряда, особенно во время поездок по городу, так как частые остановки и, соответственно, многократный пуск двигателя могут существенно подсократить срок жизни батареи.
При эксплуатации ЗУ важно правильно определять время окончания заряда. «Медленные» ЗУ (используются для NiCd- и NiMH-аккумуляторов; ток заряда составляет 10% от номинальной емкости аккумулятора (номинальная электрическая емкость – то количество энергии, которым батарея теоретически (в идеале) должна обладать в заряженном состоянии), время заряда – 10 – 12 часов) обычно не особо чувствительны к небольшим нарушениям времени заряда: если аккумулятор при малом зарядном токе побудет в ЗУ, предположим, на 1 – 2 часа дольше положенного времени, это не приведет к критическим последствиям.
Иное дело – «ускоренные» ЗУ. Дело в том, что для аккумуляторной батареи опасно получать излишний заряд на большом токе и, соответственно, перегреваться. «Ускоренные» ЗУ заряжают батарею током равным 33 – 100% от ее номинальной емкости. Время заряда составляет 1 – 3 часа.
О завершении процесса заряда в некоторых дешевых зарядках можно узнать, ориентируясь на достижение конкретного значения напряжения на аккумуляторной батарее. Трудности с правильной оценкой степени заряда батареи объясняются тем, что напряжение может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды и скорости заряда.
Существуют ЗУ, в которых время заряда отсчитывается с помощью специального таймера: по истечении определенного времени ток на аккумулятор перестает подаваться. Проблема в том, что если после заряда снова установить батарею в такое ЗУ (например, по ошибке), оно снова «добросовестно», в строго отсчитанное таймером время, отдаст батарее еще одну порцию зарядного тока, в результате чего «жизнь» аккумуляторной батареи сократится.
Сложные ЗУ оснащены микроконтроллером, который позволяет более точно отследить окончание заряда батареи и еще несколько параметров: напряжение батареи, ток, температуру и другие переменные значения. В еще более сложных ЗУ имеется датчик внешней температуры (она очень сильно влияет на процесс зарядки).
Импульсный заряд, который применяется в кондиционирующих ЗУ и анализаторах аккумуляторных батарей, наиболее подходит для NiCd- и NiMH-батарей. Суть этого способа заключается в том, что аккумулятор в течение определенных периодов времени получает заряд и разряд короткими импульсами. Разрядные импульсы тока призваны минимизировать формирование нежелательных кристаллов на пластине NiCd- и NiMH-аккумуляторов, что в свою очередь минимизирует «эффект памяти» и увеличивает срок службы аккумулятора. Однако аккумуляторы с большим «эффектом памяти» один только импульсный заряд не спасет – для того чтобы разрушить более стойкие кристаллические образования, им необходим глубокий разряд (восстановление) по специальному алгоритму. Обычные ЗУ, даже с функцией разряда, на это не способны.
Исследования, проводимые в лаборатории сервисного центра «Квазар-Микро-Радио», показали, что периодическое (не реже одного раза в квартал) восстановление аккумуляторов в анализаторе, использующем импульсный заряд, в среднем на 20% увеличивает срок жизни NiCd-аккумуляторов, и на 8% – NiMH, находившихся в эксплуатации не более года.
Итак, если вы желаете своему аккумулятору долгих лет жизни, приобретайте настольные зарядные устройства. Но учтите, что далеко не все устройства подобного типа способны эффективно заряжать Li-Ion-батареи. Так, например, компания Motorola четко оговаривает в своих инструкциях, что для заряда Li-Ion-батарей следует использовать только ЗУ с логотипом «EP» (Expert Performance). Кроме того, каждое ЗУ рассчитано на заряд батарей определенной емкости. Так, «медленное» ЗУ, рассчитанное на заряд батарей небольшой емкости, может не полностью зарядить батарею большой емкости, даже если будет увеличено время заряда. И наоборот: «быстрое» ЗУ (с большим током заряда) может чрезмерно зарядить батарею с небольшой емкостью.
И еще: при покупке зарядного устройства обязательно обратите внимание на правила его эксплуатации (назначение, функции, особенности и ограничения использования), и тогда ваш мобильник не будет в самый не подходящий момент требовать подзарядить аккумулятор.
Ну и в качестве постскриптума – информация к размышлению (а стоит ли игра свеч?):
1. Любой телефон «морально» устаревает за 1 – 3 года.
2.Даже при самом плохом обращении аккумулятор способен проработать
год-полтора.
3.Стоимость нового аккумулятора в большинстве случаев сопоставима или даже
ниже стоимости навороченной зарядки.
4.Новый сотовый телефон может не подходить к ЗУ, купленному ранее.
