Интеллектуальные ЗУ для автоаккумуляторов — современная система по обслуживанию АКБ любого типа. Как сделать автоматическое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками Зарядки также могут быть

Зарядные устройства предназначены для восполнения потери электроэнергии аккумуляторами. Принцип действия аккумуляторов заключается в обратимой химической реакции.

Отдача электрической энергии аккумулятором должна затем компенсироваться зарядкой, чтобы восстановить первоначальную емкость. Функция зарядного устройства заключается именно в восстановлении емкости аккумулятора.

Существует множество методов зарядки аккумуляторов. Одни из них реализуются очень просто и имеют минимальную стоимость. Некоторые модели управляют процессом зарядки аккумулятора при помощи встроенного микроконтроллера и реализуют сложный алгоритм процесса зарядки.

В общих чертах принцип заряда заключается в подаче напряжения, которое превосходит значение ЭДС разряженного аккумулятора. В соответствии с этим можно выделить такие основные методики заряда аккумуляторов:

постоянным током;
постоянным напряжением;
комбинированные методы.

Вне зависимости от метода основные характеристики зарядных устройств таковы:

максимальный ток заряда;
значение выходного напряжения.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА

Сразу нужно предупредить – совершенно универсальных зарядных устройств не существует и, скорее всего, не будет существовать никогда. С определенной натяжкой некоторые типы можно отнести к универсальным, но это только в том случае, если не обращать внимание на некоторые отклонения от рекомендуемых параметров. Далее будет рассмотрена справедливость данного утверждения.

В первую очередь, нужно знать, что различные типы аккумуляторов имеют различное напряжение и емкость, а если учесть, что обычно аккумуляторы собираются в батареи, то эта разница между этими параметрами возрастает многократно.

Различные виды аккумуляторов требуют индивидуального подхода к процессу заряда. Изначально первые типы аккумуляторов – свинцово-кислотные, требовали зарядки постоянным током в течении всего времени зарядки (примерно 8-12 часов). Щелочные заряжались таким же образом, но другими величинами тока.

Данная методика проста, но имела серьезный недостаток – в конце заряда наблюдалось интенсивное газовыделение из электролита (кипение), что требовало постоянного контроля за процессом зарядки, особенно в его конце.

Заряд постоянным напряжением свободен от указанного недостатка, но требует более длительного времени. Его применяют, в основном для восстановления аккумуляторов, потерявших начальную емкость по различным причинам.

Более совершенные модели используют комбинированную методику. В начале заряда аккумулятор заряжается номинальным током зарядки, а когда напряжение на его клеммах достигнет уровня близкого к максимальному значению, напряжения на выходе зарядного устройства понижают до такой степени, чтобы оно лишь слегка превосходило напряжение аккумулятора.

Ток заряда при этом падает и аккумулятор продолжает заряжаться при минимальном токе. Таким образом, кипения электролита не происходит, а время заряда лишь немного превосходит время при постоянном токе.

Первые два типа вполне можно назвать универсальными в отношении стартерных аккумуляторов автомобилей. Такие устройства до сих пор широко распространены, в особенности, среди любителей, благодаря простоте, надежности и минимальной стоимости.

Совершенствование технологии изготовления аккумуляторов привело, с одной стороны, к увеличению удельной емкости, а с другой, повысило требования к параметрам оборудования для их подзарядки.

Сейчас производством аккумуляторных батарей различных типов занимается огромное число производителей, но большинство из них не выкладывает в открытый доступ необходимую технологию заряда, которая является оптимальной для определенной модели батареи.

Поэтому потребителям приходится либо приобретать дорогое фирменное изделие, либо подбирать недорогое, подходящее к усредненным параметрам аккумуляторных батарей сравнимых технологий производства.

Производители мобильных телефонов и прочих малогабаритных гаджетов пошли другим путем. Контроль заряда осуществляется микроконтроллером, встроенным в "зарядку", а также непосредственно в аккумуляторную батарею.

Такой подход привел к появлению, по-настоящему универсальных зарядных устройств, которые одинаково подходят для зарядки любых аккумуляторных батарей, отвечающих единому стандарту.

Наиболее яркий пример – смартфоны, планшеты, работающие под управлением ОС Андроид. Все эти гаджеты имеют вход для подзарядки, выполненный по стандарту Micro USB.

Отдельный класс изделий для автомобильных аккумуляторов составляют пуско-зарядные устройства. Как следует из названия, они могут обеспечить пуск автомобиля, причем мощные приборы в состоянии это сделать даже без аккумулятора.

Как известно, пусковой ток стартера, особенно в зимнее время на замерзшем двигателе, достигает нескольких сотен ампер. Таким образом, выходные параметры пуско-зарядного устройства очень близки к характеристикам сварочных аппаратов.

Габариты и масса пуско-зарядного устройства с традиционным, трансформаторным питанием велики, но при использовании инверторного способа преобразования энергии снижаются во много раз.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

Упростить процесс заряда может применение автоматических зарядных устройств. Простейшие зарядные автоматы контролируют напряжение на клеммах аккумуляторной батареи и прекращают процесс заряда при достижении определенной величины.

Недостатком подобных устройств является то, что аккумулятор не набирает полной емкости или, наоборот, происходит его перезаряд. И тот и другой вариант приводят к сокращению срока службы аккумуляторной батареи.

Более совершенные исполнения при достижении порогового напряжения переводят заряд аккумулятора в буферный режим, когда выходной ток лишь немного превышает ток саморазряда батареи. Такие зарядные устройства можно надолго оставлять без присмотра без риска повредить заряжаемый аккумулятор.

Определенный тип устройств позволяет не только заряжать батареи, но и, некоторым образом, производить восстановление потерянной емкости. При этом процесс заряда чередуется с промежутками нулевого зарядного тока или с небольшим разрядом.

Данная методика тренировки показывает удовлетворительные результаты при восстановлении свинцово-кислотных аккумуляторных батарей из-за снижения эффекта сульфатации пластин.

Зарядные устройства для малогабаритных аккумуляторов и батарей сегодня также в подавляющем случае работают в автоматическом режиме. Такое стало возможным, благодаря встроенному микроконтроллеру, которые не только автоматизирует процесс зарядки, но и производит ее по специально заложенному алгоритму. Такие изделия обычно выпускают производители аккумуляторов, поэтому они оптимальны для определенного типа батарей.

БЕСПРОВОДНЫЕ ЗАРЯДКИ

Беспроводные зарядные устройства мобильных телефонов рекламируются многими именитыми и не очень, производителями смартфонов. Принцип их действия очень простой и основан на явлении электромагнитной индукции. Тот же принцип используют индукционные кухонные плиты.

В основе беспроводной зарядки лежит мощный передатчик электромагнитных волн. В корпусе смартфона, поддерживающего такой принцип заряда, смонтирована приемная катушка, выпрямитель и преобразователь.

Маркетинговая политика производителей беспроводных моделей базируется на рекламе удобства пользования и, как сейчас модно говорить, на использовании инновационных решений. На самом деле, ничего нового здесь нет. Новизна только в миниатюризации радиоэлементов устройств. И такое достоинство, как удобство, довольно спорно, поскольку шнур питания нужен для включения в сеть самого беспроводного адаптера.

Недостатки беспроводных устройств:

большее время зарядки, по сравнению с традиционными;
меньший кпд;
высокий уровень электромагнитного излучения;
необходимость строгого позиционирования заряжаемого девайса на адаптере.

Исходя из перечисленного, можно сделать вывод, что на самом деле из плюсов данной технологии только отсутствие разъема на корпуса смартфона. На самом деле, телефон выходит из употребления или меняет хозяина еще до того, как возникнет необходимость в замене разъема питания.

Один из самых бесспорных недостатков – увеличение времени заряда, которое увеличивается при малейшем увеличении расстояния до плоскости адаптера. А ведь не секрет, что время порой играет решающую роль. А если обычно электроприборы ставят на подзаряд на ночь, то какое преимущество играет беспроводной способ передачи энергии?

Другой фактор, менее явный, но имеющий весомое влияние – уровень электромагнитных помех. Все до единого производителя проводят исследования и заявляют, что уровень излучения их изделия ничтожен и не оказывает влияние на здоровье человека. Это справедливо только на большом удалении, а вблизи излучение в любом случае превышает естественный фон и определенным образом влияет на состояние организма.

Учитывая большое количество источников постороннего излучения в жилищах (индукционные печи, микроволновые духовки, мобильные телефоны и т.д.), каждое новое устройство привносит, хоть и небольшой, но вклад. И это стоит учитывать.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Аккумуляторами в электротехнике приято называть химические источники тока, которые могут пополнять, восстанавливать израсходованную энергию за счет приложения внешнего электрического поля.

Устройства, которыми подают электроэнергию на пластины аккумулятора, называют зарядными: они приводят источник тока в рабочее состояние, заряжают его. Чтобы правильно эксплуатировать АКБ, необходимо представлять принципы их работы и зарядного устройства.

Как работает аккумулятор

Химический рециркулируемый источник тока при эксплуатации может:

1. питать подключенную нагрузку, например, лампочку, двигатель, мобильный телефон и другие приборы, расходуя свой запас электрической энергии;

2. потреблять подключенную к нему внешнюю электроэнергию, расходуя ее на восстановление резерва своей емкости.

В первом случае аккумулятор разряжается, а во втором — получает заряд. Существует много конструкций аккумуляторов, но, принципы работы у них общие. Разберем этот вопрос на примере никель-кадмиевых пластин, помещенных в раствор электролита.

Разряд аккумулятора

Одновременно работают две электрические цепочки:

1. внешняя, приложенная на выходные клеммы;

2. внутренняя.

При разряде на лампочку во внешней приложенной схеме из проводов и нити накала протекает ток, образованный движением электронов в металлах, а во внутренней части — перемещаются анионы и катионы через электролит.

Окислы никеля с добавлением графита составляют основу положительно заряженной пластины, а губчатый кадмий используется на отрицательном электроде.

При разряде аккумулятора часть активного кислорода окислов никеля перемещается в электролит и движется на пластину с кадмием, где окисляет его, снижая общую емкость.

Заряд аккумулятора

Нагрузку с выходных клемм для зарядки чаще всего снимают, хотя на практике используется метод при подключенной нагрузке, как на аккумуляторе движущегося автомобиля или поставленного на зарядку мобильного телефона, по которому ведется разговор.

На клеммы аккумулятора подводится напряжение от постороннего источника более высокой мощности. Оно имеет вид постоянной или сглаженной, пульсирующей формы, превышает разность потенциалов между электродами, однополярно с ними направлено.

Эта энергия заставляет течь ток во внутренней цепочке аккумулятора в направлении, противоположном разряду, когда частицы активного кислорода «выдавливаются» из губчатого кадмия и через электролит поступают на свое прежнее место. За счет этого происходит восстановление израсходованной емкости.

Во время заряда и разряда изменяется химический состав пластин, а электролит служит передаточной средой для прохождения анионов и катионов. Интенсивность проходящего во внутренней цепи электрического тока влияет на скорость восстановления свойств пластин при заряде и быстроту разряда.

Ускоренное протекание процессов ведет к бурному выделению газов, излишнему нагреву, способному деформировать конструкцию пластин, нарушить их механическое состояние.

Слишком маленькие токи при зарядке значительно удлиняют время восстановления израсходованной емкости. При частом применении замедленного заряда повышается сульфатация пластин, снижается емкость. Поэтому приложенную к аккумулятору нагрузку и мощность зарядного устройства всегда учитывают для создания оптимального режима.

Как работает зарядное устройство

Современный ассортимент аккумуляторов доволен обширен. Для каждой модели подбираются оптимальные технологии, которые могут не подойти, быть вредными для других. Производители электронного и электротехнического оборудования опытным путем исследуют условия работы химических источников тока и создают под них собственные изделия, отличающиеся внешним видом, конструкцией, выходными электрическими характеристиками.

Зарядные конструкции для мобильных электронных приборов

Габариты зарядных устройств для мобильных изделий разной мощности значительно отличаются друг от друга. Они создают специальные условия работы каждой модели.

Даже для однотипных аккумуляторов типоразмеров АА или ААА разной емкости рекомендуется использовать свое время зарядки, зависящее от емкости и характеристик источника тока. Его величины указываются в сопроводительной технической документации.

Определенная часть зарядных устройств и аккумуляторов для мобильников снабжаются автоматической защитой, отключающей питание по завершении процесса. Но, контроль за их работой все же следует осуществлять визуально.

Зарядные конструкции для автомобильных АКБ

Особенно точно соблюдать технологию зарядки следует при эксплуатации автомобильных аккумуляторов, призванных работать в сложных условиях. Например, зимой в мороз с их помощью необходимо раскрутить через промежуточный электродвигатель — стартер холодный ротор двигателя внутреннего сгорания с загустевшей смазкой.

Разряженные либо неправильно подготовленные аккумуляторы с этой задачей обычно не справляются.

Эмпирическими методами выявлена взаимосвязь тока зарядки для свинцовых кислотных и щелочных аккумуляторов. Принято считать оптимальным значением заряда (амперы) в 0,1 величину емкости (амперчасы) для первого вида и 0,25 — для второго.

Например, АКБ имеет емкость 25 ампер часов. Если он кислотный, то его необходимо заряжать током 0,1∙25=2,5 А, а для щелочного — 0,25∙25=6,25 А. Чтобы создавать такие условия потребуется использовать разные приборы или применить один универсальный с большим количеством функций.

Современное зарядное устройство для кислотных свинцовых батарей должно поддерживать ряд задач:

контролировать и стабилизировать ток заряда;

учитывать температуру электролита и не допускать его нагрева более 45 градусов прекращением питания.

Возможность проведения контрольно-тренировочного цикла для кислотной батареи автомобиля с помощью зарядного устройства является необходимой функцией, включающей три этапа:

1. полный заряд аккумулятора до набора максимальной емкости;

2. десятичасовой разряд током 9÷10% от номинальной емкости (эмпирическая зависимость);

3. повторный заряд разряженного аккумулятора.

При проведении КТЦ контролируют изменение плотности электролита и время завершения второго этапа. По его величине судят о степени износа пластин, длительности оставшегося ресурса.

Зарядные устройства для щелочных батарей можно применять менее сложных конструкций, ибо такие источники тока не так чувствительны к режимам недостаточной зарядки и перезаряда.

График оптимального заряда кислотно-щелочных аккумуляторов для автомобилей показывает зависимость набора емкости от формы изменения тока во внутренней цепи.

В начале технологического процесса зарядки рекомендуется поддерживать ток на максимально допустимом значении, а затем снижать его величину до минимальной для окончательного завершения физико-химических реакций, осуществляющих восстановление емкости.

Даже в этом случае требуется контролировать температуру электролита, вводить поправки на окружающую среду.

Полное завершение цикла зарядки свинцовых кислотных аккумуляторов контролируют по:

восстановлению напряжения на каждой банке 2,5÷2,6 вольта;

достижению максимальной плотности электролита, которая перестает изменяться;

образованию бурного газовыделения, когда электролит начинает «закипать»;

достижению емкости батареи, превышающей на 15÷20% величины, отданной при разряде.

Формы токов зарядных устройств для аккумуляторов

Условие зарядки аккумулятора состоит в том, что на его пластины должно подводиться напряжение, создающее ток во внутренней цепи определенного направления. Он может:

1. иметь постоянную величину;

2. или изменяться во времени по определенному закону.

В первом случае физико-химические процессы внутренней цепи идут неизменно, а во втором — по предлагаемым алгоритмам с цикличным нарастанием и затуханием, создающим колебательные воздействия на анионы и катионы. Последний вариант технологии применяется для борьбы с сульфатацией пластин.

Часть временны́х зависимостей тока заряда иллюстрируется графиками.

На нижней правой картинке видно явное отличие формы выходного тока зарядного устройства, использующего тиристорное управление для ограничения момента открытия полупериода синусоиды. За счет этого регулируется нагрузка на электрическую схему.

Естественно, что многочисленные современные зарядные устройства могут создавать и другие формы токов, не показанные на этой диаграмме.

Принципы создания схем для зарядных устройств

Для питания оборудования зарядных устройств обычно используется однофазная сеть 220 вольт. Это напряжение преобразуется в безопасное пониженное, которое прикладывается на входные клеммы аккумулятора через различные электронные и полупроводниковые детали.

Существует три схемы преобразования промышленного синусоидального напряжения в зарядных устройствах за счет:

1. использования электромеханических трансформаторов напряжения, работающих по принципу электромагнитной индукции;

2. применения электронных трансформаторов;

3. без использования трансформаторных устройств, основанных на делителях напряжения.

Технически возможно инверторное преобразование напряжения, которое стало широко применяться для , частотных преобразователей, осуществляющих управление электродвигателями. Но, для зарядки аккумуляторов это довольно дорогое оборудование.

Схемы зарядных устройств с трансформаторным разделением

Электромагнитный принцип передачи электрической энергии из первичной обмотки 220 вольт во вторичную полностью обеспечивает отделение потенциалов питающей цепи от потребляемой, исключает попадание ее на аккумулятор и повреждение при возникновении неисправностей изоляции. Этот метод наиболее безопасен.

Схемы силовых частей устройств с трансформатором имеют много разных разработок. На картинке ниже показаны три принципа создания разных токов силовой части от зарядных устройств за счет использования:

1. диодного моста со сглаживающим пульсации конденсатором;

2. диодного моста без сглаживания пульсаций;

3. одиночного диода, срезающего отрицательную полуволну.

Каждая из этих схем может применяться самостоятельно, но, обычно одна из них является основой, базой для создания другой, более удобной для эксплуатации и управления по величине выходного тока.

Применение комплектов силовых транзисторов с цепочками управления в верхней части картинки на схеме позволяет уменьшать выходное напряжение на контактах вывода цепи зарядного устройства, что обеспечивает регулировку величин постоянных токов, пропускаемых через подключенные аккумуляторы.

Один из вариантов подобной конструкции зарядного устройства с регулированием тока показан на рисунке ниже.

Такие же подключения во второй схеме позволяют регулировать амплитуду пульсаций, ограничивать ее на разных этапах зарядки.

Эффективно работает эта же средняя схема при замене в диодном мосту двух противоположных диодов тиристорами, одинаково регулирующими силу тока в каждом чередующемся полупериоде. А устранение отрицательных полугармоник возложено на оставшиеся силовые диоды.

Замена единичного диода на нижней картинке полупроводниковым тиристором с отдельной электронной схемой для управляющего электрода, позволяет уменьшать импульсы тока за счет более позднего их открытия, что тоже используется для различных способов зарядки аккумуляторов.

Один из вариантов подобной реализации схемы показан на рисунке ниже.

Сборка ее своими руками не составляет особого труда. Она может быть выполнена самостоятельно из доступных деталей, позволяет заряжать аккумуляторы токами до 10 ампер.

Промышленный вариант схемы трансформаторного зарядного устройства «Электрон-6» выполнен на базе двух тиристоров КУ-202Н. Для регулирования циклами открытия полугармоник для каждого управляющего электрода создана своя схема из нескольких транзисторов.

Среди автолюбителей пользуются популярностью устройства, позволяющие не только заряжать аккумуляторы, но еще и использовать энергию питающей сети 220 вольт для параллельного подключения ее к запуску двигателя автомобиля. Их называют пусковыми или пускозарядными. Они обладают еще более сложной электронной и силовой схемой.

Схемы с электронным трансформатором

Такие устройства выпускаются производителями для питания галогенных ламп напряжением 24 или 12 вольт. Они стоят относительно дёшево. Отдельные энтузиасты пытаются подключить их для зарядки маломощных аккумуляторов. Однако, эта технология широко не отработана, имеет существенные недостатки.

Схемы зарядных устройств без трансформаторного разделения

При последовательном подключении нескольких нагрузок к источнику тока общее напряжение входа делится по составным участкам. За счет этого способа работают делители, создающие понижение напряжения до определённой величины на рабочем элементе.

На этом принципе создаются многочисленные зарядные устройства с резистивно-емкостными сопротивлениями для маломощных аккумуляторов. Благодаря маленьким габаритам составных деталей их встраивают непосредственно внутрь фонарика.

Внутренняя электрическая схема полностью помещена в заводской изолированный корпус, исключающий контакт человека с потенциалом сети при зарядке.

Этот же принцип пытаются реализовать многочисленные экспериментаторы для зарядки автомобильных аккумуляторов, предлагая схему подключения от бытовой сети через конденсаторную сборку или лампочку накаливания мощностью в 150 ватт и , пропускающий импульсы тока одной полярности.

Подобные конструкции можно встретить на сайтах мастеров «сделай сам», расхваливающих простоту схемы, дешевизну деталей, возможность восстановления емкости разряженного аккумулятора.

Но, они молчат о том, что:

открытая проводка 220 представляет ;

нить накала лампы под напряжением нагревается, меняет свое сопротивление по закону, неблагоприятному для прохождения оптимальных токов через аккумулятор.

При включении под нагрузку через холодную нить и всю последовательно подключенную цепочку проходят очень большие токи. Кроме того, завершать зарядку следует маленькими токами, что тоже не выполняется. Поэтому аккумулятор, подвергшийся нескольким сериям подобных циклов, быстро теряет свою емкость и работоспособность.

Наш совет: не пользуйтесь этим методом!

Зарядные устройства создаются для работы с определёнными типами аккумуляторов, учитывают их характеристики и условия восстановления емкости. При использовании универсальных, многофункциональных приборов следует выбирать тот режим заряда, который оптимально подходит конкретному аккумулятору.

Плохое зарядное устройство может сильно навредить не только Вашему смартфону или планшету, но и подвергнуть опасности Вашу жизнь! Поэтому важно знать кое-что о зарядках.

Мы уже говорили с Вами однажды о , но в той статье мы больше обращали внимание конкретно на батарею. Однако, сама по себе батарея не зарядится - для неё нужно специальное зарядное устройство , которое имеет свои особенности и характеристики, влияющие на процесс заряда и на работу заряжаемого девайса вообще.

Поэтому сегодня мы уделим внимание именно всевозможным зарядкам для телефонов, планшетов и т.п. Разберёмся с вопросами, можно ли оставлять зарядку в розетке постоянно, что будет, если заряжать смартфон "неродным" зарядником и когда ЗУ может сжечь Ваш любимый девайс...

Виды зарядных устройств

Начнём с того, что зарядных устройств для различных приборов существует великое множество. Поэтому нужно заранее ограничиться со сферой их применения. Мы будем рассматривать только зарядки для мелкой бытовой техники, начиная с носимых гаджетов (фитнес-браслеты, смарт-часы и т.п.) и заканчивая планшетами.

Можно было бы включить в наш обзор ещё и ЗУ для ноутбуков, однако, на самом деле большинство из них являются не зарядными устройствами, а внешними блоками питания. Разница здесь весьма условна, однако, если грубо, то блоки питания обычно выдают больший ток. Он способен не только эффективно заряжать аккумулятор, но и полноценно питать ноутбук от сети.

Классическое же зарядное устройство - это обычно электрический прибор, который способен выдавать постоянный ток небольшого напряжения и силы, достаточной для зарядки батареи, но не всегда для нормального питания. Обычные зарядники представляют собой небольшой преобразователь тока, который вставляется в розетку 220 В (или прикуриватель автомобиля на 10-15 В) и по проводу питает аккумулятор нужного устройства:

Проводные зарядные устройства различаются между собой параметрами выдаваемого тока (о них чуть ниже), а также типом штекера, подключаемого к разъёму заряжаемого девайса. Сегодня наиболее распространены стандартизированные штекера microUSB, miniUSB, USB type C и Lightning. Однако, ещё несколько лет назад на рынке мобильной техники творилась большая неразбериха, поскольку даже в рамках одного бренда могло существовать несколько видов гнёзд для зарядки и передачи данных:

С началом стандартизации стал развиваться и рынок зарядных устройств. В частности, появилось много видов портативных ЗУ . К таковым, в первую очередь, следует отнести пауэр-бэнки (от англ. "power bank" - досл. "хранилище питания"). По сути, они являют собой переносные аккумуляторы, позволяющие по стандартному USB-порту заряжать от себя любую мобильную технику. При этом сами они заряжаются от стандартных проводных зарядников или от альтернативных источников, вроде солнечных батарей:

К портативным зарядкам можно также отнести различные приспособления, преобразующие кинетическую энергию в электрическую. В основе их лежит динамо-машина , которая вырабатывает ток от вращения специальной ручки или постоянного прижимания рычага руками, либо другими устройствами (например, колесом велосипеда). Плюс таких зарядных устройств в их полной независимости от электросети. Однако, в минусах трудоёмкость выработки и не всегда удовлетворительное качество тока.

Ещё в ранние 2000-е на рынке были популярны универсальные зарядные устройства крабики и крокодильчики . Основным недостатком обеих типов зарядников является то, что они предполагают извлечение батареи. Однако, в своё время они спасали многих владельцев телефонов со специфическими разъёмами зарядки, поскольку подключались напрямую к клеммам любых аккумуляторов и даже позволяли регулировать параметры тока (правда, не все модели):

В последнее время появились также беспроводные зарядные устройства . Они могут быть как уже интегрированы в современную технику (в основном смартфоны), так и поставляться в подключаемом виде (съёмные задние крышки, накладки и т.п.). Состоят такие устройства из базы, подключённой к электросети, которая излучает ток нужного номинала (в виде электромагнитного поля), и приёмника внутри заряжаемого девайса, который улавливает излучение и заряжает им батарею:

Преимущество беспроводных зарядок в отсутствии необходимости постоянно дёргать разъём питания, который из-за этого постепенно изнашивается и со временем вовсе выходит из строя. Однако, в силу того, что технология ещё только начинает внедряться, у неё есть и ряд недостатков:

небольшой радиус и узконаправленность излучения (при зарядке смартфон нужно класть на базу строго в определённое место, иначе даже небольшое смещение может стать причиной того, что он не зарядится вообще или зарядится мало);
повышенный нагрев заряжаемого устройства;
более медленная скорость зарядки в сравнении с проводной;
шум от охлаждающего кулера внутри базы;
высокая стоимость качественного зарядного устройства.

Как видим, внешне зарядки различаются весьма сильно. А вот что касается внутреннего устройства и применения, сейчас разберёмся.

Характеристики зарядных устройств

Все важные характеристики зарядного устройства обычно обозначаются на специальной этикетке наклеенной на его корпусе, либо гравируются или пишутся краской прямо на нём же. Давайте посмотрим, что там указывается:

Самыми важными характеристиками являются параметры входящего ("In", "Input" или "AC") и выходящего ("Out", "Output", "DC") тока. Большинство зарядных устройств, предназначенных для импорта в постсоветские страны предназначены для эксплуатации с нашими электросетями, в которых номинальным напряжением значится 220 Вольт. Однако, в некоторых странах ток в сети ниже нашего (от 100 до 150 В), поэтому и зарядки из тех стран могут просто сгореть при подключении к нашим розеткам. Поэтому первым делом нужно убедиться, что в группе "Input" верхнее допустимое значение указано - 220 (а лучше 240) Вольт.

Теперь посмотрим на значения в группе "Output". Самыми важными здесь являются показатели выходного напряжения и силы тока. Несмотря на то, что современные контроллеры заряда в смартфонах и планшетах снабжены неплохими защитными механизмами, которые понижают слишком большой ток до нужных параметров, лучше лишний раз не перегружать эти системы и подбирать зарядку в соответствии с номинальным напряжением аккумулятора Вашего девайса.

Теперь о силе тока . Чем она выше, тем быстрее будет происходить зарядка аккумулятора. Однако, для каждой батареи указан определённый лимит, превышать который нежелательно. Например, аккумулятор с рекомендованной силой тока 1 Ампер можно заряжать током в 1А или ниже, но при зарядке, к примеру, 2-амперным током есть вероятность того, что защитная цепь контроллера заряда даст сбой и он сгорит (в буквальном смысле слова!).

Поэтому, если Вы по каким-либо причинам не можете зарядить своё мобильное устройство от "родного" зарядника, то лучше воспользуйтесь USB-выходом компьютера или ноутбука. Он выдаёт номинальный ток силой в 0.5 А и напряжением 5 В, который является безопасным для большинства гаджетов. Правда, у такого подхода есть и обратная сторона медали. Если для Вашего устройства предусмотрена зарядка большим током (технология быстрой зарядки), то от малого тока аккумулятор будет брать заряд либо очень медленно, либо вообще не будет.

И ещё один нюанс, на который стоит обратить внимание - кабель зарядного устройства. Сейчас многие зарядники поставляются со сменным кабелем, который вставляется в обычное USB-гнездо. Такой подход вполне оправдывает себя, ведь именно кабель чаще всего выходит из строя при частой эксплуатации. Однако, когда дело дойдёт до замены кабеля, важно выбрать хороший.

Во-первых, он должен быть гибким, но в то же время, прочным. Многие советуют брать кабеля в тканевой оплётке: они и выглядят презентабельнее, и имеет дополнительную защиту. Во-вторых, лучше брать экранированный кабель, который меньше подвержен электромагнитным наводкам. А в-третьих, длина кабеля в идеале должна быть в пределах 50 - 100 см, поскольку в более длинных кабелях будут большие потери тока.

Чтобы не быть голословным приведу реальный пример зарядки своего телефона от одного ЗУ (номинал: 4,5В 0,7А) разными кабелями: оригинальным полуметровым и дешёвым двухметровым от Дяди Ляо (замеры проводились при помощи приложения Ampere). Думаю, комментарии излишни:

Особенности эксплуатации

Ну, а теперь пришло время развеивать и подтверждать различные слухи, связанные с зарядными устройствами.

- Заряжать телефон лучше малым током (МИФ)

Многие советуют по принципу "лучше меньше, да лучше" заряжать мобильную технику только либо от USB-портов, либо от маломощных зарядных устройств. В качестве преимущества указывается увеличение срока службы аккумулятора и его ёмкости. Увы, это миф! Хуже, конечно, от такой зарядки не будет, но ёмкость аккумулятора никогда не повысится выше указанного номинала. К тому же, малый ток будет очень медленно заряжать современные смартфоны с функцией быстрой зарядки...

- Для ускорения зарядки нужно брать короткий провод (ПРАВДА)

Чем короче провод от зарядника до заряжаемого устройства, тем меньшие потери тока будут происходить в нём. Соответственно, зарядка будет идти эффективнее и быстрее. Единственным условием для работы данного правила является качественный кабель и штекер провода, поскольку в дешёвых китайских USB-шнурках, даже при короткой длине могут наблюдаться серьёзные потери (см. скриншот в предыдущем разделе).

- Нельзя оставлять устройство заряжаться на всю ночь (МИФ)

Данный миф связан с тем, что в старых телефонах контроллер заряда батареи после достижения 100% не прекращал зарядку. В результате чего аккумулятор постепенно нагревался и мог загореться! Современные мобильные устройства надёжно защищены от данной проблемы. После полной зарядки контроллер просто отсекает ток и подпитывает Ваш девайс до 100% при падении заряда.

Однако, стоит учесть, что как и любая автоматика, защита контроллера может дать сбой. В этом случае батарея при избыточной зарядке действительно начинает перегреваться и может взорваться или загореться. Поэтому, если Вы заметите, что после достижения 100% заряда Ваше устройство подозрительно тёплое - самое время обратиться в сервис-центр на предмет проверки и возможной замены аккумулятора.

- Нельзя полностью разряжать аккумулятор (ПРАВДА)

Современные мобильные устройства, как правило, оснащены литий-ионными или литий-полимерными аккумуляторами, которые действительно нельзя разряжать "в ноль". Из-за такой разрядки может выйти из строя контроллер заряда и аккумулятор придётся менять.

Кстати, именно по этой причине (а не для того чтобы покупатель мог потестировать) даже выключенные телефоны в магазинах периодически подзаряжают. Причём делать это по инструкции рекомендуется при падении заряда ниже уровня 30 - 40%.

Правда, и здесь есть нюанс. Даже в разряженной батарее небольшой запас тока всё-таки остаётся. Это своеобразный неприкосновенный запас, который сохраняет работоспособность контроллера аккумулятора даже после того как пользователь полностью разрядит своё устройство и оно выключится. Именно поэтому, даже, если Вы полностью разрядите телефон, но вечером поставите его на зарядку, то, скорее всего, ничего с ним не случится! А вот, если он пролежит разряженным пару дней, то тут уже всякое может быть...

- Нельзя использовать телефон при зарядке (МИФ)

На самом деле при использовании оригинального зарядного устройства, Вы вполне можете пользоваться своим девайсом во время зарядки. Ток заряда в таком случае, как правило, больше тока разряда, так что максимум, чем это грозит, чуть более длительным процессом накопления заряда.

В то же время, при использовании слабых зарядников или при зарядке от некачественной электросети, ток заряда может быть меньше номинального. Если он окажется ниже тока разряда, то Ваше устройство продолжит разряжаться, даже будучи подключённым в сеть, либо заряд просто не будет набираться.

- Зарядное устройство лучше не держать в розетке постоянно (ПРАВДА)

И на это есть целых две причины. Даже, когда зарядник ничего не заряжает, а просто воткнут в розетку, он выполняет свою работу. Следовательно, во-первых, происходит его медленный, но износ, а во-вторых, идёт небольшой расход тока, который за месяц может составить (в зависимости от мощности зарядного устройства) до пары киловатт-часов!

Рассчитать расход тока можно перемножив номинальное напряжение на силу тока, которые указаны на корпусе зарядника, а затем умножив полученное значение на нужное количество времени в часах. Например, для стандартного ЗУ 5В 1А потребление тока будет 5 Ватт за час. Отсюда, в сутки имеем 24х5=120 Ватт, а за месяц накапает 120х30=3600 Ватт! То есть, 3,6 киловатт-часа.

- Нельзя использовать неоригинальные зарядные устройства (МИФ)

Если номиналы тока на оригинальном и "неродном" заряднике совпадают, то вполне можно использовать любой из них. Максимум, чем грозит использование неоригинального ЗУ - более слабым выдаваемым током, который будет медленнее заряжать Ваш девайс.

Выводы

Сегодня существует довольно большой выбор зарядных устройств буквально на все случаи жизни. Однако, если знать их основные характеристики, которые влияют на качество заряда, Вы без особых проблем сможете выбрать именно то, что подойдёт Вам. И при этом не так важно, оригинальное это будет ЗУ или от стороннего производителя. Важно лишь чтобы это не был вообще какой-то ширпотреб.

При выборе зарядника обращайте внимание на производителя (лучше брать, всё-таки, оригинал или зарядки известных фирм, вроде Belkin или AUKEY) и старайтесь избегать китайских подделок. Длина кабеля зарядного устройства в идеале должна составлять 50 - 100 см. Ну и, естественно, номинальный ток должен соответствовать тому, который указан на аккумуляторе заряжаемого устройства. Вот и все премудрости:)

P.S. Разрешается свободно копировать и цитировать данную статью при условии указания открытой активной ссылки на источник и сохранения авторства Руслана Тертышного.

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.

Чего ожидать всем нам через несколько лет, сложно предугадать, поскольку технический прогресс развивается невероятно быстро, шагая не семимильными шагами, а мчась с невероятной скоростью. В умах инженеров рождаются фантастические идеи, которые спустя небольшой промежуток времени становятся явью. Заряжать телефоны , исключив любые провода, в настоящее время вполне реально. Однако многие пользователи до сих пор не могут никак разобраться, как работает беспроводное зарядное устройство для телефона, считая, что такие манипуляции находятся в одном ряду с фантастическими деяниями.

Зарядить смартфон теперь можно и с помощью беспроводного устройства.

Если вам надоело распутывать шнуры каждый раз, когда возникает необходимость в зарядке вашего смартфона, значит, вам действительно полезно рассмотреть альтернативную разновидность передачи энергии. Чтобы осознанно подходить к такому процессу, исключив любые сомнения, полезно понимать, в чём заключается принцип непосредственной работы беспроводной зарядки.

Услышав впервые, что существует беспроводная зарядка для телефона , многие владельцы смартфонов начинают самостоятельно фантазировать, убеждая самих себя в том, что раздача энергии будет происходить на любом расстоянии. Конечно же, это невероятное заблуждение. Ни в коем случае нельзя беспроводное зарядное устройство для телефона сравнивать с Wi-Fi.

Пытаясь разобраться, как работает беспроводная зарядка, нелишним будет ознакомиться с дополнительной информацией, из которой станет понятно, что зарядка, исключающая применение проводов, является разновидностью магнитно-индукционной зарядки.

Если вы решились обзавестись беспроводной зарядкой, начать её активно использовать, вам совсем не помешает вникнуть в принцип работы беспроводной зарядки для телефона.

Технология беспроводной передачи энергии

Учёные находятся в активном поиске инновационных технологий, расширяющих возможности пользователей, ориентированных на постоянное применение современных гаджетов. В частности, современные исследователи готовы заявить, что электричество можно успешно раздавать, применяя лазер, звуковые волны и многие другие физические явления. Однако большинство таких технологий пока что находятся в стадии активной разработки.

Среди них имеется одна технология, которая уже в настоящий момент активно используется и с огромным успехом применяется в коммерческих целях. Именно передача электричества при помощи электромагнитной индукции легла в основу современных инновационных разработок, позволивших практически реализовать принцип беспроводной зарядки для телефона.

В любой технической сфере существуют определённые стандарты, учитывать которые важно при изобретении или совершенствовании устройств, направленных на поддержание работоспособности современных гаджетов.

Компанией Wireless Power Consortium был ещё семь лет назад разработан стандарт, ориентированный на передачу электричества беспроводным способом. Этот стандарт именуют китайским словом Qi.

Большинство производителей смартфонов не только активно приветствуют такой уникальный стандарт, ориентированный на зарядку гаджета без использования проводов, но и применяют стандарт Qi при производстве своей продукции.

По этой причине, находясь на автовокзалах, железнодорожных вокзалах, аэропортах экономически развитых стран мира, человек получает возможность заряжать свой смартфон , не обременяя себя поисками свободных розеток. В таких многолюдных местах устанавливают специальные зарядные станции, разрешая всем нуждающимся пользоваться беспроводной зарядкой.

Как работает зарядка без проводов

Если разобраться, как работает беспроводная зарядка для телефона, становится понятно, что для обеспечения контакта получающего и излучающего устройств их оснащают специальными индукционными катушками. Безусловно, как бы вы ни пытались подзарядить ваш мобильный телефон старого образца, находясь в непосредственной близости к такой раздающей станции, у вас ничего не получится, поскольку гаджет не был непосредственно оснащён производителем такими катушками.

Принцип действия беспроводной зарядки телефона заключается в образовании магнитного поля. В частности, после подключения зарядной станции к электросети индукционные катушки, находящиеся в ней, создают магнитное поле. Если в это магнитное поле попадает устройство, которое поддерживает стандарт Qi, оно начинает активно поглощать электромагнитные волны, а затем при помощи встроенной индукционной катушки преобразовывать их в энергию, обеспечивая уверенный процесс зарядки аккумуляторной батареи.

Немаловажно понимать, как пользоваться беспроводной зарядкой. Полагать, что можно заряжать смартфон, находясь на приличном расстоянии от зарядной станции, нельзя. Рекомендуется размещать разрядившийся гаджет на расстоянии, не превышающем пять сантиметров.

Даже если вы водрузите смартфон непосредственно на само беспроводное зарядное устройство, то коэффициент полезного действия такой зарядки будет составлять около 80%. Конечно, тот, кто привык получать максимум полезного из осуществляемых манипуляций, легко заметит, что зарядка телефона при помощи провода всё-таки имеет более высокое КПД.

Если провести практический эксперимент и вычислить, насколько отличается время зарядки при использовании традиционной и альтернативной зарядки, станет ясно, что для полной зарядки батареи при использовании беспроводных технологий, придётся рассчитывать на дополнительное время, составляющее около одного часа.

Качественные характеристики устройства

Если вы изучили вопрос, как пользоваться беспроводной зарядкой для телефона, совсем не мешает ещё ознакомиться с его преимуществами и недостатками, его влиянием на здоровье человека. Вооружившись такими знаниями, принимать окончательное решение будет гораздо проще.

Преимущества и недостатки

Главным преимуществом является то, что к самому смартфону не придётся вам больше подсоединять провода, которые часто теряются, перекручиваются, попадают в лапы домашних питомцев, поэтому серьёзно повреждаются.

К сожалению, полностью забыть о проводах всё-таки не получится. Провода исключаются только относительно смартфона, а вот само зарядное устройство всё равно подсоединяется к розетке при помощи проводов и электрической вилки.

Ещё одним недостатком, способным вызвать разочарование у приобретателя, является достаточная продолжительность зарядки мобильного устройства.

Если же вы решились приобрести такое инновационное устройство, придётся настроиться ещё и на то, что стоимость беспроводной зарядки в несколько раз выше, чем проводного аналога.

Влияние на здоровье

Каждый работающий механизм излучает электромагнитные волны . Современного человека, заботящегося о состоянии своего здоровья, волнует вопрос, насколько вредны такие излучения, исключается ли риск возникновения патологических изменений в организме при нахождении в непосредственной близости с работающим беспроводным зарядным устройством.

Тревога вполне понятна, поскольку в средствах массовой информации время от времени возникают статьи, в которых акцентируют внимание читателя на опасности, что провоцируют современные технические средства. Однако специалисты уверяют, что это не более чем мифы, поскольку опасность для здоровья человека полностью исключается.

ВАЖНО. Электромагнитные волны, участвующие в процессе беспроводной зарядки, сопровождаются низкой частотой, поэтому исключается какое-либо негативное воздействие на человека.

Такие же волны ежедневно проходят через человека, но при этом технический прогресс к этому не имеет никакого отношения. Точно такие волны по силе и частоте излучает солнце.

Кроме этого, важно понимать, что вряд ли кто-то станет постоянно стоять возле зарядного устройства на протяжении всего цикла его работы. По этой причине инженеры, врачи и прочие специалисты уверенно опровергают миф относительно вреда ЗУ для здоровья человека.

Разновидности беспроводных ЗУ

Ознакомившись с преимуществами и недостатками зарядных устройств, исключающих применение проводов, у многих пользователей возникает активное желание, невзирая на высокую стоимость, всё-таки стать его обладателем.

В настоящее время производители готовы предложить уже несколько вариантов таких устройств, поэтому перед осуществлением покупки, полезно разобраться в их отличительных особенностях, чтобы понять, какую модель можно по праву считать лучшей.