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.
В процессе эксплуатации аккумулятор приходит в неисправность, причиной чего служит разрядка батареи. Для восстановления емкости АКБ применяются зарядные устройства, которые должны быть в арсенале каждого автолюбителя, равно как и провода для прикуривания. Широкий диапазон таких устройств предлагает магазин автозапчастей Карвильшоп, на сайте которого можно ознакомится как с характеристиками конкретных устройств, так и с актуальными ценами. Чтобы подобрать наиболее подходящую модель зарядки, необходимо знать особенности и характеристики всех видов, представленных на современном рынке.
Виды АКБ.
Распространенными принято считать свинцовые (кислотные) АКБ для легковых авто. Подобные источники тока нуждаются в систематической и регулярной подзарядке. Гораздо реже можно встретить батареи щелочного типа, в их основу заложены никель-кадмиевые (Ni-Cd), литий-ионные (Li-On) или никель-металлические (Ni-Mh) пластины.
В основном зарядники функционируют по единому принципу. Их основное назначение – снижение напряжения сети в 220 В до показателя в 12 В.
Типы зарядных устройств для АКБ.
Принято разделять два основных типа описываемых приборов:
- Зарядно-пусковые, зарядные агрегаты, которые восстанавливают емкость аккумуляторов. Посредством длинных проводов они присоединяются к батарее, могут использоваться прямо в автомобиле.
- Зарядки, функционирующие поэтапно. Изначально происходит восстановление емкости, как в описанном выше примере. Далее производится запуск двигателя, при этом АКБ полностью разряжена.
Сегодня рынок предлагает всевозможные модификации устройств, которые предназначены для зарядки аккумуляторов. При выборе оптимальной модели специалисты рекомендуют учитывать квалификацию и опыт водителя.
Для начинающих в автомобильном деле лучше подбирать автоматические зарядки, цикл работы которых регулируется автоматически. Такие агрегаты самостоятельно отключаются, когда батарея полностью восстанавливается.
Если говорить о пятиэтапном зарядном устройстве, оно производит следующие манипуляции. Происходит зарядка до 80%, после чего осуществляется полный дозаряд до 100% при помощи понижающего тока. Впоследствии уровень зарядки поддерживается в рамках 95-100%, выполняется диагностика, а импульсный режим предотвращает сульфатацию АКБ.
Восьмиэтапные устройства обладают еще большим функционалом. Наблюдается зарядка батареи до показателя в 80%, до полного дозаряда используется уменьшающий ток. Производится проверка батареи на способность удерживать заданный заряд, диагностируется ее работоспособность, устраняется сульфатация. Профилактическая зарядка при показателях в 95-100%, предотвращение расслоения электролита, когда батарея максимально заряжена.
Существуют стационарные преобразователи многофункционального типа. Они предназначены для зарядки АКБ всех типов.
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.
– единственное простое средство для восстановления его работоспособности. Конечно же, в случае его разрядки, а не окончательной поломки. Для решения второго случая предусмотрены специальные способы восстановления, о которых расскажем чуть ниже, после особенностей зарядных устройств (ЗУ).
Казалось бы, что зарядные устройства не обладают массой особенностей, однако это не так. Перед тем как их перечислять, разделим зарядные устройства на две категории: первая – любительские, вторая – профессиональные. К любительским относятся недорогие переносные ЗУ, которые предназначены для личного пользования. Соответственно, профессиональные ЗУ используется для комплексного обслуживания всех типов аккумуляторов, которые позволяют одновременно заряжать и восстанавливать несколько аккумуляторных батарей.
Итак, особенности любительских зарядных устройств следующие:
- 1)Автоматизация
- 2)Защита от переполюсовки
- 3)Возможность пуска двигателя автомобиля
- 4)Возможность десульфатации
- 5)Несколько режимов заряда
- 6)Малые габариты и вес
Автоматизация позволяет зарядить аккумулятор без осуществления контроля над процессом. Это очень облегчает задачу для людей, не очень разбирающихся в физике, так как изначально существовали только такие способы заряда, где необходимы познания в этой сфере. Защита от переполюсовки - тоже очень полезная особенность зарядного устройства. Она позволяет предотвратить порчу как микросхем ЗУ, так и аккумуляторной батареи. К слову, переполюсовка – это неправильное подключение проводов ЗУ к клеммам АКБ.
Пусковые зарядные устройства (или пуско-зарядные) созданы не только для заряда аккумулятора, но и для пуска автомобильного двигателя в экстренном случае. Такие ПЗУ очень полезны при частых поездках вне города.
Если зарядное устройство обладает функцией десульфатации , то оно способно восстановить аккумулятор, на пластинах которого образовался сульфат свинца, блокирующий электроны. При десульфатации происходит очистка пластин от этого сульфата и аккумулятор снова может функционировать.
Несколько режимов заряда АКБ дают возможность проводить заряд именно тем способом, которым Вы хотите – при постоянном напряжении, постоянным током или комбинированным. Малые габаритные размеры и вес обеспечивают устройству мобильность. Его можно легко перевозить в автомобиле или переносить в руках.
Профессиональные зарядные устройства обладают вышеперечисленными функциями, за исключением малых габаритных размеров и массы. Также такие ЗУ зачастую являются стационарными.
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.
