Большинство современных гаджетов – это мобильные устройства, обладающие компактными габаритами и способные работать в автономном режиме. Для этого они оснащены встроенными системами питания, источников энергии в которых является аккумулятор. Современный рынок предлагает широкий выбор таких элементов.
Но наибольшее распространение получили небольшие пальчиковые аккумуляторы. Однако они обладают ограниченным ресурсом и требуют регулярной подзарядки. Для этого используют специальные устройства, подключаемые к стационарной электросети. Один из таких приборов – устройство для заряда пальчиковых аккумуляторов. Оно представлено на рынке различными моделями, попробуем выбрать одну из самых лучших.
Что представляет собой устройство
Это электронный прибор, имеющий компактные габариты. Он служит для заряда батареи энергией от внешнего источника. Обычно это сеть переменного тока.
Схема зарядного устройства для Li Ion аккумуляторов достаточно простая и поэтому прибор может быть собран самостоятельно. Он состоит из следующих элементов:
- Преобразователя напряжения;
- Выпрямителя;
- Стабилизатора;
- Устройства контроля за процессом зарядки.
В качестве преобразователя обычно используется трансформатор, но он может быть заменен импульсным блоком питания. Для контроля за работой зарядки применяются средства индикации, такие как светодиодный амперметр.
Где применяются зарядка для пальчиковых аккумуляторов
Основной сферой использования таких приборов являются мобильные гаджеты. Обычно они работают на различных видах аккумуляторов. Для их зарядки и применяются эти устройства.
Но так как батареи могут быть различного типа, то и характеристики зарядного устройства для 18650 Li Ion аккумуляторов подбираются в соответствии с их рабочим напряжением и номинальной емкостью.
Конструктивные особенности прибора
Зарядное устройство представляет собой небольшой гаджет, приспособленный для работы с конкретными источниками энергии. Можно встретить в продаже и универсальные приборы, рассчитанные на переподготовку как одного, так и нескольких аккумуляторов.
Но так как наибольшей популярностью пользуются пальчиковые элементы, то и устройств для их зарядки выпускается больше всего. Они рассчитаны на работу с аккумуляторами различных габаритов:
В комплекте с некоторыми моделями ЗУ поставляются сменные платы, рассчитанные на батареи различных типов. Новейшие разработки в этой отрасли предполагают оснащение прибора адаптером, что позволяет воспользоваться им в любой стране. Но некоторые по-прежнему предпочитают собирать зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов своими руками.
Смотрим видео, виды устройств, принцип работы и аспекты подбора:
Подключение к сети ЗУ осуществляется при помощи шнура. Но есть образцы, подключаемые напрямую. Их использование не всегда удобно.
Принцип работы устройства
Основным назначением такого прибора является переподготовка источника тока, после того как будет исчерпан ресурс их емкости. Этот процесс в современных ЗУ осуществляется с использованием трех режимов:
- быстрого заряда;
- разряда;
- подзарядки.
Назначение первого пункта понятно – он позволяет привести аккумулятор в рабочее состояние. В то же время два других у непрофессионалов вызывают вопросы. Однако без них зарядка батареи может не состояться.
Именно эти режимы необходимы для устранения таких эффектов, как:
- саморазряд;
- эффект памяти.
Первый получается в случае длительного неиспользования аккумулятора. При этом часто возникает загрязнение электролита или неустойчивость электродов. Эффект памяти связан с технологией изготовления электродов. И чтобы источник тока не вышел из строя преждевременно не стоит подзаряжать его при наличии остаточной емкости. Поэтому в функции зарядного устройства и включен режим разрядки.
Критерии выбора ЗУ
Приобретение такого прибора имеет свою специфику. Одним из самых важных факторов является порядок установки батарей. Чтобы не ошибиться с полярностью и учесть все имеющиеся особенности необходимо внимательно изучить инструкцию и рассмотреть рисунки с вариантами расположения элементов. Это поможет выбрать необходимую вам модель.
Например, используя зарядку для 4 элементов можно ошибиться только с полярностью. Но в то же время приобретая прибор для 2 батарей придется учитывать много особенностей их установки.
Смотрим видео, критерии выбора прибора зарядки:
Специалисты советуют приобретать ЗУ того же производителя, что и аккумуляторы.
Выбирая гаджет следует обращать внимание и на способ его подключения к розетке. Наиболее удобными считаются те в которых используется шнур. Подключаемые без него часто не обеспечивают надежную установку.
Важным параметром является и время заряда. Приобретая универсальное зарядное устройство для Li-Ion аккумуляторов следует учитывать, что в документации приводятся расчетные значения. При этом реальное время обычно несколько больше и это связано со спецификой работы устройства.
Кроме перечисленных выше параметров существует целый перечень других, которые не менее важны при выборе:
- Количество устанавливаемых батарей;
- Типоразмер;
- Особенности их расположения;
- Наличие защиты от перегрева и перенапряжения;
- Автоматическое отключение при полном заряде.
Однако следует учитывать и тот факт, что приборы с большим количеством функций стоят дороже. И в некоторых случаях можно обойтись самым простым, но в то же время дешевым образцом.
Лучшее устройство для зарядки для пальчиковых аккумуляторов
Модель La Crosse BC-700 и NiMN.
Большой ассортимент ЗУ заставляет основательно подходить к выбору. Продукции какой компании отдать предпочтение? Выбрать модель от европейского производителя?
Как правило, они отличаются высоким качеством, но и стоят такие изделия дорого. Зарядные устройства китайского производства – это чаще всего вещь, не подлежащая ремонту и не отличающаяся надежностью.
Хотя и среди этих изделий можно встретить качественные и недорогие модели. Есть неплохие зарядки и отечественной разработки. Они по многим параметрам не уступают зарубежной продукции, но в то же время цена на них значительно ниже.
Какую из моделей выбрать – зависит от конкретных требований покупателя. И чтобы сделать это было проще мы рассмотрим характеристики устройств от различных производителей.
Смотрим видеообзор о модели Robition Smart S100:
Начнем с модели под маркой Robition Smart S100. Это продукция одной из ведущих отечественных компаний. Она представляет собой зарядное устройство с двумя каналами, оснащенное кнопкой разряда. В модельный ряд этого производителя входят приборы, отличающиеся по своему функционалу.
Например, гаджет Ecocharger хотя и не наделе возможностью разрядки аккумуляторов, но способен зарядить даже одноразовую щелочную батарейку. Причем выполнять это процедуру с одним элементом можно до 5 раз. Подключение этой функции осуществляется специальным переключателем, расположенным на боковой панели корпуса.
Кроме этого прибор относится к 4-х канальным. Это значит, что он способен отслеживать уровень заряда каждого аккумулятора по отдельности. Готовность указывается светодиодным индикатором. Стоимость такого прибора не превышает 20 долларов.
Более дорогими являются зарядные устройства марки NiMN. Они обладают более широким функционалом и способны разряжать батарею для восстановления ее емкости. Приборы, также, как и предыдущие способны контролировать уровень заряда каждого отдельного элемента. Использование этого устройства позволяет осуществлять восстановление аккумулятора быстро за счет высокого тока зарядки. Цены на приборы этой марки составляют от 50 до 70 долларов.
Модель зарядки La Crosse BC-700
Емкость аккумуляторов современных смартфонов постоянно растет, но и энергопотребление тоже увеличивается. Увеличение объема батареи положительно сказывается на автономности, но приводит к увеличению времени зарядки. Если аппарат вроде первого iPhone или HTC HD2 можно было зарядить от порта USB 2.0 за 2 часа, то сейчас какой-нибудь Lenovo Vibe P2 потребует на это около 10 часов. Чтобы сократить время пребывания на зарядке, производители активно внедряют поддержку функции быстрой зарядки.
Быстрая зарядка в смартфоне - это технология, которая работает по принципу увеличения силы тока, который подается на батарею от блока питания. Изначально блоки питания для зарядки мобильных устройств выдавали напряжение 5 В с силой 500-1000 мА. Но при таких параметрах теоретически за час можно восполнить на более 1000 мАч емкости аккумулятора смартфона. На практике это значение еще меньше, так как чем больше заряжена батарея - тем сильнее приходится уменьшать силу тока.
Самым первым способом ускорить процесс зарядки стало повышение силы тока. Ранние технологии позволили выдавать силу тока до 2 ампер, при напряжении 5 вольт, что давало мощность в 10 ватт. Однако дальше двигаться таким путем оказалось сложно: для больших токов требуются толстые провода, так как от этого зависит сопротивление жил. С некачественным кабелем даже 2 А получить нелегко, так как возникнут просадки.
Использовать кабель с большим сечением жил проблематично, поэтому производители решили пойти путем увеличения напряжения, при сохранении прежней силы тока. Однако литиевые аккумуляторы требуют для заряда напряжения в узком диапазоне, подать «чистые» 12 В на контакты нельзя. Чтобы решить проблему, были разработаны специальные контроллеры заряда, которые встраиваются в чипсет или на материнскую плату. Они принимают напряжение выше 5 вольт, преобразуя его в оптимальное для аккумуляторных ячеек.
Виды быстрой зарядки для смартфонов
Для того, чтобы повысить скорость зарядки, производители комплектующих для смартфонов разрабатывают новые технологии быстрой зарядки. Компания Qualcomm предлагает QuickCharge, у MediaTek имеется конкурирующая PumpExpress, а у OPPO – аналог под названием VOOC. Samsung предлагает пользователям Fast Adaptive Charging. В смартфонах Asus имеется поддержка Asus BootMaster, в Motorola – TurboPower, а в Huawei - SmartPower.
Актуальные поколения QuickCharge и PumpExpress способны использовать разные напряжения, блоки питания могут выдавать от 5 до 12 В. Зарядное устройство взаимодействует с контроллером заряда, от которого получает «подсказки», какой ток и напряжение следует выдать в данный момент. Может использоваться как ступенчатое регулирование (5, 9, 12 В и т.д.), так и плавное (от 3,2 до 20 В, с шагом 200 мВ, применяется в QuickCharge 3.0).
Так как за беспроводную зарядку отвечает чипсет, то именно от него зависит тип используемой технологии. Самостоятельными можно считать методы Qualcomm, Samsung, Mediatek, Huawei, то есть, компаний, производящих чипсеты. Особняком стоит VOOC от Oppo. Она реализована за счет использования многоячеечных аккумуляторов, способных заряжаться параллельно. За счет этого «залить» 2500 мАч можно всего за 15 минут.
Другие технологии быстрой зарядки- это, как правило, вариации на базе QuickCharge, названные другим именем. А в целом - все они используют один принцип: сначала блок питания постепенно увеличивает ток и напряжение, подбирая максимально возможные параметры, потом на максимальной мощности происходит зарядка до 50-70 % емкости, а дальше - идет плавное снижение силы тока и напряжения.
Вредна ли беспроводная зарядка в смартфонах?
Литиевые (литий-ионные и литий-полимерные) аккумуляторы смартфонов чувствительны к силе заряда. Использование некачественного ЗУ, зарядка и разрядка с чрезмерно большими токами могут сокращать их ресурс, поэтому имеют место утверждения о вредности быстрой зарядки.
На самом деле, контроллер питания - достаточно сложно устройство, которое способно подбирать оптимальный режим пополнения емкости. Пока плотность заряда в ячейке аккумулоятора невысокая - он подбирает максимально возможную мощность зарядки. С повышением плотности химические процессы в аккумуляторе ускоряются, усиливается нагрев (а вредит именно он). Контроллер фиксирует это и уменьшает мощность питания, чтобы предотвратить нагрев. Как итог, температурный режим поддерживается в норме, негативное воздействие на аккумулятор сводится к минимуму.
Может ли смартфон взорваться из-за быстрой зарядки?
В интернете часто всплывают новости о взрывах смартфонов, а страшилки про то, что это происходит из-за быстрой зарядки, очень распространены. В теории такое действительно возможно, однако часто проблема - не в технологии быстрой зарядки, а в неисправном оборудовании. Использование некачественных блоков питания и кабелей, пользование смартфонов с поврежденным аккумулятором, деформированным корпусом и т.д. - вот главные причины взрывов и возгораний.
Чтобы избежать пожара, взрыва или просто вздутия аккумулятора - достаточно соблюдать несколько простых правил. Нельзя накрывать заражающийся смартфон подушкой или другим предметом, оставлять его заряжаться на нагретом летним солнцем подоконнике или панели автомобиля. Также не рекомендуется использовать кабели и блоки питания сомнительного происхождения.
{ ArticleToC: enabled=yes }
Сегодня даже представить трудно, как жили раньше без портативных устройств. Они сопровождают людей повсюду: дома и на отдыхе, на улице и на работе. Без сомнения, что жить с ними намного удобнее, если есть универсальное зарядное устройство для всех типов аккумуляторов.
Но, наряду с этим, стремительно растущая «популяция» цифровых устройств несет определенные проблемы, связанными с отсутствием на источники питания единого стандарта.
Чтобы питать подобные устройства лет 10 назад еще использовали стандартные батарейки, типоразмеры которых можно было пересчитать по пальцам, поэтому применялись одни и те же батарейки для питания магнитофонов, транзисторов, моделей. Современные же электронные девайсы требуют «своего» источника.
Аккумуляторы разнятся электрическими характеристиками и размерами, из-за чего пригодны для ограниченного применения. Оказавшись без них, человек отрезан от внешнего мира.
Поэтому для подзарядки имеющихся устройств пользователю приходится применять строго соответствующие зарядные, что неудобно даже в стационарных условиях хотя бы по тому, что требуется много розеток. Помимо этого приходится постоянно распутывать провода. А уж о том, насколько это не просто во время отдыха и путешествий, и говорить не приходится.
Проблема эта особенно актуальна для любителей путешествовать: объемные и не очень ЗУ пополняют багаж, а в гостиницах нередко имеется всего одна доступная розетка.
Выход в такой ситуации один – универсальное зарядное устройство для всех типов аккумуляторов, имеющее соединительный кабель с адаптерами, подключаемые к различным портативным гаджетам.
Заряжать, используя универсальное зарядное устройство для всех типов аккумуляторов, намного удобнее. При весе до 400 граммов, они помещаются даже карман, а в рюкзак тем более.
Видео: Лучшее универсальное зарядное устройство (обзор)
Типы устройств для зарядки батарей
Универсальное зарядное устройство — ECO6
Универсальное зарядное устройство для абсолютно всех типов аккумуляторов — ECO6 с набором переходников позволяет заряжать током 5А емкость батареи Lipo (до 6 банок). Для балансировки в комплекте имеется разъем JST-XH. Питающее напряжение составляет 11-18 вольт, поэтому зарядка может производиться от блока питания персонального компьютера или аккумулятора авто. Особенность устройства в памяти, т.е. запоминании параметров пяти батарей. Максимальная мощность и разброс тока заряда, как и у выше описанной модели.
В зарядном интеллектуальном балансировочном устройстве Hobby King 4B6 — 4 автономных порта. Это разрешает одновременно заряжаться 2 LiPo батареям, например, аккумулятору передатчика и накалу « свечи».
В комплект HobbyKing ECO6-10 200W 10A, способного автоматически выставлять и заряжать током 10А батареи любого размера входят различный разъемы, в том числе балансировочный JST-XH, провода для всех способов подключения.
И их помощью легко заряжать батареи ZIPPY/TURNIGY. На входе величина напряжения питания составляет от 10 до 18 вольт, что подходит как для блоков питания для компьютеров, а также для автомобильных батарей.
К особенностям универсального зарядного устройства для всех типов аккумуляторов отнести можно:
- возможность балансировки отдельной банки (разъем JST-XH);
- микропроцессор;
- широкий диапазон зарядного тока (0.1 ~ 10 А);
- функцию временного ограничения;
- режим энергосбережения;
- хранение данных для 10 батарей в памяти;
- защиту аккумулятора (мониторинг питания);
- запоминание даты эксплуатационного периода и ввода прибора в работу.
Еще одна марка, которую нельзя обойти вниманием. Устройство совместимо со многими типами батарей. Оно способно заряжаться от 12 В и 110 / 240В (NiMH, Lion, LiPo, LiFe, NiCd). Помимо этого, в нем есть жидкокристаллический сенсорный монитор, длина диагонали которого три дюйма, где отражаются основные характеристики, в числе которых графики.
Характеристики его таковы:
- напряжение питания – 100 ~ 240 В;
- мощность заряда(максимальная) и разряда соответственно 90 и 10 Вт;
- колебания – 50-60 Гц;
- ток зарядки — 0.1 ~ 10 А;
- вес – 520 гр;
- размеры — 146 x 148 x 58 мм;
- типы батарей — (LiPo), (LiFe), (LiIon), (NiMh), (NiCd).
IMAX B6AC V2 – новейшая версия профессионального прибора, имеющего функциональные новинки — управление с персонального компьютера. Если есть необходимость, прошивку можно обновить. Прибор позволяет регулировать на выходных разъемах напряжение. Для зарядки батарей высокой мощности – это идеальное решение. Его также применяют для литиевого аккумулятора, когда требуется измерить его внутреннее сопротивление. B6AC V2 снабжен функциями, ограничивающими емкости заряда, величину времени и тока, что его делает наиболее безопасным среди аналогов.
Основные характеристики:
- питающее напряжение 100-240 В;
- входное напряжение питания – 11-18 В;
- для емкостей: (NiMh), (NiCd), (LiIon), (LiPo) и (LiFe);
- мощность разряда и заряда (максимальные) соответственно 5 и 50Вт;
- колебания – 50/60 Гц;
- пределы тока разряда и заряда — 0.1 ~ 5 А;
- число элементов в NiMh батарее — от 1 до 15, в остальных — 1-6;
- напряжение Pb батарей в диапазоне 2-20 В;
- вес – 832 грамма;
- габариты — 135 x 144 x 36.
Комплектуется он такими деталями:
- сетевым кабелем;
- с Т-разъемом, бананом 4мм;
- разъемами: JST, XT60, Futaba, крокодил, DC Jack / крокодил.
Прибор позволяет заряжать литиевые свинцовые, а также никелевые батареи, снабжен функцией балансировки — Turnigy B6 PRO. Регулировка тока зарядки происходит в диапазоне 0,1-6,0 А. Li-xx элементов одновременно заряжается до 6, а Ni-xx – до 15. Для удобства пользователя, прибор легко запоминает значения 5 батарей.
Источник питания имеет надежную защиту, благодаря которой беспокоиться о том, что будет «посажен» аккумулятор, не нужно. Самостоятельно оно переводит аккумулятор в режим «хранение».
Для питания подходит всякий источник, выдающий 11-18 вольт. Поступает зарядное на рынки в четырех вариантах цветового исполнения, имеет ЖК-дисплей и подсветку.
Turnigy
Еще одна модель Turnigy B6 PRO. Благодаря данным ему возможностям – многофункциональное устройство может заряжать и отслеживать состояние никелевых, литиевых и свинцовых батарей. Как и у предыдущего типа, его зарядный ток находится в интервале 0,1- 6,0 А. Во внутренней памяти содержатся данные о пяти аккумуляторах. Источник питания защищен, поэтому батарея не будет «посажена» при заряде «в поле». Прибор может отслеживать температуру батареи (датчика нет в комплекте), при длительном неиспользовании, переводить батарею в состояние «хранения». Питание возможно от любого источника с постоянным напряжением 11-18 вольт. Чтобы было проще «опознать» выпускается в 4 цветах.
Устройство Turnigy TQ4 способно одновременно заряжать четыре емкости разного типа. Относятся сюда батареи: LiPoly, Li-ion, LiHV, LiFe, NiMH, Ni-Cd. Весит прибор 1100 граммов, укомплектовано JST-XH (2 ~ 6) разъемом, напряжение батарей Pb 2-24 В. В NiCd/NiMh аккумуляторе элементов от 1 до 15, в LiIon/LiPol/LiFe — 1-6 штук.
iCharger 106B-plus250W 6s
Мощность многофункционального зарядного iCharger 106B-plus250W 6s составляет 250 ватт, а величина тока – 10 ампер. Практически для всех аккумуляторов оно подходит. Особенностью является сверхточная балансировка.
Если встал вопрос о приобретении универсального зарядного устройства для всех типов аккумуляторов, выручит легендарное устройство iMax B6 Power Bank (PB12000AB) и пр. Последняя модель заряжает сразу три девайса, для чего у нее имеются соответствующие 4 USB-разъем.
Видео: Лучшее универсальное зарядное устройство для всех видов аккумуляторов
В нынешнее время производители электроники для питания чаще используют элементы питания, в основе которых лежат литиевые технологии: литий-полимер (Li-Po ), литий-ион (Li-ion ). Плюс таких аккумуляторов в том, что у них большая удельная емкость, низкий саморазряд, способность отдавать большие токи при разряде и такие аккумуляторы изготавливаются любых форм и размеров. Для заряда таких аккумуляторов нужны специальные зарядные устройства.
Стандартные аккумуляторы
Потребители часто приобретают такие устройства, которые работают на стандартных аккумуляторах типа АА или ААА. Они могут быть заменены обычными батарейками и специального зарядного устройства не требуется. Все реже и реже появляются, раньше использовавшие аккумуляторы NiMH. Они имеют емкость на 40% больше чем NiCD аккумуляторы. NiMH аккумуляторы с каждым днем совершенствуются. К примеру, если раньше у них саморазряд был высоким, то теперь некоторые аккумуляторы имеют минимальный саморазряд.
Способы зарядки аккумулятора
Когда заряжается аккумулятор, в нем происходят химические преобразования. Та энергия, которая поступает при зарядке, часть нее тратиться на эти преобразования, а часть превращается в тепло. NiMH аккумуляторы при зарядке нагреваются сильнее чем Nicd потому что химические реакции, протекающие при его заряде, являются экзотермическими.
Скорость заряда аккумулятора зависит от величины зарядного тока. Ток зарядки измерят в единицах С – численное значение емкости аккумулятора. Есть несколько видов зарядки:
капельная зарядка (trickle charge) – ток 0.1 С
быстрая зарядка (quick charge) – ток 0.3 С
ускоренная зарядка (fast charge) – ток 0.5-1.0 С
Капельная зарядка
При капельном заряде выбирают маленький ток, потому что зарядка продолжается, если даже аккумулятор заряжен. При таком малом токе аккумулятор не так сильно нагревается. Точно определить окончание процесса зарядки тут невозможно.
Быстрая зарядка аккумулятора
Такая зарядка с током 1С рекомендована не всем аккумуляторам, потому что может открыться вентиляционное отверстие аккумулятора, при высокой температуре окружающей среды (до +40). При быстрой зарядке нужно во время прекратить процесс заряда.
Алгоритм работы быстрого зарядного устройства состоит из нескольких фаз:
1. Определение наличия аккумулятора
2. Квалификация аккумулятора (Qualification)
3. Пред-зарядка (Pre-charge)
4. Переход к быстрой зарядке (Ramp)
5. Быстрая зарядка (Fast charge)
6. Дозарядка (Top-of Tcharge)
7. Поддерживающая зарядка (Maintenance charge)
Фаза определения наличия аккумулятора . Здесь проверяется напряжение на выводах аккумулятора при включенном генераторе зарядного тока примерно 0.1С. Если при этом напряжение будет 1.8 В, аккумулятор отсутствует или поврежден. При высоком напряжении зарядка не должна начинаться, как только будет обнаружено низкое напряжение, зарядка начнется. В остальных фазах должна проводиться проверка наличия аккумулятора, потому что на любой фазе аккумулятор может быть вынут и зарядное устройство должно возвращаться к первой фазе.
Фаза квалификации аккумулятора . С этой фазы начинается зарядка аккумулятора. Эта фаза нужна для оценки начального заряда аккумулятора. Судя по напряжению на аккумуляторе, нужно определить, нужна пред-зарядка или нет.
Фаза пред-зарядки . Эта фаза не должна длиться более 30 минут. Фаза пред-зарядки требуется для глубоко разряженных аккумуляторов. Для всех длительных фаз нужен контроль температуры, она не должна превышать 60 градусов во время зарядки.
Фаза перехода к быстрой зарядке . Не желательно сразу включать быстрый ток, лучше постепенно превышать в течение 2-х минут. Быструю зарядку можно начинать, если напряжение на аккумуляторе выше 0.8 В.
Фаза быстрой зарядки . Самое главное в этой фазе – вовремя прекратить заряд, иначе аккумулятор разрушиться. Чтобы вовремя остановить зарядку, можно использовать несколько методов определения заряда.
Для NiCd аккумуляторов применяется dV-метод – это самый быстрый метод определения заряда, к концу зарядки напряжения на аккумуляторе понижается.
Для NiMH аккумуляторов dV-метод работает не так хорошо. И используют dV=0 метод. Здесь детектируют постоянство напряжения на аккумуляторе. Если в течении 10 минут напряжение одно и то же, то пора отключать зарядку.
Также, окончание зарядки можно определить по температуре, так как к концу зарядки давление внутри аккумулятора растет и повышается температура. Некоторые зарядные устройства вместо постоянного тока используют импульсный. Импульсы тока длятся 1 сек. Плюсом такого метода является то, что он лучше выравнивает концентрацию активных веществ по всему объему, уменьшает вероятность образования крупных кристаллических образований на электродах и их пассивацию.
Фаза дозарядки. В этой фазе ток зарядки должен быть 0.1-0.3 С. Длительность дозарядки – 30 минут, далее уже будет перезарядка. После быстрого заряда лучше остудить аккумулятор и после начать процесс дозарядки.
Фаза поддерживающей зарядки. Постоянный ток для аккумулятора вреден, так как аккумулятор постоянно будет иметь высокую температуру. После окончания зарядки, аккумуляторы NiCd переходят в капельный режим, для поддержания заряда. А аккумуляторы NiMH не переносят перезаряд и поэтому поддержание заряда им пользу мало принесет. В принципе, можно обойтись и без этой фазы.
Сверхбыстрый заряд
Можно использовать ток до 3С. Когда аккумулятор заряжен на 70%, заряд нужно уменьшить и продолжать в обычном режиме. Если этого не сделать сверхвысокий нагрев аккумулятора разрушит его или даже взрыв.
«Умное» зарядное устройство
Аккумуляторы одного форм-фактора. К примеру, NiMH аккумуляторы размера АА имеют емкость 1900-2850 мА/ч, а аккумуляторы размера ААА – 750-1100 мА/ч. Ток зарядки должен быть пропорционален емкости аккумулятора. При зарядке большим током аккумулятора с маленькой емкостью, будет нагрев. При зарядке маленьким током, время зарядки будет длительным. В общем, зарядное устройство должно контролировать ток, то есть, использовать большой ток для аккумуляторов с большой емкостью и маленький ток для меньшей емкости. В этом заключается смысл «умного» зарядного устройства.
Проблема выключения питания зарядного устройства
Если при процессе зарядки питание зарядного устройства выключено, то при включении питания должен произойти переход на фазу определения наличия аккумулятора. При этом зарядка начинается сначала и дозарядка будет произведена полностью. Минус частой дозарядки в том, что оно может перерасти в перезарядку. «Умный» аккумулятор Li+ содержит контролер, измеряющий величину заряда.
Первичные источники тока
Первичные источники тока – это батарейки (щелочные и марганцево-цинковые). Отличие между первичными источниками и аккумуляторами является внутреннее сопротивление, которое у первичных источников выше. Если внутреннее сопротивление будет больше нормы, процесс зарядки прервется.
Эффект памяти и восстановления аккумуляторов
Проявляется эффект памяти в NiCd аккумуляторах. Смысл эффекта заключается в том, что на электродах образуются крупные кристаллические образования, в результате часть объема активного вещества аккумулятора перестает использоваться. Для устранения эффекта памяти рекомендуется полная разрядка. Такая полная разрядка рекомендуется проводить в аккумуляторах NiMH перед их зарядкой. Будет лучше, если иметь зарядное устройство с функцией разряда.
Взаимодействие аккумуляторов в сборке
Отдельные аккумуляторы в батареи могут иметь разные характеристики . Аккумуляторы, которые имеют меньшую емкость, будут разрушаться в процессе разрядки сборки. И каждый аккумулятор в батареи должен заряжаться отдельно, но в готовых сборках есть только два вывода и возможен только совместный заряд. В этом случае нужно выравнивание.
На этот раз - интеллектуальное зарядное устройство для Ni-Mh аккумуляторов типоразмера AAA и AA.
Почему интеллектуальное?
В отличие от обычных зарядных устройств, которые продаются задешево китайцами или входят в комплекты типа «10 дешевых аккумуляторов и дешевая зарядка за 2000 рублей», и заряжают «капельным» способом, это зарядное устройство имеет в себе контроллер, в который заложены программы быстрой зарядки аккумуляторов, и некоторые другие фишки - вроде определения емкости и «тренировки» аккумуляторов для восстановления емкости.
О терминологии
Ni-Cd , никель-кадмиевый аккумулятор. Аккумулятор, катодом в котором выступает Ni(OH) 2 , анодом Cd(OH) 2 , электролитом - KOH. Отличаются большим количеством циклов заряд-разряд, и возможностью хранения в разряженном виде.Ni-MH , Никель-металл-гидридный аккумулятор. Катод - оксид никеля(NiO), анод - сплав Лантан-Никель-Кобальт, электролит - такой же как и в Ni-Cd.
99% аккумуляторов, продающихся в магазинах формфакторов АА или ААА - Ni-MH. Обусловлено это более привлекательными для потребителя качествами - менее заметный эффект памяти, большая емкость. Правда, вместе с этими характеристиками в комплекте идет и быстрый саморазряд (когда через некоторое время неиспользованные аккумуляторы приходится заряжать заново).
LSD Ni-MH - Ni-MH с низким саморазрядом. Несмотря на интригующую аббревиатуру в названии, она всего лишь сокращение от Low Self-Discharge:) Несмотря на это, они обладают еще несколькими преимуществами - бОльшими токами разряда, возможностью работать при низких температурах, увеличенным количеством рабочих циклов.
Еще термины, для тех, кто не читал статью о зарядке литиевых аккумуляторов.
О умном и глупом заряде
Заряжать никелевые аккумуляторы можно разными способами. Кстати, следует учитывать что зарядка, предназначенная для Ni-MH, сможет зарядить и Ni-Cd, но не наоборот. Если вам удастся найти в закромах зарядку, специально предназначенную для никель-кадмиевых аккумуляторов, не стоит пытаться заряжать ей Ni-MH - может плохо кончиться. Но я уже лет 5, наверное, не видел таких зарядных устройств.Так вот, о способах заряда. Самый простой - капельный, или малым током.
В этом режиме аккумулятор заряжается фиксированным током, составляющим 1/10C, или 0.1С. Как мы помним из терминологии, С - это численное значение емкости аккумулятора, а значит, даже теоретически, зарядка должна длиться никак не менее 10 часов. На практике, никто не обладает 100% КПД, а значит, время заряда увеличивается как минимум до 15 часов. В реальности, это время будет еще больше, так как зарядки «тупые», и способны только контролировать ток. Соответственно, нельзя заранее узнать, какой аккумулятор будет заряжаться - 600mAh или 2700mAh. Для первого нужный ток составит 60mA, а для второго - 270mA.
Процессы, протекающие в во время заряда таковы, что как раз ток в 0.1С аккумулятор после набора полной емкости способен переваривать без последствий в виде взрывов и огня - просто превращая в тепло, которое без последствий уносится потоками воздуха. А если этот ток превысить, аккумулятор начнет нагреваться слишком сильно, и вполне может рвануть.
Вы понимаете, к чему я клоню? Нельзя заряжать аккумулятор в 600mAh током 270mA, а вот аккумулятор в 2700mAh током в 60mA - вполне. Впоследствии этого, все зарядки такого типа ограничивают ток заряда в 60-100mA. И если для аккумулятора в 600mAh время полного заряда и составит рекомендуемые 15 часов, то для более емкого аккумулятора в 2700mAh вам потребуется уже около полутора суток минимум. В общем, все понятно, и пользоваться таким зарядным устройством могут только те, кто использует аккумуляторы в пультах для телевизоров.
Заряд средним током с контролем температуры.
В этом режиме аккумулятор заряжается уже токами от 1/3C до 1/2C, которые позволяют зарядить уже за приемлемое время - от 5 часов. При заряде такими токами аккумулятор начинает нагреваться после окончания заряда, что может привести к его взрыву. Поэтому, в таких зарядках рядом с аккумулятором находится температурный датчик, который отслеживает резкое повышение температуры, и останавливает заряд. Если зарядка еще чуть «умнее», она сначала разряжает аккумулятор для избавления от эффекта памяти, а потом начинает заряжать его. Некоторые модели еще считают время от начала заряда, что позволяет косвенно судить о исправности аккумулятора - если зарядка закончилась на гораздо меньшее время (час или полтора), то аккумулятор неисправен, о чем зарядка сигнализирует.
Заряд высокими токами с контролем -ΔV и температуры
Самая быстрая технология заряда. Аккумулятор заряжается высокими токами (от 1C до 2С), позволяя заряжать аккумулятор за час или два.
Основной принцип такой технологии заключается в том, что до окончания заряда напряжение всегда растет, а сразу после полного заряда - снижается. Ненамного, на десятки или даже единицы милливольт. Контроллер в зарядном устройстве постоянно мониторит напряжение на аккумуляторе и после скачка напряжения вниз - снижает ток заряда примерно до 10mA - для компенсации саморазряда - чтобы аккумуляторы всегда были готовы, даже если их оставят в зарядке на день.
Существует опасность не заметить этот момент, и серьезно перегреть аккумулятор на таких токах, поэтому во все зарядные устройство дополнительно встроена защита по температуре - термодатчики на каждый аккумулятор, которые временно выключают процесс заряда, если аккумулятор сильно нагрелся.
Как правило, производители не ограничиваются только таким режимом - если уж встраивать контроллер, то на него можно повесить еще несколько функций - контроль тока, для определения реальной емкости аккумулятора, функцию тренировки - когда аккумулятор несколько раз заряжается и разряжается для компенсации эффекта памяти, и другие функции.
О самой зарядке
Коробка из плотного картона:
С надписями на трех языках:
Внутри коробки можно обнаружить блок питания, само зарядное устройство, и руководство. Все комплектующие имеют собственную упаковку, а зарядное устройство - даже личные пупырышки на пакетике.
Блок питания на 3 вольта и аж 4 ампера.
Руководство, и само зарядное устройство:
На обратной стороне зарядки - описание, модель, значки. Остальное пространство покрыто рядами вентиляционных отверстий.
На задней стороне - разъем блока питания:
С боков ничего интересного нет:
Все органы управления сосредоточены на передней панели, там же гнезда под аккумуляторы:
Управление осуществляется тремя кнопками - Mode, Display, Current. Первая отвечает за выбор режимов, вторая - за отображение на экране параметров, а третья устанавливает ток заряда.
Внутренности:
Как обычно, полюбопытствуем, что же находится внутри. Выкручиваем 4 винта по периметру:
После чего снимаем заднюю крышку:
Взору предстает плата, так же прикрепленная 4 винтами:
Но вытащить плату, только выкрутив винты не удастся. Еще надо отпаять в 4 точках, отмеченных стрелками провода термодатчиков.
А вот и они:
Следует отметить, что они не просто прижимаются, а намертво приклеены (скорее даже вклеены) в металлические пластинки теплопроводным герметиком. Датчиков два - каждый отвечает за два аккумулятора.
Именно к этим пластинкам прижимаются аккумуляторы - для лучшего контроля температуры.
Белое - как раз термогерметик. Вот и плата:
Верхняя сторона не очень интересная - одни полигоны, контакты, разъем, три кнопки и экран. Который можно без проблем снять с платы:
А вот обратная сторона гораздо интереснее, там расположен микроконтроллер(синий), управляющий всеми функциями зарядки:
Чуть ниже - балластные резисторы (красные) для режимов тестирования и восстановления (на них разряжаются аккумуляторы), желтые - шунты, точные резисторы на которых измеряется падение напряжения для контроля тока при заряде и разряде, голубой - операционный усилитель для термодатчиков.
Быстрый старт:
После включения без аккумуляторов на всех 4 дисплеях загорается надпись null.
Если вставить заряженный аккумулятор - загорится надпись Full. Если не полностью заряженный - то покажет текущее напряжение, и режим по умолчанию - Charge.
Если не нажимать никаких кнопок, то через 4 секунды покажет ток - по умолчанию 200mA, а через еще 4 - мигнет и перейдет в режим зарядки. Таким образом, можно просто всунуть туда аккумуляторы и уйти - режим зарядки включится автоматически.
При работе кнопкой Display можно циклически переключать режимы ток-напряжение-заряд-время с начала процесса
Если в течении 5 секунд нажать Current - можно выбрать ток заряда или разряда - 200-500-700-1000mA. Если в зарядку установлены 1 или 2 аккумуляторы в первый или последний отсеки - становится возможным выбрать ток 1500 или 1800mA.
После выбора ничего делать не надо - через 10 секунд после нажатия последней кнопки включится режим с выбранным током.
Кнопкой Mode можно выбрать режим работы - Charge, Discharge, Test, Refresh. Для выбора надо подержать кнопку 2 секунды, после чего можно выбрать режим одиночными нажатиями. Первый режим - Заряд. Он установлен по умолчанию и просто заряжает аккумуляторы до полной емкости. Второй - Разряд, разряжает, а затем заряжает аккумулятор. Третий - заряжает аккумулятор, если он был не заряжен, потом разряжает, в процессе измеряя емкость, потом опять заряжает. Восстановление - четвертый режим, циклично разряжает и заряжает аккумуляторы, до тех пор, как емкость не перестанет изменяться.
Как я понимаю, смысл использования такой - если надо зарядить аккумуляторы быстро, то достаточно их вставить, и выбрать ток заряда. А если время терпит - например, если аккумуляторы пригодятся только утром, то лучше выбрать режим разрядки или тестирования - аккумуляторы разрядятся, а потом автоматически полностью зарядятся. Таким образом, и волки сыты, и овцы целы - аккумуляторы будет заряжены без вашего вмешательства, а сценарий разряд-заряд избавит от эффекта памяти.
Режим тестирования по времени длительнее, потому что для определения емкости надо сначало полностью зарядить аккумуляторы. Но зато после его окончания вы получите информацию о емкости аккумултятора, и в случае чего, вовремя сможете заменить резко умерший аккумулятор(это всяко лучше, чем узнать об этом во время работы).
О основных функциях я рассказал, все остальное - есть в руководстве:
Тестирование функции восстановления:
Очень «удачно» на распродаже в компьютерном магазине я наткнулся на новую упаковку аккумуляторов GP2700 за 200 рублей. Купив, вставив в зарядку я понял, что не зря они стоили так дешево:
«Не гонялся бы ты поп, за дешевизной...» Вместо обозначенных 2700mAh аккумуляторы показали совсем иные цифры - два около 1000mAh, а два остальных - всего 100mAh. Может хранили неправильно, может они сами от саморазряда скончались. Терять мне было нечего, обратно распродажный товар не принимали, и я не особо надеясь включил режим Refresh, положил зарядку на полку и забыл про нее.
Через три дня, когда мне понадобилось зарядить комплект аккумуляторов из вспышки, я взял зарядку с полки, и увидел совсем другие цифры:
Вот так. Аккумулятор показавший результат 984mAh, превратился в 2150mAh, 117mAh - в 2040mAh, 116mAh - в 2200mAh, а 1093mAh в 2390mAh.
Конечно, не указанная производителем емкость, но я не поручусь, что измеренная емкость у совершенно новых аккумуляторов будет равна заявленной - все врут.
Главное - что функция восстановления работает отлично. Пойду пройдусь по знакомым фотографам, заберу у них кучу «дохлых» аккумуляторов. Наверняка часть из них окажется вполне рабочей:)
Стоимость:
В магазине la-crosse.ru это зарядное устройство стоит 1300 рублей .Вывод:
Удобное, хорошо собранное устройство для для заряда аккумуляторов. Думаю, цена устройства быстро окупится удобством работы и несколькими восстановлениями аккумуляторов, вместо покупки новых.Посмотреть все фотографии, включая не вошедшие в обзор, в оригинальном разрешении можно в Picasa-альбоме . Там же можно задать вопрос или оставить комментарий.
Если у вас нет аккаунта на Хабрахабре, вы можете читать и комментировать наши статьи на сайте BoxOverview.com
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите , пожалуйста.
