Типы зарядных устройств и их особенности. Типы зарядных устройств

Итак, вы рассматриваете покупку подключаемого к сети автомобиля - отличный выбор. Однако , вы должны проанализировать не только обычные критерии покупки, такие как цена, кузовные особенности, мощность, эффективность, комплектация и цвет, но и вопрос зарядки электромобиля . Приобретая или первое, о чем задумывается потенциальный владелец - как и при помощи чего будет происходить зарядка аккумуляторных батарей . Ведь даже человек мало осведомленный о возможностях экоавтомобилей, прекрасно понимает, что обычной вилки и розетки для этого бывает недостаточно.

Попробуем разобраться, какие существуют на сегодняшний день, основные типы зарядных устройств и разъемов .

Зарядки для электромобилей априори разные, к сожалению , по примеру mini-USB в производстве электрокаров пока нет (на данный момент ведется работа по внедрению ). Существует 4 типа зарядных станций, о которых должен быть осведомлен каждый водитель или будущий владелец электромобиля и несколько видов коннекторов, которыми комплектуются станции и модели электромобилей.

Типы зарядных станций:

Mode 1

Наименее мощный тип зарядки, осуществляемый преимущественно от бытовой сети. Интервал подзарядки электромобиля с помощью такого метода, составляет приблизительно 12 часов. Процесс происходит без специального оборудования, при помощи стандартной розетки и специального адаптера переменного тока. На сегодня данный тип практически не применяется для зарядки серийных автомобилей из-за низкой безопасности подключений.

Mode 2

Стандартный тип зарядной станции переменного тока, использовать которую можно в быту или пользоваться на автозаправочных комплексах. Применяется для зарядки электромобилей всех типов с традиционными разъемами подключаемого коннектора с системой защиты внутри кабеля. Длительность процесса составляет порядка 6-8 часов при емкости аккумуляторных батарей 20-24 кВт ч.

Mode 3

Самый мощный режим, используемый на станциях с переменным током. К нему применимы разъемы Type 1 - для однофазной и Type 2 - для трехфазной сети.

Mode 4

Тип зарядных станций в которых применяется не переменный, а постоянный ток. Мощность подобных комплексов для некоторых электромобилей бывает слишком высока. У тех же, что поддерживают подобный стандарт, аккумуляторы заряжаются до 80% в течении 30 минут. Подобные зарядные комплексы можно встретить на городских парковках и шоссе, хотя они довольно редки в Украине, поскольку обустройство такого комплекса требует отдельной линии электроснабжении большой мощности. Кроме того цена данной зарядной станции довольно высокая.

Tesla Supercharger

Отдельно стоит отметить тип , которые отличаются от указанных выше, обособленностью использования. Это даже не зарядные станции, а нагнетатели энергии, которые в течении 20 минут заряжают батареи до 50% объема, за 40 минут до 80% и за 75 минут до 100%. Tesla Supercharger обеспечивают высокую зарядную мощность 135 кВт постоянного тока (DC). Коннекторы станции в зависимости от региона использования разняться по форме коннектора, в США они имеют три разъема, в Европе пять, что существенно усложняет эксплуатацию импортированных из Америки в европейские страны электромобилей компании.

Так как в характеристики Mode 1-4 постоянно вносятся правки, предлагаем более простую классификацию типов зарядных станций по мощности зарядки :

1. Для бытовых электросетей переменного тока 230 В до 16 А (3,7 кВт). Их часто называют кабелем так как они имеют малый корпус.
2. Для ускоренной зарядки от электросетей переменного тока 230 В/400 В от 16 А до 40 А (от 3,7 кВт до 30 кВт).
3. Fast charger или «Суперчарджер» - быстрая зарядка постоянным током подает питание на аккумулятор минуя инвертор. Это габаритное стационарное оборудование мощностью от 10 кВт до 400 кВт.

Зарядные станции также можно классифицировать по принципу использования:

• Станции предназначенные для стационарной установки.
• Для портативного использования в одном или нескольких местах.
• Станции для портативного и стационарного использования.

Классификация видов электромобильных разъемов

Кроме режимов работы зарядных станций необходимо знать и типы разъемов подключения коннектора, которые адаптированы к работе каждой из них.

Тип разъема коннектора Type 1 J1772

5-ти контактный стандартный разъем электромобильного коннектора, характерный для большинства электромобилей американского и азиатского производства. Разъем Type 1 применим для подзарядки электромобиля от зарядных комплексов, работающих по стандартам Mode 2, Mode 3. Подзарядка происходит при помощи однофазной сети переменного тока с максимальным напряжением 230 В, силой тока 32 А и предельной мощности в 7,4 кВт.

Type 2 (Mennekes)

7-ми контактный разъем характерный в основном для европейских электромобилей, а также для ряда китайских авто прошедших адаптацию. Особенность разъема заключается в возможности использовать однофазную и трехфазную сеть, с максимальным напряжением 400 В, силой тока 63 А, и мощностью 43 кВт. Обычно 400 В 32 А ~ 22 кВт при трехфазном подключении и 230 В 32 А ~ 7,4 кВт при однофазном подключении. Разъем допускает использование зарядных станций с режимами работы Mode 2, Mode 3.

CHAdeMO

2-контактный коннектор постоянного тока разработанный при сотрудничестве крупнейших японских автопроизводителей с компанией TEPCO. Может использоваться для зарядки большинства японских, американских и ряда европейских электромобилей. Рассчитан для использования на мощных зарядных станциях работающих от постоянного тока в режиме Mode 4, позволяющих заряжать батарею электромобиля до 80% в течении 30 минут (на мощности 50 кВт). Рассчитан на максимальное напряжение 500 В и силу тока 125 А с мощностью до 62,5 кВт, но уже .

CCS Combo (Type 1/Type 2)

Комбинированный тип коннектора, который позволяет вам использовать как медленные, так и быстрые быстрые точки зарядки. Работа разъема возможна благодаря инверторной технологии преобразующей постоянный ток в переменный. Транспортные средства с таким типом соединения могут принимать зарядную скорость вплоть до максимально «быстрой» зарядки. Разъемы CCS Combo не одинаковы для Европы и США и Японии: для Европы предлагают разъем Combo 2 совместимый с Mennekes, а для США и Японии Combo 1 который связан с J1772. Зарядка при помощи CSS Combo рассчитана на 200-500 В при 200 А и мощности 100 кВт. CSS Combo 2 на данный момент наиболее распространенный тип разъема на быстрых зарядных станциях в Европе вместе с CHAdeMO.

GB/T

Данный стандарт характерен для автомобилей только китайского производства и часто его называют просто GBT. Визуально он почти полностью напоминает европейский Mennekes, но технически с ним не сопоставим. Существует два типа разъемов для данного стандарта один для медленной второй для быстрой зарядки.

Далее приводим информационную таблицу, в которой вы сможете найти данные о типах разъемов для европейских и американских электромобилей популярных в Украине. Данная информация поможет тем, кто хочет купить электромобиль, но не владеет в полной мере данными касательно зарядки электромобилей.

Электромобиль	Регион	Порты переменого тока АС			Порты постоянного тока DC				Примечание
		Type 1 J1772	Type 2 Mennekes	Tesla Supercharger	CCS Combo 1	CCS Combo 2	CHAdeMO	Tesla Supercharger
BMW i3	US	да	нет	нет	да	нет	нет	нет
	EU	нет	да	нет	нет	да	нет	нет
Chevrolet Bolt EV	US	да	нет	нет	да	нет	нет	нет	Скоростная зарядка только через CCS Combo
Opel Ampera-e	EU	нет	да	нет	нет	да	нет	нет
Chevrolet Spark EV	US	да	нет	нет	да	нет	нет	нет	Скоростная зарядка только через CCS Combo (Скоростная АС зарядка не поддерживается)
	EU	нет	нет	нет	нет	нет	нет	нет
Fiat 500e	US	да	нет	нет	нет	нет	нет	нет
	EU	нет	да	нет	нет	нет	нет	нет
Ford Focus Electric	US	да	нет	нет	да	нет	нет	нет	Скоростная зарядка не поддерживается
	EU	нет	да	нет	нет	да	нет	нет
Hyundai Ioniq Electric	US	да	нет	нет	да	нет	нет	нет	Скоростная зарядка только через CCS Combo
	EU	нет	да	нет	нет	да	нет	нет
Jaguar I-Pace	US	да	нет	нет	да	нет	нет	нет	Скоростная зарядка только через CCS Combo
	EU	нет	да	нет	нет	да	нет	нет
Kia Soul EV	US	да	нет	нет	нет	нет	да	нет
	EU	да	нет	нет	нет	нет	да	нет
Mercedes-Benz B-Class Electric	US	да	нет	нет	нет	нет	нет	нет	Скоростная зарядка не поддерживается
	EU	нет	да	нет	нет	нет	нет	нет
Mitsubishi i-MiEV	US	да	нет	нет	нет	нет	нет	нет	Скоростная зарядка не поддерживается
	EU	да	нет	нет	нет	нет	нет	нет
Nissan e-NV200	US	да	нет	нет	нет	нет	опция	нет	Скоростная зарядка только через CHAdeMO
	EU	до 2018	с 2018	нет	нет	нет	опция	нет
Nissan Leaf	US	да	нет	нет	нет	нет	опция	нет	Скоростная зарядка только через CHAdeMO
	EU	до 2018	с 2018	нет	нет	да	опция	нет
Renault Kangoo Z.E.	US	нет	нет	нет	нет	нет	нет	нет	Скоростная зарядка не поддерживается
	EU	нет	да	нет	нет	нет	нет	нет
Renault ZOE	US	нет	нет	нет	нет	нет	нет	нет	Скоростная зарядка только АС
	EU	нет	да	нет	нет	нет	нет	нет
Smart ForTwo Electric Drive	US	да	нет	нет	нет	нет	нет	нет	Скоростная зарядка не поддерживается
	EU	нет	да	нет	нет	нет	нет	нет
Tesla Model S	US	нет	нет	да	нет	нет	переходник	да	Скоростная зарядка CHAdeMO через адаптер, Tesla Supercharger
	EU	нет	да	нет	нет	нет	переходник	да
Tesla Model X	US	нет	нет	да	нет	нет	переходник	да	Скоростная зарядка CHAdeMO и CCS Combo2 через адаптер, Tesla Supercharger
	EU	нет	да	нет	нет	переходник	опция	да
Toyota RAV4 EV	US	да	нет	нет	нет	нет	нет	нет	Скоростная зарядка не поддерживается
	EU	нет	нет	нет	нет	нет	нет	нет
Volkswagen e-Golf	US	да	нет	нет	да	нет	нет	нет	Скоростная зарядка только через CCS Combo
	EU	нет	да	нет	нет	да	нет	нет

Хотели бы напомнить, что для удобства использования электромобилей

1. Введение: современные зарядные устройства

Хорошее зарядное устройство является неотъемлемой составляющей частью хорошей аккумуляторной системы. Реалии рынка таковы, что он довольно сильно наполнен различными зарядными устройствами, в большинстве своем – невысокой ценовой категории. Но идеальной ситуацией является максимальное “родство” аккумуляторной батареи и зарядного устройства, они должны работать в паре словно тяговая лошадь и повозка. При разработке и конструировании новых моделей аккумуляторов зарядное устройство к ним должно разрабатываться параллельно, а то и в первую очередь. По факту же мы часто имеем ситуацию, когда зарядное устройство делается уже в спешке и постфактум, что конечно же отображается на функционировании всей аккумуляторной системы. Некоторые производители часто не догадываются о сложностях, которые могут возникнуть из-за недоработок в зарядных устройствах, особенно при зарядке в неблагоприятных условиях.

Рисунок 1: Аккумулятор и зарядное устройство должны взаимодействовать словно тяговая лошадь и повозка. Друг без друга они не обеспечат нужного результата.

Некоторые зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов имеют функцию “пробуждения”, необходимую для восстановления работоспособности аккумуляторов, у которых напряжение упало до критического уровня из-за чрезмерной разрядки. Причиной такого состояния аккумулятора может быть его долгое хранение, во время которого саморазряд понизил напряжение до точки отсечки. Обычное зарядное устройство не способно зарядить такой аккумулятор, поэтому довольно часто он признается неисправным и выбрасывается. Правильный алгоритм восстанавливающей зарядки состоит в том, чтобы применить к аккумулятору небольшой ток заряда, который поднимет напряжение к значению 2,2-2,9 В, что позволит активировать встроенную схему защиты, после чего станет возможна обычная зарядка. Следует быть осторожным в случае, если напряжение литий-ионного аккумулятора опускается ниже 1,5 В. Это может свидетельствовать о наличии в нем дендритов - образований, которые ставят под угрозу безопасность такого аккумулятора. (Смотрите BU-802b: Что происходит при повышенном саморазряде электрической батареи, где на рисунке 5 рассматриваются причины повышенного саморазряда литий-ионного аккумулятора после глубокой разрядки. Смотрите также BU-808a: Как пробудить “спящий” литий-ионный аккумулятор.)

Зарядные устройства для аккумуляторов на основе свинца и лития работают по специальному алгоритму - CC/CV (constant current/constant voltage - с англ. «постоянный ток/постоянное напряжение»). Значение силы тока зарядки постоянно, но при достижении аккумулятором определенного значения напряжения происходит понижение зарядного тока. Каждая электрохимическая система имеет свои определенные значения зарядных токов и напряжений.

Аккумуляторы на основе никеля заряжаются постоянным током без привязки к показателю напряжения аккумулятора. Обнаружение полного заряда фиксируется небольшим падением напряжения после периода устойчивого подъема. Зарядное устройство должно уметь быстро прекращать зарядку после индикации полного заряда, так как перезаряд может привести к внештатным ситуациях - короткому замыканию или выходу из строя элементов. Существует также способ определения полного заряда, основанный на изменении скорости роста температуры аккумулятора. Такой метод зарядки для никелевых аккумуляторов известен как dT/dt и хорошо себя показывает в режимах быстрой зарядки.

Повышение температуры при зарядке является нормальным явлением для никелевого аккумулятора, особенно этот эффект заметен при достижении уровня заряда в 70 процентов. Повышение температуры происходит из-за снижения эффективности зарядки, следовательно, зарядный ток должен быть уменьшен для предотвращения повреждения аккумулятора. Зарядное устройство фиксирует все эти температурные изменения и производит зарядку необходимой силой тока. Если же вы заметили, что заряжаемый аккумулятор все равно долгое время имеет повышенную температуру, то это свидетельствует о неправильном алгоритме зарядного устройства, и в таком случае его следует отключить во избежание повреждения аккумулятора.

NiCd и NiMH аккумуляторы не следует оставлять подключенными к зарядному устройству без присмотра в течение недель и месяцев. В случае отсутствия нужды в их эксплуатации, храните их в прохладном месте и заряжайте перед самым использованием.

Аккумуляторы на основе лития должны всегда оставаться прохладными при зарядке. Если вы заметили, что температура заряжаемого аккумулятора повысилась более чем на 10°С в сравнении с температурой окружающей среды, то зарядку следует прекратить. Благодаря встроенной схеме защиты, литий-ионные аккумуляторы не могут быть перезаряжены, соответственно, не имеет значения, подключен или отключен такой аккумулятор от зарядного устройства. Но в случае необходимости длительного хранения литий-ионного аккумулятора, лучше поместить его в прохладное место и зарядить непосредственно перед использованием.

Классическим примером зарядного устройства является довольно медленный прибор, которому для зарядки аккумулятора порой требуется вся ночь. Это восходит к давним временам, когда простое зарядное устройство для никель-кадмиевого аккумулятора имело постоянную фиксированную силу заряда в 0,1С (одну десятую от номинальной емкости). Такие зарядные устройства не имели функции обнаружения полного заряда, а для его достижения требовалось время от 14 до 16 часов. Достижение полного заряда NiCd фиксировалось небольшим повышением температуры аккумулятора. Для NiMH аккумулятора такой алгоритм зарядки не подходит из-за пониженной способности поглощать чрезмерный заряд. Современные недорогие зарядные устройства для типоразмеров АА, ААА и С часто используют именно этот алгоритм, поэтому в случае необходимости постоянной автономной готовности к работе устройства, следует запастись несколькими комплектами аккумуляторных батарей. Также при эксплуатации такого зарядного устройства необходимо следить за температурой аккумуляторов.

Если брать во внимание скорость зарядки, то зарядные устройства можно разделить на три группы - с медленной, средней и быстрой зарядкой. Зарядное устройство со средним временем зарядки, которое составляет 5-6 часов, в основном используется для потребительских устройств. Как правило, у него есть встроенная система обнаружения полного заряда и датчик температуры для обеспечения более безопасного процесса зарядки.

Phoenix Charger	Skylla-i	Skylla-TG
12/24В, 16-200А	24В, 80-500А	24/48В, 30-500А
Мощные профессиональные зарядные устройства для яхт, катеров и другого вида транспорта. Предлагаются однофазные и трехфазные зарядные устройства высокой мощности. Многостадийный адаптивный заряд с возможностью ручного управления.

Быстрые зарядные устройства имеют ряд преимуществ и самым очевидным из них является скорость зарядки. Возможность реализации этих преимуществ предполагает более тесную связь между зарядным устройством и аккумулятором. При скорости зарядки в 1С (Смотрите BU-402: Что такое С-рейтинг ), которую обычно использует быстрое зарядное устройство, полностью разряженный никель-кадмиевый или никель-металл-гидридный аккумулятор могут зарядиться всего лишь за один час. По мере того как аккумулятор приближается к полному заряду, некоторые зарядные устройства для никель-кадмиевой электрохимической системы уменьшают зарядный ток во избежание негативных эффектов перезаряда. Полностью заряженный аккумулятор переключает зарядное устройство в режим капельной подзарядки, также известной как обслуживающий заряд. Большинство современных зарядных устройств для никель-кадмиевой электрохимической системы имеют алгоритм зарядки и для никель-металл-гидридной, который отличается отсутствием режима капельной подзарядки.

Сила тока в холостом режиме зарядного устройства должна быть как можно ниже для экономии энергии. Существует система пятибального оценивания этой энергоэффективности, называемая Energy Star. Смысл оценивания состоит в назначении зарядным устройствам для мобильных телефонов и других гаджетов определенного количества звезд. Пять звезд получают зарядные устройства с мощностью холостого режима в 30 мВт и меньше; четыре звезды отвечают за диапазон 30-150 мВт; три звезды - 150-250 мВт; две - 250-350 мВт. Зарядные устройства с еще большей холостой мощностью получают, соответственно, самую низкую оценку - одну звезду. Energy Star призвана сократить потребление электроэнергии зарядными устройствами, которые и при холостом режиме по каким-то причинам остаются подключенными к электросетям. Количество таких зарядных устройств на нашей планете оценивается в один миллиард (!).

Используйте только зарядное устройство, предназначенное для определенной электрохимической системы. Большинство зарядных устройств предназначены только для одной электрохимической системы. Убедитесь, что напряжение аккумуляторной батареи согласуется с зарядным устройством. Не заряжайте аккумулятор при различии значений напряжения.

Реальный показатель емкости аккумулятора может немного отличаться от номинального. Зарядка аккумулятора большей емкости занимает и больше времени. Не следует использовать зарядное устройство к аккумулятору с емкостью, превышающей спецификации зарядного устройства более, чем на 25 процентов.

Использование зарядного устройства более высокой мощности сокращает время зарядки, но существуют ограничения относительно того, как быстро аккумулятор может быть заряжен. Ультрабыстрая зарядка в любом случае вызывает некоторый стресс аккумулятора.

Зарядное устройство для свинцово-кислотного аккумулятора должно переключаться в режим поддержания заряда при полном насыщении, а для никелевого необходима капельная подзарядка после полного заряда. Поддержание заряда и капельная подзарядка призваны компенсировать потери саморазряда.

При необходимости, зарядное устройство должно иметь датчик температуры для фиксации полного заряда или неисправности аккумулятора.

Соблюдайте температурные режимы зарядки. Свинцово-кислотный аккумулятор должен оставаться чуть теплым на ощупь; никелевый нагревается к концу заряда, но сразу остывает при полном заряде. Температура же литий-ионного не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 10°С.

Особо следите за температурой при использовании сомнительного недорогого зарядного устройства.

Производите зарядку при комнатной температуре. Более низкая температура скажется на скорости и качестве зарядки. Литий-ионные аккумуляторы не могут быть заряжены при отрицательных значениях температуры.

Все зарядные устройства можно разделить на 3 типа. Самыми простыми являются неавтоматические устройства с блоком сетевого питания. Это блок питания трансформаторного типа. Такие зарядные устройства не имеют схем защиты аккумулятора. Их можно отличить по большому размеру и весу. Что касается трансформаторных зарядных устройств, то они являются весьма надёжными и долговечными. Но они не столь безопасны. Они приводят к перегреву аккумулятора, а также выкипанию электролита. В итоге , а иногда и разрушаются элементы аккумулятора. На сегодня большие трансформаторные зарядники почти полностью вышли из употребления.

Современные мобильные устройства, помимо удобного миниатюрного блока питания, имеют простую и функциональную ОС Андроид. Сейчас в интернете можно найти множество сайтов, предлагающих игры андроид 236 и массу различных приложений для работы и развлечений. Эти игры отлично подойдут для смартфонов и планшетов, подарив своим пользователям несколько часов приятно проведенного досуга.

Импульсные зарядные устройства

На сегодня наиболее популярны зарядные устройства, предназначенные для портативной техники. Это автоматические импульсные зарядники с наличием электронного таймера. При этом таймер зарядника способен работать в режиме быстрого заряда около четырёх часов. За этот период разряженный аккумулятор способен набрать основную часть своей ёмкости. После этого таймер переводит зарядник в режим импульсной зарядки. При этом электрическая энергия подаётся небольшими порциями на выводы элементов аккумулятора, чтобы поддерживать его в заряженном состоянии.

Зарядники с таймером просты и стоят недорого. Также они весьма удобны. При этом их всё же необходимо использовать с осторожностью. Учтите, что таймер настраивается производителем на период зарядки разряженного полностью аккумулятора. В случае если вы вставите в гнездо устройства аккумулятор, который частично разряжен, то тогда произойдет перезаряд, и в итоге аккумулятор может повредиться избыточным током.
В сотовых аппаратах, а также в КПК, цифровых плеерах и другой технике с наличием фирменной батареи это правило не действует. Но если вы используете универсальные зарядные устройства, то это правило следует учитывать.
Учтите, что полный разряд весьма опасен для любых аккумуляторов, и в первую очередь, для литий-ионных. Они даже могут выйти из строя из-за полного разряда. Учтите, что неиспользуемое устройство следует подзаряжать время от времени.

Самыми совершенными и универсальными являются зарядки с микропроцессорным управлением. Они могут заряжать любые аккумуляторы.

Они исключают перезаряд аккумуляторов. Их вполне можно использовать для зарядки любых частично разряженных аккумуляторов. Но учтите, что такие зарядники стоят очень дорого.

Заменять фирменную зарядку от сотового телефона универсальной нежелательно ввиду различия в электрических разъёмах и возможных ошибок. Фирменные зарядные устройства создаются конкретно под тот или иной тип аккумулятора. Так что это следует учитывать.
Как правильно подключать зарядное устройство? В случае с сотовыми телефонами последовательность такая – вначале вы должны подключить зарядник к электрической сети, после чего телефон — к заряднику. В противном случае вы можете навредить своему телефону.

Зарядное устройство – это специальное приспособление, которое предназначено для заряда аккумулятора электроэнергией от внешних источников. В большинстве случаев они используют энергию от сети переменного тока. Подобные устройства могут использоваться для подзарядки планшетов, телефонов, ноутбуков, зубных щеток, автомобилей и других агрегатов, где требуется подзарядка аккумулятора.

Часто устройства для зарядки аккумуляторов идут в комплекте с приобретенным оборудованием, к примеру, это зарядка для сотового телефона. Но в некоторых случаях подобное устройство необходимо приобретать самостоятельно. В продаже сегодня имеется большое количество устройств, которые позволяют произвести подзарядку аккумулятора. Но для правильного выбора требуется знать, как верно оценить подбираемое изделие, на что, прежде всего, следует обратить внимание.

Виды

Зарядное устройствопо способу своего применения может быть:

• Внешним.
• Встроенным.

Устройства могут классифицироваться по способу зарядки батареи, виду индикации, исполнению, присутствию функции разряда и других. К примеру, в устройствах для сотовых телефонов индикатором выступает экран мобильного, где высвечивается уровень зарядки батареи.

Зарядки также могут быть:

• Аккумуляторными – работа ведется по схеме накопления заряда и дальнейшей ее отдачи аккумуляторному устройству.

• Сетевыми – питание ведется от электрической сети, после чего идет преобразование напряжения в требуемое для конкретного агрегата.

• Автомобильные – они действуют от прикуривателя, расположенного в машине. Источником питания здесь выступает бортовая сеть.

• Универсальными – это провод, который имеет разъем, чтобы подключить смартфон, а также USB-разъем для зарядки от персонального компьютера.

• Беспроводными – телефон не взаимодействует прямо с током. Устройство представляет специальную платформу. В основе работы данного аксессуара лежит принцип индукционной катушки.

Для разных видов аккумуляторов производятся различные устройства зарядки, к примеру, для NiCd, NiMH, Li-Ion или даже комбинированных аккумуляторов.

По способу заряда устройства могут быть заряжающие постоянным или импульсным током. В зависимости от требуемых функций устройства могут быть профессиональными или бытовыми. По времени зарядки устройства могут быть медленными или быстрыми.

Устройство

Зарядное устройствов большинстве случаев включает следующие элементы:

• Преобразователь напряжения . Это может быть импульсный блок питания или трансформатор.
• Стабилизатор напряжения . Он поддерживает напряжение постоянного значения, вне зависимости от его колебаний, происходящих во входной цепи.
• Выпрямитель . Этот элемент преобразует электрический ток переменного значения в постоянный, то есть тот, который необходим для зарядки аккумулятора конкретного устройства. Каждый вид аккумулятора требует входящего напряжения определенной величины.
• Устройство, контролирующее процесс зарядки или силу электрического тока .
• Светодиодный индикатор .

Зарядное устройство может иметь и иные элементы, к примеру, аккумулятор во внешних агрегатах и другие приспособления. Промышленные устройства дополнительно имеют блоки с электронной аппаратурой, которые контролируют процесс зарядки. Такие устройства используются для одновременной зарядки 3-5 аккумуляторных батарей. Определенные модели могут заряжать одновременно импульсными токами и выполнять длительную зарядку.

Сложные устройства оснащаются микроконтроллерами, позволяющие максимально точно отслеживать целый ряд параметров: температуру, напряжение батареи, заряд и иные показатели. В более продвинутых устройствах даже присутствует датчик наружной температуры, ведь она существенно влияет на процесс зарядки.

Принцип действия

Все устройства, которые используются для подзарядки аккумуляторов, почти всегда действуют по единому принципу. При подключении к электрической сети, на зарядное устройство поступает напряжение 220 В. Элементы девайса корректируют силу и напряжение тока до тех показателей, которые необходимы для зарядки конкретного аккумулятора. К тому же каждый тип аккумуляторной батареи требует своего способа и порядка подзарядки.

Для автомобильных кислотно-свинцовых аккумуляторов рекомендуется подзарядка до момента их полной разрядки. Щелочные батареи следует разряжать полностью, ведь у них имеется эффект памяти. Но в то же время оба вида батарей следует подзаряжать до максимального значения. Поэтому в последнее время выпускаются лишь автоматические устройства для машин, которые не требуют вмешательства человека. Их нужно только подключить к сети и установить зажимы на клеммы батареи.

Автоматическое зарядное устройство управляет всем:

Контролирует уровень заряда, цикл, а также саму процедуру. После зарядки в сто процентов агрегат сам выключается. Если устройство не отсоединить, то оно будет постоянно вести контроль состояния батареи. При падении заряда датчики видят это, вследствие чего батарея начинает вновь заряжаться. В результате уровень зарядки будет находиться на 100 процентном уровне.

Существуют системы беспроводной зарядки, в которых применяется принцип электромагнитной индукции. Это значит, что зарядка происходит на определенном расстоянии благодаря появлению электрического тока в замыкающем контуре при смене магнитного напряжения, который пронизывает данный контур. Система включает первую и вторую катушку. В результате образуется система с индуктивной связью.
Ток переменного значения, который идет в обмотке первичной катушки, образует магнитное поле, образуя индукционное напряжение во второй катушке. Именно это напряжение применяется для зарядки батареи. Но данный принцип действует лишь на некотором небольшом расстоянии. При удалении телефона или иного устройства основная часть магнитного поля рассеивается, в результате вторичная катушка его не получает.

Также бывает и ручное зарядное устройство, которое часто применяется для зарядки сотового телефона где-нибудь в глуши, где нет электрической сети, к примеру, в тайге. Однако принцип работы их совершенной иной, они действуют по принципу ветряных турбин. Главным элементом подобных приспособлений является рукоятка для вращения. Функция данной рукоятки сопоставима функции, которую выполняет винт ветряной турбины.

При кручении рукоятки вращение передается стержню. В результате кинетическая энергия, которая создается человеком, направляется в генератор заряжающего устройства. Именно последний элемент выдает электрический ток с небольшим напряжением порядка 6 вольт. Этого напряжения вполне хватает, чтобы несколько зарядить севшую батарею, сделать необходимый звонок или отправить сообщение.

Применение

Зарядное устройствоприменяется для зарядки аккумуляторных батарей устройств и оборудования:

• Сотовые телефоны и смартфоны.
• Планшеты.
• Ноутбуки.
• Зубные щетки.
• Переносные , и многие другие электрические инструменты с аккумулятором.
• Электрокары.
• Переносные пылесосы, фены.
• Автомобили, мотоциклы и иное оборудование.

Как выбрать

Видов зарядок аккумуляторных батарей продается огромное количество. Это отечественные и зарубежные модели. Поэтому порой бывает затруднительно определиться с выбором.

• Если Вам требуется устройство для зарядки автомобиля время от времени, то присмотритесь к простому, но надежному девайсу без лишних функций. К примеру, подобная зарядка может пригодиться для зарядки аккумулятора вследствие его простоя во время холодов или поездки в зарубежные страны во время отпуска.
• Для новичков лучше всего выбирать автоматические устройства, где не нужно производить настройку. Для опытных владельцев автомобилей рекомендуются многофункциональные либо пуско-зарядные устройства. Количество опций ограничивается лишь финансовыми средствами.
• Необходимо приобретать лишь то устройство для зарядки, которое предназначено для конкретной электрохимической системы. Следует знать, что большая часть устройств используется лишь для конкретного вида оборудования. К примеру, разъем телефона может не подходить или устройство вырабатывает ток определенного напряжения. Тогда как для определенного девайса требуется совершенно иное напряжение. Не стоит заряжать аккумулятор в случае несоответствия напряжения.
• Применение устройства для зарядки более высокой мощности позволяет сократить время заряжания, однако могут иметься ограничения у самой батареи. Быстрая зарядка при отсутствии подобной функции у агрегата может снизить срок работы аккумулятора или даже вывести его из строя.
• Также следует обратить внимание на форму, дизайн, конструкцию и размеры устройства для зарядки. Выбор здесь в данном случае зависит от покупателя.
• При выборе беспроводного устройства нужно обратить внимание на производителя техники. Не каждый бренд производит девайсы с аккумуляторами, которые подходят для беспроводной зарядки. Также существуют свои стандарты питания «PMA» и «Qi». Здесь также могут быть ограничения. Не вся техника может поддерживать эти два стандарта.
• При подборе беспроводного устройства также следует обратить внимание на мощность, функциональность, время работы и безопасность.

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.