Зарядное устройство что такое
О зарядных устройствах
Типы зарядных устройств
Зарядные устройства, исходя из их технического строения, можно разделить на импульсные и на трансформаторные. Трансформаторные в последнее время все больше вытесняются, ведь у них меньше КПД, намного больше масса и габариты. Трансформатор в таком устройстве составляет львиную долю его массы. Импульсные же устройства намного компактнее, да и дешевле, поэтому они все больше пользуются популярностью у автовладельцев в наши дни. Хотя, на практике, трансформаторные устройства являются более надежными и отказоустойчивыми, уже при самом их производстве, конструкции устройства уделяют больше внимания.
Преимущества импульсных устройств
Но импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора все же имеет неоспоримые преимущества и помимо веса и цены. На них зачастую ставится много защитных механизмов, которые значительно упрощают жизнь автолюбителю. На таких устройствах, как правило, есть индикация короткого замыкания, оно показывает Вам, что Вы неправильно подсоединили клеммы, и так далее. В общем и целом, импульсное зарядное устройство для аккумулятора автомобильного максимально автоматизировано, им намного труднее испортить аккумулятор при зарядке. Обратная же сторона такого решения – в случае поломки неопытный владелец наверняка не сможет сам починить устройство. Но в таком случае импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора цена которого значительно ниже трансформаторного, зачастую, просто меняется на новое.
Принципы зарядки АКБ
Аккумуляторную батарею можно заряжать тремя различными принципами, на них и построены те или иные зарядные устройства:
— Зарядка постоянным напряжением
— Зарядка постоянным током
— Зарядка комбинированным методом
Зарядка постоянным напряжением
Зарядка постоянным напряжением является самым правильным методом, с чисто теоретической точки зрения. В процессе заряда батареи численно подаваемая сила тока в амперах должна соответствовать оставшейся до полного заряда емкости батареи в Ач, в определенной пропорции. То есть, при 100% заряде батареи оставшаяся емкость равно нулю, а значит и ток должен упасть практически до нуля. Метод зарядки постоянным напряжением наиболее длительный, и имеет свои недостатки.
Зарядка постоянным током
— Зарядка постоянным током намного быстрее, но и губительнее для аккумулятора.
— Ток должен быть численно равным 10% от значения емкости батареи в Ач.
В обоих случаях зарядное устройство обязательно должно контролировать один из параметров, иначе скачки в стационарной сети будут проходить и на аккумулятор, а это сказывается на нем самым пагубным образом. К тому же, нельзя превышать напряжение 2,5В в каждой отельной банке – пластины просто начинают сыпаться.
Импульсное зарядное устройство для аккумулятора автомобильного, как правило, обладает очень полезным режимом десульфатации. В таком случае сила зарядного тока в 10 раз выше тока разряда. Нередко, когда аккумулятор долго стоял без дела, на дно оседает осадок, а на пластинах появляются соли. Это значит, что заряд аккумулятора сильно упал. Недоумевающий автовладелец помнит, что он заряжал аккумулятор на 100%, а теперь он севший – и решает купить новую батарею. Выход в этой ситуации очень прост – нужно лишь зарядить аккумуляторную батарею в режиме десульфатации – все станет на свои места. Десульфатация аккумуляторных батарей с помощью зарядно-разрядных циклов позволяет существенно увеличить срок их службы.
Зарядка комбинированным методом
Немаловажно, что импульсные зарядные устройства умеют сами отключатся после полной зарядки батареи. Когда в банках максимальный уровень заряда достигает необходимого уровня, устройство отключается. Это избавляет автовладельца от лишних забот, за устройством не нужно постоянно следить. Импульсные зарядные устройства изначально задуманы на автоматическое переключение режимов. В них, как правило, используется комбинированный метод зарядки – самый правильный и щадящий.
При комбинированном методе вероятность закипания батареи минимальная, выделения газа сводится к минимуму. В то время, как при постоянном токе заряда батарея под конец процесса может банально выкипеть – а Вы можете пропустить этот момент. В импульсных же устройствах сначала идет постоянный ток, а под конец процесса включается переменный – он спадает к нулю, но стабилизируется напряжение. Таким образом, импульсное зарядное устройство максимально бережет аккумуляторную батарею, продлевает срок ее службы.
Импульсные зарядные устройства представляют из себя довольно непростые конструкции, построены они на подаче пульсирующего тока. Но в то же время эта сложная аппаратура очень проста для пользователя, в ней все автоматизировано. Современные техпроцессы позволили максимально удешевить производство. При этом импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора цена которого намного ниже трансформаторных аналогов, не является чем-то хлипким – оно достаточно надежно, его жизненный цикл может доходить до десятков лет. Низкая цена, простота использования, бережное отношение к заряжаемой батарее, небольшие вес и габариты – все это делает импульсное зарядное устройство отличным кандидатом на покупку.
Краткую информацию, а также о своём выборе я рассказал в БЖ автомобиля.
Доступно здесь: Выбор пускозарядного устройства.
Зарядное устройство. Виды и работа. Применение и как выбрать
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.
Зарядное устройство по способу своего применения может быть:
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:
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 устройство в большинстве случаев включает следующие элементы:
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.
Как выбрать сетевое зарядное устройство
Большинство современных мобильных устройств питаются от аккумуляторов, для зарядки которых используются сетевые зарядные устройства. И хотя к большинству гаджетов ЗУ идут в комплекте, необходимость в покупке еще одной зарядки возникает не так уж и редко: штатная зарядка может потеряться или сломаться, а некоторые гаджеты вообще не имеют ЗУ в комплекте. Однако по какой бы причине вам ни понадобилось новое сетевое зарядное устройство, следует иметь в виду, что «подходящего» к гаджету разъема ЗУ недостаточно. Следует убедиться, что остальные характеристики зарядки также соответствуют параметрам заряжаемого устройства.
Характеристики сетевых зарядных устройств
Разъем подключения — первое, что определяет совместимость зарядного устройства с заряжаемым. К счастью, времена, когда каждый производитель снабжал свои гаджеты уникальным разъемом, потихоньку уходят в прошлое, и большинство современных устройств используют разъем USB или его варианты — mini USB, micro USB, USB Type-C. ЗУ для таких гаджетов, как правило, имеют разъем USB и — по необходимости — съемный кабель в комплекте, являющийся переходником на другие разъемы того же стандарта. Хотя встречаются и зарядки с разъемом типа micro USB или USB Type-C на корпусе или на несъемном кабеле — но никакого преимущества это им не дает, наоборот, делает их менее универсальными.
Встречаются зарядные устройства с несколькими разъемами USB — от двух до восьми. Такими можно заряжать несколько устройств одновременно, но имейте в виду, что выходной ток на порт в этом случае может быть меньше суммарного максимального выходного тока. Если подключить к ЗУ с максимальным выходным током в 1000 мА два устройства, заряжающиеся таким током, оба они «получат» только по 500 мА (даже если для него заявлен выходной ток на порт в те же 1000 мА) и будут заряжаться вдвое дольше. Выходной ток на порт может быть равен максимальному, только когда к нему подключено лишь одно устройство, «забирающее» максимальный ток.
Из остальных распространенных разъемов можно отметить разве только 8-pin Lightning, использующийся на мобильных устройствах Apple с 2012 года.
При желании еще можно найти зарядные устройства для старых гаджетов — 20-pin разъемы для смартфонов Samsung, 30-pin разъемы для гаджетов Apple до 2012 года, 18-pin разъемы для смартфонов LG и так далее, но выбор их невелик, и в скором времени следует ожидать их полного исчезновения с полок магазинов.
Также встречаются ЗУ с цилиндрическими разъемами типа DJK или jack, такие разъемы питания используются во множестве различной электроаппаратуры. Особенность подбора такого зарядного устройства в том, что общепринятого стандарта у них нет, каждое устройство, использующее такой разъем, может иметь различные параметры зарядки, которые следует тщательно соблюсти. При покупке ЗУ с таким разъемом следует убедиться, что расположение полюсов, сила тока и напряжение на нем в точности соответствуют указанным в руководстве по эксплуатации заряжаемого устройства (или хотя бы на его корпусе). Несоблюдение этого требования может привести к выходу из строя как зарядки, так и заряжаемого гаджета.
Сила тока у зарядного устройства с разъемом lightning может быть любой — все устройства Apple снабжены контроллером заряда и просто не возьмут ток больший, чем необходимо. Другое дело, что ток меньший, чем может потреблять устройство, увеличит время зарядки. И к примеру, iPad mini 1-го поколения, заряжающийся током 0,15 А, можно заряжать и от ЗУ с выходным током 2,4 А — на процесс зарядки это не повлияет. Обычный iPad от «телефонной» зарядки с выходным током 1 А тоже будет заряжаться — но вдвое дольше обычного. Различные устройства Apple могут заряжаться токами от 0,15 до 2,4 А.
То же относится и к зарядным устройствам с разъемом USB — контроллер заряда смартфона защитит его при подключении к слишком мощному ЗУ. В обратном случае — при подключении к «слабой» зарядке устройства, способного заряжаться высоким током — время зарядки возрастет.
Грубо говоря, и с портом Lightning, и с портом USB зарядное устройство для смартфона лучше брать с током хотя бы от 2 А. Многие современные смартфоны могут заряжаться током в 3 А, а гаджеты покрупнее спокойно «берут» 4-5 А. Большинство прочих устройств, заряжаемых от USB, также имеют контроллер зарядки и «не боятся» высоких токов, однако для полной уверенности лучше все же свериться с руководством по эксплуатации и не заряжать током выше указанного в нём.
Напряжение на круглом разъеме типа DJK или jack может быть разным и должно соответствовать требованиям заряжаемого устройства.
А вот с разъемами Lightning и USB всё сложнее. Стандартное напряжение для этих разъемов — 5 В. Однако в интеллектуальных режимах быстрой зарядки напряжение может подниматься до 20 В. Происходит это автоматически, без участия пользователя: контроллер заряжаемого устройства, используя протокол быстрой зарядки, устанавливает на зарядном устройстве нужный режим. Это позволяет сократить время зарядки в несколько раз и производители утверждают, что такие режимы не приводят к сильному сокращению срока службы аккумуляторов.
Существует множество стандартов быстрой зарядки, и для их работы необходимо, чтобы и ЗУ, и заряжаемое устройство поддерживали один стандарт. Поэтому, если вы планируете применять приобретаемое зарядное устройство для быстрой зарядки гаджета, убедитесь, что оно поддерживает нужный стандарт:
Варианты выбора сетевых зарядных устройств
Зарядное устройство с разъемом USB — наиболее универсальный вид «зарядок» на сегодняшний день — большинство мобильных устройств либо могут заряжаться от этого разъема, либо имеют переходник на него.
Зарядные устройства с разъемом Lightning предназначены для зарядки гаджетов Apple.
Если вы хотите заряжать одновременно несколько устройств, выбирайте среди ЗУ с несколькими портами.
Чтобы ускорить зарядку гаджета, воспользуйтесь ЗУ с поддержкой быстрой зарядки — только убедитесь, что ваш гаджет поддерживает тот же стандарт и используйте «родной» кабель.
Для зарядки гаджетов с аккумуляторами большой емкости (планшетов, ноутбуков) выбирайте среди ЗУ большой мощности — они способны «давать» большой ток и напряжение.
Зарядные устройства — типы и особенности
Современные приборы могут работать не только от электросети, но и автономно. Для этого используется аккумулятор, который накапливает энергию через зарядное устройство. Типы зарядных устройств и их особенности зависят от вида электроприборов, особенностей организации питания. Существуют зарядки как для дома, так и для промышленного применения.
Зарядные устройства используются для питания аккумулятора прибора.
Что такое зарядное устройство
Зарядное устройство – аксессуар, используемый для восполнения ёмкости электрического аккумулятора. Как правило, источником питания выступает сеть перманентного тока. Зарядка состоит из преобразователя напряжения (импульсного блока или трансформатора), стабилизатора, выпрямителя напряжения, индикаторов, отображающих выполнение процесса (вольтметр, светодиодные лампочки), средств контроля зарядки, если это требуется.
Параметры ЗУ зависят от типа аккумулятора, установленного в технике, устройстве, номинальной ёмкости, рабочего напряжения. Существуют как интегрированные варианты зарядных устройств, так и внешние, подключаемые при необходимости.
Разновидности ЗУ
Наиболее распространена классификация зарядных устройств по способу передачи заряда на аккумуляторную батарею, то есть, как преобразуется электрической ток. Подключение АКБ к энергосети требует контроля подачи питания, так как перезаряд может привести к повреждению, даже взрыву аккумулятора. Чтобы этого избежать, все типы зарядных устройств комплектуются системой защиты, которая своевременно остановит зарядку. Существует два основных класса ЗУ: импульсные и трансформаторные. Они отличаются по принципу работы, строению.
Трансформаторные
В основе работы зарядных устройств трансформаторного вида лежит двойная обмотка и система преобразования электрического толка. Трансформатор выполняет роль выпрямителя и преобразователя. Как правило, это массивные модули, использующиеся на промышленных площадках, станциях технического обслуживания, питают технику, которая не требует частой транспортировки. В домашних условиях трансформаторные зарядные устройства встречаются редко.
Импульсные
ЗУ импульсного типа подходят для бытовой эксплуатации. Такие зарядки способны питать домашнюю технику, автомобильные аккумуляторы любой мощности. За преобразование тока в импульсном зарядном устройстве отвечает инвертор.
Конструктивное решение позволяет избежать аварийных ситуаций, когда в сети случается короткое замыкание.
Популярность импульсных ЗУ отличается простотой конструкции, низкой ценой. Часто, в импульсную зарядку интегрирован таймер (в основном в бытовой технике старых моделей). Он контролирует продолжительность зарядки, призван исключить возможность перезарядки, перегрева аккумуляторной батареи. Время подзарядки закладывается производителем. Значения определяются предпродажными лабораторными исследованиями. Таймер считает, что на подзарядку подключается полностью разряженное устройство. И от перегрузок лежит другой принцип.
Зарядные устройства импульсного типа для смартфонов, планшетов, другой современной электроники работают без таймера. В основе защиты аккумуляторной батареи от перегрузок лежит другой принцип.
Современные зарядки производятся на базе микропроцессора, способного точно определить текущую ёмкость АКБ, подавать заряд с нужными параметрами, фактически исключая перегрев, перезарядку, разрушение пластин аккумулятора. Стоимость таких ЗУ оправдана высоким уровнем защиты, возможностью сохранить технику, важную информацию, даже в экстренных ситуациях, например, при серьёзных перепадах напряжения в электросети.
Автомобильные
Для зарядки автомобильного аккумулятора используется ЗУ как трансформаторного, так и импульсного типа. Но обычно автоустройства выделены отдельную категорию из-за своей специфики. Автомобильные аккумуляторные батареи могут заряжаться системами следующего типа:
Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов относятся как к трансформаторным, так и к импульсным классификациям, но их выделяют обычно в отдельную категорию. Автомобильные АКБ подзаряжают следующими видами зарядок:
При покупке зарядки для аккумулятора следует учитывать тип, особенность применения, возможность подключения в гараже, дома.Наиболее удобными считаются зарядно-пусковые модели, способные восстановить даже переразряженную аккумуляторную батарею. Для исключения переразряда, закипания электролита, лучше купить модель с автоматической системой отключения.
Другие классификации
Существуют и другие способы узнать, подходит ли зарядное устройство для аккумулятора. Среди распространённых:
По скорости зарядки
Скорость зарядки определяется следующими характеристиками:
Последние разработки позволяют восполнить энергию аккумулятора быстро, без вреда для пластин. Главное – использовать ЗУ в соответствии с рекомендациями производителя.
По методу заряда
ЗУ подают питание на клеммы по определённой схеме. Существуют типы зарядок, использующие сглаженное, постоянное, пульсирующее напряжение. По методу заряда выделяют: постоянный ток, постоянное напряжение, смешанный тип. Какое ЗУ лучше – написано в инструкции к технике.
По назначению
Аккумуляторы разнятся по ёмкости, размерам другим параметров. Выбор АКБ и ЗУ связан с типом устройства, на которое он установлен. Зарядки используются для питания не только съёмных аккумуляторных батарей, но и интегрированных элементов. Как правило, зарядка включена в комплект поставки следующего оборудования:
В автомобиле, мотоцикле, грузовике, автобусе, другой колёсной технике аккумулятор заряжается от генератора. Использование зарядного устройства требуется, если генератор неисправен, АКБ долгое время стоял без работы, саморазрядился.
Какое ЗУ выбрать
Выбор зарядных устройств велик и многогранен. Некоторые производители договариваются об использовании единого штекера, что позволяет выбирать разные ЗУ, не ограничиваясь брендовыми. Другие, для получения максимальной прибыли, разрабатывают собственные разъёмы, подталкивая потребителей к покупке оригинальных ЗУ у одного производителя.
Перед покупкой достаточно посмотреть маркировку зарядки в инструкции по эксплуатации (иногда она нанесена на корпус аккумулятора, устройства, блок питания), стараться соблюдать указанные параметры. Нарушение полярности, силы тока, напряжения – основные причины выгорания аккумулятора, а иногда и выхода из строя техники, которую они питают.