Принцип работы зарядного устройства для аккумуляторов: Принцип работы зарядного устройства

Содержание

Принцип работы зарядного устройства

Принцип работы зарядного устройства

    

Классическое зарядное устройство состоит из трансформатора и выпрямителя. Вырабатывает оно постоянный ток с напряжением 14,4V. Почему используется именно этот показатель напряжения, а не 12V, которые имеет батарея?

 

Такой показатель выбран, чтобы электрический ток мог пройти через разряженный автомобильный аккумулятор. Если аккумулятор разряжен не до нуля, то напряжение на нем составляет 12V или очень близко к этому показателю. Такую аккумуляторную батарею практически невозможно подзарядить устройством, которое на выходе имеет также 12V. Поэтому напряжение на выходе зарядных устройств нужно сделать больше, оптимальным стала величина именно 14,4V. 

Следует отметить, что очень сильное завышение зарядного напряжения пагубно влияет на срок службы любой аккумуляторной батареи, и она уже через пару лет может полностью выйти из строя.

 

Как только вы подсоединили зарядное устройство к батарее и включили его в сеть, то начинается процесс восстановления емкости.


В процессе зарядки аккумулятора меняется его внутреннее сопротивление (оно растет) и зарядный ток снижается. Когда напряжение на аккумуляторной батарее приближается к отметке 12V, ток приближается к нулю. Это свидетельствует о том, что зарядка прошла успешно и устройство можно отключать.

C учетом технологических особенностей аккумуляторов их принято заряжать током величиной 10% от емкости. Например, если аккумулятор имеет емкость 90 Ач, то оптимальный зарядный ток находится в пределах 9А, а время подзарядки будет составлять около 10 часов.

Для экстренной ускоренной зарядки можно повысить ток и сократить время заряда на несколько часов или даже в несколько раз. Но это довольно опасно и крайне отрицательно влияет на работу аккумулятора. При стремительном заряде также нужно следить за температурой электролита. Если температура выросла больше 45С, то срочно нужно снизить зарядный ток.

 

Как правило, для регулировки параметров заряда на устройствах имеются специальные регуляторы. Если вы не знаете, что и куда крутить, то изучите инструкцию, там подробно должно быть написано как правильно пользоваться прибором, во избежание неприятностей и травм при зарядке.

Принцип работы зарядных устройств | ROBITON

Зарядное устройство — электротехническое устройство для зарядки аккумуляторных и конденсаторных батарей. Состоит из зарядного генератора или из трансформатора с выпрямителем тока и распределительного устройства, куда входят регуляторы напряжения и автоматические выключатели. Мощность зарядного устройства определяется ёмкостью заряжаемых батарей и установленной продолжительностью заряда.

Зарядные устройства применяются для периодической зарядки, непрерывной и прерываемой подзарядки и перезарядки (уравнительной зарядки) аккумуляторных батарей, которые, как правило, предварительно собирают в отдельные группы по признаку равенства ёмкости и силы зарядного тока. При периодической зарядке аккумуляторные батареи делят на две группы. Зарядное устройство заряжает одну из двух групп аккумуляторов. При непрерывной подзарядке зарядное устройство питает сеть нагрузки и одновременно подзаряжает аккумуляторные батареи. При прерывистой подзарядке зарядное устройство часть времени питает нагрузку и осуществляет подзарядку аккумуляторной батареи, а часть времени под малой нагрузкой стоит в резерве; цепь нагрузки питается от аккумуляторной батареи. Конденсаторное зарядные устройство применяют для зарядки конденсаторов в нормальном режиме, т. е. непрерывно до номинального напряжения.

У нас вы можете купить зарядное устройство, полностью отвечающее всем мировым стандартам для такой техники.

Автоматическое зарядное устройство

Это зарядное устройство нового поколения с функцией разряда и микропроцеccорной обработкой. Процесс заряда аккумуляторов становится чрезвычайно быстрым, легким и удобным. Автоматическое зарядное устройство зарядит ваши аккумуляторы за считанные часы и не повредит их. Используя такие зарядные устройства, нет необходимости запоминать время начала зарядки и беспокоиться о своевременном отключении ЗУ. В автоматическом зарядном устройстве можно заряжать практически любые виды батарей.

Порядок работы автоматического зарядного устройства
  1. Подсоедините к зарядному устройству блок питания для заряда от сети либо от автомобильного аккумулятора. Включите блок питания в сеть.
  2. Вставьте аккумуляторы в устройство, соблюдая полярность.
  3. Отключите зарядное устройство от сети, извлеките аккумуляторы из устройства.

Приблизительное время зарядки некоторых батарей
  • AAA / R03 — 800 3 часа 43 мин
  • AA / R6 — 1300 2 часа 16 мин
  • AA / R6 — 1800 3 часа 10 мин
  • AA / R6 — 2200 3 часа 50 мин
  • AA / R6 — 2600 4 часа 30 мин

Безопасное использование зарядных устройств

Используйте зарядное устройство только для заряда тех аккумуляторов, для которых оно предназначено.

Используйте устройство только в помещении или автомобиле. Не оставляйте зарядное устройство во влажном месте.

Не разбирайте зарядное устройство.

Не включайте поврежденное устройство в сеть.

Мы предлагаем вам купить универсальные зарядные устройства от компании ROBITON. К вашему вниманию широкий выбор различных моделей зарядных устройств. Если вы хотите купить зарядное устройство воспользуйтесь нашими услугами.

Какие бывают и как заряжать

Если батарейки в электронном приборе приходится менять слишком часто, то следует задуматься об аккумуляторах, ёмкость которых можно восстанавливать с помощью специального зарядного устройства.

Такие приборы для восстановления заряда имеют компактные размеры и потребляют небольшое количество электроэнергии. В чём заключается отличие разных моделей зарядников, а также как подобрать наиболее качественное изделие будет подробно рассказано в этой статье.

Какие бывают зарядные устройства для батареек

Зарядные устройства для батареек делятся на следующие типы:

  1. Многофункциональные устройства.
  2. Простые зарядки.
ЗУ на 8 батареек

Зарядные устройства интеллектуального типа стоят дороже, но позволяют контролировать уровень заряда. Также многофункциональные изделия можно отнести к категории профессиональных, ведь они позволяют заряжать аккумуляторные батареи различных типов.

Многие интеллектуальные модели имеют функцию распознавания типа элемента и его ёмкости, что позволяет максимально эффективно и безопасно использовать прибор для восстановления ёмкости батареи.

Простые зарядки предназначены для подзарядки только одного типа аккумуляторов, поэтому они имеют минимальные размеры, а их стоимость существенно ниже, чем цена умных ЗУ.

Принцип работы зарядного устройства

В простых ЗУ восстановление ёмкости аккумулятора осуществляется за счёт подачи на контакты батареи постоянного тока номинального напряжения. Такие приборы имеют небольшие размеры и предназначены, как правило, для зарядки только одного типа батареек.

Простые ЗУ начинают работать сразу после включения их в сеть 220 В, а в качестве индикатора включения на корпусе прибора имеется светодиод. К категории простых приборов относятся такие модели, как: Duracell cef14, Tank007 ZU2 и др.

Интеллектуальные модели зарядных устройств, представляют собой сложные электронные изделия, которые оснащены гнёздами для зарядки различных аккумуляторов. Корпуса таких ЗУ изготавливаются с индикаторами заряда, с помощью которых можно точно определить уровень заряженности батареи.

Функциональность современных приборов не ограничивается только обычной подачей выпрямленного электрического тока необходимого напряжения, но и позволяет осуществлять процесс восстановления ёмкости батареи с различной интенсивностью.

Наиболее часто такие приборы имеют следующие функции:

  1. Быстрая зарядка.
  2. Пред-зарядка.
  3. Капельная зарядка.

Функция быстрой зарядки активируется, когда необходимо произвести восстановление работоспособности аккумулятора в течение непродолжительного времени. Добиться такого результата можно за счёт подачи на контакты большого тока. Использовать данный режим можно также и для подзарядки аккумулятора.

Основным недостатком этого варианта восстановления ёмкости батареи является её сильный нагрев, что не может не сказываться негативно на общем ресурсе аккумуляторной батарейки.

Пред-зарядка необходима тогда, когда изделие полностью разрядилось и требуется значительный период подачи небольшого тока, чтобы полностью зарядить аккумулятор.

В режиме капельной зарядки ток подаётся небольшими порциями, что также позволяет без существенного перегрева полностью восстановить работоспособность изделия.

Какие аккумуляторы можно заряжать с помощью ЗУ

С помощью зарядного устройства можно заряжать следующие аккумуляторные батареи:

  • Никель-кадмиевые.
  • Никель-металлогидридные.
  • Литий-ионные.

Форма батареи может быть любая. Если ЗУ предназначено для восстановления ёмкости различных по форме батарей, то прибор можно успешно использовать для зарядки мизинчиковых, пальчиковых и дисковых изделий. Также многие ЗУ позволяют восстанавливать ёмкость аккумуляторных батареек типа D, C и «Крона».

С помощью универсальных зарядных устройств можно восстанавливать аккумуляторы мобильных телефонов, плееров, игрушек, а также использовать их для . Через специальный USB-переходник такие ЗУ можно применить для восстановления ёмкости практически любого типа батареек. Также можно приобрести прибор типа «Лягушка», с помощью которого также можно восстанавливать различные аккумуляторные изделия.

На что обратить внимание при выборе зарядника

При выборе зарядного устройства стоит руководствоваться следующей информацией:

  1. Какого типа аккумуляторы требуется восстанавливать.
  2. Как часто необходимо производить зарядку батареи.
  3. Количество батареек.

Если необходимо время от времени восстанавливать 1 или 2 элемента одинакового типа, то достаточно приобрести самое дешёвое устройство. Но когда в наличии имеется большое количество различных аккумуляторов, то не обойтись без приобретения профессионального зарядного устройства.

Если в электронный бытовой прибор устанавливается, например, 8 батареек, то для восстановления ёмкости всех элементов потребуется приобрести вместительное ЗУ. К прибору, как правило, прилагается инструкция, в которой поясняется какие элементы питания можно восстановить.

Популярные зарядные устройства для АКБ

Чтобы не ошибиться при выборе зарядного устройства для аккумуляторных батареек рекомендуется ЗУ известных производителей. На сегодняшний день наибольшей популярностью у покупателей пользуются устройства следующих фирм:

  1. LiitoKala
    – ЗУ от этого производителя отличаются не только хорошим качеством, но и невысокой стоимостью. Даже в среднем ценовом диапазоне можно приобрести универсальную бестрансформаторную зарядку оснащённую дисплеем.
  2. Varta – устройства от немецкого производителя электротоваров отличается высочайшим качеством и надёжностью. Даже при длительном использовании изделий этой фирмы не наблюдается каких-либо отклонений в режиме работы, а также не происходит падения мощности при восстановлении ёмкости больших батареек.
  3. Energizer – Обладает всеми необходимыми качествами для того, чтобы присудить им первое место в этом рейтинге, но относительно высокая стоимость изделий не позволяет этого сделать.
  4. Sititec – производитель качественных электронных товаров, в том числе ЗУ на солнечных батареях. Продукция отличается не только надёжностью, но и относительно невысокой ценой.
  5. GP – приборы для восстановления ёмкости элементов питания от этого производителя имеют невысокую цену и хорошее качество.
    Большая часть продукции фирмы выпускается для круглых батареек ёмкостью до 2600 мА.

Продукция любого производителя из данного списка позволит легко восстановить аккумуляторный элемент питания до номинального значения ёмкости.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.

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.

Виды
Зарядное устройство
 по 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 устройство
 в 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 устройство
 применяется для зарядки аккумуляторных батарей  устройств и оборудования:
  • Сотовые телефоны и смартфоны.
  • Планшеты.
  • Ноутбуки.
  • Зубные щетки.
  • Переносные шуруповерты, дрели 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. Поэтому порой бывает затруднительно определиться с выбором.

  • Если 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.
Похожие темы:

как выбрать и сделать самому

Автомобильный аккумулятор – это электрический аккумулятор, предназначен для обеспечения энергией автомобильных систем (инжектора, блока управления, стартера и других). Но вечно он работать не может, поэтому периодически его необходимо подзаряжать. Для подзарядки используются зарядные устройства.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора – это незаменимая вещь для любого владельца автотранспортного средства. Ведь довольно часто случается так, что двигатель просто не хочет запускаться, а причина этого кроется в слабом заряде аккумулятора (а запускает двигатель именно аккумулятор). В таком случае зарядное устройство очень пригодится. Готовое зарядное устройство для аккумуляторной батареи можно приобрести в специализированном магазине или же сделать его собственными руками.

1. Принцип работы зарядного устройства.

Зарядное устройства для аккумуляторной автомобильной батареи – это специально устройство, которое предназначается для возобновления заряда аккумуляторной батареи на автотранспорте. Суть работы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит в том, что оно преобразует напряжение от стандартной сети 220 В переменного тока в напряжение постоянного тока, соответствующее параметрам аккумулятора автомобиля.

Зарядное устройство автомобильных аккумуляторов в классической комплектации состоит из двух главных элементов:

1. Трансформатора.

2. Выпрямителя.

Устройство для зарядки вырабатывает постоянный ток под напряжением 14,4 В (а не 12 В). Такое значение напряжения используется, чтобы ток смог пройти через аккумулятор. К примеру, если аккумуляторная батарея была разряжена не полностью, то напряжение на ней составит 12 В. В таком случае её нельзя будет подзарядить устройством, у которого на выходе также будет 12 В. Потому напряжение на выходе зарядного устройство должно быть немного больше. А оптимальным считается именно значение в 14,4 В. Завышать зарядное напряжение ещё больше не желательно, так как это значительно снизит срок службы аккумулятора и может вывести его из строя.

Процесс зарядки аккумулятора начинается тогда, когда устройство было подключено к батарее и к сети. Так как свинцово-кислотный аккумулятор необходимо заряжать по специальному алгоритму, то зарядное устройство производит заряд со стабилизацией тока и напряжения. Этот процесс состоит из многих стадий.

Во время зарядки аккумулятора, его внутреннее сопротивление растёт, а зарядный ток снижается. Когда напряжение на батарее приблизится к 12 В, а зарядный ток опустится к 0 В, то это будет значить, что зарядка была произведена успешно и можно отключать зарядное устройство.

Аккумуляторы принято заряжать током, величина которого составляет 10% от его ёмкости. Например, если ёмкость аккумулятора 100 Ач, то лучшее значение зарядного тока составляет 10 А, а время зарядки займёт 10 часов. Для ускорения заряда батареи ток можно повысить, но это очень опасно и имеет негативное влияние на аккумулятор. В таком случае нужно следить очень внимательно за температурой электролита и если она достигнет 45 градусов по Цельсию, зарядный ток немедленно нужно понизить.

Регулировка всех параметров зарядных устройств производится при помощи управляющих элементов (специальных регуляторов), которые размещены на корпусе самих устройствах. Во время зарядки в помещении, где она производится, нужно обеспечить хорошую вентиляцию, так как электролит выделяет водород, скопление которого очень опасно. От одной искры может случиться взрыв. Также при зарядке следует снять с аккумулятора пробки сливных отверстий. Ведь выделяемый электролитом газ может скопиться под крышкой аккумулятора и привести к разрывам корпуса.

2. Какие бывают зарядные устройства?

Зарядные устройства можно классифицировать по нескольким критериям. В зависимости от метода, который используется для зарядки, зарядные устройства бывают:

1. Такие, что производят зарядку от постоянного тока.

2. Такие, что производят зарядку от постоянного напряжения.

3. Такие, что производят зарядку комбинированным методом.

Зарядку от постоянного тока нужно осуществлять при токе заряда в 1/10 от ёмкости батареи. Такая зарядка способна полностью зарядить батарею, но за процессом потребуется контроль, ведь во время неё электролит нагревается и может закипеть, что становиться причиной короткого замыкания и возгорания аккумулятора. Подобная зарядка не должна длиться больше одних суток. Зарядка от постоянного напряжения намного безопаснее, но она не способна обеспечить полный заряд батареи.

Потому в современных зарядных устройствах используется комбинированный способ заряда. При таком способе, зарядка сначала производится от постоянного тока, а потом переходит на зарядку от постоянного напряжения, чтобы исключить перегрев электролита. Зависимо от особенностей работы и конструкции, зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов разделяют на два вида:

1. Трансформаторные. Устройства, у которых вместе с выпрямителем подключён трансформатор. Такие устройства надёжны и эффективны, но очень громоздки (имеют большие габаритные размеры и заметный вес).

2. Импульсные. Главным элементом таких устройств является преобразователь напряжения, работающий на высоких частотах. Это такой же трансформатор, но значительно меньших размеров и веса, чем у трансформаторных зарядных устройствах. Именно по этой причины такой вид зарядных устройств стал очень популярным среди автомобилистов в последнее время. Кроме того, у импульсных приборов автоматизировано большинство процессов, что заметно упрощает управление ими.

В зависимости от назначения зарядные устройства бывают двух видов:

1. Зарядно-предпусковые. Заряжает автомобильный аккумулятор от имеющегося источника тока.

2. Зарядно-пусковые.

Способны не только зарядить аккумуляторную батарею от сети, а и произвести запуск двигателя, когда она разряжена. Такие устройства более универсальны и могут выдать ток в 100 В или более, если необходимо быстро зарядить аккумулятор без дополнительного источника электрического тока. Существует также отдельный класс зарядных устройств – зарядные устройства на солнечных батареях. Они дают возможность зарядить аккумулятор без подключения к сети. Зарядка происходит при помощи блока солнечной батареи, которая аккумулирует энергию от солнца. А само устройство подключается к прикуривателю или к клеммам аккумулятора. Подобные устройства очень удобно использовать, если аккумулятор разрядился, а поблизости нет электросети.

3. На что обращать внимание при выборе зарядки?

Советы, которые стоит учесть при выборе зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:

Определитесь с параметрами зарядного устройства

Перед покупкой зарядного устройства нужно понять, какое именно ЗУ подойдет аккумулятору вашего автомобиля. Разные зарядки выдают разные показатели тока и могут работать с напряжением в 12/24 В. Вам следует понять, какие параметры необходимы для работы с конкретным аккумулятором. Для этого изучите инструкцию к аккумулятору или поищите сведения о нем на корпусе. Если сомневаетесь, можете сфотографировать АКБ и показать продавцу в магазине — это поможет не ошибиться при выборе.

Выбирайте нужный запас зарядного тока

Если зарядное устройство будет все время работать на пределе своих возможностей, это снизит его эксплуатационный срок. Лучше всего выбрать зарядку с небольшим запасом показателя зарядного тока. Кроме того, если вы в дальнейшем решите купить новый аккумулятор с большей емкостью, вам не придется покупать новое ЗУ.

Покупайте ПЗУ вместо ЗУ

ПЗУ — пуско-зарядные устройства для автомобиля. Они совмещают в себе две функции: Заряд аккумулятора. Если АКБ разрядилась, ПЗУ может использоваться в режиме зарядки, выдавая необходимый ток для восстановления функциональности батареи.

Запуск двигателя авто. Если времени на зарядку нет, ПЗУ сможет выдать большой пусковой ток, которого хватит, чтобы завести авто. Это позволит зарядить АКБ непосредственно во время эксплуатации автомобиля. Таким функционалом обладают пуско-зарядные Dnipro-M.

Проверьте наличие дополнительных функций

У ПЗУ могут быть дополнительные режимы зарядки. Например, работа с АКБ на 12 и 24 В. Лучше всего, если устройство будет обладать обоими режимами. Среди режимов также можно выделить быструю зарядку, которая позволяет за короткий промежуток времени частично зарядить АКБ.

Полезной функцией будет автоматический заряд аккумулятора. В этом случае вам не придется контролировать выходной ток или напряжение — устройство сделает это за вас.

4. Простая схема по изготовлению зарядки.

Если вдруг аккумуляторная батарея в автомобиле разрядилась, а специальных зарядных устройств для неё у вас нет, то их можно сделать собственноручно, используя имеющиеся на хозяйстве детали. Для изготовления собственного зарядного устройства понадобятся:

1. Трансформатор (понижает напряжение от 220 В до 14-16В).

2. Сетевая вилка (доставляет ток от сети к устройству).

3. Сетевой предохранитель (защищает цепь от короткого замыкания).

4. Проволочный реостат (регулирует силу зарядного тока).

5. Амперметр (контролирует величину зарядного тока).

6. Выпрямительное устройство (преобразует переменный ток в постоянный).

7. Выключатель (производит включение/выключение устройства).

8. Лампочка (сигнализирует о появлении напряжения на обмотке трансформатора).

9. Реостат (регулирует силу тока и напряжение в собранной электрической цепи).

10. Диэлектрический материал (нужен для того, чтобы сделать корпус устройства и смонтировать на него все элементы).

Этапы процесса изготовления зарядного устройства:

1. Если нет готового выпрямительного устройства, то его нужно сделать из диодов, собрав из них выпрямительный мостик. Устройство нужно смонтировать на диэлектрик (пластмасса, фанера, текстолит и т. д.).

2. У основания выпрямительного устройства закрепить трансформатор.

3. К сетевой вилке припаять сетевой предохранитель и подсоединить к трансформатору.

4. Собрать из диэлектрического материала корпус устройства и сделать в нём отверстия для охлаждения и свободной циркуляции воздуха вокруг выпрямителя и трансформатора.

5. На передней стенке корпуса закрепить лампочку, выключатель, реостат и амперметр.

6. Выходные провода от выпрямителя оборудовать клеммами с разным диаметром (чтобы не перепутать полярность при его подключении к аккумуляторной батареи).

7. Соединить все элементы между собой, собрав простейшую электрическую цепь.

После того, как зарядное устройство будет собрано, можно включить его вилку в электрическую сеть, подключить клеммы к аккумулятору и установить реостатом необходимый ток для зарядки, контролируя его значение по амперметру.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Принцип работы умных зарядных устройств

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.

Отметим, что подобные зарядные устройства нередко используются для подзарядки различных электрических инструментов, использующихся сотрудниками ЖКХ. Товары для ЖКХ, кстати, по сравнительно низкой цене можно приобрести в компании ЖКХ-МАРКЕТ, которая вот уже на протяжении более 10 лет занимается снабжением жилищно-коммунальных хозяйств в Москве и Московской области.

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.

Конструкция и принцип работы зарядного 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.

Виды
Зарядное устройство по 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 устройство в 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 устройство применяется для зарядки аккумуляторных батарей устройств и оборудования:
  • Сотовые телефоны и смартфоны.
  • Планшеты.
  • Ноутбуки.
  • Зубные щетки.
  • Переносные шуруповерты, дрели 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. Поэтому порой бывает затруднительно определиться с выбором.

  • Если 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.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Все владельцы автотранспортных средств знают, что аккумуляторную батарею необходимо периодически заряжать и особенно это актуально в холодную пору года. При наличии навыков в сфере электротехники можно сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Если все требуемые работы по его созданию были проведены правильно, то оно может оказаться ни чем не хуже заводского изделия.

Принцип работы

Аккумуляторная батарея автомобиля требуется зарядка при снижении напряжения на контактах ниже отметки в 11,2 В. Хотя даже в такой ситуации двигатель может быть запущен, в случае продолжительного простоя автотранспортного средства в АКБ начинают протекать реакции сульфатации пластин, что неизбежно приведет к падению емкости батареи.

Именно поэтому в зимнее время года настоятельно рекомендуется в гараже или на стоянках подзаряжать АКБ и отслеживать напряжение на ее клеммах.

Оптимальным вариантом является снятие аккумулятора с последующим хранением в теплом месте, но даже в такой ситуации стоит помнить о необходимости подзарядки.

Аккумуляторная батарея заряжается под воздействием импульсного либо постоянного тока. Во втором случае сила тока должна быть равна 0,1 от емкости батареи. Например, при емкости АКБ в 55 А/ч, то сила зарядного тока должна соответствовать 5,5 А. Если этот параметр будет ниже, то предотвратить активацию процессов сульфатации не удастся .

Также следует помнить, что существует достаточно надежный способ десульфатации. Для этого необходимо предварительно разрядить батарею до 3−5 вольт с помощью высоких токов небольшой длительности, например, включая стартер. После этого следует провести полную зарядку аккумулятора током в 1 А. Эту процедуру необходимо повторять от 7 до 10 раз.

Аналогичный принцип работы имеют специальные десульфатирующие зарядные устройства. На протяжении нескольких миллисекунд на клеммы батареи подается импульсный ток с обратной полярностью, а затем более длительный импульс прямой полярности.

Также следует помнить, что во время зарядки АКБ нельзя допускать достижения ею максимального заряда. Это может привести к увеличению концентрации и плотности раствора электролита, что произведет разрушающее воздействие на пластины. В заводских ЗУ для предотвращения этого явления используется электронная система контроля и автоматического отключения.

Самодельные зарядные устройства

Существует несколько вариантов изготовления самодельного ЗУ. Причем некоторые из них собираются буквально за несколько минут из подручных материалов.

Простейший прибор

Он может пригодиться в ситуации, когда утром батарея оказалась полностью разряженной, а необходимо срочно отправиться в дорогу. Для зарядки АКБ в такой ситуации потребуется отыскать источник постоянного тока в 12−25 В и сопротивление.

Сегодня у многих людей есть ноутбуки, ЗУ которого выдает ток силой в 2 А при напряжении в 19 В. Этого хватит для решения поставленной задачи. Внешний контакт разъема блока питания имеет отрицательный заряд, а внутренний — положительный.

Сопротивлением, в свою очередь, может стать простая лампа, используемая для освещения салона машины.

В теории возможно применять и более сильную лампу, например, от габаритов, но в такой ситуации риск перегрузки БП окажется довольно высоким. В результате можно собрать простейшую схему зарядки аккумулятора.

Если ноутбука нет, можно заранее приобрести выпрямительный диод с показателем обратного напряжения от 1000 В и силой тока не менее трех ампер. Благодаря небольшим габаритам, этот полупроводниковый прибор всегда может находиться в автомобиле. В качестве сопротивления в этом случае может быть использована обычная лампа накаливания на 220 В.

Из блока питания ПК

Сложность изготавливаемого зарядного устройства своими руками следует выбирать в соответствии с имеющимися навыками в области электротехники. Найти блок питания от ПК не составит большого труда. Он, кроме питания в 5 В, имеет шину с напряжение в 12 вольт при силе тока в два ампера. Этих параметров достаточно для создания несложного зарядного устройства.

Так как напряжения в 12 В будет недостаточно для полноценной зарядки АКБ и его необходимо увеличить. Для этого потребуется найти сопротивление около 1 кОм и соединить его со вторым сопротивлением, подключенным к восьмиконтактной микросхеме. Эта простая схема должна быть присоединена к вторичной цепи компьютерного блока питания.

Подбирая номинал второго сопротивления можно довести выходное напряжение до 13,5 В, которого будет достаточно для зарядки аккумуляторной батареи. Затем потребуется лишь подключить собранное устройство к клеммам АКБ. В отличие от первого ЗУ, в этом случае необходимости в использовании дополнительного сопротивления нет.

Трансформаторное устройство

Такие ЗУ являются наиболее распространенными и безопасными. Собрать их несколько сложнее, но при наличии определенного опыта в работе с электротехникой разобраться со схемой можно. Наиболее простое устройство этого типа состоит из следующих элементов:

  • Трансформатор сетевой.
  • Ограничительная нагрузка.
  • Выпрямительный диодный мост.

Так как через нагрузку проходит большой ток, она сильно нагревается. Чаще всего для ограничения силы тока зарядки используются конденсаторы, подключенные к первичной цепи трансформатора. Если точно подобрать емкости конденсаторов, то можно и вовсе обойтись без трансформатора, но такое устройство будет более опасным для человека. Диодный мост можно собрать самостоятельно либо использовать готовый от вышедшего из строя генератора. Более сложные устройства основаны на микросхемах или микропроцессорах и собрать их сможет хорошо подготовленный человек.

Техника безопасности

Заводские зарядные устройства являются безопасными в эксплуатации. С этой точки зрения, самодельные приборы не столь надежны и это их основной недостаток. При работе с ними следует придерживаться нескольких правил безопасности:

  • Батарею и ЗУ необходимо расположить на несгораемой поверхности.
  • При работе с простейшим устройством следует использовать средства индивидуальной защиты — резиновый коврик и изолирующие перчатки.
  • Когда ЗУ используется впервые, необходимо внимательно следить за ходом зарядки.
  • Основными параметрами, которые следует контролировать, являются ток, напряжение на клеммах батареи, температура корпуса ЗУ и АКБ.
  • Если самодельное зарядное устройство планируется оставлять на ночь, необходимо предусмотреть систему аварийного отключения от сети.

Правильно собранное самодельное зарядное устройство может стать хорошей альтернативой заводскому прибору. Кроме этого, используя подручные материалы и детали от вышедших из строя устройств, можно неплохо сэкономить.

Зарядка аккумулятора схема и принцип действия

Как происходит зарядка аккумулятора? Схема этого устройства сложна или нет, для того чтобы сделать устройство своими руками? Отличается ли принципиально зарядное устройство для автомобильного аккумулятора от того, что применяется для мобильных телефонов? На все поставленные вопросы мы попытаемся ответить далее в статье.

Общие сведения

Зарядка аккумулятора, схема и принципы работы данного устройства рассматриваются даже в школьном курсе физики. Но, увы, уже к выпуску многие эти знания успевают позабыть. Поэтому спешим напомнить, что в основу работы аккумулятора положен принцип возникновения разности напряжения (потенциалов) между двумя пластинами, которые специально погружаются в раствор электролита.

Первые батареи были медно-цинковыми. Но с того времени они существенно улучшились и модернизировались.

Как устроена аккумуляторная батарея

Возвращаемся к корпусу. К нему выдвигают жесткие требования. Так, он должен быть:

  • стойким к агрессивным химическим реагентам;
  • способным переносить значительные колебания температуры;
  • обладающим хорошими показателями вибростойкости.

Всем этим требованиям отвечает современный синтетический материал – полипропилен. Более детальные различия следует выделять только при работе с конкретными образцами.

Принцип работы

Когда есть нагрузка на клемму, то начинает происходить химическая реакция, которая сопровождается выделением электричества. Со временем батарея будет разряжаться. А как она восстанавливается? Есть ли простая схема?

Зарядка аккумулятора не является чем-то сложным. Необходимо осуществлять обратный процесс – подаётся электричество на клеммы, вновь происходят химические реакции (восстанавливается чистый свинец), которые в будущем позволят использовать аккумулятор.

Также во время зарядки происходит повышение плотности электролита. Таким образом батарея восстанавливает свои начальные свойства. Чем лучше были технология и материалы, которые применялись при изготовлении, тем больше циклов заряда/разряда может выдержать аккумулятор.

Какие электрические схемы зарядки аккумуляторов существуют

Классическое устройство делают из выпрямителя и трансформатора. Если рассматривать все те же автомобильные батареи с напряжением в 12 В, то зарядки для них обладают постоянным током примерно на 14 В.

Почему именно так? Такое напряжение необходимо для того, чтобы ток мог идти через разряженный автомобильный аккумулятор. Если он сам имеет 12 В, то устройство той же мощности ему помочь не сможет, поэтому и берут более высокие значения. Но во всём необходимо знать меру: если слишком завысить напряжение, то это пагубно скажется на сроке службы устройства.

Поэтому при желании сделать прибор своими руками, необходимо для машин искать подходящие схемы зарядки автомобильных аккумуляторов. Это же относится и к другой технике. Если необходима схема зарядки аккумулятора литий-ионного, то тут необходимо устройство на 4 В и не больше.

Процесс восстановления

Допустим, у вас есть схема зарядки аккумулятора от генератора, по которой было собрано устройство. Батарея подключается и сразу же начинается процесс восстановления. По мере его протекания будет расти внутреннее сопротивление устройства. Вместе с ним будет падать зарядный ток.

Когда напряжение приблизится к максимально возможному значению, то этот процесс вообще практически не протекает. А это свидетельствует о том, что устройство успешно зарядилось и его можно отключать.

Технологические рекомендации

Необходимо следить, чтобы ток аккумулятора составлял только 10% от его емкости. Причем не рекомендовано ни превышать этот показатель, ни уменьшать его. Так, если вы пойдёте по первому пути, то начнёт испаряться электролит, что значительно повлияет на максимальную емкость и время работы аккумулятора. На втором пути необходимые процессы не будут происходить в требуемой интенсивности, из-за чего негативные процессы продолжатся, хотя и в несколько меньшей мере.

Зарядка

  1. Ограничитель тока (конструируется на балластных конденсаторах и трансформаторе). Чем большего показателя удастся достичь, тем значительней будет величина тока. В целом, для работы зарядки этого должно хватить. Но вот надёжность данного устройства весьма низкая. Так, если нарушить контакты или что-то перепутать, то и трансформатор, и конденсаторы выйдут из строя.
  2. Защита на случай подключения «не тех» полюсов. Для этого можно сконструировать реле. Так, условная завязка базируется на диоде. Если перепутать плюс и минус, то он не будет пропускать ток. А поскольку на нём завязано реле, то оно будет обесточенным. Причем использовать данную схему можно с устройством, в основе которого и тиристоры, и транзисторы. Подключать её необходимо в разрыв проводов, с помощью которых сама зарядка соединяется с аккумулятором.
  3. Автоматика, которой должна обладать зарядка аккумулятора. Схема в данном случае должна гарантировать, что устройство будет работать только тогда, когда в этом действительно есть потребность. Для этого с помощью резисторов меняется порог срабатывания контролирующего диода. Считается, что аккумуляторы на 12 В являются полностью, когда их напряжение находится в рамках 12,8 В. Поэтому этот показатель является желанным для данной схемы.

Заключение

В рамках статьи вашему вниманию были представлены различные принципиальные схемы, которые дают понять, как же, собственно, происходит зарядка аккумуляторов. Но необходимо понимать, что это только общие изображения, а более детальные, имеющие указания протекающих химических реакций, являются особенными для каждого типа батареи.

Зарядные устройства для аккумуляторов. Как устроены и работают?

Аккумуляторами в электротехнике приято называть химические источники тока, которые могут пополнять, восстанавливать израсходованную энергию за счет приложения внешнего электрического поля. Устройства, которыми подают электроэнергию на пластины аккумулятора, называют зарядные устройства для аккумуляторов: они приводят источник тока в рабочее состояние, заряжают его. Чтобы правильно эксплуатировать АКБ, необходимо представлять принципы их работы и зарядного устройства.

Как работает аккумулятор

Химический рециркулируемый источник тока при эксплуатации может:

  1. Питать подключенную нагрузку, например, лампочку, двигатель, мобильный телефон и другие приборы, расходуя свой запас электрической энергии
  2. Потреблять подключенную к нему внешнюю электроэнергию, расходуя ее на восстановление резерва своей емкости

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

Разряд аккумулятора

Одновременно работают две электрические цепочки:

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

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

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

Заряд аккумулятора

Нагрузку с выходных клемм для зарядки чаще всего снимают, хотя на практике используется метод при подключенной нагрузке, как на аккумуляторе движущегося автомобиля или поставленного на зарядку мобильного телефона, по которому ведется разговор. На клеммы аккумулятора подводится напряжение от постороннего источника более высокой мощности. Оно имеет вид постоянной или сглаженной, пульсирующей формы, превышает разность потенциалов между электродами, однополярно с ними направлено.

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

Во время заряда и разряда изменяется химический состав пластин, а электролит служит передаточной средой для прохождения анионов и катионов. Интенсивность проходящего во внутренней цепи электрического тока влияет на скорость восстановления свойств пластин при заряде и быстроту разряда. Ускоренное протекание процессов ведет к бурному выделению газов, излишнему нагреву, способному деформировать конструкцию пластин, нарушить их механическое состояние.

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

Как работают зарядные устройства для аккумуляторов

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

Зарядные конструкции для мобильных электронных приборов

Габариты зарядных устройств для мобильных изделий разной мощности значительно отличаются друг от друга. Они создают специальные условия работы каждой модели. Даже для однотипных аккумуляторов типоразмеров АА или ААА разной емкости рекомендуется использовать свое время зарядки, зависящее от емкости и характеристик источника тока. Его величины указываются в сопроводительной технической документации.

На картинке выше, зарядные устройства для аккумуляторов «пальчиков»

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

Зарядные конструкции для автомобильных АКБ

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

Вот как выглядят зарядные устройства для аккумуляторов авто

Разряженные либо неправильно подготовленные аккумуляторы с этой задачей обычно не справляются. Эмпирическими методами выявлена взаимосвязь тока зарядки для свинцовых кислотных и щелочных аккумуляторов. Принято считать оптимальным значением заряда (амперы) в 0,1 величину емкости (амперчасы) для первого вида и 0,25 — для второго.

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

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

  • контролировать и стабилизировать ток заряда
  • учитывать температуру электролита и не допускать его нагрева более 45 градусов прекращением питания

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

  1. полный заряд аккумулятора до набора максимальной емкости
  2. десятичасовой разряд током 9÷10% от номинальной емкости (эмпирическая зависимость)
  3. повторный заряд разряженного аккумулятора

При проведении КТЦ контролируют изменение плотности электролита и время завершения второго этапа. По его величине судят о степени износа пластин, длительности оставшегося ресурса. Зарядные устройства для щелочных батарей можно применять менее сложных конструкций, ибо такие источники тока не так чувствительны к режимам недостаточной зарядки и перезаряда.

В начале технологического процесса зарядки рекомендуется поддерживать ток на максимально допустимом значении, а затем снижать его величину до минимальной для окончательного завершения физико-химических реакций, осуществляющих восстановление емкости. Даже в этом случае требуется контролировать температуру электролита, вводить поправки на окружающую среду.

Полное завершение цикла зарядки свинцовых кислотных аккумуляторов контролируют по:

  • восстановлению напряжения на каждой банке 2,5÷2,6 вольта
  • достижению максимальной плотности электролита, которая перестает изменяться
  • образованию бурного газовыделения, когда электролит начинает «закипать»
  • достижению емкости батареи, превышающей на 15÷20% величины, отданной при разряде

Зарядные устройства для аккумуляторов и формы токов для них

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

  1. иметь постоянную величину
  2. или изменяться во времени по определенному закону

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

Принципы создания схем для зарядных устройств

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

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

  1. использования электромеханических трансформаторов напряжения, работающих по принципу электромагнитной индукции
  2. применения электронных трансформаторов
  3. без использования трансформаторных устройств, основанных на делителях напряжения

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

Зарядные устройства для аккумуляторов, схемы с трансформаторным разделением

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

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

  1. диодного моста со сглаживающим пульсации конденсатором
  2. диодного моста без сглаживания пульсаций
  3. одиночного диода, срезающего отрицательную полуволну

Каждая из этих схем может применяться самостоятельно, но, обычно одна из них является основой, базой для создания другой, более удобной для эксплуатации и управления по величине выходного тока. Применение комплектов силовых транзисторов с цепочками управления позволяет уменьшать выходное напряжение на контактах вывода цепи зарядного устройства, что обеспечивает регулировку величин постоянных токов, пропускаемых через подключенные аккумуляторы.

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

Для третьего варианта, замена единичного диода полупроводниковым тиристором с отдельной электронной схемой для управляющего электрода, позволяет уменьшать импульсы тока за счет более позднего их открытия, что тоже используется для различных способов зарядки аккумуляторов.

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

Схемы с электронным трансформатором

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

Схемы зарядных устройств без трансформаторного разделения

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

На этом принципе создаются многочисленные зарядные устройства с резистивно-емкостными сопротивлениями для маломощных аккумуляторов. Благодаря маленьким габаритам составных деталей их встраивают непосредственно внутрь фонарика. Внутренняя электрическая схема полностью помещена в заводской изолированный корпус, исключающий контакт человека с потенциалом сети при зарядке.

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

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

Но, они молчат о том, что:

  • открытая проводка 220 представляет опасность для жизни человека
  • нить накала лампы под напряжением нагревается, меняет свое сопротивление по закону, неблагоприятному для прохождения оптимальных токов через аккумулятор

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

Наш совет: не пользуйтесь этим методом!

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

Как работают зарядные устройства - Kennedy Electric

Как работает зарядное устройство

Батарея работает, преобразуя накопленную химическую энергию в электрическую. Когда электролит в аккумуляторе израсходован, его необходимо перезарядить. Зарядное устройство для батареи - это устройство, которое подает в батарею постоянный ток (DC) для восстановления израсходованного электролита. Поэтому в идеале, когда все электролиты в батарее восстановлены, подача тока должна прекратиться.

Весь процесс зарядки представляет собой комбинацию зарядки, стабилизации (оптимизации скорости зарядки) и завершения (зная, когда следует прекратить зарядку).Скорость заряда и разряда батарей указывается как C-rate (скорость заряда). Это мера скорости, с которой батарея заряжается или разряжается относительно ее емкости (измеряется в Ач). Например, если полностью заряженная батарея емкостью 4 Ач разряжается до 4 ампер, то для полной зарядки потребуется час. В большинстве современных гаджетов, таких как мобильные телефоны, электромобили и ноутбуки, используются литий-ионные батареи, которых хватает на длительный срок службы при частой зарядке.

Зарядка должна немедленно прекратиться после полной зарядки аккумулятора.Но стандартные зарядные устройства не могут узнать, когда зарядка достигнет 100 процентов, и продолжают подавать питание на аккумулятор. Это причина того, что батареи нагреваются - это способ высвободить дополнительную энергию, подаваемую на них. Чрезмерный заряд аккумуляторов может не только повредить аккумулятор, но и сократить срок его службы. Существуют различные типы зарядных устройств для аккумуляторов, такие как непрерывное, временное, простое, интеллектуальное зарядное устройство, импульсное, с питанием от движения, солнечное, быстрое и трехступенчатое зарядное устройство.

Зарядное устройство всегда изготавливается для конкретной батареи в зависимости от величины тока, который оно обеспечивает, и времени, необходимого для полной зарядки батареи.Это означает, что зарядное устройство, предназначенное для зарядки одного аккумулятора, может не подходить для другого аккумулятора. Производители гаджетов рекомендуют приобретать зарядное устройство той же марки для зарядки аккумуляторов. Вы можете максимально эффективно использовать зарядное устройство, не заряжая батареи разной емкости или химического состава одновременно. Это может со временем повредить батареи.

Выбор подходящего зарядного устройства

При выборе зарядного устройства необходимо учитывать несколько факторов.

Хорошее зарядное устройство поможет аккумуляторам работать хорошо.Избегайте чрезмерной зарядки аккумуляторов, чтобы продлить срок их службы и спасти их от необратимого повреждения. Хорошее время автономной работы также поможет повысить производительность вашего электрооборудования.

Надеюсь, теперь у вас есть лучшее представление о зарядных устройствах и о том, как они работают. Если вам нужны розетки с портами для зарядки или даже EVCS, позвоните нам. Мы можем помочь!

Kennedy Electric - надежная электрическая компания с полным спектром услуг, обслуживающая частных и коммерческих потребителей в округах Цитрус, Эрнандо и Паско.Мы предлагаем электрический ремонт, проводку лодочных лифтов, реконструкцию, низковольтное освещение, подключение генераторов, питание жилых автофургонов, электрические проверки, установку вентиляторов, домашнее освещение, новые схемы, панели и многое другое. Звоните сегодня по телефону 352-799-3434.

Как работает зарядное устройство? Функционирование и использование подсказок.

Введение

Будь то ваш мобильный телефон, аварийный свет или собственный автомобиль, повсюду очевидно широкое использование аккумуляторов. Перезаряжаемые батареи также широко используются в инверторах, где их постоянное напряжение преобразуется в сетевое переменное напряжение и используется для питания бытовых приборов при сбоях в электросети.

Важность батареи заключается в том, что вы можете переносить ее электричество. Более того, когда мощность в аккумуляторе истощается, его можно пополнять и заряжать или заряжать (очевидно, это верно только для заряжаемых аккумуляторов), что делает его очень эффективным и экономичным.

Схема зарядного устройства может быть довольно простой по конструкции, но в целом аккумуляторы не любят грубые зарядные напряжения, поэтому всегда рекомендуется использовать качественные зарядные устройства с постоянным напряжением, чтобы поддерживать аккумулятор в хорошем состоянии и стабильно.

Прежде чем научиться пользоваться зарядным устройством, важно сначала узнать принцип его работы.

Как работает зарядное устройство?

Ответ на вопрос «как работает зарядное устройство» можно легко понять с помощью следующих пунктов:

  • Зарядное устройство для аккумуляторов - это в основном источник питания постоянного тока. Здесь трансформатор используется для понижения входного напряжения сети переменного тока до необходимого уровня в соответствии с номиналом трансформатора.

  • Этот трансформатор всегда имеет высокую мощность и способен выдавать высокий выходной ток, необходимый для большинства свинцово-кислотных аккумуляторов.

  • Конфигурация мостового выпрямителя используется для преобразования переменного тока низкого напряжения в постоянный ток, который дополнительно сглаживается электролитическим конденсатором высокой емкости.

  • Этот постоянный ток подается в электронную схему, которая регулирует напряжение до постоянного уровня, и подается на заряжаемую батарею, где энергия накапливается за счет внутреннего процесса химической реакции.

  • В автоматических зарядных устройствах для аккумуляторов встроена цепь датчика напряжения, измеряющая напряжение заряжаемой аккумуляторной батареи. Зарядное устройство автоматически выключается, когда напряжение аккумулятора достигает необходимого оптимального уровня.

Как рассчитать время зарядки или разрядки аккумулятора

  • Номинальная текущая емкость заряжаемого аккумулятора может варьироваться в зависимости от области применения. Его текущая удерживающая способность выражается в ампер-часах (Ач).Эту единицу измерения можно определить как максимальный ток, при котором конкретная батарея может быть полностью заряжена или разряжена за один час.

  • Если, например, полностью заряженная батарея емкостью 4 Ач разряжается при 4 амперах, то в идеале для ее полной разрядки должен потребоваться час (но практически можно увидеть, что время поддержки составляет намного меньше часа из-за существующая неэффективность всех батарей).

  • Аналогичным образом, если та же самая батарея заряжается с силой тока 4 ампера, то для ее полной зарядки потребуется час.Но никогда не рекомендуется заряжать или разряжать батареи на полную мощность.

  • В идеале процесс зарядки и разрядки должен выполняться постепенно в течение примерно 10 часов. Таким образом, чтобы определить оптимальный ток зарядки аккумулятора, просто разделите его AH на 10, то же самое верно и для определения правильной скорости непрерывной разрядки.

Как использовать зарядное устройство?

Теперь давайте изучим, как именно использовать зарядное устройство, с помощью следующего краткого объяснения:

  • Зарядное устройство обычного типа состоит из двух выходных клемм, отмеченных красным и черным.

  • Он также должен состоять из амперметра для отображения зарядного тока и переключателя напряжения.

  • Начните с выбора подходящего зарядного напряжения в зависимости от используемой батареи.

  • Соблюдая полярность, вы можете просто подключить красную клемму к плюсу, а черный - к минусу заряжаемого аккумулятора.

  • Амперметр моментально покажет зарядный ток.Аккумулятор будет постепенно заряжаться, показания амперметра пропорционально уменьшатся.

  • Когда он достигнет нулевой отметки, это будет означать, что аккумулятор полностью заряжен и его можно отключить от зарядного устройства.

Если у вас есть какие-либо дополнительные сомнения относительно того, как работает зарядное устройство или как его использовать, не стесняйтесь добавлять свои комментарии (комментарии нуждаются в модерации, и для их появления может потребоваться время).

Изображение батареи

Кредит: https: //www.bombayharbor.ru / productImage / 047139

08998350 / Lead_Acid_Battery.jpg

Изображение зарядного устройства

Кредит: https://www.indiapowerhouse.com/battery-chargers/89-batterycharger.html

Как работают зарядные устройства?

Как работают зарядные устройства? - Объясни это

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 21 марта 2020 г.

Power to go - разве батарейки не великолепны? Проблема в том, что они хранят только фиксированное количество электрического заряда перед разрядкой, обычно не более неудобные времена.Если вы используете аккумуляторные батареи, это меньше проблемы: вставьте батарейки в зарядное устройство, подключите и вставьте Через несколько часов они как новенькие и снова готовы к использованию. Типичный аккумулятор можно заряжать сотни раз, может длиться вы любите от трех-четырех лет до десяти или более лет, и будете вероятно сэкономите сотни долларов на покупке расходных материалов (так что это отлично подходит для окружающей среды). Но насколько хорошо твои батареи производительность зависит от того, как вы их используете и насколько тщательно вы заряжаете их.Вот почему достойное зарядное устройство так же важно, как и батарейки, которые вы в него вставляете. Что такое зарядное устройство и как работает это работает? Давайте посмотрим внимательнее!

Artwork: Зачем использовать сотни батареек один раз, если можно использовать одну батарею сотни раз заправив его электрическим зарядом? Перезаряжаемые батареи для начала стоят немного дороже, но, относитесь к ним осторожно, и они сэкономят вам состояние за долгие годы их жизни. Они намного лучше для окружающей среды.

Что такое батарейки и как они работают?

Фото: Обычные батареи (например, эта бытовая угольно-цинковая батарея). не предназначены для использования более одного раза, поэтому не пытайтесь их перезаряжать.если ты Не любите угольно-цинковые батареи, не пытайтесь их перезарядить: для начала купите аккумуляторные.

Если вы читали нашу основную статью о батареях, вы будете знать все об этих портативных источниках питания растения. Пример того, что ученые называют электрохимией, они используют силу химии для высвобождения накопленной электроэнергии очень постепенно.

Что происходит внутри типичной батареи - например, в фонарике? Когда вы нажимаете выключатель питания, вы дает зеленый свет химическим реакциям внутри батареи.Когда ток начинает течь, ячейки (энергогенерирующие отсеки) внутри батареи начинают превращаться в поразительные, но совершенно невидимые пути. Химические вещества, из которых состоят их компоненты заставляют себя переставлять. Внутри каждой ячейки химическое реакции происходят с участием двух электрических клемм (или электроды) и химикат, известный как электролит которые их разделяют. Эти химические реакции вызывают появление электронов ( крошечные частицы внутри атомов, переносящие электричество), чтобы перекачивать цепь, к которой подключен аккумулятор, обеспечивающий питание фонарик.Но элементы внутри батареи содержат только ограниченные запасы химикатов, поэтому реакции не могут продолжаться бесконечно. Как только химикаты истощается, реакции останавливаются, электроны перестают течь через внешняя цепь, аккумулятор практически разряжен - и лампа гаснет. из.

Это плохие новости. Хорошая новость заключается в том, что если вы используете аккумулятор, вы можете заставить химические реакции протекать в обратном направлении с помощью зарядного устройства. Зарядка аккумулятора - полная противоположность его разрядке: где разрядка отдает энергию, зарядка забирает энергию и сохраняет ее восстановив исходные химические вещества батареи.В Теоретически заряжать и разряжать аккумулятор можно любым количество раз; на практике даже аккумуляторные батареи разлагаются со временем, и в конечном итоге наступает момент, когда они больше не готов хранить заряд. На этом этапе вы должны утилизировать их или выкинь их.

Как работают зарядные устройства

Фото: Это зарядное устройство "быстрой зарядки" предназначено для зарядить четыре цилиндрических никель-кадмиевых (никадовых) аккумулятора за пять часов или одна батарея RX22 квадратной формы за 16 часов.Его легко использовать, и так же легко использовать неправильно: он не выключается, когда аккумуляторы полностью заряжены и нечего сообщит вам, когда зарядка будет завершена. С таким зарядным устройством аккумуляторы заряжаются это полные догадки.

Все зарядные устройства имеют одну общую черту: они работают, питая электрический ток через батареи в течение некоторого времени в надежде, что элементы внутри удерживайте часть энергии, проходящей через них. Это примерно где сходство зарядных устройств начинается и заканчивается!

Самые дешевые и грубые зарядные устройства используют либо постоянное напряжение, либо постоянный ток и подавайте его на батареи, пока не отключите их.Забудьте, и вы перезарядите батареи; снимите зарядное устройство слишком рано, и вы не будете заряжать их достаточно, так что они разойдутся быстрее. Более качественные зарядные устройства используют гораздо более низкий, более щадящий «струйный» заряд (возможно, 3–5 процентов от максимального номинального тока аккумулятора) на более длительный срок. период времени.

Батареи

чем-то похожи на чемоданы: чем больше вы кладете, тем сложнее уложить еще - и тем больше времени на это уходит. Это легко понять, если вспомнить, что зарядка аккумулятора, по сути, включает обращая вспять химические реакции, которые происходят при его разряде.В аккумуляторе ноутбука например, зарядка и разрядка включают шунтирование ионов лития (атомы, у которых отсутствуют электроны) назад и вперед, от одного электрода (где их много) к другому электроду (где их мало). Поскольку все ионы несут положительный заряд, вначале их легче переместить к «пустому» электроду. В качестве они начинают накапливаться там, становится все труднее упаковать их больше, что усложняет работу на более поздних этапах зарядки, чем на более ранних.

График: Аккумуляторы труднее заряжать на более поздних стадиях.Зарядка последних 25 процентов батареи (оранжевая область) может занять столько же времени, что и первых 75 процентов (желтая область). Об этом стоит помнить, если вы имеете ограниченное время для зарядки аккумулятора и беспокоитесь, что это займет слишком много времени: возможно, вы сможете зарядить его на полпути за гораздо меньшее время, чем вы думаете.

Перезарядка обычно хуже, чем недозаряд. Если аккумуляторы полностью заряжены и вы не выключайте зарядное устройство, придется избавиться от лишних энергию, которую вы им даете.Они делают это, нагревая и создавая повышенное давление внутри, что может привести к их разрыву, утечке химикатов или газ, да еще и взорваться. (Думайте о перезарядке как о переваривании аккумулятор, и вы можете просто помнить, чтобы не делать этого!)

Фото: Innovations Battery Manager, популярный в 1990-х годах, продавался как интеллектуальное зарядное устройство, способное заряжать даже обычные угольно-цинковые и щелочные батареи. Справа: цифровой дисплей показывал напряжение каждой батареи во время зарядки (в данном случае 1.39 вольт). После зарядки появилась небольшая гистограмма, показывающая, в каком хорошем состоянии была батарея (сколько еще раз вы могли бы ее зарядить). Было продано много тысяч таких зарядных устройств, но были разные мнения от того, насколько хорошо они работали.

Чуть более сложные зарядные устройства с таймером отключаются через заданный период времени, хотя это не обязательно предотвращает перезарядку или недозаряд, потому что идеальное время зарядки варьируется для всех типов причины (сколько заряда держала батарея вначале, насколько она горячая сколько ей лет, работает ли одна ячейка лучше других, и так далее).Лучшие зарядные устройства работают грамотно, используя электронные схемы на основе микрочипов, чтобы определить, сколько заряда хранятся в батареях, выясняя из таких вещей, как изменения в напряжение батареи (технически называемое дельта V или ΔV) и температура элемента (дельта T или ΔT), когда зарядка, вероятно, будет "завершена", а затем отключение тока или переход на малую капельную зарядку на подходящее время; теоретически невозможно перезарядить интеллектуальное зарядное устройство.

Зарядка различных типов аккумуляторных батарей

Еще больше усложняет ситуацию то, что разные типы аккумуляторных батарей лучше всего реагируют на разные типы зарядки, поэтому зарядное устройство, подходящее для одного типа аккумулятора, может не работают с другим.

Никелевые батареи

фотографий. Электрическая зубная щетка обычно содержит никадовые или никель-металлогидридные батареи и медленно или капельно заряжается на подставке, которая фактически является индукционным зарядным устройством.

кадмий никель (также называемый «никад» или NiCd), самый старый и, возможно, все еще лучший аккумуляторные батареи известного типа, лучше всего реагируют на быстрая зарядка (при условии, что они не нагреваются) или медленная струйка зарядка.

Никель-металлогидридные (NiMH) батареи

изготовлены по новейшей технологии и выглядят точно то же самое, что и никады, но обычно они дороже, потому что в них можно хранить больше заряда (указано на упаковке аккумулятора как более высокий рейтинг) в мАч или миллиампер-часах).NiMH аккумуляторы можно быстро заряжать (на большой ток в течение нескольких часов, риск перегрева), медленный заряжен (около 12–16 часов при более низком токе) или струйкой заряжены (с намного меньшим током, чем у nicad), но они должны действительно заряжать только зарядным устройством NiMH: быстрое зарядное устройство nicad может перезарядить NiMH аккумуляторы.

Эксперты расходятся во мнениях относительно того, испытывают ли никелевые батареи так называемый эффект памяти. Это хорошо известное явление, когда не удается разрядить никелевый аккумулятор перед зарядкой (когда вы «доливаете» частично разряженный аккумулятор с помощью быстрая перезарядка) по общему мнению вызывает необратимые химические изменения, которые уменьшают аккумулятор будет принимать в будущем большой заряд.Некоторые люди клянутся усилие памяти реально; другие также настаивают на том, что это миф. Настоящее объяснение явного эффекта памяти таково: понижение напряжения , когда батарея не была полностью разряжена перед временной зарядкой «думает», что у него более низкое напряжение и емкость для хранения заряда, чем должно быть. Эксперты по аккумуляторным батареям настаивают на том, что эту проблему можно решить путем зарядки и разрядки. аккумулятор полностью в несколько раз больше.

Принято считать, что никелевые батареи необходимо «заправлять». (полностью заряжены перед первым использованием), поэтому обязательно точно следуйте тому, что говорят производители, когда вы берете свой новый батарейки из упаковки.

Как долго нужно заряжать аккумуляторы?

Есть две простые причины, по которым существует так много батарей разных размеров и типов: в большей батарее больше химикатов, поэтому она может накапливать больше энергии и отпустить на более длительный срок; батареи большего размера также имеют тенденцию иметь больше ячеек внутри, поэтому они могут производить более высокое напряжение и ток для питания более крупных вещей (более яркие лампы для фонарей или более мощные двигатели). Точно так же большие аккумуляторные батареи нуждаются в более длительной зарядке.Чем больше энергии вы ожидаете получить от аккумуляторной батареи (чем дольше вы ожидаете, что он прослужит), тем дольше вам нужно его заряжать (или тем выше ток зарядки, который вам понадобится). Основной закон физики, называемой сохранением энергии, говорит нам вы не можете получить от батареи больше энергии, чем вложили в нее.

Большинство людей склонны ставить заряд "на ночь", не обращая особого внимания на то, как именно что это значит - но ваши батареи будут работать лучше и дольше, если вы заряжаете их нужное количество часов.Как долго это длится? Это может сбивать с толку, особенно если вы используете батареи, которых не было в комплекте с зарядным устройством. Не бойся! Все, что вам нужно сделать, это прочитать, что написано на ваших батареях, и вы должны найти (часто мелкими буквами) рекомендуемый ток зарядки и время зарядки. Если у вас базовое зарядное устройство, просто проверьте его номинальный ток и соответствующим образом отрегулируйте время зарядки. Однако помните, что мы говорили в другом месте о согласовании зарядного устройства с батареями.

Фото: Аккумуляторная наука - это не ракетостроение - заряжать аккумуляторные батареи легко, если вы будете следовать инструкциям, обычно написанным на батареях или на упаковке, в которой они поставлялись.

Например, эти три обычных 1,2-вольтовых аккумулятора на никелевой основе имеют совершенно разные рекомендации:

  1. Вверху бело-зеленая батарея nicad рекомендует медленную зарядку 60 мА (миллиампер) в течение 14–16 часов или быструю зарядку 390 мА (ток более чем в шесть раз выше) всего за два часа (2 часа). Полный заряд, идущий в батарею, равен току, умноженному на время, поэтому умножьте числа, и вы получите значение около 800–900 мАч. Сама батарея заявляет, что ее емкость равна 0.65 Ач (650 мАч), но не забывайте, что процесс зарядки не на 100 процентов эффективен: аккумулятор не будет поглощать всю электрическую энергию, проходящую через него. Таким образом, количество заряда, которое вы подаете, и количество, которое может поглотить аккумулятор, находятся в одном и том же парке.
  2. Посередине серебряный никель-металлгидридный аккумулятор рекомендует заряд 200 мА (миллиампер) в течение 7 часов, что дает нам заряд около 1400 мАч. Опять же, сама батарея утверждает, что ее емкость ниже этой (1000 мАч).
  3. Внизу зелено-оранжевый NiMH аккумулятор рекомендует заряд 63 мА (миллиампер) в течение 18 часов, что дает чуть более 1000 мАч.Емкость аккумулятора чуть ниже (970 мАч).

Литий-ионные батареи

Литий-ионные аккумуляторные батареи

обычно встраиваются в такие устройства, как сотовые телефоны, Mp3-плееры, цифровые фотоаппараты и ноутбуки. Обычно они поставляются со своими зарядными устройствами, которые автоматически распознают при зарядке завершено и отключите питание в нужное время. Литий-ионные батареи могут стать опасно нестабильными, если напряжение батареи либо слишком высокое, либо слишком низкое, поэтому они разработаны никогда не работать в таких условиях.Если напряжение становится слишком низкий (если аккумулятор разряжается слишком сильно во время использования), прибор должен отключиться автоматически; если напряжение становится слишком высоким (во время зарядки) вместо этого отключится зарядное устройство. Несмотря на то что литий-ионные батареи не проявляют эффекта памяти, они разлагаются по мере того, как они стареют. Типичный симптом старения - постепенная разрядка промежуток времени (может, час или около того), за которым следует внезапное драматическое, и после этого совершенно неожиданное отключение прибора. Узнайте больше о том, как работают литий-ионные батареи.

Фото: Защищенное от идиотов зарядное устройство Canon для литий-ионных аккумуляторов фотоаппарата. Когда аккумулятор требует зарядки, камера заранее предупреждает вас. Просто извлеките аккумулятор (очень просто для цифровой камеры), вставьте отдельное зарядное устройство, и световой индикатор загорится красным, а когда аккумулятор полностью заряжен, станет зеленым. Весь процесс происходит автоматически и безопасно: камера прекращает использование батареи до того, как ее напряжение станет слишком низким; зарядное устройство прекращает зарядку до того, как напряжение станет слишком высоким.

Свинцово-кислотные батареи

Самые большие, самые тяжелые и самые старые аккумуляторные батареи получили свое название от (разбавленный) серно-кислотный электролит и электроды на основе свинца. Они самые нам знакомы как автомобильные аккумуляторы (начальная энергия обеспечивает довести двигатель автомобиля до того, как начнет гореть газ), хотя немного другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также используются в таких вещах, как гольф багги и электрические инвалидные коляски.

Фото: Свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы были первоначально разработаны в 19 веке, задолго до того, как появились технологии перезарядки на основе никеля и лития.

Свинцово-кислотные батареи

популярны, потому что они просты, дешевы, надежны и используют хорошо зарекомендовавшие себя технологии. восходит к середине 19 века. Обычно они длятся несколько лет, хотя это полностью зависит от того, насколько хорошо они поддерживаются - другими словами, заряжаются и разряжаются. Они действительно заряжаются довольно долго (обычно до 16 часов - в несколько раз дольше, чем требуется для полной разрядки), и это может привести к тенденции к недозаряду (если у вас нет времени правильно зарядить их перед следующим использованием) или перезарядить (если вы поставите их на зарядку и забудете о них).Недозаряд, зарядка с неправильным напряжением или неиспользование аккумуляторов вызывает проблему, известную как сульфатирование (образование твердых кристаллов сульфата свинца), а перезаряд вызывает коррозию (необратимая деградация положительной свинцовой пластины из-за окисления, аналогично ржавлению железа и стали. ). И то, и другое повлияет на производительность и срок службы свинцово-кислотной батареи. Перезарядка также имеет тенденцию к разложению электролита, разлагая воду (путем электролиза) на водород и кислород, которые выделяются в виде газов и, следовательно, теряются в батарее.Это делает кислоту более сильной и с большей вероятностью атакует пластины, что снизит производительность аккумулятора. Это также означает, что для взаимодействия с пластинами доступно меньше электролита, что также снижает производительность. Время от времени в такие батареи необходимо доливать дистиллированную воду (не обычную воду), чтобы поддерживать кислоту в оптимальной концентрации и на достаточно высоком уровне, чтобы покрыть пластины.

Подбор аккумуляторов к зарядному устройству

Разные зарядные устройства предназначены для работы по-разному на разных скоростях. в основном подходит для разных типов батарей.Первое правило зарядка аккумулятора - это зарядное устройство, предназначенное для одного типа аккумулятора. может не подходить для зарядки другого: вы не можете зарядить мобильный телефон с автомобильным зарядным устройством, но вы не должны заряжать NiMH аккумуляторы с зарядным устройством nicad. Многие современные аккумуляторные бытовая техника и гаджеты, например ноутбуки, MP3-плееры и сотовые телефоны - при покупке приходят с их собственным специальным зарядным устройством, так что вы не нужно беспокоиться о согласовании зарядного устройства с аккумулятором. Но если вы покупаете в магазине пачку обычных аккумуляторных батарей, это важно, чтобы вы купили аккумуляторы, подходящие для вашего зарядного устройства, или замените зарядное устройство соответствующим образом.Обратите внимание на напряжение и ток, которые требуются батареи (это будет указано на упаковке с батареями или на сами аккумуляторы) обязательно выбирайте зарядное устройство с правильным напряжение и ток, чтобы идти с ними, и заряд для правильного количество времени. Если вы хотите купить себе аккумулятор батарейки, но вы не совсем уверены, как подобрать батарейки и зарядное устройство, выберите комбинированный набор, в котором вы покупаете аккумуляторы и зарядное устройство. в той же упаковке.

Лучшие советы по увеличению времени автономной работы

Как добиться максимальной отдачи от батарей? Вот несколько полезных советов, которые я нашел прочитав различные сайты экспертов по батареям:

  1. Аккумуляторы работают лучше всего при регулярном использовании.Не оставляй их сидеть в вашем сарае, полностью заряженным или полностью разряженным в течение нескольких месяцев.
  2. Эксперты по аккумуляторным батареям предлагают «привести в состояние» или «восстановить». ваши батареи. Это означает, что вы регулярно позволяете им разрядиться. существенно перед подзарядкой, если можете (хотя полностью разряжать их не нужно).
  3. Совместите зарядное устройство с аккумуляторами. Например, используйте NiMH зарядное устройство для NiMH аккумуляторов. и убедитесь, что зарядное устройство использует соответствующее напряжение и ток.
  4. Не перезаряжайте аккумуляторы.Вы их повредите.
  5. Не позволяйте батареям становиться слишком горячими или слишком холодными во время зарядки, хранения и т. Д. или использовать (это вредит им). Они будут нагреваться во время зарядки, но если сильно нагреются, то что-то не так.
  6. Не экономьте на покупке приличного интеллектуального зарядного устройства. Ваших батареек хватит на много дольше, если зарядное устройство относится к ним правильно!
  7. По возможности следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему прибору. Например, инструкции, прилагаемые к роботу-пылесосу Roomba®, говорят вам оставить его "пристыкован" (сидит на зарядном устройстве), непрерывная зарядка, все время не используется.Если вы этого не сделаете, вы обнаружите, что ваш Roomba очень быстро разряжается (даже если вы им не пользуетесь), и вы вполне можете сократить срок службы батареи.

Фото: Батареи бывают всех форм и размеров. Вы не всегда можете сказать, какие из них перезаряжаемые просто глядя. Из показанных здесь батарей можно заряжать только никель-кадмиевые и литий-ионные батареи; остальные - одноразовые. Большой литий-ионный аккумулятор серебристого цвета слева от ноутбука, а меньший (справа) - от iPod.Никель-кадмиевые батареи представляют собой универсальные перезаряжаемые аккумуляторы, которые подходят для универсальных аккумуляторных батарей. зарядное устройство, такое как на самом верхнем фото.

Если вам понравилась эта статья ...

... вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

Книги

Статьи

  • Стеклянная батарея, которая становится все лучше? Марка Андерсона.IEEE Spectrum, 30 мая 2019 г. Нарушают ли батареи, улучшающиеся со временем, основной закон физики?
  • Он большой и долговечный, и он не загорится: Ванадиевая батарея Redox-⁠Flow, созданная З. Гэри Янгом. IEEE Spectrum, 26 октября 2017 г. Станут ли VRFB следующим большим достижением в аккумуляторных технологиях?
  • «Потенциальные опасности на обоих концах жизненного цикла литий-ионных аккумуляторов», автор Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 1 марта 2013 г. Исследует опасности производства и переработки литий-ионных батарей.
  • Мощный химический коктейль с недостатком Мэтью Уолджана.The New York Times, 17 января 2013 г. Риск возгорания вызывает все большую озабоченность, поскольку литий-ионные батареи становятся все более распространенным явлением.
  • Перезаряжаемые аккумуляторы, наносимые распылением, могут хранить энергию где угодно, Лиат Кларк, Wired, 2 июля 2012 г. Если бы мы могли превратить компоненты аккумуляторов в жидкости, мы могли бы распылять их на любую плоскую поверхность для хранения электроэнергии.
  • Вирусная батарея может «приводить в действие автомобили»: BBC News, 2 апреля 2009 г. Ученые Массачусетского технологического института построили новую мощную батарею от вирусов.
  • Батарея, которая «заряжается за секунды»: BBC News, 11 марта 2009 г.Новый способ изготовления литий-ионных аккумуляторов может значительно сократить время зарядки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2009, 2020.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Зарядные устройства. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-battery-chargers-work.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

Как работают зарядные устройства?

Как работают зарядные устройства? - Объясни это

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 21 марта 2020 г.

Power to go - разве батарейки не великолепны? Проблема в том, что они хранят только фиксированное количество электрического заряда перед разрядкой, обычно не более неудобные времена. Если вы используете аккумуляторные батареи, это меньше проблемы: вставьте батарейки в зарядное устройство, подключите и вставьте Через несколько часов они как новенькие и снова готовы к использованию.Типичный аккумулятор можно заряжать сотни раз, может длиться вы любите от трех-четырех лет до десяти или более лет, и будете вероятно сэкономите сотни долларов на покупке расходных материалов (так что это отлично подходит для окружающей среды). Но насколько хорошо твои батареи производительность зависит от того, как вы их используете и насколько тщательно вы заряжаете их. Вот почему достойное зарядное устройство так же важно, как и батарейки, которые вы в него вставляете. Что такое зарядное устройство и как работает это работает? Давайте посмотрим внимательнее!

Artwork: Зачем использовать сотни батареек один раз, если можно использовать одну батарею сотни раз заправив его электрическим зарядом? Перезаряжаемые батареи для начала стоят немного дороже, но, относитесь к ним осторожно, и они сэкономят вам состояние за долгие годы их жизни.Они намного лучше для окружающей среды.

Что такое батарейки и как они работают?

Фото: Обычные батареи (например, эта бытовая угольно-цинковая батарея). не предназначены для использования более одного раза, поэтому не пытайтесь их перезаряжать. если ты Не любите угольно-цинковые батареи, не пытайтесь их перезарядить: для начала купите аккумуляторные.

Если вы читали нашу основную статью о батареях, вы будете знать все об этих портативных источниках питания растения.Пример того, что ученые называют электрохимией, они используют силу химии для высвобождения накопленной электроэнергии очень постепенно.

Что происходит внутри типичной батареи - например, в фонарике? Когда вы нажимаете выключатель питания, вы дает зеленый свет химическим реакциям внутри батареи. Когда ток начинает течь, ячейки (энергогенерирующие отсеки) внутри батареи начинают превращаться в поразительные, но совершенно невидимые пути. Химические вещества, из которых состоят их компоненты заставляют себя переставлять.Внутри каждой ячейки химическое реакции происходят с участием двух электрических клемм (или электроды) и химикат, известный как электролит которые их разделяют. Эти химические реакции вызывают появление электронов ( крошечные частицы внутри атомов, переносящие электричество), чтобы перекачивать цепь, к которой подключен аккумулятор, обеспечивающий питание фонарик. Но элементы внутри батареи содержат только ограниченные запасы химикатов, поэтому реакции не могут продолжаться бесконечно. Как только химикаты истощается, реакции останавливаются, электроны перестают течь через внешняя цепь, аккумулятор практически разряжен - и лампа гаснет. из.

Это плохие новости. Хорошая новость заключается в том, что если вы используете аккумулятор, вы можете заставить химические реакции протекать в обратном направлении с помощью зарядного устройства. Зарядка аккумулятора - полная противоположность его разрядке: где разрядка отдает энергию, зарядка забирает энергию и сохраняет ее восстановив исходные химические вещества батареи. В Теоретически заряжать и разряжать аккумулятор можно любым количество раз; на практике даже аккумуляторные батареи разлагаются со временем, и в конечном итоге наступает момент, когда они больше не готов хранить заряд.На этом этапе вы должны утилизировать их или выкинь их.

Как работают зарядные устройства

Фото: Это зарядное устройство "быстрой зарядки" предназначено для зарядить четыре цилиндрических никель-кадмиевых (никадовых) аккумулятора за пять часов или одна батарея RX22 квадратной формы за 16 часов. Его легко использовать, и так же легко использовать неправильно: он не выключается, когда аккумуляторы полностью заряжены и нечего сообщит вам, когда зарядка будет завершена. С таким зарядным устройством аккумуляторы заряжаются это полные догадки.

Все зарядные устройства имеют одну общую черту: они работают, питая электрический ток через батареи в течение некоторого времени в надежде, что элементы внутри удерживайте часть энергии, проходящей через них. Это примерно где сходство зарядных устройств начинается и заканчивается!

Самые дешевые и грубые зарядные устройства используют либо постоянное напряжение, либо постоянный ток и подавайте его на батареи, пока не отключите их. Забудьте, и вы перезарядите батареи; снимите зарядное устройство слишком рано, и вы не будете заряжать их достаточно, так что они разойдутся быстрее.Более качественные зарядные устройства используют гораздо более низкий, более щадящий «струйный» заряд (возможно, 3–5 процентов от максимального номинального тока аккумулятора) на более длительный срок. период времени.

Батареи

чем-то похожи на чемоданы: чем больше вы кладете, тем сложнее уложить еще - и тем больше времени на это уходит. Это легко понять, если вспомнить, что зарядка аккумулятора, по сути, включает обращая вспять химические реакции, которые происходят при его разряде. В аккумуляторе ноутбука например, зарядка и разрядка включают шунтирование ионов лития (атомы, у которых отсутствуют электроны) назад и вперед, от одного электрода (где их много) к другому электроду (где их мало).Поскольку все ионы несут положительный заряд, вначале их легче переместить к «пустому» электроду. В качестве они начинают накапливаться там, становится все труднее упаковать их больше, что усложняет работу на более поздних этапах зарядки, чем на более ранних.

График: Аккумуляторы труднее заряжать на более поздних стадиях. Зарядка последних 25 процентов батареи (оранжевая область) может занять столько же времени, что и первых 75 процентов (желтая область). Об этом стоит помнить, если вы имеете ограниченное время для зарядки аккумулятора и беспокоитесь, что это займет слишком много времени: возможно, вы сможете зарядить его на полпути за гораздо меньшее время, чем вы думаете.

Перезарядка обычно хуже, чем недозаряд. Если аккумуляторы полностью заряжены и вы не выключайте зарядное устройство, придется избавиться от лишних энергию, которую вы им даете. Они делают это, нагревая и создавая повышенное давление внутри, что может привести к их разрыву, утечке химикатов или газ, да еще и взорваться. (Думайте о перезарядке как о переваривании аккумулятор, и вы можете просто помнить, чтобы не делать этого!)

Фото: Innovations Battery Manager, популярный в 1990-х годах, продавался как интеллектуальное зарядное устройство, способное заряжать даже обычные угольно-цинковые и щелочные батареи.Справа: цифровой дисплей показывал напряжение каждой батареи при зарядке (в данном случае 1,39 вольт). После зарядки появилась небольшая гистограмма, показывающая, в каком хорошем состоянии была батарея (сколько еще раз вы могли бы ее зарядить). Было продано много тысяч таких зарядных устройств, но были разные мнения от того, насколько хорошо они работали.

Чуть более сложные зарядные устройства с таймером отключаются через заданный период времени, хотя это не обязательно предотвращает перезарядку или недозаряд, потому что идеальное время зарядки варьируется для всех типов причины (сколько заряда держала батарея вначале, насколько она горячая сколько ей лет, работает ли одна ячейка лучше других, и так далее).Лучшие зарядные устройства работают грамотно, используя электронные схемы на основе микрочипов, чтобы определить, сколько заряда хранятся в батареях, выясняя из таких вещей, как изменения в напряжение батареи (технически называемое дельта V или ΔV) и температура элемента (дельта T или ΔT), когда зарядка, вероятно, будет "завершена", а затем отключение тока или переход на малую капельную зарядку на подходящее время; теоретически невозможно перезарядить интеллектуальное зарядное устройство.

Зарядка различных типов аккумуляторных батарей

Еще больше усложняет ситуацию то, что разные типы аккумуляторных батарей лучше всего реагируют на разные типы зарядки, поэтому зарядное устройство, подходящее для одного типа аккумулятора, может не работают с другим.

Никелевые батареи

фотографий. Электрическая зубная щетка обычно содержит никадовые или никель-металлогидридные батареи и медленно или капельно заряжается на подставке, которая фактически является индукционным зарядным устройством.

кадмий никель (также называемый «никад» или NiCd), самый старый и, возможно, все еще лучший аккумуляторные батареи известного типа, лучше всего реагируют на быстрая зарядка (при условии, что они не нагреваются) или медленная струйка зарядка.

Никель-металлогидридные (NiMH) батареи

изготовлены по новейшей технологии и выглядят точно то же самое, что и никады, но обычно они дороже, потому что в них можно хранить больше заряда (указано на упаковке аккумулятора как более высокий рейтинг) в мАч или миллиампер-часах).NiMH аккумуляторы можно быстро заряжать (на большой ток в течение нескольких часов, риск перегрева), медленный заряжен (около 12–16 часов при более низком токе) или струйкой заряжены (с намного меньшим током, чем у nicad), но они должны действительно заряжать только зарядным устройством NiMH: быстрое зарядное устройство nicad может перезарядить NiMH аккумуляторы.

Эксперты расходятся во мнениях относительно того, испытывают ли никелевые батареи так называемый эффект памяти. Это хорошо известное явление, когда не удается разрядить никелевый аккумулятор перед зарядкой (когда вы «доливаете» частично разряженный аккумулятор с помощью быстрая перезарядка) по общему мнению вызывает необратимые химические изменения, которые уменьшают аккумулятор будет принимать в будущем большой заряд.Некоторые люди клянутся усилие памяти реально; другие также настаивают на том, что это миф. Настоящее объяснение явного эффекта памяти таково: понижение напряжения , когда батарея не была полностью разряжена перед временной зарядкой «думает», что у него более низкое напряжение и емкость для хранения заряда, чем должно быть. Эксперты по аккумуляторным батареям настаивают на том, что эту проблему можно решить путем зарядки и разрядки. аккумулятор полностью в несколько раз больше.

Принято считать, что никелевые батареи необходимо «заправлять». (полностью заряжены перед первым использованием), поэтому обязательно точно следуйте тому, что говорят производители, когда вы берете свой новый батарейки из упаковки.

Как долго нужно заряжать аккумуляторы?

Есть две простые причины, по которым существует так много батарей разных размеров и типов: в большей батарее больше химикатов, поэтому она может накапливать больше энергии и отпустить на более длительный срок; батареи большего размера также имеют тенденцию иметь больше ячеек внутри, поэтому они могут производить более высокое напряжение и ток для питания более крупных вещей (более яркие лампы для фонарей или более мощные двигатели). Точно так же большие аккумуляторные батареи нуждаются в более длительной зарядке.Чем больше энергии вы ожидаете получить от аккумуляторной батареи (чем дольше вы ожидаете, что он прослужит), тем дольше вам нужно его заряжать (или тем выше ток зарядки, который вам понадобится). Основной закон физики, называемой сохранением энергии, говорит нам вы не можете получить от батареи больше энергии, чем вложили в нее.

Большинство людей склонны ставить заряд "на ночь", не обращая особого внимания на то, как именно что это значит - но ваши батареи будут работать лучше и дольше, если вы заряжаете их нужное количество часов.Как долго это длится? Это может сбивать с толку, особенно если вы используете батареи, которых не было в комплекте с зарядным устройством. Не бойся! Все, что вам нужно сделать, это прочитать, что написано на ваших батареях, и вы должны найти (часто мелкими буквами) рекомендуемый ток зарядки и время зарядки. Если у вас базовое зарядное устройство, просто проверьте его номинальный ток и соответствующим образом отрегулируйте время зарядки. Однако помните, что мы говорили в другом месте о согласовании зарядного устройства с батареями.

Фото: Аккумуляторная наука - это не ракетостроение - заряжать аккумуляторные батареи легко, если вы будете следовать инструкциям, обычно написанным на батареях или на упаковке, в которой они поставлялись.

Например, эти три обычных 1,2-вольтовых аккумулятора на никелевой основе имеют совершенно разные рекомендации:

  1. Вверху бело-зеленая батарея nicad рекомендует медленную зарядку 60 мА (миллиампер) в течение 14–16 часов или быструю зарядку 390 мА (ток более чем в шесть раз выше) всего за два часа (2 часа). Полный заряд, идущий в батарею, равен току, умноженному на время, поэтому умножьте числа, и вы получите значение около 800–900 мАч. Сама батарея заявляет, что ее емкость равна 0.65 Ач (650 мАч), но не забывайте, что процесс зарядки не на 100 процентов эффективен: аккумулятор не будет поглощать всю электрическую энергию, проходящую через него. Таким образом, количество заряда, которое вы подаете, и количество, которое может поглотить аккумулятор, находятся в одном и том же парке.
  2. Посередине серебряный никель-металлгидридный аккумулятор рекомендует заряд 200 мА (миллиампер) в течение 7 часов, что дает нам заряд около 1400 мАч. Опять же, сама батарея утверждает, что ее емкость ниже этой (1000 мАч).
  3. Внизу зелено-оранжевый NiMH аккумулятор рекомендует заряд 63 мА (миллиампер) в течение 18 часов, что дает чуть более 1000 мАч.Емкость аккумулятора чуть ниже (970 мАч).

Литий-ионные батареи

Литий-ионные аккумуляторные батареи

обычно встраиваются в такие устройства, как сотовые телефоны, Mp3-плееры, цифровые фотоаппараты и ноутбуки. Обычно они поставляются со своими зарядными устройствами, которые автоматически распознают при зарядке завершено и отключите питание в нужное время. Литий-ионные батареи могут стать опасно нестабильными, если напряжение батареи либо слишком высокое, либо слишком низкое, поэтому они разработаны никогда не работать в таких условиях.Если напряжение становится слишком низкий (если аккумулятор разряжается слишком сильно во время использования), прибор должен отключиться автоматически; если напряжение становится слишком высоким (во время зарядки) вместо этого отключится зарядное устройство. Несмотря на то что литий-ионные батареи не проявляют эффекта памяти, они разлагаются по мере того, как они стареют. Типичный симптом старения - постепенная разрядка промежуток времени (может, час или около того), за которым следует внезапное драматическое, и после этого совершенно неожиданное отключение прибора. Узнайте больше о том, как работают литий-ионные батареи.

Фото: Защищенное от идиотов зарядное устройство Canon для литий-ионных аккумуляторов фотоаппарата. Когда аккумулятор требует зарядки, камера заранее предупреждает вас. Просто извлеките аккумулятор (очень просто для цифровой камеры), вставьте отдельное зарядное устройство, и световой индикатор загорится красным, а когда аккумулятор полностью заряжен, станет зеленым. Весь процесс происходит автоматически и безопасно: камера прекращает использование батареи до того, как ее напряжение станет слишком низким; зарядное устройство прекращает зарядку до того, как напряжение станет слишком высоким.

Свинцово-кислотные батареи

Самые большие, самые тяжелые и самые старые аккумуляторные батареи получили свое название от (разбавленный) серно-кислотный электролит и электроды на основе свинца. Они самые нам знакомы как автомобильные аккумуляторы (начальная энергия обеспечивает довести двигатель автомобиля до того, как начнет гореть газ), хотя немного другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также используются в таких вещах, как гольф багги и электрические инвалидные коляски.

Фото: Свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы были первоначально разработаны в 19 веке, задолго до того, как появились технологии перезарядки на основе никеля и лития.

Свинцово-кислотные батареи

популярны, потому что они просты, дешевы, надежны и используют хорошо зарекомендовавшие себя технологии. восходит к середине 19 века. Обычно они длятся несколько лет, хотя это полностью зависит от того, насколько хорошо они поддерживаются - другими словами, заряжаются и разряжаются. Они действительно заряжаются довольно долго (обычно до 16 часов - в несколько раз дольше, чем требуется для полной разрядки), и это может привести к тенденции к недозаряду (если у вас нет времени правильно зарядить их перед следующим использованием) или перезарядить (если вы поставите их на зарядку и забудете о них).Недозаряд, зарядка с неправильным напряжением или неиспользование аккумуляторов вызывает проблему, известную как сульфатирование (образование твердых кристаллов сульфата свинца), а перезаряд вызывает коррозию (необратимая деградация положительной свинцовой пластины из-за окисления, аналогично ржавлению железа и стали. ). И то, и другое повлияет на производительность и срок службы свинцово-кислотной батареи. Перезарядка также имеет тенденцию к разложению электролита, разлагая воду (путем электролиза) на водород и кислород, которые выделяются в виде газов и, следовательно, теряются в батарее.Это делает кислоту более сильной и с большей вероятностью атакует пластины, что снизит производительность аккумулятора. Это также означает, что для взаимодействия с пластинами доступно меньше электролита, что также снижает производительность. Время от времени в такие батареи необходимо доливать дистиллированную воду (не обычную воду), чтобы поддерживать кислоту в оптимальной концентрации и на достаточно высоком уровне, чтобы покрыть пластины.

Подбор аккумуляторов к зарядному устройству

Разные зарядные устройства предназначены для работы по-разному на разных скоростях. в основном подходит для разных типов батарей.Первое правило зарядка аккумулятора - это зарядное устройство, предназначенное для одного типа аккумулятора. может не подходить для зарядки другого: вы не можете зарядить мобильный телефон с автомобильным зарядным устройством, но вы не должны заряжать NiMH аккумуляторы с зарядным устройством nicad. Многие современные аккумуляторные бытовая техника и гаджеты, например ноутбуки, MP3-плееры и сотовые телефоны - при покупке приходят с их собственным специальным зарядным устройством, так что вы не нужно беспокоиться о согласовании зарядного устройства с аккумулятором. Но если вы покупаете в магазине пачку обычных аккумуляторных батарей, это важно, чтобы вы купили аккумуляторы, подходящие для вашего зарядного устройства, или замените зарядное устройство соответствующим образом.Обратите внимание на напряжение и ток, которые требуются батареи (это будет указано на упаковке с батареями или на сами аккумуляторы) обязательно выбирайте зарядное устройство с правильным напряжение и ток, чтобы идти с ними, и заряд для правильного количество времени. Если вы хотите купить себе аккумулятор батарейки, но вы не совсем уверены, как подобрать батарейки и зарядное устройство, выберите комбинированный набор, в котором вы покупаете аккумуляторы и зарядное устройство. в той же упаковке.

Лучшие советы по увеличению времени автономной работы

Как добиться максимальной отдачи от батарей? Вот несколько полезных советов, которые я нашел прочитав различные сайты экспертов по батареям:

  1. Аккумуляторы работают лучше всего при регулярном использовании.Не оставляй их сидеть в вашем сарае, полностью заряженным или полностью разряженным в течение нескольких месяцев.
  2. Эксперты по аккумуляторным батареям предлагают «привести в состояние» или «восстановить». ваши батареи. Это означает, что вы регулярно позволяете им разрядиться. существенно перед подзарядкой, если можете (хотя полностью разряжать их не нужно).
  3. Совместите зарядное устройство с аккумуляторами. Например, используйте NiMH зарядное устройство для NiMH аккумуляторов. и убедитесь, что зарядное устройство использует соответствующее напряжение и ток.
  4. Не перезаряжайте аккумуляторы.Вы их повредите.
  5. Не позволяйте батареям становиться слишком горячими или слишком холодными во время зарядки, хранения и т. Д. или использовать (это вредит им). Они будут нагреваться во время зарядки, но если сильно нагреются, то что-то не так.
  6. Не экономьте на покупке приличного интеллектуального зарядного устройства. Ваших батареек хватит на много дольше, если зарядное устройство относится к ним правильно!
  7. По возможности следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему прибору. Например, инструкции, прилагаемые к роботу-пылесосу Roomba®, говорят вам оставить его "пристыкован" (сидит на зарядном устройстве), непрерывная зарядка, все время не используется.Если вы этого не сделаете, вы обнаружите, что ваш Roomba очень быстро разряжается (даже если вы им не пользуетесь), и вы вполне можете сократить срок службы батареи.

Фото: Батареи бывают всех форм и размеров. Вы не всегда можете сказать, какие из них перезаряжаемые просто глядя. Из показанных здесь батарей можно заряжать только никель-кадмиевые и литий-ионные батареи; остальные - одноразовые. Большой литий-ионный аккумулятор серебристого цвета слева от ноутбука, а меньший (справа) - от iPod.Никель-кадмиевые батареи представляют собой универсальные перезаряжаемые аккумуляторы, которые подходят для универсальных аккумуляторных батарей. зарядное устройство, такое как на самом верхнем фото.

Если вам понравилась эта статья ...

... вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

Книги

Статьи

  • Стеклянная батарея, которая становится все лучше? Марка Андерсона.IEEE Spectrum, 30 мая 2019 г. Нарушают ли батареи, улучшающиеся со временем, основной закон физики?
  • Он большой и долговечный, и он не загорится: Ванадиевая батарея Redox-⁠Flow, созданная З. Гэри Янгом. IEEE Spectrum, 26 октября 2017 г. Станут ли VRFB следующим большим достижением в аккумуляторных технологиях?
  • «Потенциальные опасности на обоих концах жизненного цикла литий-ионных аккумуляторов», автор Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 1 марта 2013 г. Исследует опасности производства и переработки литий-ионных батарей.
  • Мощный химический коктейль с недостатком Мэтью Уолджана.The New York Times, 17 января 2013 г. Риск возгорания вызывает все большую озабоченность, поскольку литий-ионные батареи становятся все более распространенным явлением.
  • Перезаряжаемые аккумуляторы, наносимые распылением, могут хранить энергию где угодно, Лиат Кларк, Wired, 2 июля 2012 г. Если бы мы могли превратить компоненты аккумуляторов в жидкости, мы могли бы распылять их на любую плоскую поверхность для хранения электроэнергии.
  • Вирусная батарея может «приводить в действие автомобили»: BBC News, 2 апреля 2009 г. Ученые Массачусетского технологического института построили новую мощную батарею от вирусов.
  • Батарея, которая «заряжается за секунды»: BBC News, 11 марта 2009 г.Новый способ изготовления литий-ионных аккумуляторов может значительно сократить время зарядки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2009, 2020.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Зарядные устройства. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-battery-chargers-work.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

Как работает зарядное устройство

Аккумулятор дает вам энергию для работы с гаджетами, а зарядное устройство дает аккумулятору энергию для продолжения работы. Поэтому важно знать, как работает зарядное устройство.

Зарядное устройство

Фото любезно предоставлено solarstik.com

Как вы знаете из предыдущего поста, батарея преобразует химическую энергию, хранящуюся в ней, в электрическую. Как только химические вещества, или, точнее, электролит, батареи израсходованы, батарея разряжается.Теперь, теоретически, если мы обратим действие батареи, электролит должен вернуться в исходное состояние. Зарядное устройство для аккумуляторов - это устройство, которое делает именно это. Он использует электрический ток для регенерации использованного электролита в батарее. Батареи, которые можно заряжать с помощью зарядных устройств, называются аккумуляторными батареями.

Зарядное устройство всегда изготавливается под конкретный аккумулятор. Зарядное устройство рассчитано с учетом силы тока, которую оно обеспечивает, и, следовательно, времени, необходимого для полной зарядки аккумулятора.

Скорость заряда или разряда батареи измеряется в единицах C или C-rate (Charge Rate). C-rate равен емкости батареи, которая измеряется в Ач. Итак, если у вас батарея 2,5 Ач, ее C-скорость составляет 2,5 А. Если его зарядное устройство имеет рейтинг C, оно будет обеспечивать ток 2,5 А и, следовательно, заряжать аккумулятор за 1 час. Если зарядное устройство рассчитано на C / 2, оно будет обеспечивать ток 1,25 А и, следовательно, зарядить аккумулятор за 2 часа.

Зарядное устройство подает в аккумулятор постоянный ток для восстановления электролита.В идеале, когда (почти) весь электролит аккумулятора восстановится, подача тока должна прекратиться. Я говорю почти потому, что во время цикла зарядки / перезарядки всегда теряется некоторое количество электролита, и 100% зарядка невозможна. В противном случае аккумулятор работал бы вечно !!

В любом случае, я имел в виду, что как только аккумулятор полностью заряжен, зарядка должна немедленно прекращаться. Но это не относится к большинству стандартных зарядных устройств. У них нет возможности узнать, что аккумулятор полностью заряжен, поэтому они продолжают подавать питание на аккумулятор.Это называется перезарядкой .

Перезарядка повреждает аккумулятор и сокращает срок его службы. Однако некоторые интеллектуальные зарядные устройства определяют, когда аккумулятор полностью заряжен, и не перезаряжают их. В противном случае вам просто нужно следить за тем, когда вы начали зарядку, и соответственно выключить зарядное устройство.

Теперь я считаю, что вы достаточно заряжены, чтобы выбрать правильное зарядное устройство. Вам просто нужно увидеть его спецификацию C-rate, а также будет ли он стандартным или интеллектуальным.

Похожие сообщения

Стандартные зарядные устройства

Умное зарядное устройство для аккумулятора

Некоторые интересные методы зарядки аккумуляторов

Как рассчитать емкость аккумулятора

Принцип работы и защита зарядного устройства_Greenway battery

Зарядное устройство - это устройство, используемое для обеспечения энергией аккумуляторных элементов, пропуская через них электрический ток. Другими словами, зарядное устройство для аккумуляторов - это устройство, которое обеспечивает постоянный ток для аккумуляторов, заменяя израсходованный электролит.

По сути, зарядное устройство для аккумуляторов работает путем подачи электрического тока на аккумуляторы в течение определенного времени, когда ожидается, что элементы будут удерживать энергию, передаваемую им зарядными устройствами. Основная функция зарядного устройства для аккумулятора - восстановить емкость аккумулятора, а лучшее зарядное устройство для восстановления емкости - это автоматическое зарядное устройство; однако следует также понимать и его недостатки. Зарядное устройство обычно защищено от перегрузки по току и перегрева.

Как узнать, работает ли зарядное устройство?

Существуют различные типы зарядных устройств, которые используются в различных устройствах, например в компьютерах, сотовых телефонах и автомобилях.Зарядные устройства для аккумуляторов работают по-разному в каждом устройстве, и в большинстве случаев они могут работать, подключив аккумулятор к зарядному устройству или поместив аккумулятор внутрь зарядного устройства.

Самый простой способ узнать, правильно ли работает зарядное устройство, - это проверить его на аккумуляторах. Первым делом убедитесь, что ваше зарядное устройство подключено к электрической розетке и убедитесь, что в данный момент нет батарей. Во-вторых, включите вольтметр и, в-третьих, подключите аккумуляторные батареи к зарядному устройству и убедитесь, что используемые батареи совместимы с зарядным устройством.

Шаг четвертый: проверьте показания вольтметра и убедитесь, что стрелка вольтметра показывает с правой стороны, и это показывает, что зарядное устройство заряжает аккумулятор. Если слева отображается, значит, ваше зарядное устройство не работает. На пятом шаге продолжайте проверять зарядное устройство, чтобы определить количество энергии, которое оно отдает вашей батарее. В случае отрицательного показания ваших батарей логическим объяснением будет то, что ваше зарядное устройство плохое, и вам следует подумать о приобретении нового.

С другой стороны, если вы заметили, что ваше зарядное устройство пропускает через него достаточный ток, значит, проблема не в зарядном устройстве; скорее дело в батареях. Важно отметить, что тестирование любого зарядного устройства, независимо от устройства, на котором оно используется, процесс одинаков.

Как работает зарядное устройство?

Как упоминалось ранее, зарядное устройство для аккумуляторов работает, обеспечивая аккумуляторы электрическим током. Обычно зарядное устройство для аккумуляторов представляет собой источник питания постоянного тока, в котором входное напряжение сети переменного тока понижается до определенного уровня.Здесь используемый трансформатор всегда вырабатывает большой ток, как того требуют некоторые батареи, например свинцово-кислотные.

В зарядном устройстве также используется мостовой выпрямитель, который выпрямляет слабый переменный и постоянный ток. Кроме того, постоянный ток подается в электрическую цепь, которая регулирует напряжение до постоянного уровня. Таким образом, напряжение подается на заряжаемую батарею, а энергия поступает и накапливается посредством внутреннего процесса батареи, который происходит посредством химической реакции.

Существуют автоматические зарядные устройства, в которые встроена цепь датчика напряжения, которая регулирует и измеряет напряжение заряжаемой батареи. Например, когда напряжение аккумулятора достигает оптимального уровня, зарядное устройство автоматически отключается.

Есть разные категории зарядных устройств, и все работают по-разному; например, есть зарядные устройства, обеспечивающие очень малый ток. Существуют также быстрые зарядные устройства, которые быстро заряжают большинство аккумуляторов, в то время как медленным зарядным устройствам требуется много часов для полной зарядки.

Многие зарядные устройства работают одинаково, хотя они немного отличаются из-за различных устройств, на которых они используются. Например, зарядное устройство для автомобильного аккумулятора и зарядное устройство для телефона работают одинаково. Важно отметить, что зарядные устройства для аккумуляторов изготавливаются специально для конкретных аккумуляторов.

Люди должны помнить, что аккумулятор и зарядное устройство идут рука об руку, как лошадь и ее повозка. Поэтому при выборе зарядного устройства, которое лучше всего подходит для их аккумуляторов, они должны сначала узнать, как они работают, их химический состав, а также условия, в которых они работают.Например, есть батареи, которые не могут работать в экстремально холодных условиях

Как защитить зарядное устройство?

В основном зарядные устройства аккумуляторов защищены от перегрузки по току с помощью адаптера. Метод защиты зарядного устройства включает следующие этапы; Сначала включается переключатель адаптера, который обеспечивает поступление электроэнергии от адаптера к зарядному устройству.

Во-вторых, убедитесь, что ваш импульсный регулятор находится под контролем, что обеспечит постоянный электрический ток между портом батареи и импульсным регулятором.Более того, должно ощущаться падение напряжения, которое проходит между импульсным стабилизатором и портом аккумулятора.

Следует также сравнить измеренное падение напряжения с одним опорного напряжением, и если считанное напряжение превышает опорное напряжение, то работа переключателя адаптера изменяется, и в этом процессе, зарядное устройство защищено от перегрузки по току состояния .

Зарядные устройства для аккумуляторов, особенно те, которые не отключаются автоматически, когда аккумулятор полностью заряжен, их необходимо отключить от аккумулятора, чтобы уменьшить перегрев и перегрузку по току.

В заключение, очевидно, что зарядное устройство для аккумуляторов работает по принципу, при котором оно подает энергию на аккумуляторы, и что оно хорошо работает с совместимыми аккумуляторами. Некоторые зарядные устройства сделаны специально для некоторых зарядных устройств. Кроме того, зарядные устройства защищены от двух факторов: перегрузки по току и перегрева. Кроме того, можно определить, может ли его или ее зарядное устройство работать при тестировании, и для этого можно использовать вольтметр и другие устройства.

Следовательно, важно тщательно заботиться о своих зарядных устройствах и обеспечивать их совместимость с соответствующими батареями.Кроме того, пользователь должен понимать различные типы зарядных устройств для аккумуляторов, чтобы легко идентифицировать те, которые следует отключать вручную, и те, которые отключаются автоматически.

литий-ионный аккумулятор аккумулятор для электровелосипеда литиевая батарея

Схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов

и его работа

В этом проекте «Сделай сам» я покажу вам, как построить простую схему зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов, используя легко доступные компоненты.Эта схема может использоваться для зарядки аккумуляторных свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В с номиналом от 1 Ач до 7 Ач.

Введение

Свинцово-кислотные батареи

- одни из самых старых аккумуляторных батарей, доступных сегодня. Из-за их низкой стоимости (по емкости) по сравнению с новыми технологиями аккумуляторов и способности обеспечивать высокие импульсные токи (важный фактор в автомобилях) свинцово-кислотные аккумуляторы по-прежнему являются предпочтительным выбором аккумуляторов почти для всех транспортных средств.

Основная проблема, связанная с любой батареей, заключается в том, что она со временем разряжается и требует подзарядки, чтобы обеспечить необходимое напряжение и ток.

У разных аккумуляторов разные стратегии зарядки, и в этом проекте я покажу вам, как заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы с помощью простой схемы зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Предупреждение: Прежде чем продолжить, я хочу, чтобы вы знали, что эта схема протестирована в определенных условиях тестирования, и мы не гарантируем, что она будет успешной на 100%. Попробуйте эту схему на свой страх и риск. Примите все необходимые меры предосторожности, поскольку вы можете иметь дело с сетевым напряжением и высоким потенциалом постоянного тока.

Как зарядить свинцово-кислотную батарею?

Для зарядки аккумулятора от переменного тока нам понадобится понижающий трансформатор, выпрямитель, схема фильтрации, регулятор для поддержания постоянного напряжения. Затем мы можем подать стабилизированное напряжение на аккумулятор, чтобы зарядить его. Подумайте, если у вас есть только постоянное напряжение и заряжаете свинцово-кислотную батарею, мы можем сделать это, подав это постоянное напряжение на регулятор напряжения постоянного и постоянного тока и некоторые дополнительные схемы перед подачей на свинцово-кислотную батарею. Автомобильный аккумулятор также является свинцово-кислотным аккумулятором.

Как видно на приведенной выше блок-схеме, на регулятор напряжения постоянного тока подается постоянное напряжение. Здесь используется стабилизатор напряжения 7815, который представляет собой стабилизатор на 15 В. На аккумулятор подается регулируемое выходное напряжение постоянного тока. Существует также схема режима непрерывной зарядки, которая помогает снизить ток, когда аккумулятор полностью заряжен.

Связанная публикация - Схема портативного зарядного устройства 12 В с использованием LM317

Принципиальная схема

Принципиальная схема зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов приведена ниже.

Компоненты цепи зарядного устройства свинцово-кислотной батареи
  • 7815
  • Мостовой выпрямитель
  • Резисторы - 1 Ом (5 Вт), 1 кОм x 2, 1,2 кОм, 1,5 кОм x 2, 10 кОм
  • Диоды - 1N4007, x 3, 1N4732A (стабилитрон)
  • 2SD882 NPN транзистор
  • светодиода x 4
  • Потенциометр 50 кОм
  • Реле 12 В
Описание компонента

7815

Модель 7815 входит в серию линейных стабилизаторов напряжения 78XX.Вы могли использовать 7805 и 7812, которые производят регулируемое напряжение 5 В и 12 В соответственно. Точно так же регулятор напряжения 7815 выдает постоянное регулируемое напряжение 15 В.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотная батарея

- это аккумуляторная батарея, разработанная в 1859 году Гастоном Планте. Основными преимуществами свинцовых аккумуляторов являются то, что они рассеивают очень мало энергии (если рассеяние энергии меньше, они могут работать долгое время с высокой эффективностью), они могут обеспечивать высокие импульсные токи и доступны по очень низкой цене.

Калибровка контура

Прежде чем увидеть работу, позвольте мне показать вам, как откалибровать схему. Для калибровки схемы вам понадобится регулируемый источник питания постоянного тока (настольный источник питания). Установите напряжение в вашем настольном источнике питания на 14,5 В и подключите его к CB + и CB- схемы.

Сначала установите перемычку между положениями 2 и 3 для калибровки. Теперь медленно поворачивайте потенциометр 50 кОм, пока не загорится светодиод «Заряжено». Теперь отключите питание и подключите перемычку между 1 и 2.Ваша схема готова, так как все, что вам нужно, это источник постоянного (или переменного) напряжения 18 В.

ПРИМЕЧАНИЕ

  • 14,5 В, установленное нами при калибровке, называется точкой срабатывания. Если для точки срабатывания установлено значение 14,5 В, аккумулятор будет заряжаться примерно на 75% своей емкости.
  • Если вы хотите зарядить на 100%, установите точку срабатывания ≈16 В, сняв регулятор 7815 и напрямую подавая 18 В постоянного тока, но это не рекомендуется.

Описание цепей

  • Схема в основном состоит из мостового выпрямителя (если вы используете источник переменного тока, пониженного до 18 В), регулятора 7815, стабилитрона, реле 12 В и нескольких резисторов и диодов.
  • Напряжение постоянного тока подключается к Vin 7815 и начинает заряжать аккумулятор через реле и резистор 1 Ом (5 Вт).
  • Когда напряжение зарядки аккумулятора достигает точки срабатывания, то есть 14,5 В, стабилитрон начинает проводить и обеспечивает достаточное базовое напряжение для транзистора.
  • В результате транзистор активен, и его выход становится ВЫСОКИМ. Этот высокий сигнал активирует реле, и аккумулятор отключается от источника питания.

ПРИМЕЧАНИЕ:

  • Аккумулятор следует заряжать током 1/10 th .поэтому регулятор напряжения должен генерировать 1/10 -го зарядного тока, производимого аккумулятором
  • Радиатор должен быть прикреплен к регулятору 7815 для повышения эффективности.

Похожие сообщения:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *