Какие бывают зарядные устройства

Зарядные устройства – это оборудование для заряда аккумуляторных батарей от сети переменного тока. Каждая АКБ нуждается в периодической подзарядке, в частности, если это приборы бытового назначения или автомобильные аккумуляторы.

Виды ЗУ по сфере применения

Бытовые ЗУ

Это зарядные устройства для мобильных телефонов, ноутбуков, различных электроинструментов, гальванических элементов.

Этот тип ЗУ может быть, как встроенным в прибор, так и внешним. В бытовых электроприборах в основном используются литиевые аккумуляторы, для которых перезаряд или глубокий разряд может быть причиной сильного износа или поломки АКБ. Поэтому ЗУ такого типа обычно оснащаются контроллерами, которые регулируют силу тока и напряжение на выводах АКБ.

Последнее время популярность приобрели портативные зарядные Power Bank. Они предназначены для подзарядки мобильных телефонов, планшетов, фотоаппаратов и видеокамер. В условиях, когда нет возможности подзарядить АКБ гаджета от сети, эти ЗУ могут давать до 12 полных зарядок.

Промышленные зарядные устройства

Это устройства, оборудованные электроникой. Обычно устанавливаются в специализированных цехах зарядной станции. Особенность таких ЗУ в том, что они могут одновременно работать с несколькими АКБ в автоматическом режиме.

Автомобильные ЗУ

Зарядные устройства для автомобильных АКБ. Существует тип таких устройств, который позволяет запускать двигатель автомобиля при разряженном аккумуляторе. Такие устройства называются пуско-зарядными и могут выдавать большую силу тока, чем обычные ЗУ. Соответственно они их превосходят по весу и размерам.

Как происходит заряд аккумулятора

На клеммы подается более мощное напряжение зарядного устройства. Оно может быть постоянной или сглаженной, пульсирующей формы. Напряжение превышает разность потенциалов между катодом и анодом аккумулятора и направлено однополярно с ними.

Таким образом зарядное устройство меняет направление тока в аккумуляторе. Он начинает двигаться от положительного электрода к отрицательному. Окислительно-восстановительная реакция, которая и служит причиной появления заряженных электронов, действует в обратном направлении.

Методы заряда

Заряд постоянным током

Наиболее быстрый метод заряда, но в то же время быстрее изнашивает аккумулятор. Устройства такого типа обеспечивают постоянную силу тока. При этом сила тока не должна превышать десятую часть номинальной емкости аккумулятора. Чтобы обеспечить такую постоянную силу тока на одном уровне такие ЗУ оборудованы регуляторами.

Заряд постоянным напряжением

Этот метод зарядки занимает намного больше времени, чем предыдущий. Степень заряженности АКБ при применении этого метода зависит от величины заданного напряжения. В процессе заряда сила тока уменьшается, а напряжение на выводах аккумулятора приближается к напряжению ЗУ. Этим методом невозможно зарядить батареи полностью.

Смешанный тип заряда

Устройства с комбинированным методом заряда автоматически отключаются после того как АКБ будет полностью заряжен. Для автолюбителей это особенно удобно, поскольку за такими ЗУ не надо следить. Такие ЗУ используют пульсирующий или ассиметричный ток для зарядки. Это уменьшает сульфатацию пластин и продлевает срок работы батареи, а также увеличивает ее емкость.

Импульсные и трансформаторные ЗУ

В устройстве импульсных и трансформаторных ЗУ присутствует трансформатор. Основное различие в принципе его работы.

Обычные трансформаторные ЗУ – это устройства со сравнительно большой массой и габаритами. Трансформатор в таких устройствах дополнен диодным мостом для выпрямления электрического тока. Трансформаторные ЗУ в эксплуатации не такие удобные в отличии от импульсных. Также их КПД меньше, чем у импульсных, но тем не менее они достаточно эффективны. В автомобильной сфере импульсный вариант активно вытесняет трансформаторные приборы, но в промышленности трансформаторные ЗУ еще актуальны.

В импульсных ЗУ трансформатор обладает меньшими габаритами, что позволяет облегчить и уменьшить всю конструкцию. Они оборудованы автоматикой и множеством защитных механизмов. Входное переменное напряжение в таких устройствах преобразуется в постоянное с ограничением амплитуды пульсаций. Импульсное ЗУ при перенагрузке может сгореть, тогда как трансформаторное остается в строю. Импульсными устройствами для зарядки автомобильных АКБ намного проще пользоваться, устройство показывает правильно ли присоединены клеммы и т.д. Также такое ЗУ экономнее с точки зрения расходования электроэнергии и отличается своей меньшей ценой в сравнении с трансформаторными аналогами.

При выборе зарядного устройства стоит обратить внимание в первую очередь на электротехнические характеристики блока питания.

содержание

Как выбрать зарядное устройство для телефона: на что обратить внимание

Основными критериями при выборе зарядного устройства являются:

Тип (стандартный адаптер или внешний «пауэрбанк»);

Электротехнические характеристики (вольтаж, ток зарядки, мощность);

Поддержка технологий быстрой зарядки (Quick Charge, Fast Charge и т.д.);

Количество разъемов для кабеля и вольтаж каждого из них.

Важное значение также имеет производитель зарядного устройства.

Виды зарядных устройств

Конструктивно и по принципу работы зарядные устройства подразделяются на два типа – собственно адаптеры, они же блоки питания; и внешние зарядные устройства, больше известные под названием «пауэрбанк».

Адаптеры или блоки питания

Адаптеры конструктивно являют собой обычные электрические преобразователи, которые выпрямляют и понижают напряжение. Предназначены такие устройства для зарядки телефона или смартфона от бытовой сети. По результатам преобразования переменный ток с напряжением в 220 В и силой 5-6 А «превращается» в постоянный, чьи параметры составляет 5-18 В и 0.5-2.1 А в зависимости от характеристик и предназначения адаптера.

Адаптеры выполняются в виде небольших блоков, которые устанавливаются в бытовую розетку. К ним подключается кабель питания, по которому преобразованный электрический ток и «переходит» в смартфон.

Конструкционно адаптеры разделяются на бытовые, предназначенные для установки в обычную розетку, и автомобильные, питающиеся от прикуривателя или соответствующего гнезда. Несмотря на схожий принцип работы, они не являются взаимозаменяемыми.

Основными критериями при выборе адаптера являются параметры входного напряжения, выходное напряжение, сила тока и поддержка технологий быстрой зарядки.

Отдельно стоит упомянуть о ещё одной разновидности блоков питания – беспроводных зарядных устройствах. Такие девайсы подзаряжают смартфон, который соприкасается с ними. Разумеется, в самом смартфоне должна быть реализована поддержка беспроводной зарядки.

Внешние аккумуляторы или пауэрбанки

Внешние аккумуляторы, которые также могут называться портативными зарядными устройствами, пауэрбанками и т.д., имеют то же эксплуатационное предназначение, что и блоки питания – они применяются для зарядки смартфона. Однако принципы работы этих девайсов кардинально различаются.

Пауэрбанк конструкционно являет собой аккумулятор повышенной емкости. Дополняется он различными функциональными элементами – контроллером заряда, светодиодными индикаторами, разъемами питания, кнопками и т.д. Принцип работы пауэрбанка следующий:

Сначала внешний аккумулятор заряжается от источника питания (например, от адаптера или компьютера по USB-кабелю);

Затем он в течение некоторого времени «держит» накопленную энергию;

При подключении смартфона пауэрбанк отдает накопленную энергию в присоединенное устройство.

По сути, пауэрбанк предназначен для экстренной подзарядки смартфона в условиях, когда невозможно добраться до розетки или нет на это времени – в поездках, например.

При выборе пауэрбанка стоит отталкиваться от следующих критериев: емкость, ток заряда, материал корпуса, поддержка технологий быстрой зарядки.

Главные критерии выбора

При выборе зарядного устройства стоит обратить внимание на следующие параметры:

Входной ток и стандарт розеток (особенно важны при заказе в зарубежных интернет-магазинах);

Поддержка технологий быстрой зарядки.

Все эти параметры определяют совместимость зарядного устройства и смартфона.

Входной ток и стандарт розеток

В российских бытовых электрических сетях используется ток с напряжением 220 В, силой 5-6 А (впрочем, при подключении высокомощного оборудования вроде кухонной техники этого параметр значительно возрастает вплоть до 18-19 А) и частотой 50-60 Гц. Именно эти параметры должны поддерживаться зарядным устройством.

В то же время, в США используются бытовые сети, в которых напряжение составляет 110 В. Адаптер, предназначенные для применения на территории Америки, в российской «розетке» может просто сгореть.

Как следствие, при заказе зарядного устройства в каких-либо интернет-магазинах стоит в первую очередь обратить внимание на поддерживаемое входное напряжение. Некоторые адаптеры могут работать в любых сетях.

Также стоит учесть, что розетки в различных странах тоже различаются. В России используются коннекторы типа C. В «наши» розетки можно установить вилки типов Europlug, Schuko, CEE 7/7, CEE 7/16 или CEE 7/17.

А вот типы A и B (стандарты NEMA), использующиеся на территории США и Канады, не подходят для использования с российскими розетками без соответствующих переходников.

Ток заряда

От силы тока заряда напрямую зависит, собственно, скорость заряда смартфона. Чем она выше – тем быстрее устройство восстановит запас энергии в аккумуляторе. В то же время, стоит помнить, что старые смартфоны просто не рассчитаны на высокие токи заряда.

А вот низкий ток заряда может привести к тому, что смартфон не зарядится вообще – он просто разрядится, даже будучи подключенным к сети. Стандартами этого параметра являются:

500 мА (0.5 А). Подходит для использования с мобильными телефонами или очень старыми смартфонами. Такой ток зарядки не способен покрыть «постоянные расходы» современного высокомощного мобильного устройства, но необходим и достаточен для аппаратов, выпущенных, например, до 2010-2011 года;

750 мА (0.75 А). Встречается очень редко. Сфера применения аналогична зарядкам, рассчитанным на 0.5 А;

1000 мА (1 А). Наиболее распространенный в настоящее время стандарт тока в зарядных устройствах. Достаточно универсален, подходит для использования с большинством мобильных девайсов – от мобильных телефонов или портативных плееров до смартфонов бюджетного либо среднего ценовых сегментов;

2000-21000 мА (2-2.1 А). Применяется для ресурсоемких устройств – например, планшетов или флагманских смартфонов с экраном высокого разрешения и производительным процессором. Может оказаться опасным для старых девайсов. Обеспечивает высокую скорость зарядки и стабильное питание даже при активной эксплуатации подключенного устройства.

Желательно использовать блоки питания, которые имеют ту же силу тока, что и комплектные к смартфону. Это, правда, не распространяется на адаптеры, поддерживающие технологию быстрой зарядки.

Стоит помнить, что производители бюджетных блоков питания зачастую намеренно завышают силу выходного тока. Например, устройство, которое маркируется как 1 А, фактически может выдавать 0.5 А. Поэтому качество блока питания также весьма важно.

Напряжение заряда

Практически все современные смартфоны, если не указано иное, рассчитаны на питание током заряда с напряжением в 5 В. Этот стандарт используется, например, в USB-портах компьютера. Как следствие, для совместимости смартфона с ПК он должен получать 5-вольтовый ток.

Поэтому однозначно не стоит приобретать зарядные устройства или блоки питания, которые имеют напряжение питания больше или меньше 5 Вольт. Такие аксессуары вполне могут «сжечь» нежную электронику внутри смартфона или привести к повреждениям встроенного аккумулятора.

Аналогично, это правило не распространяется на адаптеры, которые поддерживают ту или иную технологию быстрой зарядки.

Поддержка технологий быстрой зарядки

С 2014-2015 года многие производители начали внедрять технологии быстрой зарядки. При подобном подключении блок питания выдает высокие значения силы тока и напряжения для того, чтобы ещё быстрее восстановить емкость аккумулятора в смартфоне. Конкретное значение этих электрических параметров определяется производителем и стандартом технологии быстрой зарядки, но в общем случае составляет до 5 А и до 20 В соответственно.

Технология быстрой зарядки реализуется на низком программно-аппаратном уровне и подразумевает обмен между смартфоном и блоком питания не только электричеством, но и информацией. Например, контроллер питания в смартфоне отправляет «команду» блоку питания на повышение силы тока и напряжения, а тот, соответственно, выполняет. Или нет, если не поддерживает технологию быстрой зарядки.

Понятно, что если подключить к блоку питания с поддержкой технологии быстрой зарядки смартфон, в котором она не реализована, последний будет получать меньше тока.

Тем не менее, стандарты быстрой зарядки различаются между собой. Выделяют следующие:

Quick Charge. Стандарт, разработанный компанией Qualcomm и поддерживаемый только ограниченным количеством SoC-процессоров от этого производителя;

Pump Express. Стандарт, разработанный компанией MediaTek. Аналогично Quick Charge, поддерживается только ограниченным количеством SoC-процессоров от этого производителя (устанавливаются в большинство китайских флагманских смартфонов);

TurboPower. Стандарт разработала компания Lenovo специально для некоторых смартфонов Motorola;

Adaptive Fast Charging. Фирменный стандарт зарядки от компании Samsung. Применяется с 2015 года в смартфонах флагманского и «верхнесреднего» ценовых сегментов – в линейках S, Note, A и некоторых других;

VOOC Fast Charging – разработан BBK специально для смартфонов OPPO;

Dash Charge – разработан OnePlus для фирменных смартфонов;

Super Charge – стандарт Huawei;

Super mCharge – стандарт Meizu.

Стандарты в большинстве случаев не кросс-совместимы. Поэтому, если смартфон поддерживает технологию быстрой зарядки Samsung Fast Charging, стоит приобрести для него блок питания, оснащенный поддержкой этой же технологии. А вот адаптер Quick Charge будет «выдавать» разве что стандартные 5В/2А.

Как выбрать внешнее зарядное устройство

При выборе пауэрбанка стоит обратить внимание на три параметра:

Но наиболее важное значение имеют первые два.

Емкость

Чем выше емкость пауэрбанка – тем больше раз он способен подзарядить севший смартфон. Однако фактическое значение этого числа определяется емкостью аккумулятора смартфона.

Например, если смартфон оснащается аккумулятором на 3000 мАч:

Пауэрбанк на 5000 мАч подзарядит его 1 раз;

Пауэрбанк на 10000 мАч подзарядит его 2-2.5 раза;

Пауэрбанк на 20000 мАч подзарядит его 5-6 раз.

Впрочем, точное число зависит от ряда других параметров, среди которых ток заряда, сопротивление подключенного кабеля, погода за окном, время, прошедшее с момента зарядки и многих других. Поэтому не стоит надеяться, что, например, пауэрбанк на 5000 мАч сможет подзарядить смартфон с аккумулятором на 2500 мАч дважды.

Ток заряда

Выбирать значение тока заряда стоит исходя из тех же параметров, что и для обычных сетевых адаптеров (блоков питания). Учитывая, что стабильность силы тока в пауэрбанках не слишком высока, стоит выбирать заведомо завышенные параметры:

Для мобильных телефонов, старых смартфонов, плееров, умных часов, беспроводных наушников и прочих гаджетов, которые не потребляют высокую мощность в процессе эксплуатации – 1 А;

Для современных смартфонов, планшетов, маломощных ноутбуков – 2-2.5 А.

Существуют несколько моделей пауэрбанков, которые поддерживают технологии быстрой зарядки. Как следствие, стоит учесть совместимость зарядного устройства и смартфона, с которым его планируется использовать.

Тем не менее, пауэрбанки, которые поддерживают технологии быстрой зарядки, к покупке не рекомендуются. Встроенные в них аккумуляторы обычно «не переживают» «выжимания» из них 20 В/5 А. Поэтому емкость батарей падает, и уже через несколько месяцев придется менять пауэрбанк.

Материал корпуса

От материала корпуса зависят прочность, долговечность и некоторые эксплуатационные характеристики пауэрбанка. Такие устройства могут выполняться из пластика, металла, а также дополняться прорезиненными вставками.

Пластик – простой, недорогой, но достаточно надежный материал. Пауэрбанки с таким корпусом стоят дешевле металлических, но при этом плохо переживают падения на пол. Впрочем, пластик обладает важным преимуществом – внешние зарядные устройства, выполненные в таком материале, лучше переживают перепады температур в холодное время года.

Металл лучше переживает любые падения и другие механические воздействия. Однако пауэрбанки в таких корпусах чуть дороже. Кроме того, из-за того, что металл «аккумулирует» низкие температуры, в холодное время года подобные устройства саморазряжаются быстрее.

Дополнительные вставки – например, резиновые – либо защищают пауэрбанк от ударных воздействий, либо просто делают его более красивым.

Лучшие производители

Лучшими производителями адаптеров питания для смартфонов являются:

Зарядное устройство (ЗУ; разг. зарядка) — электронное устройство для заряда электрических аккумуляторов и аккумуляторных батарей энергией внешнего источника; как правило, — от сети переменного тока.

Включает в себя преобразователь напряжения (трансформатор или импульсный блок питания), выпрямитель, стабилизатор напряжения, и по необходимости устройство контроля процесса заряда, средства индикации (стрелочный или светодиодный амперметр/вольтметр).

Характеристики зарядных устройств зависят от типа аккумуляторов, рабочего напряжения, номинальной ёмкости.

Зарядные устройства могут быть встроенными и внешними.

Содержание

Зарядные и пуско-зарядные устройства аккумуляторов автомобиля [ править | править код ]

Зарядные устройства автомобильных аккумуляторных батарей являются внешними, запитываются от сети 220—230 В переменного тока штепсельным разъёмом и снабжены зажимами-крокодилами для присоединения к клеммам аккумуляторной батареи.

Пуско-зарядное устройство (ПЗУ) для автомобильных аккумуляторных батарей используется не только для зарядки автомобильных аккумуляторных батарей, но также и для запуска автомобильного двигателя электрическим стартером при севшем батарее (без предварительной полной зарядки самой батареи). При этом может использоваться как методика пуска двигателя с предварительной частичной подзарядкой штатной аккумуляторной батареи в течение нескольких минут, так и запуск двигателя при полном разряде штатной батареи с немедленным запуском. Запуск достигается за счёт возможности ПЗУ выдавать в несколько раз бо́льший ток, чем просто зарядное устройство (ЗУ — предназначенное только для зарядки аккумуляторной батареи). Как следствие, ПЗУ обладает существенно бо́льшей массой и габаритами, нежели простое зарядное устройство.

Необходимый ток для запуска двигателя внутреннего сгорания должен в моменте достигать значений 100—1000 А [1] [ неавторитетный источник? ] . Поэтому первые советские пуско-зарядные устройства обладали способностью давать ток только в нижнем пределе потребностей [ источник не указан 2205 дней ] . С появлением электрических приборов и сетей, способных использовать токи не 6 А, а 16 А, выходной ток пуско-зарядных устройств мог быть увеличен со 100 А до 290 А.

Маркировка зарядных устройств для зарядки автомобильных аккумуляторов [ править | править код ]

А В/С, где А — название зарядного устройства, В — максимальная ёмкость аккумуляторной батареи в А⋅ч, который целесообразно заряжать этим зарядным устройством, С — максимальное значение напряжения аккумуляторной батареи, который целесообразно заряжать этим зарядным устройством.

При превышении параметра В значения 170 А зарядное устройство может быть использовано не только для зарядки, но и для помощи при запуске двигателя.

Автоматическое зарядное устройство позволяющее проводить десульфатацию автомобильных аккумуляторных батарей

Зарядно-пусковое устройство позволяющее заводить автомобиль «прикуриванием»

Автоматическое зарядное устройство для автомобильных аккумуляторных батарей со светодиодной индикацией

Зарядное устройство с возможностью автоматического режима зарядки и ручного управления зарядкой

Зарядные устройства литиевых аккумуляторов [ править | править код ]

Зарядные устройства для литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов имеют свои особенности, поскольку перезаряд и глубокий разряд может привести к выходу аккумулятора из строя. Основной способ заряда литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, рекомендуемый производителями, это заряд постоянным током с контролем тока заряда и напряжения на выводах аккумулятора. Для этого предназначены специализированные, зачастую встроенные в аппаратуру зарядные устройства с использованием специализированных контроллеров [2] .

Зарядное устройство для заряжания 7,2 В литий-ионной аккумуляторной батареи видеокамеры

Зарядное устройство для заряжания 3,7 В литий-ионного аккумулятора типоразмера 18650 от 5 В USB-порта вмонтировано в фонарик в котором он используется

Беспроводное зарядное устройство [ править | править код ]

Беспроводное зарядное устройство / Индукционное зарядное устройство [3] [4] применяется, с конца 2000-х годов, во многих мобильных устройствах.

Индуктивное Qi-зарядное устройство с кабелем подсоединения к источнику электричества

Электродинамический фонарик со встроенным динамо для подзарядки аккумулятора

Портативный радиоприёмник со встроенным динамо для подзарядки аккумулятора

Промышленные зарядные устройства [ править | править код ]

Промышленные зарядные устройства представляют собой блоки с электронной аппаратурой, размещаемые в цехе зарядной станции (или специализированном помещении). Такая аппаратура предназначена для одновременного обслуживания нескольких аккумуляторных батарей и позволяет выполнять различные долговременные операции (заряд-разряд, заряд импульсными токами), в том числе и в автоматическом режиме.

Зарядная станция свинцово-кислотных аккумуляторных батарей

Зарядное устройство электробуса для подзарядки аккумуляторных батарей на остановке

Зарядные станции аккумуляторов портативных радиостанций

Зарядное устройство ЗД-6 для электростатической зарядки индивидуальных дозиметров типа ДКП-50А, ИД-1, ИД-02 (ДК-02)

Общественные зарядные устройства [ править | править код ]

Зарядный автомат для мобильных устройств

Общественное зарядное устройство с USB-разъёмами вмонтированное в панель с картой на станции метрополитена

Зарядное устройство с USB-разъёмами вмонтированное в поручень автобуса

Зарядное устройство для электромобилей

Бытовые зарядные устройства [ править | править код ]

Зарядные устройства портативных и мобильных устройств

Зарядное устройство (блок питания) сотового телефона ограниченное разъёмом подключаемого устройства для зарядки, выдаваемым напряжением и силой тока на которую рассчитано

Зарядное устройство для плоских 3,7 В литий-ионных аккумуляторов телефонов и других устройств ограниченное производителем расположением контактных площадок и размерами аккумулятора для заряжания которых рассчитан

На переднем плане 2 аккумуляторные батареи фотоаппарата и зарядное устройство к ним

Устройство платы зарядного устройства «Canon CB2LTE»

Аккумуляторный шуруповёрт и зарядное устройство

Устройство зарядного устройства «Bosch AL1105CV»

Зарядное устройство со светодиодной индикацией, для заряжания аккумуляторов типоразмеров AA, AAA и аккумуляторных батарей типа «Крона»

Автоматическое цифровое «интеллектуальное» 4-х канальное зарядное устройство для зарядки разных типоразмеров цилиндрических аккумуляторов с возможностью корректировки процесса заряда

Портативное зарядное устройство для 2-х аккумуляторов типоразмера АА с питанием от USB-порта

Аккумуляторы типоразмера АА со встроенной платой обеспечивающей зарядку от USB-порта

Миниатюрные дисковые никель-кадмиевые аккумуляторы Д-0,26, Д-0,06 и зарядное устройство ЗУ-3 для аккумулятора Д-0,06

Универсальное зарядное устройство для заряжания малогабаритных аккумуляторов и аккумуляторных батарей разного типа и формфактора с автоматической и ручной предустановкой режимов заряда

Универсальное зарядное устройство типа «лягушка» для заряжания плоских с разными размерами и расположением контактных площадок литий-ионных аккумуляторов телефонов, фотоаппаратов и других устройств

USB-зарядное устройство (блок питания) встроенное в электророзетку выдающее стандартное для USB 5 В напряжение питания

Универсальное зарядное устройство (блок питания) с USB-выходом подключаемое к сети 220 В, непосредственно управление зарядки осуществляет само мобильное устройство в котором установлен аккумулятор

Пример устройства зарядного устройства (блока питания) с USB-выходом

Пример автомобильного зарядного устройства (блока питания) с 2 USB-выходами подключаемого в гнездо прикуривателя

Устройство простейшего повер-банка с USB-гнездом, платой-преобразователем и литий-ионным аккумулятором типоразмера 18650

Повер-банк с 2-мя никель-металл-гидридными аккумуляторами типоразмера АА с возможностью их подзарядки встроенной солнечной батареей

Переносная солнечная батарея для зарядки мобильных устройств и встроенного аккумулятора

Универсальный повер банк с 5 USB-портами и несколькими напряжениями питания устройств