Как работает зарядное устройство для аккумулятора: Принцип работы зарядного устройства

Как работает быстрая зарядка в телефоне — Журнал «Код»

Раньше мы рассказывали, как работает беспроводная зарядка. Теперь настало время быстрых зарядок — как они работают, за счёт чего достигается скорость и какие телефоны с этой зарядкой не совместимы.

О чём речь

Почти все современные телефоны поддерживают стандарт быстрой зарядки Quick Charge, он же QC. А на переносных аккумуляторах можно часто увидеть значок Power Delivery. Все эти знаки говорят нам, что смартфон можно зарядить плюс-минус за полчаса или даже быстрее, а в иных случаях можно зарядить даже ноутбук.

Чтобы это работало, нужно чтобы этот стандарт одновременно поддерживали:

• телефон или ноутбук;
• зарядное устройство;
• кабель, по которому идёт зарядка.

Если одно из этих устройств быструю зарядку не поддерживает, то и заряжаться гаджет тоже быстро не будет.

План

Чтобы понять, как это хозяйство работает, нам нужно пройти такие этапы: 

1. Как устроен аккумулятор и что нужно, чтобы заряжать его быстрее.
2. Как заряжали аккумуляторы до быстрой зарядки.
3. Что придумали и в чём был нюанс.
4. Как это происходит теперь.
5. Что будет дальше.

Принцип работы аккумулятора

В телефоне стоит аккумулятор — это устройство, которое накапливает электрический заряд и отдаёт его на работу смартфона. 

Если сильно упростить, то аккумуляторы состоят из двух электродов и токопроводящей среды (электролита):

При подключении к аккумулятору электроприбора ионы с одного электрода начинают переходить к другому, и это создаёт нужное напряжение между ними:

При зарядке процесс идёт в обратную сторону: под действием внешнего тока ионы возвращаются обратно к первому электроду:

👉 А вот главный секрет: чем большую силу тока в амперах мы прикладываем, тем быстрее ионы возвращаются на место. То есть, чтобы накачать аккумулятор электричеством быстрее, нужно просто залить в него больше электричества с большей силой. 

Как было до быстрой зарядки

До распространения USB у каждого мобильного телефона были свои стандарты зарядки: инженеры сами решали, как запитывать свои телефоны, и делали для них собственные блоки питания. Это было неудобно: если у тебя «Филипс», то зарядное устройство от «Нокии» тебе может не только не подойти, но и в некоторых случаях сломать твой телефон.

Потом с начала 2000-х в разных странах стали принимать законы, которые обязывали производителей не выделываться, а ставить на свои телефоны USB-зарядку. Это была такая мера защиты потребителя — чтобы можно было купить телефон отдельно, зарядное устройство отдельно, а в случае чего зарядить телефон от компьютера. 

Но в тот момент существовал стандарт, который ограничивал силу тока по USB. Устройства должны были работать под напряжением 5 вольт с максимальной мощностью 5 ватт (соответственно, они должны требовать силу тока 1 ампер, потому что 5 вольт × 1 ампер = 5 ватт). Позднее стандарт расширили и разрешили делать зарядные устройства до 10 ватт. 

Получалось, что, если у тебя в телефоне аккумулятор на 2—3 тысячи миллиампер часов, на зарядку одним ампером нужно было 2—3 часа, двумя амперами — час-полтора. Всё равно довольно долго.  

Что придумали

Инженерам было страшно неудобно, что по USB можно передавать так мало тока. Например, у тебя был ноутбук: чтобы он работал, тебе нужно было 45 ватт мощности — чтобы крутить вентиляторы, питать процессор и диски, светить большим экраном и издавать звуки. По USB ты его никак не запитаешь, нужен отдельный блок питания — а это неудобно. 

Инженеры решили упростить себе жизнь: внести изменения в стандарт USB, чтобы он мог поддерживать не 5 и не 10 ватт, а 20, 50 или даже 100 Вт. Задел был на то, чтобы запитывать от USB более мощные устройства — те же ноутбуки. 

Но была проблема: если одновременно во всём мире сказать, что теперь по USB идёт другой ток, то что делать со старыми устройствами? Например, если у вас старый телефон, который работает на 5 вольтах, а вы в него воткнёте зарядное устройство на 20 вольт — что с ним станет? В лучшем случае сгорят регуляторы напряжения и телефон выключится. В худшем — сгорит сам телефон. 

Тогда придумали, что протокол USB будет умным: теперь между источником тока и приёмником тока будет диалог, типа такого: 

— Бонжур. Я устройство с быстрой зарядкой, могу отдавать 5, 10, 15 и 19,5 вольта. Предельная мощность — 60 ватт. Н-н-нада? 

— Да, здарова. Дай мне, пожалуйста, 15 вольт. 

— На тебе 15 вольт. Приятной зарядки! 

А если устройство старое, то диалог будет таким: 

— Бонжур. Я устройство с быстрой зарядкой, могу отдавать 5, 10, 15 и 19,5 вольта. Предельная мощность — 60 ватт. Желаете? 

— …

— Желаете, спрашиваю?

— …

— Похоже, вы не желаете. На всякий случай дам вам 5 вольт.

Как быстрая зарядка заряжает аккумулятор

И вот мы берём два устройства с контроллерами QuickCharge. Соединяем их проводом, в нём тоже есть контроллер. Три контроллера договариваются между собой, какой им сейчас нужен ток. Зарядное устройство даёт этот ток. Все счастливы. 

Чтобы зарядка шла ещё эффективнее, телефон смотрит на показатели батареи и процент заряда, чтобы скорректировать ток. Например, в самом начале он может заряжать большим током, а потом постоянно его снижать, чтобы не навредить батарее. Но для этого зарядка тоже должна поддерживать плавное снижение отдаваемой мощности.

С каждой пятилеткой протоколы быстрой зарядки становятся всё более навороченными как на устройствах, так и на зарядниках. Например, компьютеры Apple в последней операционке изучают ваши привычки: во сколько вы ложитесь и встаёте. И чтобы не насиловать батарею всю ночь, они её нежно разряжают, а потом быстро её накачивают за час до вашего пробуждения. Батарее такое на пользу, а вы и не знали, что ваш ноут специально зарядился ровно к вашему пробуждению. 

Требования к проводам

Если у вас зарядный провод рассчитан на 5 ватт, под нагрузкой 45 ватт он может перегреваться и плавиться. Поэтому теперь в провода тоже встраивают контроллеры, которые говорят зарядному устройству: «Я рассчитан максимум на такую-то нагрузку». Соответственно, зарядное устройство больше не отдаст. 

Получается, что быстрая зарядка — это когда у нас три подходящих устройства, которые договорились между собой заряжаться на условных 20 вольтах, 3 амперах. Получается мощность 60 Вт — это в 12 раз больше, чем по стандартному USB. На такой мощности можно заряжаться в 12 раз быстрее. 

Как быстрая зарядка влияет на аккумулятор (и что будет дальше)

Раньше из-за перегрузки аккумулятора он мог перегреться, выйти из строя или даже взорваться. Сейчас контроллеры постоянно следят за температурой и снижают ток, если идёт перегрев. 

А ещё современные аккумуляторы спокойно выдерживают стандартные 500—800 циклов даже быстрой зарядки, поэтому вывод такой: если заряжать блоком питания из комплекта с телефоном, то быстрая зарядка не испортит ваш аккумулятор быстрее, чем обычная. Всё дело в количестве циклов и правильности работы алгоритмов.

Но в целом физика и химия аккумулятора всё ещё несовершенна: это всё ещё довольно примитивная технология, аккумуляторы имеют свойство изнашиваться и «стареть», для их производства нужны токсичные и редкоземельные элементы. Некоторые аккумуляторы натурально взрываются. Поэтому учёные очень серьёзно исследуют возможности альтернативных аккумуляторов — например на графене.  

Наши внуки наверняка будут ходить с пластинчатыми аккумуляторами толщиной как наши кредитные карты, которые будут заряжаться от тепла и движения. И для них съёмный аккумулятор от «Нокии» будет выглядеть так же дико, как для нас выглядят «телефоны-кирпичи» из начала 1990-х. Но пока так. Берегите аккумы!

Текст:

Михаил Полянин

Редактор:

Максим Ильяхов

Художник:

Даня Берковский

Корректор:

Ирина Михеева

Вёрстка:

Мария Дронова

Соцсети:

Олег Вешкурцев

Page Not Found — Microtex

Address

Address Line 1

City

State / Province / Region

Postal Code

TürkiyeАвстралияАвстрияАзербайджанАландские островаАлбанияАлжирАмериканское СамоаАнгильяАнголаАндорраАнтарктидаАнтигуа и БарбудаАргентинаАрменияАрубаАфганистанБагамыБангладешБарбадосБахрейнБелизБелоруссияБельгияБенинБермудыБолгарияБоливия (Многонациональное Государство)Бонэйр, Синт-Эстатиус и СабаБосния и ГерцеговинаБотсванаБразилияБританская территория Индийского океанаБруней-ДаруссаламБуркина-ФасоБурундиБутанВануатуВатиканВенгрияВенесуэла (Боливарианская Республика)Виргинские острова (Американские)Виргинские острова (Великобритания)Внешние малые острова СШАВосточный ТиморВьетнамГабонГаитиГайанаГамбияГанаГваделупаГватемалаГвинеяГвинея-БисауГерманияГернсиГибралтарГондурасГонконгГренадаГренландияГрецияГрузияГуамДанияДжерсиДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаЕгипетЗамбияЗападная СахараЗимбабвеИзраильИндияИндонезияИорданияИракИран (Исламская Республика)Ирландия (Республика)ИсландияИспанияИталияЙеменКабо-ВердеКазахстанКаймановы островаКамбоджаКамерунКанадаКатарКенияКипрКиргизияКирибатиКитайКокосовые острова (Килинг)КолумбияКоморские островаКонгоКонго (Демократическая Республика)Корея (Демократическая Народная Республика)Корея (Республика)КосовоКоста-РикаКот-д’ИвуарКубаКувейтКюрасаоЛаосская Народно-Демократическая РеспубликаЛатвияЛесотоЛиберияЛиванЛивияЛитваЛихтенштейнЛюксембургМаврикийМавританияМадагаскарМайоттаМакаоМалавиМалайзияМалиМальдивыМальтаМароккоМартиникаМаршалловы островаМексикаМикронезия (Федеративные Штаты)МозамбикМолдова (Республика)МонакоМонголияМонтсерратМьянмаНамибияНауруНепалНигерНигерияНидерландыНикарагуаНиуэНовая ЗеландияНовая КаледонияНорвегияОбъединённые Арабские ЭмиратыОманОстров БувеОстров МэнОстров НорфолкОстров РождестваОстров Херд и острова МакдональдОстрова КукаОстрова ПиткэрнОстрова Св. Елены, Вознесения и Тристан-да-КуньяОстрова Теркс и КайкосПакистанПалауПалестина (Государство)ПанамаПапуа-Новая ГвинеяПарагвайПеруПольшаПортугалияПуэрто-РикоРеюньонРоссийская ФедерацияРуандаРумынияСальвадорСамоаСан-МариноСан-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСеверная Македония (Республика)Северные Марианские островаСейшельские ОстроваСен-Мартен (Голландская часть)Сен-Мартен (владение Франции)Сен-Пьер и МикелонСенегалСент-БартельмиСент-Винсент и ГренадиныСент-Китс и НевисСент-ЛюсияСербияСингапурСирийская Арабская РеспубликаСловакияСловенияСоединенное Королевство Великобритании и Северной ИрландииСоединенные Штаты АмерикиСоломоновы ОстроваСомалиСуданСуринамСьерра-ЛеонеТаджикистанТаиландТайвань, Китайская РеспубликаТанзания (Объединенная Республика)ТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТувалуТунисТуркменистанУгандаУзбекистанУкраинаУоллис и ФутунаУругвайФарерские островаФиджиФилиппиныФинляндияФолклендские ОстроваФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские южные территорииХорватияЦентральноафриканская РеспубликаЧадЧерногорияЧехияЧилиШвейцарияШвецияШпицберген и Ян-МайенШри-ЛанкаЭквадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭсватини (Королевство)ЭстонияЭфиопияЮжная АфрикаЮжная Георгия и Южные Сандвичевы островаЮжный СуданЯмайкаЯпонияCountry

Как работают зарядные устройства?

Как работают зарядные устройства? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Электричество и электроника > Зарядные устройства для аккумуляторов

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 25 апреля 2021 г.

Сила в пути — разве батарейки не великолепны? Проблема в том, что они хранят только фиксированную сумму электрического заряда до полной разрядки, обычно не более неудобное время. Если вы используете перезаряжаемые батареи, это меньше проблемы: вставьте батарейки в зарядное устройство, вставьте его в розетку и вставьте Через несколько часов они как новые и снова готовы к использованию. Типичный аккумуляторная батарея может быть заряжена сотни раз, может длиться вам что-нибудь от трех или четырех лет до десяти или более лет, и будет вероятно, сэкономит вам сотни долларов на покупке одноразовых изделий (так что это отлично подходит для окружающей среды тоже). Но насколько хорошо ваши батареи производительность зависит от того, как вы их используете и насколько тщательно вы заряжаете их. Вот почему приличное зарядное устройство так же важен, как и батарейки, которые вы в него вставляете. Что такое зарядное устройство для аккумуляторов и как оно работает это работает? Давайте посмотрим поближе!

Художественное произведение: Зачем использовать сотни батареек сразу, если можно использовать одну батарейку сотни раз, перезарядив его электрическим зарядом? Аккумуляторы стоят немного дороже для начала, но, относитесь к ним бережно, и они сэкономят вам целое состояние за те годы, что прослужат.

Они намного лучше для окружающей среды тоже.

Содержание

1. Что такое батареи и как они работают?
2. Как работают зарядные устройства
3. Зарядка аккумуляторов различных типов
4. Как долго следует заряжать аккумуляторы?
5. Подбор аккумуляторов к зарядному устройству
6. Как долго работают перезаряжаемые батареи?
7. Советы по продлению срока службы батареи
8. Узнать больше

Что такое батареи и как они работают?

Фото: Обычные батарейки (как эта повседневная угольно-цинковая батарейка) не предназначены для использования более одного раза, поэтому не пытайтесь перезарядить их. если ты не любите угольно-цинковые батарейки, не пытайтесь их перезарядить: для начала купите перезаряжаемые.

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 накопленного электричества очень постепенно.

Что происходит внутри обычной батарейки, такой как в фонарике? Когда вы щелкаете выключателем питания, вы давая зеленый свет химическим реакциям внутри батареи. Когда ток начинает течь, ячейки (энергетические отсеки) внутри батареи начинают трансформироваться в поразительные, но совершенно невидимыми способами. Химические вещества, из которых состоят их компоненты заставляют начать перестраиваться. Внутри каждой клетки хим. происходят реакции с участием двух электрических клемм (или электроды) и химическое вещество, известное как электролит которые их разделяют. Эти химические реакции приводят к образованию электронов (т. крошечные частицы внутри атомов, которые несут электричество) для прокачки цепь, к которой подключена батарея, обеспечивает питание фонарик. Но элементы внутри батареи содержат только ограниченные запасы химических веществ, поэтому реакции не могут продолжаться бесконечно. Как только химические вещества истощаются, реакции прекращаются, электроны перестают течь через внешней цепи, батарея фактически разряжена, и ваша лампа перегорает.

вне.

Плохие новости. Хорошей новостью является то, что если вы используете перезаряжаемую батарею, вы можете Заставьте химические реакции идти в обратном направлении, используя зарядное устройство. Зарядка аккумулятора — это полная противоположность его разрядке: где разрядка отдает энергию, зарядка забирает энергию и сохраняет ее сбросив химические вещества батареи в исходное состояние. В Теоретически зарядить и разрядить аккумуляторную батарею можно в любом количество раз; на практике даже перезаряжаемые батареи портятся со временем, и в конце концов наступает момент, когда они больше не готов хранить заряд. В этот момент вы должны переработать их или выкинь их.

Рекламные ссылки

Как работают зарядные устройства

Фото: Это зарядное устройство с функцией быстрой зарядки предназначено для зарядить четыре цилиндрических никель-кадмиевых (никель-кадмиевых) 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 батареи полностью заряжены и нечего сказать вам, когда зарядка завершена. С помощью зарядного устройства, подобного этому, зарядка аккумуляторов является полной догадкой.

Все зарядные устройства имеют одну общую черту: они работают, питая электрический ток через батареи в течение определенного периода времени в надежде, что элементы внутри будут удерживать часть энергии, проходящей через них. это примерно где сходство между зарядными устройствами начинается и заканчивается!

Самые дешевые и грубые зарядные устройства используют либо постоянное напряжение, либо постоянного тока и подавайте его на батареи, пока не выключите их. Забудьте, и вы перезарядите батареи; отключите зарядное устройство слишком рано, и вы не будете заряжать их достаточно, так что они будут работать плоский быстрее. Лучшие зарядные устройства используют гораздо более низкую и мягкую «капельную» зарядку (возможно, 3–5 процентов от максимального номинального тока батареи) в течение значительно более длительного времени. промежуток времени.

Батарейки немного похожи на чемоданы: чем больше вы упаковываете, тем сложнее упаковать еще и тем больше времени это займет. Это легко понять, если вы помните, что зарядка аккумулятора по существу включает в себя обращая вспять химические реакции, которые происходят, когда он разряжается. В аккумуляторе ноутбука например, зарядка и разрядка включают шунтирование ионов лития (атомов, у которых отсутствуют электроны) туда и обратно, с одного электрода (где их много) на другой электрод (где их мало). Поскольку все ионы несут положительный заряд, их легче вначале переместить на «пустой» электрод. В качестве они начинают накапливаться там, становится все труднее упаковать их больше, что делает более поздние этапы зарядки более трудными, чем более ранние.

График: на более поздних стадиях зарядки аккумуляторов становится все труднее. Для зарядки последних 25 процентов аккумулятора (оранжевая область) может потребоваться столько же времени, сколько и для 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 его зарядить наполовину за гораздо меньшее время, чем вы думаете.

Перезаряд, как правило, хуже, чем недозаряд. Если батареи полностью заряжены и вы не выключайте зарядное устройство, им придется избавиться от лишних энергию, которую вы им подаете. Они делают это, нагревая и строя давление внутри, что может привести к их разрыву, утечке химикатов или газа, и даже взорваться. (Думайте о перезарядке как о пережаривании аккумулятор, и вы можете просто не забывать этого делать!)

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 по мере ее зарядки (в данном случае 1,39 вольта). После зарядки появилась небольшая гистограмма, показывающая, в каком хорошем состоянии находится батарея (сколько еще раз ее можно зарядить).

Было продано много тысяч таких зарядных устройств, но разные мнения от того, насколько хорошо они работали.

Чуть более сложные зарядные устройства с таймером отключаются по истечении заданного периода времени. хотя это не обязательно предотвращает перезарядку или недозарядка, потому что идеальное время зарядки варьируется для всех видов причины (сколько заряда держала батарея изначально, насколько она горячая сколько ей лет, работает ли одна клетка лучше, чем другие, и так далее). Лучшие зарядные устройства работают разумно, используя электронные схемы на основе микрочипов, определяющие уровень заряда хранится в батареях, выясняя такие вещи, 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 малый подзаряд на подходящее время; теоретически невозможно перезарядить интеллектуальное зарядное устройство.

Зарядка различных типов аккумуляторов

Чтобы усложнить ситуацию, разные типы аккумуляторов лучше всего реагируют на разные типов зарядки, поэтому зарядное устройство, подходящее для одного типа батареи, может плохо работать с другим.

Батарейки на основе никеля

Фото: Электрическая зубная щетка обычно содержит либо никель-кадмиевые, либо никель-металлгидридные батареи и медленно или медленно заряжается на подставке, которая на самом деле является индукционным зарядным устройством.

Никель-кадмий (также называемый «никад» или NiCd), самый старый и, возможно, все еще лучший известный тип перезаряжаемых батарей, лучше всего реагируют либо на довольно быстрая зарядка (при условии, что они не нагреваются) или медленная струйка зарядка.

Никель-металлогидридные (NiMH) батареи используют более новую технологию и выглядят точно то же, что и никады, но они, как правило, дороже, потому что могут хранить больше заряда (отображается на упаковке батареи как более высокий рейтинг в мАч или миллиампер-часах). NiMH аккумуляторы можно быстро заряжать (на большой ток в течение нескольких часов, с риском перегрева), медленный заряжается (около 12–16 часов при более низком токе) или струйкой заряжены (значительно меньшим током, чем никад), но они должны действительно заряжать только с помощью зарядного устройства NiMH: быстрое зарядное устройство NiCad может привести к перезарядке NiMH аккумуляторов.

Мнения экспертов расходятся во мнениях относительно того, подвержены ли никелевые батареи так называемому эффекту памяти. Это хорошо известное явление, когда невозможно разрядить аккумулятор на основе никеля перед зарядкой (когда вы «доливаете» частично разряженный аккумулятор с помощью быстрая перезарядка), по общему мнению, вызывает необратимые химические изменения, которые снижают большой заряд батареи будет принимать в будущем. Некоторые люди клянутся усилие памяти реально; другие в равной степени настаивают на том, что это миф. Настоящим объяснением очевидного эффекта памяти является Падение напряжения , когда аккумулятор не был полностью разряжен перед временной зарядкой «думает», что у него более низкое напряжение и емкость для накопления заряда, чем должно быть. Эксперты по аккумуляторам утверждают, что вы можете решить эту проблему путем зарядки и разрядки. батарея полностью в несколько раз больше.

Принято считать, что аккумуляторы на основе никеля необходимо «заправить». (полностью заряжены перед первым использованием), поэтому обязательно точно следуйте тому, что говорят производители, когда вы берете свой новый батарейки из упаковки.

Как долго следует заряжать аккумуляторы?

Есть две простые причины, по которым существует так много разных размеров и типов батарей: большая батарея содержит больше химических веществ внутри, поэтому она может хранить больше энергии и отпустите его дольше; большие батареи, как правило, имеют больше ячеек внутри, поэтому они могут производить более высокое напряжение. и ток для питания более крупных вещей (ярких фонариков или более мощных двигателей). Точно так же большие перезаряжаемые батареи требуют более длительной зарядки. Чем больше энергии вы ожидаете получить от перезаряжаемой батареи (чем дольше вы ожидаете, что это продлится), тем дольше вам нужно будет заряжать его (или тем выше зарядный ток, который вам нужно использовать). Основной закон физики, называемой законом сохранения энергии, говорит нам Вы не можете получить больше энергии из батареи, чем вложили в нее.

Большинство людей склонны заряжать вещи «на ночь», не обращая особого внимания на то, что это значит, но ваши батареи будут работать лучше и дольше, если вы будете заряжать их нужное количество часов. Как долго это? Это может сбивать с толку, особенно если вы используете аккумуляторы, которые не входят в комплект поставки зарядного устройства. Не бойся! Все, что вам нужно сделать, это прочитать, что написано на ваших батареях, и вы должны найти (часто мелким шрифтом) рекомендуемый зарядный ток и время зарядки. Если у вас есть обычное зарядное устройство, просто проверьте его номинальный ток и соответствующим образом отрегулируйте время зарядки. Однако имейте в виду, что мы говорили в другом месте о согласовании вашего зарядного устройства с вашими батареями.

Фото: Аккумуляторы — это не ракетостроение — заряжать аккумуляторы легко, если следовать инструкциям, обычно написанным на аккумуляторах или упаковке, в которой они поставляются.

Например, эти три обычных 1,2-вольтовых аккумулятора на основе совсем другие рекомендации:

1. Вверху бело-зеленая никель-кадмиевая батарея рекомендует медленную зарядку 60 мА (миллиампер) в течение 14–16 часов или быструю зарядку 390 мА (более чем в шесть раз больший ток) всего за два часа (2 часа). ). Общий заряд батареи равен току, умноженному на время, поэтому умножьте числа, и вы получите значение около 800–9.00 мАч. Сама батарея заявлена ​​емкостью 0,65 Ач (650 мАч), но не забывайте, что процесс зарядки не на 100 процентов эффективен: батарея не поглотит всю проходящую через нее электрическую энергию. Таким образом, количество заряда, которое вы подаете, и количество, которое поглощает батарея, находятся на одном и том же стадионе.
2. В середине серебристая NiMH батарея рекомендует зарядку 200 мА (миллиампер) в течение 7 часов, что дает нам заряд около 1400 мАч. Опять же, сама батарея заявляет, что ее емкость ниже этой (1000 мАч).
3. Внизу зелено-оранжевая батарея NiMH рекомендует зарядку 63 мА (миллиампер) в течение 18 часов, что дает чуть более 1000 мАч. Аккумулятор немного ниже (970 мАч).

Литий-ионные батареи

Литий-ионные перезаряжаемые батареи обычно встраиваются в гаджеты, такие как сотовые телефоны, Mp3-плееры, цифровые фотоаппараты и ноутбуки. Обычно они поставляются с собственными зарядными устройствами, которые автоматически определяют время зарядки завершена и отключила электропитание в нужное время. Литий-ионные батареи могут стать опасно нестабильными, когда напряжение батареи либо слишком высокое, либо слишком низкое, поэтому они разработаны никогда не работать в таких условиях. Если напряжение достигает слишком низкий (если аккумулятор слишком сильно разряжается 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 аккумуляторы не имеют эффекта памяти, они деградируют по мере они становятся старше. Типичным признаком старения является постепенная разрядка в течение период времени (может быть, час или около того), за которым следует внезапный, драматический, и совершенно неожиданное отключение прибора после этого. Узнайте больше о том, как работают литий-ионные аккумуляторы.

Фото: Надежное зарядное устройство Canon для литий-ионных аккумуляторов. Когда батарея нуждается в зарядке, камера предупреждает вас заблаговременно. Просто извлеките аккумулятор (это очень просто для цифровой камеры), поместите его в отдельное зарядное устройство, и индикатор загорится красным, а когда аккумулятор полностью заряжен, он станет зеленым. Весь процесс автоматизирован и безопасен: камера прекращает использование батареи до того, как ее напряжение станет слишком низким; зарядное устройство перестанет заряжать его до того, как напряжение станет слишком высоким.

Свинцово-кислотные батареи

Самые большие, тяжелые и старые перезаряжаемые батареи получили свое название от (разбавленный) сернокислотный электролит и электроды на основе свинца. Они больше всего знакомые нам как автомобильные аккумуляторы (первоначальные источники энергии, которые заставить двигатель автомобиля провернуться до того, как газ начнет гореть), 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 19веке, задолго до того, как появились перезаряжаемые технологии на основе никеля и лития.

Свинцово-кислотные аккумуляторы популярны, потому что они просты, дешевы, надежны и используют хорошо зарекомендовавшую себя технологию. который относится к середине 19 века. Как правило, они служат несколько лет, хотя это полностью зависит от того, насколько хорошо они поддерживаются, другими словами, заряжаются и разряжаются. Для их зарядки требуется довольно много времени (обычно до 16 часов — в несколько раз больше, чем требуется для полной разрядки), и это может привести как к недозарядке, так и к (если у вас нет времени зарядить их должным образом перед следующим использованием) или перезарядить (если вы поставили их на зарядку и забыли о них). Недостаточная зарядка, зарядка с неправильным напряжением или оставление батарей неиспользованными вызывает проблему, известную как сульфатация (образование твердых кристаллов сульфата свинца), а чрезмерная зарядка вызывает коррозию (постоянное разрушение положительной свинцовой пластины в результате окисления, аналогичное ржавчине в железе и стали). ). И то, и другое повлияет на производительность и срок службы свинцово-кислотного аккумулятора. Перезаряд также приводит к ухудшению состояния электролита, разложению воды (путем электролиза) на водород и кислород, которые выделяются в виде газов и поэтому теряются в аккумуляторе. Это делает кислоту сильнее и с большей вероятностью воздействует на пластины, что снижает производительность батареи. Это также означает, что для взаимодействия с пластинами доступно меньше электролита, что также снижает производительность. Время от времени такие аккумуляторы необходимо доливать дистиллированной водой (не обычной водой), чтобы поддерживать кислоту оптимальной концентрации и достаточно высокого уровня, чтобы покрыть пластины.

Подбор аккумуляторов к зарядному устройству

Различные зарядные устройства предназначены для работы по-разному на разных скоростях. в основном для разных типов аккумуляторов. Первое правило зарядка аккумуляторов заключается в том, что зарядное устройство предназначено для одного типа аккумуляторов может не подходить для зарядки другого: вы не можете зарядить мобильный телефон с автомобильным зарядным устройством, но вы не должны заряжать NiMH аккумуляторы с никель-кадмиевым зарядным устройством. Многие современные перезаряжаемые бытовая техника и гаджеты, такие как ноутбуки, MP3-плееры и мобильные телефоны — при покупке они поставляются с собственным специальным зарядным устройством, так что вы не нужно беспокоиться о соответствии зарядного устройства аккумулятору. Но если вы покупаете в магазине пачку универсальных перезаряжаемых батареек, это важно, чтобы вы покупали аккумуляторы, которые подходят к зарядному устройству, которое у вас есть, или соответственно замените зарядное устройство. Обратите внимание на напряжение и ток, батареи требуют (это будет отмечено на упаковке батареи 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 перезаряжаемые батареи, но вы не совсем уверены, как подобрать батареи и зарядное устройство, выберите комбинированный комплект — где вы покупаете аккумуляторы и зарядное устройство в том же пакете.

Фото: Подбор аккумулятора к зарядному устройству. По мере того, как мир переходит на более экологичные электромобили с батарейным питанием, нам потребуется гораздо больше правильно оборудованные, удобно расположенные зарядные станции. В этом используются фотоэлектрические солнечные элементы (в навесе) для зарядки транспортных средств, припаркованных внизу. Фото Денниса Шредера предоставлено NREL.

Как долго работают перезаряжаемые батареи?

Неудивительно, что это зависит от того, как вы с ними обращаетесь, храните и используете. Небольшие перезаряжаемые аккумуляторы (такие как NiCd, NiMH и ионно-литиевые) обычно служат сотни «циклов». (вы можете заряжать и разряжать их столько раз), что может означать от нескольких лет до от достойной жизни в ноутбуке до десятилетия использования в портативном радио. Хорошо лечили, свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы обычно рассчитаны на тысячи циклов и могут легко прослужить 5–10 лет в автомобиле, который ездит каждый день. Но если вы оставите аккумуляторные батареи в продукте, который вы почти никогда не используете, никогда не заряжайте и не разряжайте его, перезаряжайте его, пусть они перегреваются или хранятся в плохих условиях, не ждите, что они прослужат долго.

Как узнать, что пора заменить батарейки? В чем-то вроде ноутбука вы можете обратите внимание, что литий-ионный аккумулятор некоторое время нормально разряжается, а затем внезапно теряет все оставшиеся заряды. заряжать очень быстро. Если вы используете перезаряжаемые никель-кадмиевые или никель-металлогидридные аккумуляторы в таких вещах, как фонарики, вы увидите очень постепенное снижение емкости и необходимость подзарядки гораздо чаще.

Советы по продлению срока службы аккумуляторов

Как максимально эффективно использовать аккумуляторы? Вот несколько советов, которые я нашел читая различные веб-сайты экспертов по батареям:

1. Аккумуляторы лучше всего работают при регулярном использовании. Не оставляйте их сидящими в вашем сарае, полностью заряженным или полностью разряженным в течение нескольких месяцев.
2. Эксперты по батареям считают хорошей идеей «кондиционирование» или «восстановление» аккумуляторов. ваши батареи. Это означает, что вы регулярно позволяете им разряжаться существенно перед перезарядкой, если вы можете (хотя вам не нужно полностью их разряжать).
3. Подберите зарядное устройство к аккумуляторам. Например, используйте зарядное устройство NiMH для аккумуляторов NiMH. и убедитесь, что зарядное устройство использует соответствующее напряжение и силу тока.
4. Не перезаряжайте аккумуляторы. Вы повредите их.
5. Не допускайте перегрева или переохлаждения аккумуляторов во время зарядки, хранения и т. д. или использовать (это их повреждает). Они будут греться во время зарядки, но если сильно нагреются, то что-то не так.
6. Не скупитесь на покупку приличного интеллектуального зарядного устройства. Ваши батареи прослужат долго дольше, если зарядное устройство относится к ним правильно!
7. По возможности следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему устройству. Например, инструкции, которые прилагаются к роботу-пылесосу Roomba®, говорят вам оставить его «пристыкован» (сидит на зарядке), на подзарядке, все время не используется. Если ты этого не сделаешь, вы обнаружите, что ваш Roomba очень быстро разряжается (даже если вы им не пользуетесь), и вы можете значительно сократить срок службы батареи.
8. Если вы используете что-то вроде ноутбука, постоянно подключенного к сети, возьмите в привычку позволять ему работать от батареи, возможно, раз в неделю или около того, пока он не разрядится почти полностью, для поддержания батареи в хорошем состоянии. Вы обнаружите, что это помогает расширить срок службы вашего аккумулятора.

Фото: Батареи бывают всех форм и размеров. Вы не всегда можете сказать, какие перезаряжаемые просто глядя. Из показанных здесь можно заряжать только никель-кадмиевые и литий-ионные аккумуляторы; все остальные одноразовые. Большая литий-ионная батарея серебристого цвета слева от ноутбука. а меньший (справа) от iPod. Никель-кадмиевые аккумуляторы — это универсальные перезаряжаемые аккумуляторы, зарядное устройство, такое как на нашем самом верхнем фото.

Узнать больше

На этом сайте

• Батарейки
• Электричество
• Индукционные зарядные устройства
• Литий-ионные аккумуляторы

Книги

• Свинцово-кислотные аккумуляторы: наука и технология Д. Павлов. Эльзевир, 2017.
• «Батарея: как портативное питание вызвало технологическую революцию», Генри Шлезингер. Smithsonian Books, 2010. «Научно-популярная» книга, посвященная истории батарей от Вольтова столба до новейших литий-ионных аккумуляторов.
• «Понимание аккумуляторов» Рональда Делла и Дэвида Рэнда. Королевское химическое общество, 2001 г. Очень подробное руководство, описывающее историю батарей, различные типы, выбор батареи для определенного применения и электрохимию зарядки и разрядки.

Статьи

• Стеклянная батарея, которая становится лучше? Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 30 мая 2019 г. Нарушают ли батареи, улучшающиеся со временем, основной закон физики?
• Он большой и долговечный, и он не загорится: Ванадиевая окислительно-восстановительная батарея Z. Gary Yang. IEEE Spectrum, 26 октября 2017 г. Являются ли VRFB следующей большой прорывом в аккумуляторных технологиях?
• Потенциальные опасности на обоих концах литий-ионного жизненного цикла, Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 1 марта 2013 г. Исследует опасности производства и переработки литий-ионных аккумуляторов.
• Мощный химический коктейль с недостатком Мэтью Вальджан. The New York Times, 17 января 2013 г. Опасность пожара становится все более серьезной проблемой по мере того, как литий-ионные батареи становятся все более распространенными.
• Аккумуляторы с напылением могут накапливать энергию в любом месте Лиат Кларк, Wired, 2 июля 2012 г. Если бы мы могли превращать компоненты батареи в жидкости, мы могли бы распылять их на любую плоскую поверхность для накопления электроэнергии.
• Вирусная батарея может «заряжать автомобили»: BBC News, 2 апреля 2009 г. Ученые Массачусетского технологического института создали новую мощную батарею из вирусов.
• Аккумулятор, который «заряжается за секунды»: BBC News, 11 марта 2009 г. Новый способ изготовления литий-ионных аккумуляторов может привести к значительному сокращению времени зарядки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подписывайтесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2021) Зарядные устройства. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-battery-chargers-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Средства связи
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и инструменты
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работает зарядное устройство — принцип работы и защита аккумуляторной батареи Greenway

0769-27282088

Сервисный центр

Dongguan Greenway Battery Co., Ltd.

ФАКС：(+86) 769 2229 0098

粤ICP备11070025号 
Эл.

Зарядное устройство для аккумуляторов — это устройство, используемое для обеспечения энергией аккумуляторных элементов путем пропускания электрического тока через них. Другими словами, зарядное устройство для аккумуляторов — это устройство, которое подает постоянный ток на аккумуляторы, заменяя израсходованный электролит.

По сути, зарядное устройство работает, подавая электрический ток на батареи в течение определенного времени, когда ожидается, что элементы будут удерживать энергию, предоставленную им зарядными устройствами. Основной функцией зарядного устройства является восстановление емкости аккумулятора, а лучшим зарядным устройством для восстановления емкости является автоматическое зарядное устройство; однако следует также понимать его падения. Зарядное устройство обычно защищено от перегрузки по току и перегрева.

Как узнать, работает ли ваше зарядное устройство?

Существуют различные типы зарядных устройств, используемых в различных устройствах, таких как компьютеры, сотовые телефоны и автомобили. Зарядные устройства работают по-разному в каждом устройстве, и в большинстве они могут работать, подключая аккумулятор к зарядному устройству или также помещая аккумулятор в зарядное устройство.

Самый простой способ узнать, правильно ли работает ваше зарядное устройство, — протестировать его на батареях. Первый шаг — убедиться, что ваше зарядное устройство подключено к электрической розетке, чтобы в данный момент в нем не было батарей. Во-вторых, включите вольтметр и, в-третьих, подключите аккумуляторы к зарядному устройству и убедитесь, что используемые аккумуляторы совместимы с зарядным устройством.

Шаг четвертый, проверьте показания вашего вольтметра и убедитесь, что стрелка вашего вольтметра показывает правую сторону, и это показывает, что ваше зарядное устройство заряжает аккумулятор. Если он читается слева, значит, ваше зарядное устройство не работает. На пятом шаге продолжайте проверять зарядное устройство, чтобы определить мощность, которую оно отдает вашей батарее. В случае отрицательного показания ваших аккумуляторов логическое объяснение состоит в том, что ваше зарядное устройство плохое, и вам следует подумать о приобретении нового.

С другой стороны, если вы заметили, что ваше зарядное устройство пропускает через себя достаточный ток, то проблема не в зарядном устройстве; скорее, это с батареями. Важно отметить, что тестирование любого зарядного устройства, независимо от того, на каком устройстве оно используется, процесс одинаков.

Как работает зарядное устройство?

Как упоминалось ранее, зарядное устройство работает, подавая электрический ток на батареи. Обычно зарядное устройство 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 это требуется некоторым батареям, например, свинцово-кислотным.

Зарядное устройство также использует конфигурацию мостового выпрямителя, которая 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 принимается и сохраняется посредством внутреннего процесса батареи, который представляет собой химическую реакцию.

Существуют автоматические зарядные устройства, которые имеют схему датчика напряжения, встроенную для регулирования и измерения напряжения заряжаемой батареи. Например, когда напряжение батареи достигает оптимального уровня, зарядное устройство автоматически отключается.

Существуют разные категории зарядных устройств, и все они работают по-разному; например, есть зарядные устройства, которые обеспечивают очень малую величину тока. Существуют также быстрые зарядные устройства, которые заряжают большинство аккумуляторов быстро, 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 специально изготавливаются для конкретной батареи.

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 и их химический состав, а также условия, в которых они работают. Например, есть аккумуляторы, которые не могут работать в экстремально холодных условиях

Как защитить зарядное устройство?

В большинстве случаев зарядные устройства защищены от перегрузки по току с помощью адаптера. Метод защиты зарядного устройства включает следующие этапы; сначала включается переключатель адаптера, что обеспечивает подачу электроэнергии от адаптера к зарядному устройству.

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

Также следует сравнить измеренное падение напряжения с одним эталонным напряжением, и если измеренное напряжение превышает эталонное напряжение, то работа переключателя адаптера изменяется, и при этом зарядное устройство защищается от перегрузки по току государство.

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

В заключение следует отметить, что зарядное устройство работает по принципу подачи энергии к батареям и хорошо работает с совместимыми батареями. Некоторые зарядные устройства сделаны специально для некоторых зарядных устройств. Кроме того, зарядные устройства защищены от двух вещей: перегрузки по току и перегрева. Кроме того, можно определить, может ли его или ее зарядное устройство работать с помощью тестирования, и для этого можно использовать вольтметр и другие.

Поэтому очень важно заботиться о своих зарядных устройствах и обеспечивать их совместимость с соответствующими батареями. Кроме того, пользователь должен разбираться в различных типах зарядных устройств, чтобы легко идентифицировать те, которые следует отключать вручную, и те, которые делают это автоматически.