Чтобы рассчитать параметры зарядного устройства для конкретного аккумулятора, необходимо прежде всего принять в расчет тип и параметры аккумулятора, который вы собираетесь этим устройством заряжать. Важнейшие характеристики заряжаемого аккумулятора - это: емкость, напряжение полного заряда, максимально допустимый ток заряда, а также диапазон допустимых рабочих температур.
В зависимости от того, что это за аккумулятор, какого типа материалы в нем используются - параметры зарядного устройства должны подбираться индивидуально. Здесь мы рассмотрим свинцово-кислотный и литий-ионный аккумуляторы, а точнее особенности их зарядки.
Правда в том, что если аккумулятор всегда заряжать правильно, с соблюдением оптимальных величин напряжения и тока, то он сохранит свою емкость на протяжении многих циклов заряда-разряда. Разумеется при условии, что и разряжается он тоже с соблюдением ограничений, без перегрузок, без перегревов. Итак, как же рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора?
Литий-ионный аккумулятор
Главная заряженная частица, отвечающая за образование тока , - это положительно заряженный ион лития. Он способен внедряться в кристаллическую решетку материала на аноде, например в углерод в форме графита, а также образовывать соли или оксиды металлов (например с марганцем, кобальтом или с железом и фосфором).
В силу именно такого химического состава, максимальное конечное напряжение заряда между электродами литий-ионного аккумулятора не должно превышать 4,2 вольта, а лучше — 4,1 вольта, это продлит срок его службы, замедлит необратимые изменения.
Заряжать литий-ионный аккумулятор необходимо напряжением в 5 вольт, чтобы не ждать бесконечно долго. При этом оптимальный ток заряда должен составлять от 50 до 100% от значения емкости, то есть аккумулятор емкостью 2400мАч оптимально будет заряжать током от 2,4А до 1,2А.
Для недопущения перезаряда, качественные зарядные устройства заряжают такие аккумуляторы в 2 стадии: на первой стадии на электроды подается 5 вольт и заряд некоторое время идет с предельно разрешенным током до достижения порогового напряжения в районе 4,1 вольт, а потом начинается вторая стадия — с меньшим током, когда напряжение доводится до конечных 4,1-4,2 вольт.
Поэтому мощность зарядного устройства для литий-ионного аккумулятора (для 1 ячейки) рассчитывается так: максимальное напряжение умножить на максимальный ток, допустим 5В*2,4А=1,2Вт — для нашего примера.
Свинцово-кислотный аккумулятор
Свинцово-кислотный аккумулятор работает благодаря химическим реакциям свинца и диоксида свинца в водном растворе серной кислоты. Любой классический автомобильный аккумулятор устроен именно так. В процессе заряда сульфат свинца распадается на ионы (отрицательно заряженный SO4 и положительно заряженный H), на катоде образуется диоксид свинца, на аноде — чистый свинец. При разряде — металлический свинец окисляется до сульфата свинца, диоксид свинца восстанавливается на катоде, а на аноде окисляется свинец.
Если аккумулятор перезарядить (продержать на зарядке чрезмерно долго), то сульфат свинца закончится, останется только вода, и начнется ее электролиз: на аноде при этом будет выделяться кислорода, а на катоде (отрицательном электроде) — водород — в жидком электролите будет видно как пойдут пузырьки.
В силу именно такого химического состава, напряжение максимального заряда одной ячейки свинцово-кислотного аккумулятора составляет 2,17 вольта. В 12 вольтовом аккумуляторе таких последовательно соединенных секций 6, а в 6 вольтовом — 3 последовательно соединенные секции. Поэтому максимальное напряжение заряда 12 вольтного аккумулятора составляет 13,02 вольта. Для 6 вольтного — 6,51 вольт.
Таким образом, зарядное устройство в процессе зарядки должно подавать на электроды постоянное напряжение исходя из по крайней мере 2,45 вольт на элемент (чтобы зарядка не шла бесконечно долго) — для 12 вольтного это 14,7 вольт, а для 6 вольтного получается 7,35 вольт. Начальный ток заряда оптимально принять за 30% от емкости.
В итоге максимальная рабочая мощность зарядного устройства должна рассчитываться как максимальное напряжение умножить на максимальный ток, допустим 14,7В*30А=441Вт — для свинцово-кислотного аккумулятора номинальным напряжением 12 вольт, емкостью 100Ач.
В этой статье речь пойдёт о достаточно новой технологии – «Быстрая зарядка смартфона». Будут описаны все достоинства и недостатки, так же постараемся разобраться, нужна ли эта разработка для удобства потребителей.
Сегодняшний день очень сложно представить без смартфона и прочих современных гаджетов. С каждым днём рынок пополняется новыми моделями, которые намного современнее и мощнее предшественников. Экраны смартфонов становятся всё больше и ярче, процессоры производительнее и эффективнее, растут объемы оперативной памяти. Всё это потребляет большое количество энергии, а чем интенсивнее происходит пользование смартфоном, тем быстрее разряжается аккумуляторная батарея. Сейчас в основном используются только литиевые аккумуляторы с небольшой ёмкостью, но очень надёжные и долговечные. Производители борются за своё место на рынке, поэтому стремятся уменьшить время зарядки телефона, сделать свои устройства более автономными.
Разберёмся подробнее, как происходит сам процесс быстрой зарядки. Если взять обычное ЗУ и посмотреть на цифры маркировки на корпусе, то мы увидим 5V/1A. Надпись означает, что данное зарядное устройство выдаёт максимальное напряжение равное 5 вольтам и силу тока в 1 ампер. Быстрая зарядка способна выдавать 5V/2A. Это означает, что смартфон с такой функцией можно зарядить быстрее примерно на 40%.
Умный контроллер, который обеспечивает обработку поступающей силы тока, не только встраивается в ЗУ, но и в сам процессор смартфона. Для быстрой зарядки зачастую требуется кабель, имеющий лучшую пропускную способность.
Но потребителей особенно не волнует то, как там устроена эта технология, им важен один вопрос – «Вредна ли быстрая зарядка для них самих и для смартфона»? Ответа однозначного дать никто не может, но проводилось множество исследований, результаты которых говорят о 100% безопасности.
Литий-ионной и литий полимерной аккумуляторной батареи в принципе нет никакой разницы, с какой силой тока и с каким напряжением будет проходить процесс. Самым опасным для целостности и срока службы является температура. Обычные аккумуляторы смартфонов рассчитаны на 2000-3000 циклов полной разрядки и зарядки. Если же допустить перегрев устройства, то это пагубно влияет на аккумулятор и значительно сокращает его ёмкость, а значит, сокращает время его работы. Главное, что не рекомендуют делать специалисты, так это приобретать низкокачественные дешевые ЗУ.
Пожалуй, самыми основными правилами безопасного использования быстрой зарядки являются:
Самой незнакомой для нас оказалась VOOC Flash Charge. Она меньше распространена на рынке, но, по мнению мировых экспертов, она осуществляет самую бережную зарядку смартфона. А также она является и самой быстрой, но использовать её можно только вместе с устройствами OPPO. Аккумулятор с ёмкостью 2500-3000 ампер она способна наполнить за двадцать минут. Компания OPPO выпускает в свет собственную разработку под названием VOOK FLACH CHARGING , которая превосходит многие другие. Она имеет характеристики 5V/4,5v. Но обычные аккумуляторные батареи не способны выдержать такой ток, поэтому OPPO представили фирменный элемент питания, который имеет 8 контактов, вместо трёх.
Вообще, первая быстрая зарядка была представлена компанией Qualcomm, получив название Quick Charge 1.0. Она была впервые представлена в смартфонах Samsung, Nexus, Nokia. Quick Charge от Qualcomm захватила большую часть рынка ЗУ. Она за несколько лет практически доведена до совершенства. Больше половины производителей смартфонов сотрудничают с этой компанией и активно применяют технологию практически во всех своих гаджетах. Даже Samsung, которая давно лидирует на рынке смартфонов, имея свои разработки, использует зачастую технологии от Qualcomm.
Первая быстрая зарядка появилась в 2013 году и с каждым выходом последующих версий, она становилась всё умнее, быстрее и надёжнее. Внедрение в смартфон этой технологии происходит вместе с чипом, либо посредством отдельной микросхемы. Уже через год компания представила более мощную и усовершенствованную Quick charge 2.0, которая способна заряжать аккумуляторную батарею с силой тока в 3 ампера. Это предполагает уменьшение времени до полной зарядки на 70%.
А совсем недавно Qualcomm выпускает новое ЗУ с Quick charge 3.0. Нет, оно не заряжает смартфон с силой тока в 3 ампера, оно подбирает оптимальный ток для более быстрой зарядки абсолютно любого телефона. 3-е поколение технологии от Qualcomm стало феноменальным, так как разработчики не пытались ускорить зарядку, а постарались уменьшить количество потребляемой энергии, тем самым предотвратить выделение избыточного тепла.
Тогда появилась технология iKnow. Она безошибочно подстраивалась под любой аккумулятор и любое устройство. Смартфон через неё «общается» с ЗУ и находит самое оптимальное напряжение. Сейчас компания готовится к выпуску самой умной и быстрой зарядки версии 4.0. Здесь уже есть несколько степеней безопасности. Даже будет реализована система, которая будет проверять кабель на наличие повреждений.
В завершении хотелось бы поговорить о будущем наших гаджетов и их питании. Конечно, время не стоит на месте и технологии шагают вперед намного быстрее человека. В скором будущем собираются внедрять батареи на графене, для полной зарядки которых понадобиться считанные минуты. Также вполне вероятно появление элементов питания на радиоактивных элементах. Их подзаряжать не нужно вовсе, просто по истечении пары лет нужно будут заменить старую аккумуляторную батарею на новую. Насколько будут безопасными и эффективными технологии, мы разберёмся только после их выхода на рынок.
Сегодня во всем мире литий-ионные аккумуляторы распространены наиболее широко, чем любые другие: в смартфонах и ноутбуках, в фото- и видеокамерах, в портативных плеерах и в электромобилях, - всюду можно встретить аккумуляторы на базе соединений лития. И столь широкая популярность обрушилась на литиевые аккумуляторы отнюдь не случайно.
Литий-ионные аккумуляторы компактнее, а по весу они в 4 раза легче свинцовых собратьев аналогичной емкости, при этом легко принимают форму того прибора, для которого делаются. Многие любители даже сами собирают батареи литий-ионных аккумуляторов большой емкости для своих нужд из небольших ячеек стандартного типоразмера 18650, легко доступных на рынке. И вопрос относительно качества эксплуатации таких батарей конечно же встает отнюдь не в последнюю очередь.
В частности, потребителю всегда необходимо подобрать зарядное устройство для своего аккумулятора. Это может быть готовое устройство со всеми необходимыми опциями, которое человек просто покупает, либо при желании зарядное устройство можно вполне разработать и изготовить самому.
Так или иначе, необходимо с самого начала определиться с параметрами такого зарядного устройства, здесь не достаточно просто знать, что номинальное напряжение для одного элемента составляет 3,7 вольт, нужно предусмотреть еще кое-что. Как раз о том, на что следует обратить внимание, и как рассчитать параметры зарядного устройства для литий-ионного аккумулятора, пойдет речь в нашей статье.
Контроль напряжения, необходимость балансировки ячеек
Изначально необходимо понимать, что литиевые аккумуляторы как в процессе зарядки, так и в процессе разрядки нельзя перегружать, ибо из-за перегрева такой аккумулятор не только быстро потеряет свою исходную емкость, но может даже воспламениться. Для защиты от данной неприятности в корпуса литиевых аккумуляторов еще на этапе их производства встраивают платы-контроллеры заряда-разряда, призванные защитить аккумуляторы от превышения максимально допустимого напряжения в процессе зарядки.
Данные контроллеры могут опционально контролировать и температуру аккумулятора, размыкая цепь заряда или разряда при перегреве или при коротком замыкании, а также ограничивать глубину разряда и ток потребления питаемой аккумулятором нагрузки. Между тем, не все производители литиевых аккумуляторов встраивают такую защиту в свои продукты, некоторые стремясь сэкономить не ставят ее вовсе, подвергая пользователей опасности.
Кроме того, существует особенность последовательной зарядки литиевых аккумуляторов: необходимо использовать вспомогательные схемы балансировки, чтобы если один из аккумуляторов батареи (набранной из последовательно соединенных ячеек) немного отличается емкостью так, что полностью заряжается в составе батареи первым, то его необходимо из заряжаемой цепи (батареи) временно исключить и продолжить зарядку остальных ячеек уже без него. Так предотвращается перезаряд одних и недозаряд других ячеек «последовательной» батареи.
Параметры зарядного устройства
Итак, если аспекты в плане безопасности поняты, если схемы балансировки (в случае необходимости) на аккумуляторах установлены, то остается лишь определиться с токовыми параметрами зарядного устройства. Чтобы зарядить литиевый аккумулятор с номинальным напряжением 3,7 вольт, необходимо приложить к его клеммам напряжение 4,2 вольта, чтобы не ждать бесконечно долго окончания процесса зарядки.
Что касается величины тока зарядки, то производители рекомендуют заряжать литиевый аккумулятор средним током численно равным не более 0,1 величины емкости аккумулятора, такой режим будет точно безопасным, аккумулятор не перегреется заряжаясь, и надолго сохранит свой ресурс, если с ним всегда обходиться так же бережно.
Например, один аккумулятор емкостью 2600 мАч рекомендуется заряжать средним током в 260 мА. Если батарея содержит несколько таких ячеек параллельно, то ток умножают на количество ячеек.
Например: вам необходимо зарядить параллельно 4 литиевых аккумулятора типоразмера 18650, довести их напряжение от 3,0 вольт до 3,7 вольт, при этом на каждом из них написано, что емкость 2600 мАч. Значит зарядное устройство должно быть в состоянии обеспечить средний ток 4*260мА = 1040 мА при напряжении 4,2 вольта.
Что значит средний ток? Это значит, что максимальный ток должен быть примерно вдвое больше — по 520 мА на элемент или в сумме 2080 мА для четырех элементов. Во время зарядки ток будет постепенно убывать почти до нуля по мере роста напряжения на аккумуляторах от 3,0 до 3,7 вольт, а его среднее значение составит около 260 мА на элемент. Это почти идеальные условия. Максимальный ток, который должен смочь дать наш зарядник — 2,08 А.
Некоторые более совершенные зарядные устройства способны контролировать процесс заряда, подавая вначале значительно больший ток, но при этом не допуская перегрева элементов. Так процесс зарядки получится более скоростным, но при этом остается в принципе безопасным.
Рассмотрим, однако, как долго будут полностью заряжаться аккумуляторы из нашего примера средним током 260 мА на элемент. Литиевых элементов по 2600 мАч у нас 4 штуки, значит суммарная их емкость составляет 10400 мАч.
Если принять, что они разряжены до допустимого минимума (примерно в 3 вольта), и заряжать их нужно полностью (примерно до 3,7 вольт), то средним общим током в 1,04 А (4 по 260 мА) они будут заряжаться в течение часа, причем вначале ток составит 2,08 А, и медленно станет снижаться по мере зарядки почти до нуля (на самом деле - до тока саморазряда аккумуляторов).
В каких ситуациях можно спокойно заряжать гаджет через неоригинальное зарядное устройство, а когда лучше не рисковать?
Сейчас практически у каждого дома лежит по несколько зарядок: для смартфона, планшета, плеера и других гаджетов. В связи с этим у многих пользователей возникает вопрос: можно ли использовать неродную зарядку? Что будет, если использовать зарядку с планшета для смартфона? Чем опасны китайские аналоги?
Наша обзорная статья постарается ответить на все вопросы и развеять популярные мифы.
Для начала необходимо разобраться, с какими типами зарядок для смартфона и планшета мы чаще всего сталкиваемся в повседневной жизни:
Большинство мобильных гаджетов используют одинаковые разъемы, чаще всего ими оказываются MicroUSB и USB Type-C, если речь идет о смартфонах и планшетах на Android. Иногда возникают ситуации, когда под рукой просто нет необходимого зарядного устройства, но использовать неродной блок питания не всегда безопасно.
Для начала нужно определить главные характеристики любой зарядки для смартфона - речь идет о блоке (адаптере) питания, который вставляется в розетку. В зависимости от емкости аккумулятора, типа девайса и других факторов зарядные блоки различаются по своим характеристикам, которые мы должны были изучать еще на уроках физики.
Зарядное устройство от планшета Samsung на 2.0A
На каждом нормальном адаптере питания есть определенная маркировка с указание технических характеристик. Она пригодится в том случае, если придется постоянно питать смартфон от неродной/неоригинальной зарядки.
Еще раз оговоримся: если речь идет о единичных случаях применения неоригинальных приборов, то ничего страшного не случится. Если же вы собираетесь использовать их постоянно, обязательно изучите статью.
На блоках питания производители обязательно оставляют свой логотип, ставят различные маркеры, значки сертификации и ГОСТа, а также указывают действительно полезную информацию:
Остановимся на последней характеристике подробнее. 5.0V - стандартный показатель, но значение силы тока бывает разным в зависимости от адаптера и гаджета, который им заряжается. Как правило, сила тока на блоках питания составляет 1.0A (для смартфонов) или 2.0A (для планшетов) . Бывают случаи, когда сила тока составляет, например, 0.85A, 2.1A, 1.5A.
Зарядное устройство для смартфона Sony на 0.85A (850mA)
Зарядное устройство с большей силой тока . Если сила тока превышает показатель, потребляемый вашим гаджетом, ничего страшного произойти не должно. Дело в том, что литий-ионный аккумулятор оборудован специальной защитной платой, которая предотвращает перезаряд/переразряд, а иногда даже короткое замыкание. Более того, современные смартфоны оснащены контроллерами питания, которые не позволяют им принимать ток большей силы, чем необходим данной батарее.
Зарядное устройство от смартфона Huawei на 1.0A
Несмотря на эту защиту, заряжать гаджет от блока питания с более высоким показателем силы тока (А) нежелательно, поскольку опыт и форумы говорят о том, что телефон сильно нагревается, а батарея быстрее выходит из строя.
Зарядное устройство с меньшей силой тока . Специалисты не рекомендуют использовать более слабую зарядку. В таком случае аккумулятор будет запрашивать больше энергии, которое зарядное устройство обеспечить не может. Это может привести к перегреву как блока, так и гаджета, а иногда даже к короткому замыканию и возгоранию.
Зарядное устройство для планшета ASUS Nexus 7 на 2.0A
Зарядка от другого производителя . Многие пользователи жалуются, что при использовании китайского зарядного устройства с аналогичными силой тока и напряжением процесс занимает больше времени, чем требуется при применении оригинального зарядника.
Зарядное устройство для iPhone 5/5S на 1.0A
Проблема в том, что у разных мобильных производителей нет общепринятого стандарта кодирования нагрузочной способности блока питания. Из-за этого гаджет одного бренда не всегда «понимает» зарядку, изготовленную на заводе другой компании. В таком случае процесс зарядки осуществляется в безопасном режиме 500 mA (0,5A) и намного медленнее, что также может привести к перегреву. Бывают ситуации, когда устройство вообще не распознает подключаемый к нему кабель как зарядку.
Вывод. Рекомендуем применять родное зарядное устройство или официально совместимое с ним от известного производителя (выбрать можно на Яндекс.Маркете). Конечно, в непредвиденных ситуациях можно сделать исключение, но не стоит делать это регулярно. Также изучите и примите к сведению
Этой статьей наш сайт продолжает целый цикл полезных материалов, целью которых станет облегчение выбора какого-либо товара из тысяч предложенных на рынке вариантов. Согласитесь, выбор конкретной модели какого-то устройства всегда отнимает много времени, которое можно потратить с пользой. В сегодняшнем материале мы поговорим о выборе портативного зарядного устройства .
Современный человек таскает с собой огромное количество мобильных девайсов - смартфон, планшет, ноутбук, камера... Все это постоянно нуждается в зарядке, а доступ к розетке есть не всегда - особенно если вы отправились в поход. Именно для таких случаев придуманы специальные портативные зарядки - по сути огромные аккумуляторы с разнообразными выходами для зарядки разных устройств. В последние годы их популярность возросла в несколько раз.
В следующем разделе мы расскажем об основных технических характеристиках портативных зарядных устройств, а затем представим вашему вниманию 10 лучших моделей, которые вы можете найти и приобрести в нашем каталоге.
Емкость, мА·ч
Главная характеристика любой батареи - ее емкость. Чем она больше, тем больше энергии зарядное устройство сможет передать смартфону, планшету или другому девайсу.
Для одной-двух полных зарядок смартфона хватит емкости примерно в 4000-5000 мАч. Для зарядки планшета нужен аккумулятор побольше - например, емкостью 10000-15000 мАч. Ноутбук потребует еще больше - для его зарядки лучше покупать зарядное устройство емкостью до 20000 мАч.
Максимальная сила выходного тока, А
Максимальная величина выходного тока аккумулятора влияет на скорость зарядки различных устройств. При этом стоит помнить - принимающий энергию девайс должен поддерживать установленное значение силы тока, иначе его батарея просто перегреется и может даже взорваться. К счастью, современная электроника обычно достаточно умна, чтобы автоматически понизить силу тока при необходимости.
Для зарядки смартфона будет достаточно силы тока в 1 А (флагманы поддерживают более быструю зарядку), для зарядки планшета - 1.5-2 А, для зарядки ноутбука - 2 А и больше. Все зависит от конкретной модели - перед покупкой аккумулятора обязательно узнайте о том, какую силу тока поддерживают ваши устройства.
Возможность зарядки двух устройств одновременно
Эти слова говорят сами за себя. Устройство с поддержкой одновременной зарядки двух устройств пригодятся тем, кто часто пользуется смартфоном и планшетом или смартфоном и ноутбуком - вам не придется чередовать зарядку этих девайсов.
Возможность зарядки ноутбуков
Такая возможность есть лишь у мощных и дорогих зарядных устройств. Перед покупкой убедитесь в наличии специального переходника для вашего ноутбука!
Кардридер
Встроенный кардридер пригодится, если вы часто заряжаете сам аккумулятор от ПК и пользуетесь картами памяти - лишний кардридер не будет занимать еще один USB-порт.
Фонарик
Наличие фонарика в мобильном аккумуляторе позволяет пользоваться им без страха разрядить батарею смартфона. Кроме того, фонарики в портативных зарядных устройствах обычно ярче светодиодных вспышек в телефонах.
Солнечная батарея
Наличие солнечной батареи на корпусе устройства позволяет заряжать его от солнечного света - полезно, если вы собираетесь провести много времени под открытым небом в хорошую погоду или просто любите экономить. Скорость такой зарядки напрямую зависит от облачности и даже в идеальных условиях совсем не высока.
Количество USB-разъемов
Чаще всего портативные батареи оснащают одним или двумя USB-портами, благодаря чему они могут заряжать один или два девайса. Очень редко встречаются модели с тремя портами и более - в большинстве случаев они не нужны.
Наличие универсального выходного разъема и переходников
Для зарядки всего многообразия различных мобильных устройств портативные аккумуляторы оснащают универсальным разъемом, а в коробку кладут множество переходников. Перед покупкой следует убедиться в том, что в комплекте есть необходимые именно вам переходники - например, для автомобиля или ноутбуков Apple.
Тип подключения к источнику питания
Заряжать сам аккумулятор всегда можно от стационарного ПК через USB, но часто в комплекте поставляется и сетевое зарядное устройство. Могут присутствовать и различные адаптеры для портов mini USB или micro USB.
Водостойкий корпус
Наличие защищенного от влаги корпуса пригодится, если вы планируете использовать батарею в походе или на природе вообще - попав под дождь, она не станет бесполезным куском пластика.
