Меню

Зарядное устройство для аккумуляторов с постоянным током заряда

Как устроены и работают зарядные устройства для аккумуляторов

Аккумуляторами в электротехнике приято называть химические источники тока, которые могут пополнять, восстанавливать израсходованную энергию за счет приложения внешнего электрического поля.

Устройства, которыми подают электроэнергию на пластины аккумулятора, называют зарядными: они приводят источник тока в рабочее состояние, заряжают его. Чтобы правильно эксплуатировать АКБ, необходимо представлять принципы их работы и зарядного устройства.

Содержание статьи

Как работает аккумулятор

Химический рециркулируемый источник тока при эксплуатации может:

1. питать подключенную нагрузку, например, лампочку, двигатель, мобильный телефон и другие приборы, расходуя свой запас электрической энергии;

2. потреблять подключенную к нему внешнюю электроэнергию, расходуя ее на восстановление резерва своей емкости.

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

Принцип работы аккумумлятора

Разряд аккумулятора

Одновременно работают две электрические цепочки:

1. внешняя, приложенная на выходные клеммы;

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

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

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

Заряд аккумулятора

Нагрузку с выходных клемм для зарядки чаще всего снимают, хотя на практике используется метод при подключенной нагрузке, как на аккумуляторе движущегося автомобиля или поставленного на зарядку мобильного телефона, по которому ведется разговор.

На клеммы аккумулятора подводится напряжение от постороннего источника более высокой мощности. Оно имеет вид постоянной или сглаженной, пульсирующей формы, превышает разность потенциалов между электродами, однополярно с ними направлено.

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

Во время заряда и разряда изменяется химический состав пластин, а электролит служит передаточной средой для прохождения анионов и катионов. Интенсивность проходящего во внутренней цепи электрического тока влияет на скорость восстановления свойств пластин при заряде и быстроту разряда.

Ускоренное протекание процессов ведет к бурному выделению газов, излишнему нагреву, способному деформировать конструкцию пластин, нарушить их механическое состояние.

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

Как работает зарядное устройство

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

Зарядные конструкции для мобильных электронных приборов

Габариты зарядных устройств для мобильных изделий разной мощности значительно отличаются друг от друга. Они создают специальные условия работы каждой модели.

Зарядные устройства мобильных приборов

Даже для однотипных аккумуляторов типоразмеров АА или ААА разной емкости рекомендуется использовать свое время зарядки, зависящее от емкости и характеристик источника тока. Его величины указываются в сопроводительной технической документации.

Зарядное устройство аккумуляторов АА, ААА

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

Зарядные конструкции для автомобильных АКБ

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

Зарядные устройства автомобильных аккумуляторов

Разряженные либо неправильно подготовленные аккумуляторы с этой задачей обычно не справляются.

Эмпирическими методами выявлена взаимосвязь тока зарядки для свинцовых кислотных и щелочных аккумуляторов. Принято считать оптимальным значением заряда (амперы) в 0,1 величину емкости (амперчасы) для первого вида и 0,25 — для второго.

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

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

контролировать и стабилизировать ток заряда;

учитывать температуру электролита и не допускать его нагрева более 45 градусов прекращением питания.

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

1. полный заряд аккумулятора до набора максимальной емкости;

2. десятичасовой разряд током 9÷10% от номинальной емкости (эмпирическая зависимость);

3. повторный заряд разряженного аккумулятора.

При проведении КТЦ контролируют изменение плотности электролита и время завершения второго этапа. По его величине судят о степени износа пластин, длительности оставшегося ресурса.

Зарядные устройства для щелочных батарей можно применять менее сложных конструкций, ибо такие источники тока не так чувствительны к режимам недостаточной зарядки и перезаряда.

График оптимального заряда кислотно-щелочных аккумуляторов для автомобилей показывает зависимость набора емкости от формы изменения тока во внутренней цепи.

График оптимального заряда кислотно-щелочного аккумумлятора

В начале технологического процесса зарядки рекомендуется поддерживать ток на максимально допустимом значении, а затем снижать его величину до минимальной для окончательного завершения физико-химических реакций, осуществляющих восстановление емкости.

Даже в этом случае требуется контролировать температуру электролита, вводить поправки на окружающую среду.

Полное завершение цикла зарядки свинцовых кислотных аккумуляторов контролируют по:

восстановлению напряжения на каждой банке 2,5÷2,6 вольта;

достижению максимальной плотности электролита, которая перестает изменяться;

образованию бурного газовыделения, когда электролит начинает «закипать»;

достижению емкости батареи, превышающей на 15÷20% величины, отданной при разряде.

Формы токов зарядных устройств для аккумуляторов

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

1. иметь постоянную величину;

2. или изменяться во времени по определенному закону.

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

Часть временны́х зависимостей тока заряда иллюстрируется графиками.

Временные диаграммы работы зарядных устройств

На нижней правой картинке видно явное отличие формы выходного тока зарядного устройства, использующего тиристорное управление для ограничения момента открытия полупериода синусоиды. За счет этого регулируется нагрузка на электрическую схему.

Естественно, что многочисленные современные зарядные устройства могут создавать и другие формы токов, не показанные на этой диаграмме.

Принципы создания схем для зарядных устройств

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

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

1. использования электромеханических трансформаторов напряжения, работающих по принципу электромагнитной индукции;

2. применения электронных трансформаторов;

3. без использования трансформаторных устройств, основанных на делителях напряжения.

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

Схемы зарядных устройств с трансформаторным разделением

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

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

1. диодного моста со сглаживающим пульсации конденсатором;

2. диодного моста без сглаживания пульсаций;

3. одиночного диода, срезающего отрицательную полуволну.

Схемы силовых частей зарядных устройств с трансформаторным разделением

Каждая из этих схем может применяться самостоятельно, но, обычно одна из них является основой, базой для создания другой, более удобной для эксплуатации и управления по величине выходного тока.

Применение комплектов силовых транзисторов с цепочками управления в верхней части картинки на схеме позволяет уменьшать выходное напряжение на контактах вывода цепи зарядного устройства, что обеспечивает регулировку величин постоянных токов, пропускаемых через подключенные аккумуляторы.

Один из вариантов подобной конструкции зарядного устройства с регулированием тока показан на рисунке ниже.

Зарядное устройство на биполярном транзисторе

Такие же подключения во второй схеме позволяют регулировать амплитуду пульсаций, ограничивать ее на разных этапах зарядки.

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

Замена единичного диода на нижней картинке полупроводниковым тиристором с отдельной электронной схемой для управляющего электрода, позволяет уменьшать импульсы тока за счет более позднего их открытия, что тоже используется для различных способов зарядки аккумуляторов.

Один из вариантов подобной реализации схемы показан на рисунке ниже.

Схема зарядного устройства с трансформаторным разделением тринистором

Сборка ее своими руками не составляет особого труда. Она может быть выполнена самостоятельно из доступных деталей, позволяет заряжать аккумуляторы токами до 10 ампер.

Промышленный вариант схемы трансформаторного зарядного устройства «Электрон-6» выполнен на базе двух тиристоров КУ-202Н. Для регулирования циклами открытия полугармоник для каждого управляющего электрода создана своя схема из нескольких транзисторов.

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

Схемы с электронным трансформатором

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

Схемы зарядных устройств без трансформаторного разделения

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

На этом принципе создаются многочисленные зарядные устройства с резистивно-емкостными сопротивлениями для маломощных аккумуляторов. Благодаря маленьким габаритам составных деталей их встраивают непосредственно внутрь фонарика.

Безтрансформаторное зарядное устройство фонарика

Внутренняя электрическая схема полностью помещена в заводской изолированный корпус, исключающий контакт человека с потенциалом сети при зарядке.

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

Безтрансформаторная схема зарядного устройства автомобильного аккумумлятора

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

Но, они молчат о том, что:

открытая проводка 220 представляет опасность для жизни человека;

нить накала лампы под напряжением нагревается, меняет свое сопротивление по закону, неблагоприятному для прохождения оптимальных токов через аккумулятор.

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

Наш совет: не пользуйтесь этим методом!

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

Источник

Особенности выбора зарядного устройства для АКБ

Многие неопытные автовладельцы считают, что необслуживаемый аккумулятор действительно не нуждается в техническом обслуживании, ведь даже проверить уровень электролита в нём нельзя. Увы, но время от времени и АКБ этого типа нуждаются в проведении такой превентивной меры, как подзарядка батареи, способствующая продлению её срока службы. Обслуживаемых аккумуляторов это касается тем более.

Пуско-зарядное устройство

Если летом такую операцию можно провести единожды, то в холодное время года процедура проводится примерно раз в месяц.

Без собственного зарядного устройства тут не обойтись, но как правильно его выбирать, на какие характеристики обращать внимание в первую очередь? Мы постараемся ответить на все эти вопросы как можно более подробно.

Любое зарядное устройство питается от бытовой сети, но некоторые модели дополнительно снабжены собственным аккумулятором. Эта разновидность называется пуско-зарядным устройством, и мы поговорим о нём позже.

Поскольку в бытовой сети на ЗУ подаётся переменный ток на 220 вольт, а аккумулятор работает с номиналом напряжения 12 В постоянного тока, зарядник должен уметь преобразовывать переменный ток в постоянный и понижать его до 12 вольт. В принципе все разновидности с этой задачей справляются хорошо, адаптируя параметры тока заряда под требования АКБ.

Основным критерием при выборе ЗУ является обеспечиваемый способ зарядки:

  • методом постоянного тока;
  • посредством метода постоянного напряжения;
  • есть и устройства комбинированного типа, сочетающие в себе оба метода.

Каждый из этих способов обладает своими особенностями, достоинствами и недостатками.

  1. Зарядка постоянным током
  2. Зарядка постоянным напряжением
  3. Комбинированный метод
  4. Зарядно-предпусковые устройства
  5. Пуско-зарядные устройства
  6. Защита от переполюсовки
  7. Защита от КЗ
  8. Проверка работоспособности зарядного устройства

Зарядка постоянным током

Перед тем, как выбрать зарядное устройство для конкретного автомобильного аккумулятора, необходимо разобраться с тем, какому методу зарядки отдать предпочтение.

Зарядка постоянным током предполагает, что на батарею будет подаваться постоянный ток, равный 10% от номинальной ёмкости АКБ – это рекомендуемое значение, оптимальное для абсолютного большинства автомобильных аккумуляторных батарей. По мере зарядки устройство будет поддерживать величину тока на заданном при включении уровне, при этом изменяться будет напряжение на клеммах батареи.

Если ЗУ не автоматическое, то при таком методе подзарядки необходимо время от времени корректировать значение тока (как минимум каждые 120 минут). По мере зарядки АКБ и роста напряжения на электродах электролит начинает закипать, и чем ближе будет аккумулятор к полной зарядке, тем интенсивнее будет газовыделение. В случае обслуживаемых батарей именно этот признак – интенсивное кипение электролита – является достаточным для прекращения процесса зарядки.

В автоматических ЗУ финал процесса определяется на основании показаний датчика напряжения – как только оно повысится до 14,4 В, ток автоматически уменьшается в два раза и процесс зарядки продолжается уже с меньшей интенсивностью. При 15 вольтах ток снова уменьшается вдвое, и этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока напряжение не перестанет меняться. В принципе такой же алгоритм следует применять и в отношении зарядных устройств, не относящихся к автоматическим.

Читайте также:  Чему равно внутреннее сопротивление источника тока если его эдс составляет 1 2 в

Зарядка постоянным напряжением

Метод, основанный на поддержании постоянным подаваемого на аккумулятор напряжения, – антипод предыдущего. Другими словами, по мере зарядки изменяться будет сила тока, причём не увеличиваться, а уменьшаться. Большинство современных ЗУ, работающих по этому принципу, снабжено функцией, ограничивающей верхнюю границу тока зарядки значениями на уровне 20-25 А – при больших токах существует риск разрушения как пластин АКБ, так и самого зарядного устройства.

График накопления ёмкости АКБ

Если вы хотите, чтобы при зарядке напряжение на клеммах батареи постепенно поднималось до значений, заданных вами, вам нужно подобрать зарядное устройство аккумулятора именного этого типа. По мере роста напряжения ток будет уменьшаться по экспоненте практически до нуля.

Каким должно быть начальное напряжение? Всё зависит от степени разряженности батареи. Если при замерах на клеммах АКБ прибор выдал 14,4 В, то за сутки он зарядится примерно на 85%, при 15 вольтах – на 95%, при 16 – на 97%.

Таким образом, если вы хотите гарантированно зарядить батарею за сутки, необходимо подавать 16,2-16,4 В.

Но для некоторых современных необслуживаемых АКБ существует ограничение по номиналу подаваемого напряжения – обычно это 14,4 В, и тогда процесс зарядки может продолжаться больше суток.

Комбинированный метод

Безусловно, при выборе оптимального зарядного устройства для аккумулятора следует обратить внимание на устройства, позволяющие производит зарядку комбинированным методом.

Это означает, что процесс зарядки будет многоэтапным – сначала процесс будет продолжаться при фиксированном значении силы тока, но на конечной стадии (когда батарея зарядится на 50-65%) перейдёт в режим стабилизированного напряжения. Такое сочетание считается самым эффективным и в то же время наиболее безопасным для аккумулятора.

Быстрое восстановление работоспособности АКБ при использовании щадящего режима – это серьёзное достоинство таких импульсных зарядных устройств, к тому же работающих в автоматическом режиме. Но у них есть и столь же серьёзный минус – это высокая стоимость.

Зарядно-предпусковые устройства

При выборе ЗУ для автомобильного аккумулятора, который нежелательно демонтировать с автомобиля, следует использовать зарядно-пусковые устройства.

Отметим, что подобные ситуации могут иметь как техническую причину (автомобили последнего поколения, напичканные электроникой до невообразимого уровня, для которых даже кратковременное полное обесточивание может вылиться в серьёзную проблему), так и жизненную – малогабаритный, тесный гараж, не позволяющий производить манипуляции с батареей.

При использовании зарядно-предпускового устройства процесс подзарядки АКБ будет происходить медленнее обычного с использованием небольших значений тока/напряжения, но зато это будет безопасно и можно обойтись без демонтажа батареи. Единственное важное условие – зажигание должно быть полностью выключенным.

Для начала процесса зарядки достаточно подключить провода ЗПУ к выводам АКБ и включить устройство в сеть 220 В – такой способ наиболее оптимален для гаражных условий (при наличии розетки).

  • относительно небольшие габариты и вес;
  • автономность (правда, есть и стационарные модели);
  • полностью автоматическое функционирование.

Автоматическое зарядно-предпусковое устройство

В последнее время начали появляться ЗПУ со встроенным аккумулятором, для которых и бытовая сеть не нужна, но их уже нельзя назвать автономными из-за большого веса. Впрочем, такие модели всё ещё редки, основная масса – это розеточные устройства.

Вам, кстати, предстоит выбирать между полностью автоматическими ЗПУ, снабжёнными только кнопкой включения, и моделями, где можно регулировать ток и напряжение, то есть и скорость зарядки.

Недостаток у таких устройств единственный: они не предназначены для подзарядки батарей, подвергшихся глубокому разряду. Вернее, этот процесс будет происходить очень медленно, в разы медленнее, чем у классических ЗУ.

Но если аккумулятор «подсел» процентов на 50-60, то ЗПУ может оказаться лучшим выбором.

Пуско-зарядные устройства

Такие аппараты характеризуются высокой мощностью и могут осуществлять как подзарядку АКБ, так и пуск двигателя без участия аккумулятора.

Правда, в первом случае необходимо обязательно снять клеммы батареи – в противном случае мощный пусковой импульс может вывести из строя чувствительную электронику автомобиля.

А вот функция пуска силового агрегата может пригодиться, если АКБ сел «в ноль», а времени на его подзарядку нет. Для запуска двигателя необходимо подключить крокодилы ПЗУ к снятым с клемм батареи проводам. Если включить зажигание, а потом вставить в розетку сетевой шнур ПЗУ, питание будет подано непосредственно на стартер, и после запуска мотора пуско-зарядное устройство можно отключить от сети, снять провода, и подключить их к батарее, чтобы та начала заряжаться от генератора.

Перед тем, как сделать выбор в пользу зарядки автомобильного аккумулятора с помощью ПЗУ, ознакомьтесь с достоинствами этих аппаратов:

  • возможность пуска силового агрегата при полностью севшей АКБ;
  • устройство позволяет восстановить заряд посаженной «до нуля» батареи;
  • есть возможность выбору между полностью автоматическими устройствами и ПЗУ с ручной регулировкой тока/напряжения;
  • в то же время вы можете выбрать классический режим подзарядки.

Следует упомянуть и недостатки пуско-зарядных устройств:

  • они дороги;
  • обладают значительной массой и внушительными габаритами;
  • работают только от сети 220 В;
  • могут потребовать сложной настройки.

Защита от переполюсовки

Многие зарядники для автомобильных аккумуляторов оснащаются дополнительными функциями, призванными облегчить их эксплуатацию. Защита от переполюсовки – одна из них, причём очень важная. Подключение ЗУ к батарее должно происходить с соблюдением полярности: плюсовой провод зарядки – к положительной клемме батареи, минусовый – к отрицательному электроду. Увы, но человеческий фактор здесь может сослужить очень плохую службу: невнимательность, забывчивость, а то и банальное незнание может привести к плачевным результатам, вплоть до полного выходя из строя и АКБ, и ЗУ. Чтобы исключить такое неправильное подключение, называемое переполюсовкой, с зарядного устройства включают схему, которая отключает устройство в подобных случаях.

Зарядное устройство для АКБ

Подавляющее большинство современных зарядных устройств имеют такую защиту, но реализуется она разными способами:

  • посредством реле;
  • с использованием полевого транзистора;
  • на тиристоре.

Тиристорная схема самая энергоёмкая – она требует порядка 2 вольт, причём не входного, а выходного напряжения, что требует корректировки параметров работы устройства. А для подзарядки мотоциклетных батарей, рассчитанных на 6 В, использование тиристорных ЗУ и вовсе нецелесообразно.

Релейная защита работает без потерь по току/напряжению, но эта схема реализована по «вторичному» принципу действия – чтобы реле сработало, импульс должен через него пройти. Это существенный недостаток: в некоторых случаях реле просто не успевает сработать и защитить аккумулятор и само зарядное устройство. К тому же реле вообще не сработает, если АКБ разряжено «в ноль».

Самая оптимальная схема защиты от переполюсовки – транзисторная, у неё отсутствуют все недостатки вышеперечисленных реализаций.

Если вы используете устаревшую модель зарядника, в которой защита от переполюсовки отсутствует, её можно добавить самостоятельно при наличии соответствующих знаний и навыков радиомонтажника.

Защита от КЗ

Короткое замыкание – это всегда катастрофа, и чтобы этого не случилось во время зарядки батареи (например, по причине падения на батарею металлического предмета или из-за скачка напряжения в сети), ЗУ оснащают и этой функцией.

Такая защита реализуется с использованием схемы, мгновенно размыкающей цепь заряда при возникновении признаков короткого замыкания. Физически это либо реле, либо автоматические выключатели (аналогичные тем, что стоят на домашнем электрощитке). Поскольку реле характеризуются запаздыванием со срабатыванием, предпочтительнее выбирать схемы с автовыключателем.

Проверка работоспособности зарядного устройства

Если вы поставили АКБ на подзарядку, но видимых результатов нет, причина может крыться в неработоспособном ЗУ.

Предлагаем несколько советов, позволяющих более точно диагностировать возникшую проблему:

  • если вы заряжали полностью севшую батарею – убедитесь, что с частично севшей зарядкой проблем нет, и значит, ЗУ не виновато;
  • возможно, на устройстве сгорели предохранители;
  • если ЗУ не способно выдать напряжение более 13 В – скорее всего, оно неисправно;
  • подключите к выводам зарядника 12-вольтовую автомобильную лампочку – если она загорится, проблема не в ЗУ;
  • наконец, стоит проверить целостность проводов и контактной группы.

Источник

Как выбрать зарядное устройство для аккумуляторов

Как выбрать зарядное устройство для аккумуляторовЛюбительский

Аватар пользователя

Каждого из нас окружает множество электронных приборов, питающихся от батареек – портативная фото- и аудиотехника, измерительные приборы, фонарики. Ну и игрушки, разумеется.

И у многих рано или поздно возникает мысль заменить все эти батарейки аккумуляторами. Пусть последние и стоят раз в десять дороже, но ведь циклов зарядки-перезарядки они выдерживают не одну сотню, так что экономия должна быть налицо.

Человек приобретает пачку аккумуляторов, какое-нибудь зарядное устройство, но через некоторое время все возвращается «на круги своя». ЗУ валяется в глубине шкафа, выработавшие ресурс аккумуляторы выброшены, а вся портативная техника опять питается батарейками. Причин у такого разочарования может быть две:

1. Изначально некачественные аккумуляторы. Очень многие недорогие китайские аккумуляторы грешат неравномерной емкостью комплекта, быстрым саморазрядом и несоответствием характеристик, заявленным на упаковке, реальным.

Пример комплекта новых китайских аккумуляторов с заявленной емкостью 3000 мА ч. Реальная емкость – от 320 до 516 мА·ч. Первая же быстрая зарядка по таймеру отправит такой комплект в мусор.

2. Неправильно подобранное зарядное устройство. Покупка первого попавшегося ЗУ может привести к сильному снижению ресурса заряжаемых аккумуляторов, а то и к выходу их из строя. Чтобы добиться максимальной отдачи, следует подобрать подходящее по характеристикам зарядное устройство.

Характеристики зарядных устройств для аккумуляторов

Первое, с чем следует определиться при подборе ЗУ – это тип и типоразмер аккумуляторов, которые будут на нём заряжаться. Аккумуляторы разного типа заряжаются разным напряжением, установка аккумулятора одного типа в ЗУ другого может привести к выходу их из строя.

Никель-металлогидридные (Ni-MH) и никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы выпускаются в наиболее распространенных типоразмерах ААА («мизинчиковые») и АА («пальчиковые»). Реже встречаются типоразмеры AAAA, С, D, SC и «Крона». Типовое напряжение таких аккумуляторов чуть ниже, чем у аналогичных батареек – 1,2 В вместо 1,5 В. Исключение составляют аккумуляторы типоразмера «Крона» – они выпускаются напряжением 7,2 и 8,4 В.

Литий-ионные (li-ion), литий-полимерные (Li-pol), литий-железо-фосфатные (LiFePO4) типовые аккумуляторы выпускаются в цилиндрических корпусах различного размера (10440, 14500, 14650 и т.д.), различных призматических корпусах и типоразмера «Крона».

Цифровое обозначение цилиндрического корпуса соответствует длине и диаметру аккумулятора – так, аккумуляторы типоразмера 18650 имеют диаметр в 18 мм и 65 мм длины. Однако размеры эти не точные – у различных производителей размеры корпуса могут незначительно отличаться, кроме того, модели с встроенной схемой защиты имеют на несколько мм большую длину.

Некоторые типоразмеры сходны с Ni-MH и Ni-Cd: так, ААА по размерам близок к 10440, АА к 14250 и т.д. Но это не говорит об их взаимозаменяемости – напряжение аккумуляторных элементов на основе лития отличается от напряжения Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов: цилиндрические имеют напряжение 3,6 В, типоразмера «Крона» — 9 В.

Поэтому нельзя устанавливать аккумуляторы одного типа в ЗУ другого. Встречаются универсальные зарядные устройства, но с ними следует быть осторожным: не все они определяют тип аккумулятора автоматически, некоторые требуют установки переключателя в нужное положение. Для тех ЗУ, которые умеют определять тип аккумулятора, желательно наличие ЖК-дисплея – это позволяет убедиться, что электроника устройства определила тип аккумулятора правильно.

Ток зарядки зависит от типа и емкости заряжаемого аккумулятора. Для Ni-MH аккумуляторов существует три режима зарядки:

-капельный, током 0,1С (10% от величины емкости – например, 100 мА для аккумулятора емкостью 1000 мА·ч);

-быстрый (0,1 – 0,5С);

-ускоренный (0,5 – 1С);

Капельный режим имеет множество недостатков:

— большая продолжительность (для полной зарядки аккумулятору следует сообщить 140-160% емкости, поэтому длительность её будет составлять 14-16 часов);

— снижение ресурса заряжаемых аккумуляторов;

— невозможность определения окончания зарядки по падению напряжения.

Как видно из графика, при 0,1С уже заметно снижение емкости аккумулятора. При дальнейшем снижении зарядного тока снижение емкости увеличивается.

Плюс один – в этом режиме перезаряд аккумулятора не грозит скорым его повреждением, поэтому строгого контроля над параметрами зарядки не требуется. Только в этом режиме можно бесконтрольно использовать простые ЗУ без таймера и контроля спада напряжения. Но имейте в виду, что срок жизни аккумуляторов в этом случае будет ниже, чем если бы использовались другие режимы зарядки.

Что делать, если ток ЗУ превышает 0,1С, а таймера или контроля зарядки на нем нет? Засекать время вручную. Это будет уже быстрый режим и продолжительность его можно высчитать по формуле

t – продолжительность зарядки в часах, С – емкость аккумулятора, Iз – ток зарядки, 1,4 — коэффициент, учитывающий тепловые потери при зарядке.

Имейте в виду, что эта формула подразумевает полный разряд аккумулятора. Если аккумулятор разряжен наполовину, то половину высчитанного по формуле времени будет идти перезаряд. Перезаряд аккумулятора токами выше 0,1С чреват его повреждением из-за возрастания температуры и давления внутри аккумулятора.

Ускоренный заряд осуществлять на «неумных» ЗУ не рекомендуется. Реальная емкость аккумуляторов часто не соответствует «нарисованной» – особенно после нескольких циклов заряда-разряда. А перезаряд при ускоренном режиме очень быстро выводит аккумулятор из строя.

Для Ni-Cd аккумуляторов все примерно так же, за исключением того, что давление в них возрастает быстрее и перезаряда они боятся больше, чем Ni-MH. Поэтому при самостоятельном расчете времени зарядки рекомендуется использовать меньший коэффициент:

Li-ion и Li-pol аккумуляторы следует заряжать только с постоянным контролем параметров зарядки. Перезаряда они не выносят, а зарядка их производится током, зависящим от текущего напряжения на аккумуляторе. Заряжать их рекомендуется только на «умных» устройствах.

Если вам не хочется разбираться с параметрами аккумуляторов и подбирать под них зарядное устройство, выбирайте ЗУ с некоторым количеством аккумуляторов в комплекте. В этом случае можно быть уверенным, что тип, типоразмер и токи зарядки устройства соответствуют аккумуляторам.

Однако это не значит, что покупка такого ЗУ– наилучший выход. Для сохранения привлекательности на фоне других зарядных устройств производитель часто комплектует такие наборы дешевыми слабыми аккумуляторами и примитивными ЗУ с минимумом функций. Увидев на полке магазина два похожих зарядных устройства по одной цене, многие предпочтут то, которое укомплектовано аккумуляторами, и не станут разбираться в достоинствах второго. И зря – потому что в итоге экономию он мог бы дать заметно большую.

Простые зарядные устройства зачастую не имеют никаких функций контроля зарядки – даже если на таком ЗУ присутствует световая индикация, обычно она совершенно бесполезна и индикатор просто горит все время, пока устройство включено в сеть.

Таймер безопасности позволяет установить время, в течение которого будет производиться зарядка. При наличии таймера можно не опасаться «убить» весь комплект, забыв выключить ЗУ в нужный момент. Время высчитывается по вышеприведенной формуле. Однако если шаг установки таймера слишком велик, то в некоторых случаях его использование может привести к снижению емкости комплекта. Тогда может помочь опция подзарядки малым током.

Читайте также:  Диод с током 200 а

Так, если получилось необходимое время зарядки 10 ч, а таймер устанавливается только на 8 и на 16, то в первом случае будет недозаряд и снижение емкости, а во втором – перезаряд и опасность повреждения. Если же у ЗУ есть опция подзарядки малым током, то можно выставить таймер на 8ч – по окончании зарядки устройство переключится на режим подзарядки, безопасно дозарядив аккумулятор до полной емкости.

Контроль спада напряжения (-dV метод) и контроль температуры используются в интеллектуальных ЗУ для определения окончания зарядки. При быстрой и ускоренной зарядке напряжение на аккумуляторе слегка снижается в момент полного заряда. Устройство, определяющее это снижение (-dV), способно быстро и безопасно зарядить аккумулятор до его максимальной емкости.

Контроль температуры, во-первых, гарантирует безопасность зарядки. При несоблюдении параметров зарядки или при неисправности аккумулятора, его температура может вырасти до опасных значений. Кроме того, высокая температура аккумулятора свидетельствует о возросшем внутри него давлении. Отсутствие контроля температуры может привести к взрыву аккумулятора.

Во-вторых, контроль температуры позволяет более точно определить окончание зарядки. Контроль спада напряжения может давать сбои в некоторых режимах зарядки. Но окончание зарядки также характеризуется резким возрастанием температуры (dT) и устройство, определяющее это возрастание поможет полностью зарядить аккумулятор, не повредив его.

Немаловажен также контроль неисправности аккумулятора. Простые ЗУ, не имеющие этой опции, будут пытаться заряжать комплект, даже если один из аккумуляторов вышел из строя. Часто после этого происходит следующее – владелец комплекта вставляет его в свое устройство, видит, что оно работает считанные минуты (или вообще не работает) и выкидывает весь комплект, хотя неисправен в нем только один аккумулятор.

Защита от переполюсовки и короткого замыкания позволят продлить жизнь самого ЗУ. Зачастую контроль неисправности аккумулятора включает защиту от короткого замыкания, но если её нет, то замыкание внутри аккумулятора может привести к перегреву зарядного устройства, его повреждению и даже воспламенению.

Еще одна неприятная особенность простых ЗУ – отсутствие индивидуальных каналов зарядки, что не позволяет заряжать неполный комплект аккумуляторов и снижает срок их службы в том случае, если они имеют разную емкость или неравномерный остаточный заряд. Устройство с индивидуальными каналами зарядки контролирует каждый аккумулятор отдельно – аккумуляторы с разной емкостью будут заряжаться оптимальным для них током до полного заряда каждого из них.

Особенно важно наличие индивидуальных каналов на ЗУ с большим количеством слотов для зарядки.

Функция разряда весьма полезна при зарядке неравномерно разряженного комплекта Ni-MH и особенно – Ni-Cd аккумуляторов. Последние имеют ярко выраженный «эффект памяти» и зарядка недоразряженного аккумулятора неминуемо приведет к снижению его емкости. При наличии функции разряда ЗУ может перед зарядкой выполнить полный разряд аккумуляторов. Функция реализуется по разному – в некоторых моделях это отдельный режим, который следует применять к недоразряженным аккумуляторам, в некоторых этап разряда является частью программы зарядки и может выполняться автоматически.

Проверка емкости аккумуляторов поможет определить их фактическую емкость. Это весьма полезная опция, позволяющая эффективно использовать ресурс комплекта. Вовремя заменяя «ослабшие» элементы, можно продлить жизнь остальных аккумуляторов комплекта.

Обратите также внимание на питание ЗУ – среди них есть как работающие от сети 220 В, так и от прикуривателя автомобиля или порта USB. В последнем случае многие ЗУ требуют подключения к двухамперному порту для полноценного использования всех режимов зарядки – рекомендуется использовать такие с соответствующим блоком питания и не подключать их к USB-портам планшетов и ноутбуков.

Варианты выбора зарядных устройств для аккумуляторов

Простые ЗУ для АА и ААА типоразмеров без таймера и контроля зарядки можно использовать в капельном режиме и с ручным контролем времени в быстром режиме зарядки Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов.

Наличие таймера на ЗУ незначительно повышает его цену, зато поможет сохранить аккумуляторы, если вы вдруг забудете снять их с зарядки.

Если вы хотите сразу купить подходящие друг к другу аккумуляторы и зарядное устройство, выбирайте среди ЗУ с аккумуляторами в комплекте.

ЗУ, питающееся от автомобильного прикуривателя, поможет зарядить аккумуляторы фотоаппарата или фонарика где-нибудь в дороге.

Чтобы по максимуму использовать ресурс комплекта аккумуляторов, выбирайте среди зарядных устройств с индивидуальными каналами зарядки.

Для зарядки Li-ion и Li-pol и аккумуляторов потребуется соответствующее зарядное устройство.

Источник

Как выбрать импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: особенности, отличия, примеры моделей

Зарядное устройство (ЗУ) оказывает существенное влияние на срок службы стартерного автомобильного аккумулятора. Именно оно обеспечивает необходимый режим заряда, полноту зарядки и т. п. Поэтому выбор ЗУ – это не проходной момент, когда взял что попало и ладно. Как минимум, нужно разобраться с типом зарядки и основными возможностями. В этой заметке мы разберём основные особенности импульсных ЗУ, на что обратить внимание при выборе и кратко рассмотрим несколько моделей.

Что это такое?

Сейчас в продаже можно найти модели ЗУ двух основных типов: трансформаторные и импульсные. Оба типа устройств обеспечивают выпрямление переменного тока, но делают это на основе разных подходов. Импульсные зарядные устройства обеспечивают заряд автомобильного аккумулятора за счёт подачи импульсов высокочастотного тока. По мере возрастания заряда аккумулятора длина этих импульсов сокращается. В зависимости от электроники, которой нафаршировано импульсное ЗУ, оно может заряжать АКБ постоянным или переменным током, поддерживать на выводах постоянное или изменяющееся напряжение, а также обеспечивать комбинированные режимы.

Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Каковы отличия импульсного ЗУ от трансформаторного?

Трансформаторное ЗУ является более простым устройством, чем импульсное. Основной частью схемы является понижающий трансформатор. Трансформатор, если кто забыл, представляет собой магнитный стержень с плотной обмоткой. Его характеристики зависят от числа витков обмотки и материала используемых проводников. В основе работы лежит электромагнитная индукция. Трансформатор часто применяется в различных устройствах для преобразования переменного тока в постоянный.

Для выпрямления сигнала применяется диодный мост, после которого выходит постоянный ток. Трансформаторное ЗУ берёт из розетки 220 вольт переменного тока и на выходе обеспечивает 14─15 вольт постоянного тока.

Большинство трансформаторных моделей также обеспечивают фильтрацию полученного сигнала, для чего используется конденсатор. В результате на выходе сигнал идет не полупериодами, а в виде сглаженной прямой.

Импульсное или трансформаторное ЗУ?

Ниже рассмотрены положительные и отрицательные отличия импульсного зарядного устройства от трансформаторного.

  • Меньшая масса и более компактные размеры. Несомненно, что это следует записать в актив импульсных моделей. В некоторых случаях разница по массе и габаритам устройств из одной ценовой категории может двух и даже трёхкратной. Объясняется это тем, что заряд с помощью высокочастотных сигналов не требует каких-то крупных компонентов схемы. Это также позволяет уменьшить габариты системы охлаждения.
  • Высокая степень безопасности и наличие различной автоматики. В схемах добротных импульсных зарядок реализованы функции, контролирующие основные параметры процесса заряда. Если напряжение и ток выходят за рамки установленных значений, то оно автоматически производит отключение. Аналогично ведется контроль за другими параметрами, что позволяет заранее предупреждать возникновение внештатных ситуаций. К тому же, процесс происходит в автоматическом режиме и человеку не требуется контролировать его. Например, многие модели после завершения заряда сами переходят в режим хранения и поддерживают заряд АКБ. То есть, их можно без проблем оставить заряжать батарею в гараже на ночь.
  • Импульсные ЗУ могут работать от сети с напряжением в большом диапазоне. Эти устройства обеспечивают одинаковый заряд аккумулятора как от 110, так и от 220 вольт. В случае с трансформаторной моделью колебания на входе отразятся и на выходном напряжении. В этом случае есть риск нанести вред аккумуляторной батарее.
  • И, наконец, зарядное устройство импульсного типа по цене обходится дешевле, чем трансформаторное. Как ни странно, это так. В среднем они дешевле на 300─500 р. Объясняется это тем, что в их составе присутствует значительно меньше крупногабаритных деталей, на которые требуются материалы.
  • Сложность самого импульсного устройства. Модели, основанные на трансформаторах и выпрямителях максимально простые. В большинстве случаев там ломаться нечему. Даже если вы умудритесь там что-то сломать, диагностировать поломку довольно легко. С ремонтом может справиться любой электрик. А вот в случае с импульсными моделями в схеме присутствуют различные стабилизаторы, реле, регуляторы, индикаторы и тому подобное. В результате даже для диагностирования модели потребуется квалифицированный специалист, а ремонт будет дорогостоящим. В большинстве случаев такие ремонтные работы становятся неоправданными, и проще приобрести новое ЗУ.

Хотите простое и незатейливое ЗУ? Берите трансформаторный зарядник, который практически вечный. Но более современным и компактным решением является импульсное зарядное устройство, которое ещё и дешевле.

На что обратить внимание при выборе?

Ниже будут перечислены основные характеристики импульсных зарядных устройств, на которые следует обратить внимание. Не забудьте, что подбирать эти характеристики следует с учётом аккумуляторной батареи, которую вы используете на автомобиле в настоящий момент или планируете использовать в будущем.

Виды ЗУ

Можно выделить следующие типы зарядных устройств для автомобильного аккумулятора.

  • Зарядные.
  • Пусковые.
  • Пуско-зарядные.

Как понятно из названия, зарядное предназначено для зарядки, а пуско-зарядное совмещает в себе возможности зарядки АКБ и пуска двигателя. Что касается пусковых устройств, то к ним можно отнести портативные модели, построенные на базе литиевых аккумуляторов. Они могут выручить в походных условиях, если стартерная батарея разрядилась и не может обеспечить стартер необходимым током.

Виды зарядных устройств

При выборе пуско-зарядного устройства, подумайте, а есть ли у вас возможность для его применения. Такие модели для запуска двигателя требуют подключения к электрической сети. Но если машина у вас стоит на стоянке или во дворе перед домом, то с подключением ЗУ к сети будут проблемы. На мой взгляд, такие модели пригодятся лишь для использования в гараже с электричеством. Или в частном доме, где можно просто кинуть удлинитель до автомобиля.

Режимы работы

При выборе режимов работы ЗУ вам понадобится информация об используемом аккумуляторе. Если тип вашей автомобильной батареи AGM, то нужно взять модель с режимом заряда для неё. Или, по крайней мере, если зарядка полностью автоматическая, то она должна сама определять тип аккумулятора и выбирать нужный режим.

Если для залитых аккумуляторов (WET) перезарядка по времени или превышение тока и напряжения не вызовут фатальных последствий, то для AGM это недопустимо. Они относятся к типу VRLA с регулируемым клапаном. Если превысить допустимое только напряжение, то начнется сильное газовыделение, из-за чего откроется клапан для сброса давления. Аккумулятор из-за этого частично теряет ёмкость. Возможно ситуация ещё хуже. При сильной перезарядке стекловолоконные маты могут отслоиться от электродных решёток. Это приведет к необратимым последствиям для АКБ.

Режим Boost на зарядном устройстве

Решайте сами, нужно вам это или нет. Стоит лишь отметить, что не следует часто использовать ускоренную зарядку и не превышать рекомендуемый зарядный ток на 30% от штатного значения. Это отрицательно сказывается на состоянии электродов.

Зарядный ток

Обратите внимание на этот параметр с учётом ёмкости вашего аккумулятора на автомобиле. Лучше, если ЗУ позволяет регулировать зарядный ток. В этом случае вы сможете заряжать аккумулятор небольшим током, если требуется восстановление после сильного разряда.

Если такой регулировки нет, то зарядное устройство выбирает ток автоматически при запуске процесса. Рекомендуемый ток зарядки аккумулятора составляет 10% процентов от его номинальной ёмкости. Нужно, чтобы ЗУ было способно выдавать такой ток на выходе. Например, если у вас батарея ёмкостью 90 ампер-час, а устройство может выдать всего 4 ампера, заряд будет длиться слишком долго.

Регулировка тока на зарядном устройстве

Напряжение

Самыми распространёнными моделями являются ЗУ под номинал АКБ 12 вольт. Именно такие аккумуляторные батареи используется на легковых автомобилях и большинстве мотоциклетных транспортных средств. В продаже встречаются зарядки, способные заряжать АКБ с номинальным напряжением 6 и 24 вольта.

Есть даже целые комбайны, имеющие возможность заряжать в любых режимах. Если у вас нет больше никаких свинцово-кислотных аккумуляторов кроме 12 вольтового, то и нет смысла тратиться на продвинутые модели с дополнительными режимами.

Безопасность

Как минимум, модель должна иметь защиту от неправильного подключения клемм к токовыводам аккумулятора. Современные устройства должны оснащаться защитой от перегрева. Более продвинутые модели имеют всевозможные виды защиты от скачков напряжения и тока, превышения допустимых значений параметров и т. п.

Краткий обзор моделей

Рассмотрим несколько моделей ЗУ импульсного типа для автомобильных аккумуляторов. Две модели недорогие, две со средним ценником, а одна из верхнего ценового диапазона. Модели представлены в порядке возрастания стоимости. В обзоре не рассматривались ЗУ профессионального класса, стоимость которых десятки тысяч рублей.

Elitech УЗИ 40/12

Максимально доступное зарядное устройство Elitech УЗИ 40/12 продаётся в интернет-магазинах по цене около 1,1 т. р. Несмотря на низкую стоимость, умеет заряжать свинцово-кислотные аккумуляторные батареи WET, AGM, GEL. Модель имеет алгоритм зарядки, состоящий из трёх стадий. Размеры компактные (125 x 65 x 38 мм), вес небольшой (около 200 гр.). Это позволяет возить его с собой в бардачке. Комплект поставки включает кабели с крокодилами.

Импульсное зарядное устройство Elitech УЗИ 40/12

К минусам следует отнести малый зарядный ток, который составляет 1,5 ампера. Поэтому Elitech УЗИ 40/12 рекомендуется использовать для зарядки АКБ с номинальной ёмкостью не более 40 ампер-час. Работает ЗУ от бытовой электросети 220 В / 50 Гц. Потребляемая мощность не более 40 Вт.

Класс защиты устройства IP20. Сетевой кабель имеет длину чуть более полутора метров, а провода с крокодилами 110 см. Рабочий интервал температур заявлен производителем от минус 20 до плюс 50 по Цельсию. Отзывы в большинстве случаев носят положительный характер. Владельцы в основном приобретают Elitech УЗИ 40/12 для заряда аккумуляторов AGM небольшой ёмкости, работающих на электроскутерах или детских мотоциклах.
Вернуться к содержанию

Вымпел-150

Ещё одна недорогая импульсная зарядка носит название Вымпел-150, производителем которой является ООО «НПП «Орион СПб». В продаже модель встречается по цене 1,2─1,4 т. р. ЗУ разработано для зарядки аккумуляторов 12 В для легковых автомобилей и мотоциклетной техники. Заряд выполняется в автоматическом режиме. Прибор выполняет заряд полностью или частично разряженной батареи. Вес модели примерно 0,5 кг, габариты составляют 145 х 70 х 165 мм. В качестве алгоритма заряда используется импульсное отключение. Максимальный ток зарядки составляет 7 ампер.

Импульсное зарядное устройство Вымпел-150

Производитель заявляет, что зарядное устройство Вымпел-150 заряжает АКБ, выполненные по технологии Ca/Ca, EFB, а также с добавками серебра. Регулировка напряжения и тока в Вымпел-150 отсутствуют. Производитель предоставляет гарантию на эту модель сроком на 1 год. В общем, недорогое и компактное зарядное устройство, которое не займет много места в автомобиле.
Вернуться к содержанию

Читайте также:  Рассчитайте силу тока в проводнике сопротивлением 5 ом если напряжение 10 в

Airline ACH-15A-08

Импульсное зарядное устройство Airline ACH-15A-08 продаётся в рознице по цене от 3,5 до 4 т. р. Модель позволяет заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы с номинальным напряжением 12 и 24 вольта. При этом можно вручную ограничить максимальный зарядный ток. Зарядка может быть выполнена в полностью автоматическом режиме без участия человека и без необходимости следить за процессом. После выполнения заряда Airline ACH-15A-08 переключается в режим поддержания заряда АКБ.

Импульсное зарядное устройство Airline ACH-15A-08

Максимальный ток заряда Airline ACH-15A-08 составляет 15 ампер, что позволяет заряжать аккумуляторы ёмкостью до 200 ампер-час. Это импульсное зарядное устройство питается от сети 220 вольт / 50 Гц, а потребляемая мощность составляет 300 Вт. В комплект поставки, помимо самого прибора, входят только инструкция и гарантийный талон.

Масса этой модели примерно 1,2 кг, а габариты составляют 90 х 220 х 140 (Д х Ш х В) мм. Импульсная зарядка может работать при температуре от минус 30 до 40 градусов Цельсия.
Вернуться к содержанию

Wester CD-7200

Как и предыдущая модель, импульсное зарядное устройство Wester CD-7200 имеет зарядный ток 7 ампер. Рекомендуется использовать для аккумуляторов с ёмкостью 14─230 Ач. Возможен заряд АКБ с номиналом 12 и 24 В. То есть, это все легковые, большинство мотоциклетных и грузовые аккумуляторы. Есть возможность работать как с залитыми, так и с AGM аккумуляторами.

Импульсное зарядное устройство Wester CD-7200

Среди плюсов владельцы отмечают простоту использования и качественные материалы, использованные при сборке. Некоторые жаловались на недостаточную длину проводов. Это касается как сетевого шнура, так и проводов с клеммами. В целом импульсное зарядное устройство Wester CD-7200 можно назвать удачным продуктом, но несколько дороговатым. Подобных устройств немало в нише примерно на 1─1,5 т. р. дешевле.
Вернуться к содержанию

Aurora Sprint 20D

В заключение стоит упомянуть интеллектуальное зарядное устройство Aurora Sprint 20D, которое стоит 8─8,5 т. р.

Это максимально автоматизированная модель, которая требует от владельца лишь выбрать напряжение АКБ (12 или 24 В), подключить зажимы и включить аппарат. Далее работой с аккумулятором будет заниматься микропроцессор импульсного зарядного устройства. Он обеспечивает контроль всего процесса, а также различные виды защиты.

Импульсное зарядное устройство Aurora Sprint 20D

  • Диагностика.
  • Десульфатация (необходимо для АКБ с глубоким разрядом).
  • Плавный старт, во время которого идёт проверка на способность аккумулятора держать заряд.
  • Основной процесс, во время которого аккумулятор набирает до 90% потерянной ёмкости.
  • На этой стадии ток постепенно уменьшается и батареи восстанавливают до 100% потерянной ёмкости.
  • Зарядка отключается и проводится диагностика способности аккумулятора по удержанию заряда.
  • Буферный режим, во время которого АКБ поддерживается в полностью заряженном состоянии.

Модель Aurora Sprint 20D может обеспечивать заряд аккумуляторов ёмкостью от 2 до 350 Ач (12 В) и от 2 до 180 Ач (24 В). Величина зарядного тока от 2 до 20 ампер. К плюсам импульсного зарядного устройства можно отнести различные степени защиты. Среди них защита от сверхтоков, перегрева, искр, смены полярности, перезарядки.
Вернуться к содержанию

Источник



    Вы здесь:
  1. Главная
  2. Электрооборудование

Из этой статьи вы узнаете, как выбрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Мы рассмотрим, какие виды зарядных устройств для автомобильных АКБ существуют в мире, по каким критериям их нужно подбирать, и разберемся с дополнительными функциями.

kak vybrat zarjadnoe ustrojstvo dlja avtomobilnogo akkumuljatora

Содержание:

  1. Классификация по методу зарядки
  2. На какие типы подразделяются зарядные устройства
  3. Плюсы и минусы каждого типа
  4. Дополнительные функции
  5. Какие еще бывают виды аккумуляторных зарядных устройств
  6. Дополнительные функции

Классификация по методу зарядки

Зарядное устройство заряжает АКБ, подключаясь как промежуточное звено к сети бытового электропитания.

Переменный ток в 220 В выпрямляется, его напряжение понижается, и некоторые другие характеристики так же модифицируются под «требования» автомобильного аккумулятора.

Но зарядные устройства для автомобильных аккумуляторных батарей в первую очередь различаются по способу зарядки.

Они классифицируются на аппараты:

  • постоянного тока;
  • постоянного напряжения;
  • аппараты, в которых реализован комбинированный метод.

Это означает, что устройство заряжает АКБ (аккумуляторную батарею) либо постоянным током, либо постоянным напряжением, либо может использовать любой из этих методов.

Каждый метод имеет свои функциональные особенности, плюсы и минусы.

Зарядка постоянным током

Это наиболее быстрый режим заряжания автомобильного аккумулятора. Используется постоянный ток, который должен быть равен 10% от емкости аккумулятора в амперчасах.

Если он будет ниже — аккумулятор будет заряжаться слишком долго или не зарядится вообще, если выше — АКБ может выйти из строя.

Автоматические зарядники постоянного тока устанавливают зарядный ток в зависимости от емкости АКБ самостоятельно, но на дешевых моделях, как правило, нет верньеров, позволяющих контролировать и регулировать ток.

Поэтому, если есть возможность, стоит приобрести зарядное устройство не только с функцией автоматической зарядки по току, но и с ручным регулятором, чтобы иметь возможность выставить ток зарядки самостоятельно.

Кроме того, за процессом зарядки нужно следить, т. к., несмотря на функцию автоматического отключения, которой снабжены почти все современные зарядники, превышение времени заряжания может привести к тому, что батарея «вскипит».

Зарядка постоянным током не очень хорошо сказывается на аккумуляторе, поэтому прибегать к этому методу часто не рекомендуется.

Важно: выбирая устройство зарядки при помощи постоянного тока, стоит присмотреться к тем, у которых есть режим десульфатации. Этот режим позволяет полностью восстанавливать емкость аккумулятора, долгое время (год и больше) стоявшего без дела.

zarjadka postojannym tokom

Зарядка постоянным напряжением

Метод постоянного напряжения — наиболее длительный, но и наиболее оптимальный для банок аккумулятора способ зарядить их. Здесь используется режим, в котором напряжение постоянно, но вот ток зарядки падает пропорционально оставшейся емкости аккумулятора.

Что это значит на практике? Допустим, полная емкость аккумулятора — 100% заряда. Зарядка идет постоянным напряжением 12-13 В.

При этом ток зарядки уменьшается по мере «наполнения» АКБ. Когда он заряжен на 99%, то ток уменьшается до 1% от исходного значения. Когда уровень заряда достигает 100%, ток падает до нуля.

Такой способ позволяет продлить срок службы АКБ, но сеанс «заправки» на несколько часов дольше, чем при методе заряжания постоянным током.

Поэтому такое устройство хуже подходит для экстренных ситуаций.

zarjadka postojannym naprjazheniem

Комбинированный метод

Комбинированный метод предусматривает в работе «смену режимов». То есть зарядка идет вначале постоянным током, а потом, когда банки АКБ заряжены уже на 50-60%, аппарат автоматически переключает режим на зарядку постоянным напряжением.

Комбинированный способ дает возможность восстанавливать работоспособность аккумулятора быстро, но в ьто же время в щадящем режиме, что позволяет сохранить его ресурс работы.

Такой способ позволяет продлить срок службы старых аккумуляторов и не загубить раньше времени новые.

Все «комбинированные» зарядные устройства относятся к импульсному типу (что это такое — читайте ниже) и снабжены микропроцессорным блоком управления.

kombinirovannyj metod

На какие типы подразделяются зарядные устройства

Существует два основных вида аппаратов для зарядки АКБ:

  • зарядно-предпусковые.
  • пуско-зарядные.

Зарядно-предпусковое устройство

Зарядно-предпусковые агрегаты предпочтительнее в тех случаях, когда нет возможности (технической или по жизненным обстоятельствам) снять аккумулятор с автомобиля.

Такое техническое условие иногда встречается на сверх-современных, напичканных электроникой автомобилях (обычно снабженных автоматической КПП), которые крайне не рекомендуется полностью обесточивать.

Зарядно-предпусковое устройство заряжает батарею относительно небольшим током и/или напряжением. Зарядка может занимать длительное время, но зато АКБ не нужно снимать и нести домой.

Достаточно подключить «крокодилы» от зарядника к клеммам батареи, а его самого включить в бытовую электросеть. Это оптимальное решение для гаража.

zarjadno predpuskovoe ustrojstvo

Пуско-зарядное устройство

Пуско-зарядные аппараты значительно мощнее. Они могут работать как в режиме подзарядки, так и в режиме полного восстановления энергетического сердца автомобиля.

Но для использования последней опции аккумулятор обязательно нужно отсоединить от систеы бортового электропитания, иначе мощный импульс от пускового зарядника может сжечь чувствительные электронные схемы автомобиля.

Есть у них и третья опция — собственно пуск мотора. Зарядно-пусковой аппарат может осуществить запуск двигателя машины, если аккумулятор внезапно сел «в ноль», времени на подзарядку нет, а ехать надо.

В этом случае контакты бортовой сети снимаются с клемм аккумулятора и подсоединяются к контактам зарядника. После проворота стартера и начала работы двигателя система запитывается от бортового генератора, т. е. переходит в автономный режим. Можно подключать АКБ обратно: он зарядится во время движения.

pusko zarjadnoe ustrojstvo

Плюсы и минусы каждого типа

Плюсы зарядно-предпускового устройства:

  • малая масса и габариты.
  • полностью автоматический режим работы.
  • автономность (не у всех устройств).

Некоторые модели представляют собой «повер-банки», то есть аккумуляторы для аккумуляторов. Они вообще не нуждаются в подключении в розетку, их можно возить с собой в багажнике на экстренный случай. Но такие модели — редкость, большинство все же «розеточные».

pover bank dlja avtomobilnogo akkumuljatora

Автоматический режим работы означает принцип «включил и забыл». Модель с нужным количеством ручных настроек вы можете подобрать по собственному вкусу — есть полностью автоматические, с одной-единственной кнопкой «вкл-выкл», а есть снабженные ручными регуляторами тока и напряжения.

Минус у таких устройств только один: они не в состоянии восстановить заряд в АКБ, который упал до нуля (например, при хранении зимой в неотапливаемом помещении). Либо же заряжать «обнулившуюся» батарею они будут долго, около суток, в зависимости от собственной мощности и ее емкости.

Зарядно-предпусковые устройства могут помочь, если уровень напряжения на клеммах батареи упал не более чем на 50-60%.

То есть, к примеру, если «аккум» легкового автомобиля, который должен выдавать 13 В, выдает 6-7 В.

Плюсы зарядно-пусковых агрегатов:

  • возможность экстренного запуска автомобиля с «обнулившейся» АКБ.
  • возможность полностью зарядить батарею, емкость которой упала до нуля.
  • возможность работать в режиме подзарядки, как аппараты попроще.
  • необходимый уровень автоматизации — полностью автоматическое устройство или с ручными настройками — автовладелец может выбрать сам.

Минусы этих аппаратов:

  • значительные габариты и масса.
  • повышенная стоимость.
  • сложность в настройке (не у всех устройств).
  • они работают только от бытовой или промышленной сети.

Какие еще бывают виды аккумуляторных зарядных устройств

По принципу действия все ЗУ (зарядные устройства) делятся на трансформаторные и импульсные.

Трансформаторные ЗУ используют для выпрямления тока и понижения частоты трансформаторный блок. Это наиболее древний класс зарядников, который отличается повышенной мощностью и надежностью. ЗУ, используемые для промышленной зарядки АКБ (например, в точка, осуществляющих такую услугу), часто именно трансформаторного типа.

transformatornoe zarjadnoe ustrojstvo

По сути своей такое ЗУ — это обыкновенный блок питания на понижающем трансформаторе с выходным напряжением 6, 12 или 24 В. Можно устанавливать различные значения выходного тока.

Его плюсы — простота, ремонтопригодность, надежность, возможность ручной регулировки тока и напряжения. Также это устройство не выдает радиопомех.

Минусы — сложность автоматизации (по техническим причинам полностью автоматическим такое ЗУ не бывает), большие габариты и масса. Процесс зарядки АКБ нуждается в контроле со стороны владельца, т. к. автоотключение ЗУ либо отсутствует, либо недостаточно надежно.

Отметим, что современные трансформаторные ЗУ снабжены всеми необходимыми системами защиты — от перегрева, от переполюсовки клемм и т. п.

Импульсные ЗУ, по сути, представляют собой такие же блоки питания, но управляемые сложными электронными схемами. По принципу действия они схожи со сварочными аппаратами инверторного типа.

impulsnye zarjadnye ustrojstva

Это устройство понижает напряжение с помощью импульсного трансформатора, который значительно компактнее и меньше по массе, чем обычный.

Импульсный трансформатор конструктивно сильно отличается от обыкновенного и имеет совершенно другие рабочие характеристики, в частности ВАХ (вольт-амперную характеристику).

Кроме трансформатора, в составе импульсного ЗУ присутствуют:

  • выпрямитель;
  • стабилизатор тока;
  • контрольно-управляющая плата;
  • средства индикации.

Обратите внимание: импульсные ЗУ — полностью цифровые устройства, и индикация у них цифровая, тогда как на трансформаторных чаще всего — аналоговая (дисплеи со стрелками).

Импульсники — более современные устройства, чем ЗУ трансформаторного типа. Они бывают как предпусковыми, так и пусковыми. Можно найти аппарат с любым типом зарядки — постоянным током, напряжением либо комбинацией этих методов.

Их преимущества:

  • высокая степень автоматизации;
  • высокий КПД — до 98%;
  • универсальность;
  • низкая стоимость (массовое производство сильно снижает цену электронных компонентов);
  • широкий выбор;
  • полный комплект элементов защиты от всех возможных проблем — перегрева, переполюсовки, «от дурака» и т. п.;
  • небольшая масса и габариты.

Но у них есть и недостатки. Главными минусами импульсников считаются:

  • сложность ремонта;
  • создание радиопомех при работе (для большинства автолюбителей — некритично).

В принципе, больше недостатков у импульсников нет.

Дополнительные функции

Многие ЗУ имеют ряд дополнительных функций, призванных облегчить жизнь пользователя. Разберем главные из них.

Защита от переполюсовки

Переполюсовка — это неправильное подключение зарядного устройства к аккумулятору: минусовый контакт к плюсовой клемме и положительный, соответственно, к минусу. Это опасная ошибка, которая может привести к тому, что и само ЗУ, и аккумуляторная батарея выйдут из строя. Поэтому защита от переполюсовки необходима каждому современному заряднику.

zashhita ot perepoljusovki

Она бывает 3-х типов:

  • на тиристоре;
  • на реле;
  • на полевом транзисторе.

Тиристорная схема «забирает» для своей работы около 2 В от выходного напряжения, что заставляет изменять выходные параметры. В некоторых зарядниках, к примеру, для АКБ мотоцикла, которые должны выдавать всего 6-7 В, тиристорную схему применять нецелесообразно.

Реле не приводит к потерям по току и напряжения, но схема с реле всегда «вторичного» действия — чтобы реле сработало, импульс должен пройти. Поэтому оно не всегда успевает включиться и защитить зарядное устройство. Кроме того, реле не сработает, если батарея посажена «в ноль».

Поэтому наиболее оптимальный тип защиты — на транзисторе-полевике. Она лишена вышеперечисленных недостатков.

Если у вашего зарядного устройства нет защиты от переполюсовки — его можно изготовить своими руками при наличии определенных навыков радиомонтажника.

Защита от короткого замыкания

Защита от короткого замыкания необходима для того, чтобы ЗУ не вышло из строя при внезапной неисправности в сети — или от того, что на клеммы подключенного к нему аккумулятора случайно упал гаечный ключ и соединил их напрямую.

Обдумывая, какое зарядное устройство выбрать, нужно учесть, что оно обязательно должно иметь защиту от КЗ. К слову, это все импульсные устройства и многие из трансформаторных.

Защита реализована путем включения в электронную цепь зарядника автоматической схемы, которая мгновенно размыкает выходную цепь при коротком замыкании и обесточивает систему.

Варианты исполнения могут базироваться на электрореле и современных автоматических выключателях (действующих по тому же принципу, что и автоматы в домашнем электрощитке). Последние предпочтительней, т. к. реле имеет традиционную проблему с «запаздыванием».

Помимо вышеперечисленных, качественное зарядное устройство для аккумулятора должно иметь следующие уровни защиты:

1. От перегрузки при работе.

2. От перегрева.

3. От избыточного зарядного тока и напряжения.

4. От перезаряда.

В любой из вышеозначенных ситуаций прибор должен мгновенно выключаться. Кроме того, для пусковых ЗУ обязательна встроенная защита бортовой сети (и особенно — компьютера автомобиля) при пуске.

Источник