Чем отличается импульсное зарядное устройство от обычного? | Voltmarket

Автор:
Сергей Куртов

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 18-02-2022

Рейтинг статьи: (666)

Содержание

Наверное, нет такого автомобилиста, который не пользовался бы зарядным устройством. При покупке нового аккумулятора необходимости его снимать для зарядки нет даже в холодную погоду. Проблемы начинаются после некоторого периода эксплуатации, когда батарея уже не в состоянии длительное время выдавать требуемый ток для прокрутки стартера. Стандартной практикой стало забирать аккумулятор на хранение и зарядку домой, если ночь обещает быть очень холодной. Кто этого не делает, рискует утром не завести мотор.

Долговечность батареи во многом зависит от применяемого зарядного устройства. Но какое зарядное устройство лучше для автомобильного аккумулятора: импульсное или трансформаторное? И хотя все довольно очевидно, рассмотрим данные типы ЗУ.

Принцип работы ЗУ

Чтобы разобрать достоинства и недостатки двух принципиально разных типов ЗУ, следует рассмотреть, чем отличается импульсное зарядное устройство от обычного. Хотя в данном контексте не совсем корректно называть трансформаторные приборы обычными, потому что таковыми актуально называть именно импульсные аналоги.

Трансформаторное зарядное устройство

Такие приборы представляют собой простейший блок питания с фиксированным выходным напряжением. Возможна регулировка по принципу ЛАТР.

В основе схемы лежит понижающий трансформатор, выдающий на выходе порядка 12V переменного тока. Далее сигнал требуется выпрямить, для чего используется диодный мост. После моста мы получаем постоянный ток в форме полупериодов. В принципе, этого уже достаточно для заряда автомобильного аккумулятора. Более правильно, конечно, полученный сигнал отфильтровать при помощи конденсатора, чтобы получить гладкую прямую.

Как видите, схема очень проста и каждый может ее собрать из компонентов старой бытовой техники и электроники.

Импульсное зарядное устройство

Импульсные блоки питания являются куда более современными устройствами, нежели трансформаторные аналоги. Здесь тоже происходит выпрямление электрического сигнала переменного тока, однако процесс значительно отличается за счет совершенно иного подхода.

Переменный ток выпрямляется и фильтруется, однако вместо явного понижения здесь происходит преобразование сигнала в импульсы высокой частоты. Это и оправдывает название таких источников питания. Далее может следовать гальваническая развязка в виде импульсного трансформатора. Напряжение на выходе будет зависеть от скважности импульсов (скважность — длительность каждого импульса).

Какое зарядное устройство лучше

Рассмотрим достоинства обоих видов зарядных устройств, хотя, по правде говоря, найти преимущества трансформаторного подхода уже проблематично.

Чем хороши импульсные зарядные устройства для автомобильных АКБ:

• Компактность и вес. Пользователю с высокой вероятностью все равно, каким образом получается требуемый электрический сигнал в корпусе того или иного прибора. Зато размер устройства и его масса играет значительную роль. Импульсные приборы во много раз компактнее и легче трансформаторных аналогов. То есть речь идет не о какой-то минорной разнице, а о сотнях процентов. Это связано с тем, что при работе с высокочастотным сигналом требуются куда меньшие трансформаторы, конденсаторы и прочие компоненты. Также снижается размер системы охлаждения из-за меньшего количества потерь.
• Независимость от напряжения питания. Многие, наверное, видели на бирках импульсных зарядных устройств ноутбука или смартфона диапазон входных напряжений, который нередко составляет 100-240В. То есть одно и то же ЗУ способно выдавать одинаковый сигнал как от 110-вольтовой, так и от 220-вольтовой сети. Трансформаторная схема полностью зависит от входного напряжения. Выход будет изменяться пропорционально входу. В случае серьезных сетевых колебаний так можно навредить аккумулятору.
• Автоматическая работа и безопасность. Каждое хорошее импульсное зарядное устройство оснащено рядом электронных защитных функций, которые контролируют все основные параметры и пресекают недопустимые напряжение и ток. Качественный прибор не даст навредить аккумулятору даже при неправильной полярности. Также отличительной чертой хорошего импульсного ЗУ является автоматика, разделяющая процесс заряда на стадии для достижения максимальной эффективности. Заряжать АКБ таким устройством проще простого, так как оно самостоятельно контролирует весь процесс и отключается (или переводится в режим хранения) по окончании заряда.
• Цена прибора. Некоторым это может показаться странным, но современное решение имеет более демократичную цену, нежели классическое. Это связано с отсутствием в схеме большого количества дорогостоящих материалов, требуемых, например, для сборки громоздкого трансформатора.

Это не все достоинства импульсного принципа работы, а лишь основные. Что касается трансформаторного зарядного устройства, то выделить его преимущества уже проблематично. Можно разве что отметить невероятную простоту и отказоустойчивость схемы. Собрать ее может любой, а ломаться в ней просто нечему.

Тем не менее, когда мы говорим о простоте ручной сборки, мы к этому вовсе не призываем. Использование кустарных зарядных устройств может быть опасным как для аккумулятора, так и для пользователя. Выбирать стоит только фабричные зарядные устройства, которые гарантируют безопасность процесса.

Какое ЗУ выбрать

Странно, если еще остались сомнения в выборе типа зарядного устройства. Любые потребительские нужды обеспечит качественное автоматическое импульсное зарядное устройство, которое подберет корректный режим для конкретного аккумулятора, полностью пополнит заряд и будет поддерживать его до востребования. Трансформаторные ЗУ уже изжили свое и применяются, скорее, по остаточному принципу. Исключение обычно составляют некоторые профессиональные случаи, когда, скажем, на СТО применяется специфическое трансформаторное пуско-зарядное устройство.

Как работает зарядное устройство для аккумулятора импульсное, обычное? | Voltmarket

Автор:
Сергей Куртов

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 18-02-2022

Рейтинг статьи: (295)

Содержание

Каждый так или иначе пользуется зарядными устройствами. Для смартфонов, ноутбуков и, конечно же, автомобильных аккумуляторов. Выбор ЗУ для автомобильной батареи иногда превращается в головную боль из-за разнообразия как самих аккумуляторов и технологий их производства, так и, непосредственно, зарядников. Ошибка в выборе может привести к значительному снижению ресурса работы АКБ.

Чтобы при выборе АКБ принять наиболее целесообразное решение, да и просто из интереса, полезно знать, как работает зарядное устройство для аккумулятора. Мы рассмотрим упрощенные схемы, стараясь абстрагироваться от специфической терминологии.

Старый добрый трансформатор

Если вдруг Вам понадобилось зарядить автомобильный аккумулятор, а своего ЗУ нет, наверняка кто-то из знакомых одолжит прибор. И с высокой долей вероятности это будет старый советский, либо самодельный прибор, собранный из комплектующих старой бытовой электроники. Речь идет о простом трансформаторном зарядном устройстве.

Популярность такого ЗУ высока из-за того, что у многих оно до сих пор работает с советских времен, кочуя из поколения в поколение. Подобные приборы работают десятилетия, так как в них попросту нечему ломаться.

Основой служит понижающий трансформатор, преобразующий 220В переменного тока в 12В. Этого не достаточно, чтобы заряжать АКБ, так как переменный ток меняет свою полярность с частотой 50Гц (50 периодов в секунду). Аккумулятор требует подачу постоянного тока, чтобы плюс всегда оставался плюсом. Для этого нужна схема выпрямления. Обычно используется элемент, называемый диодным мостом.

На выходе мы получаем сигнал с той лишь разницей, что все полуволны синусоиды направлены в одну сторону. То есть полярность сигнала уже не изменяется с частотой 50гц. Таким напряжением уже можно заряжать аккумулятор, тем не менее в идеале сигнал следует отфильтровать, добившись графика, близкого к прямой. Делается это при помощи конденсаторного фильтра. Важно лишь учитывать, что после фильтрации среднее значение напряжения будет выше, так как мы избавимся от тех участков, когда полупериод синусоиды стремится к нулевой оси. Как результат, на выходе напряжение может составлять более 15В (на изображениях — выше 220В). Если Вы используете гелевый или AGM аккумулятор, это может быть проблемой, которая в долгосрочной перспективе приведет к преждевременному истощению ресурса АКБ.

На этом моменте можно перейти к решению проблемы, а именно — к импульсным зарядным устройствам.

Импульсный блок питания

Описанное выше ЗУ, по сути, является блоком питания, преобразующим 220В переменного тока в примерно 12В постоянного. Простейшие импульсные зарядники представляют собой нечто похожее, однако с принципиально иным принципом работы.

Здесь в схеме нет никаких громоздких понижающих трансформаторов, так как импульсный блок питания работает с высокочастотными импульсами, что позволяет использовать куда более компактные компоненты.

Описать, как работает импульсное зарядное устройство, игнорируя сложную терминологию, трудно, да и компонентов здесь достаточно много, поэтому максимально упростим описание схемы. В данном случае не происходит понижение сетевого напряжения, в связи с чем громоздкий и тяжелый понижающий трансформатор не нужен. 220В переменного тока поступает на диодный мост, выпрямляется, а затем преобразуется в серию высокочастотных импульсов. Для регулировки напряжения непосредственно само напряжение трогать не надо. Мы можем его настраивать путем изменения скважности (длительности) импульсов. Кратковременные импульсы являются аналогом низкого напряжения, длительные импульсы — высокого. Таким образом, при помощи транзисторов, которые формируют высокочастотные импульсы, мы получаем то напряжение постоянного тока, которое нам надо.

Простейшие импульсные зарядные устройства обычно настроены примерно на 14,4В, поэтому являются куда более безопасными, чем трансформаторные аналоги. Радиолюбители, кстати, любят собирать такие ЗУ из компьютерных блоков питания, избавляясь от лишних компонентов, оставляя лишь 12-вольтовую шину и повышая ее до 14,4В.

Преимущества современного подхода заключаются в компактности схемы и наличии электронных систем защиты. Таким образом, при прочих равных, импульсный блок питания можно назвать более безопасным.

Автоматическое зарядное устройство

Описанное выше — это, напомним, просто блоки питания. Зарядными устройствами их можно назвать лишь потому что они также способны пополнять заряд АКБ. Настоящие же ЗУ — автоматические — не просто подают питание на батарею, а меняют режим в процессе заряда для достижения максимальной эффективности и безопасности. Разнообразие автоматических ЗУ огромно, некоторые осуществляют процесс заряда более чем в 7 стадий, однако в общем случае можно выделить три стадии:

• Основной заряд (заряд постоянным током). Аккумулятор заряжается максимально допустимым током. На этой стадии батарея максимально быстро пополняет большую часть емкости. После основного заряда АКБ можно эксплуатировать, однако заряженной она еще не является;
• Заряд постоянным напряжением. Когда аккумулятор заряжен примерно на 80%, ток заряда следует значительно снизить, уменьшая его по мере заряда вплоть до нуля. Для этого автоматическое ЗУ переключается в режим заряда постоянным напряжением. На клеммы подается фиксированное напряжение, а ток полностью зависит от степени заряда АКБ. Чем выше уровень заряда, тем меньше аккумулятор потребляет ток. К концу заряда ток упадет до нуля;
• Хранение аккумулятора. Поддерживать максимальное напряжение на клеммах аккумулятора — не лучшая идея. Для хранения оптимальным является 13,2 — 13,7В. Автоматические ЗУ, как правило, после полного заряда АКБ переходят в режим хранения, который подразумевает поддержание на клеммах напряжения из указанного выше диапазона. То есть условное ЗУ ждет, пока напряжение на клеммах в процессе саморазряда упадет с 14,4 до, скажем, 13,2В и поддерживает данный показатель в течение всего хранения. Эти цифры примерные и зависят от конкретной модели.

Ниже представлен пример многостадийной зарядки 6 и 12-вольтовых АКБ на основе зарядного устройства Auto Welle AW05-1204

Таким образом, настоящими зарядными устройствами являются только автоматические, когда как приборы, выдающие фиксированное напряжение — это обычные блоки питания, которые могут применяться как для заряда аккумулятора, так и для работы электроники, требующей на входе 12VDC. Если Вы хотите обеспечить эффективный заряд и длительный срок службы батареи, рекомендуем выбирать именно автоматические приборы. Благо, рынок полон доступных потребительских моделей.

часто задаваемых вопросов – Аккумулятор Pulse

Ограниченная гарантия

На аккумуляторы Pulse распространяется гарантия на любые дефектные аккумуляторы, которые мы производим, и гарантия на все дефекты или дефекты, связанные с производителем. Pulse гарантирует, что все аккумуляторы сбалансированы должным образом, но, пожалуйста, не забудьте проверить аккумулятор Pulse по прибытии на наличие каких-либо неисправностей, таких как низкое напряжение, дисбаланс элементов, паяные соединения и любые другие подобные дефекты. Если возникнут какие-либо такие недостатки, Pulse обязательно покроет все претензии в течение 60 дней; все претензии по истечении 60 дней после покупки не подлежат гарантии, поэтому обязательно внимательно осмотрите новую батарею Pulse по прибытии.

 

Импульсные аккумуляторы. На этом ваши вопросы заканчиваются.

У вас есть вопросы относительно аккумуляторов Pulse? Мы собрали множество вопросов, которые задают о литий-полимерных батареях, а также об батареях Pulse. Конечно, если вы не найдете ответ здесь, не стесняйтесь, напишите нам, мы всегда рады помочь.

 

В: Что такое рейтинг «C» и что он значит для меня?

A: рейтинги «C» подразделяются на (2) категории – скорость разрядки и скорость зарядки. Импульсные батареи обычно рассчитаны на скорость разряда 35C, 45C и 65C — это зависит от того, сколько силы тока может быть доставлено, или, проще говоря, от того, сколько энергии должна дать ваша батарея. Чем выше рейтинг «С», тем большую мощность может выдать аккумулятор.

Что касается скорости зарядки, батареи Pulse рассчитаны на 5C, что означает, что их можно заряжать в 5 раз быстрее, чем обычную литий-полимерную батарею 1C. Короче говоря, аккумуляторы Pulse можно заряжать с очень высокой мощностью для быстрой зарядки, исключая время ожидания обычных аккумуляторов, которые ограничены 1C.

Обратите внимание, что некоторые специальные блоки (например, блоки передатчика и приемника) могут иметь более низкие значения заряда и разряда.

 

В: Что такое мАч или емкость для аккумуляторов Pulse?

 

A: «мАч», сокращение от «миллиампер-часы», показывает емкость или количество энергии, которое батарея способна хранить. мАч, или Емкость, напрямую связана со временем полета и косвенно связана с выходной мощностью, поскольку батареи с большей емкостью также имеют большую силу тока, когда их об этом просят.

 

В: Сколько времени требуется для зарядки аккумулятора Pulse?

 

A: Учитывая, что батареи Pulse рассчитаны на скорость зарядки 5C, если ваше зарядное устройство может обеспечить необходимую силу тока для зарядки при 5C, время зарядки может составлять всего 15 минут, в зависимости от используемого зарядного устройства.

 

В: Как определить, какой силой тока можно заряжать аккумулятор Pulse?

 

О: Чтобы определить, сколько ампер можно безопасно заряжать аккумулятор Pulse, нужно немного посчитать. Мы будем использовать простую формулу для определения скорости зарядки — разделите «мАч» батареи на 1000 (скажем, для батареи 2200 мАч), что дает 2200 / 1000 = 2,2. Теперь умножьте его на показатель «заряда» аккумулятора, который в данном случае равен 5C — 2,2 x 5 = 11. Итак, если у нас есть аккумулятор емкостью 2200 мАч 5C (2200 разделить на 1000 = 2,2), у нас будет 2,2 в качестве нашего базовое число, которое мы затем умножаем на рейтинг заряда «5C», что дает нам число 11 – (2,2 x 5 = 11). Это означает, что при рейтинге 5C батарея Pulse емкостью 2200 мАч способна заряжаться током 11,0 ампер.

Анализ эффективного метода зарядки импульсным током для ионно-литиевой батареи

Бумага • Следующая статья находится в открытом доступе

Н. Маджид ¹ , С. Хафиз ¹ , С. Арианто ¹ , Р. Юоно ¹ , Э. Т. Астути ¹ и Б. Прихандоко ¹

Публикуется по лицензии IOP Publishing Ltd
Journal of Physics: Conference Series, Том 817, 2-й Международный симпозиум по передовым рубежам прикладной физики (ISFAP 2016), 3–5 октября 2016 г. , Джакарта, Индонезия. Citation N Majid et al 2017 J. Phys.: Conf. сер. 817 012008

Скачать статью PDF

4148 Всего загрузок Поделиться этой статьей ДОИ

https://doi.org/10.1088/1742-6596/817/1/012008

Купить эту статью в печатном виде

Подпишитесь на уведомления о новых проблемах

Создать оповещение о цитировании

1742-6596/817/1/012008

Abstract

Методы импульсной зарядки были разработаны как один из методов быстрой зарядки ионно-литиевых аккумуляторов. Этот метод применяет непрерывный импульс постоянного тока с определенной шириной импульса, пока батарея полностью не зарядится. В этом исследовании использовались четыре литий-полимерные батареи одного типа и емкости, которые подвергались воздействию нескольких импульсов тока в качестве переменной. Явление потери емкости как следствие способа зарядки анализировалось через каждые десять циклов заряда-разряда. Четыре батареи заряжали постоянным током (1C) в течение 30 минут, чтобы заполнить половину общей емкости, затем заряжали импульсным током различной длительности для достижения полной емкости каждой батареи. Зарядка постоянным током в течение одного часа также применялась к каждой батарее для сравнения с данными зарядки импульсным током. Аналогичные закономерности деградации емкости батареи наблюдались. Тем не менее, процент потери емкости разный. Таким образом, этот метод можно считать одним из эффективных методов зарядки, благодаря наименьшей потере емкости и более короткому времени зарядки.

Экспорт цитат и рефератов БибТекс РИС

Предыдущая статья в выпуске Следующая статья в выпуске

Содержание этой работы может быть использовано в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0. Любое дальнейшее распространение этой работы должно поддерживать указание автора (авторов) и название работы, цитирование в журнале и DOI.