Меню

Трансформаторное зарядное устройство принцип работы

Трансформаторное зарядное устройство принцип работы

Рейтинг статьи: ( 663 )

  1. Принцип работы ЗУ
    1. Трансформаторное зарядное устройство
    2. Импульсное зарядное устройство
  2. Какое зарядное устройство лучше
  3. Какое ЗУ выбрать

Зарядное устройство

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.

Выпрямление синусоиды

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).

Скважность

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.

Источник



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.

Читайте также:  Зарядное устройство для телефона sony ericsson купить

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

Конструкция, принцип работы и выбор трансформаторного зарядного устройства

Аккумулятор является электрическим прибором, требующим периодической подзарядки. Используется зарядное устройство трансформаторное или импульсное. При выборе необходимо учесть, для чего батарея используется, какое напряжение и ток. Важен так же производитель и стоимость.

Конструкция и принцип работы

Зарядное оборудование только заряжает аккумулятор от бытовой электросети, зарядно-пусковое может запустить двигатель при разряженной батарее.

Подзарядка может проводиться:

  • от постоянного напряжения;
  • от постоянного тока;
  • комбинированно.

У трансформаторного зарядного два главных элемента:

  • трансформатор;
  • выпрямитель.

На входе устанавливается предохранитель и выключатель, после трансформатора – диод, стабилитроны и резисторы.

На вход поступает ток 220 В, из трансформатора на диод передается переменное напряжение. Предназначение стабилитронов и резисторов – превратить его в постоянное 14,5 В. В процессе подзарядки сопротивление батареи растет, напряжение постепенно уменьшается, ток опускается до нуля. В этот момент зарядка заканчивается.

Для того, чтобы аккумулятор снова заработал, необходимо зарядить его на 10% от емкости. Параметры устанавливаются регуляторами, размещенными на корпусе. Процесс длится не более суток.

Если зарядное устройство комбинированное, батарея на начальном этапе заряжается от тока, потом – от напряжения. Это позволяет исключить возможность перегрева электролита.

Преимущества и недостатки

Трансформаторные зарядчики традиционные, поэтому привычные, хотя не очень удобные.

К преимуществам пользователи относят:

  • простоту конструкции;
  • надежность работы и редкость поломок;
  • обеспечение стабильного питания при заданном напряжении;
  • наличие защиты от короткого замыкания;
  • доступность запчастей;
  • простоту ремонта;
  • возможность восстановить самую старую батарею;
  • низкую стоимость.
  • большие размеры и вес (параметры зависят от мощности);
  • необходимость в замере заряда перед подзарядкой;
  • необходимость следить за процессом зарядки и периодически (через 30-40 минут) измерять силу электротока.

Без присмотра может замкнуть клеммы, существует вероятность испарения электролита.

Достоинств больше, чем недостатков, поэтому зарядные приборы этого типа востребованы.

Импульсный зарядчик – особенности конструкции и преимущества

Основное отличие импульсных зарядных устройств от трансформаторных – осуществление подзарядки импульсами.

К достоинствам относят:

  • небольшой вес и размеры;
  • полную автоматизацию процесса;
  • высококачественную систему защиты;
  • наличие контроля за перегревом;
  • подсказки на дисплее, минимизирующие риски;
  • наличие нескольких режимов.

Недостаток один – сравнительно высокая стоимость при покупке и ремонте.

Если аккумулятор необслуживаемый, более безопасно для подзарядки использовать импульсное оборудование, не оказывающее отрицательного воздействия на электроды.

Какое зарядное устройство лучше, импульсное или трансформаторное, каждый решает сам, исходя из конкретной ситуации.

Критерии выбора

Первое, что нужно определить – мощность аккумулятора. Чаще всего это 12 В, источники питания на 6 В используются на моторных лодках и старых мотоциклах.

Переключателем с 6 В на 12 В или с 12 в на 24 В оснащен практически каждый зарядчик (хотя встречаются устройства только на 12 В). Самыми универсальными считаются приборы на 24 В, используемые как для легковых, так для грузовых автомобилей (фур, тягачей), карьерной и сельскохозяйственной техники. В таких аккумуляторах 2 батареи по 12 В, но зарядчик 24-вольтовый, чтобы экономилось время.

Существую зарядчики на 6, 12 и 24 В для подзарядки любых аккумуляторов.

Чтобы определиться с типом зарядного устройства, необходимо выяснить вид источника питания. Он может быть залитый или сухозаряженный, кислотный (WET или AGM – с абсорбированным электролитом) или гелевый (GEL или MF). Для каждого вида свой режим подзарядки. Исключение – WET батареи, которые можно зарядить любым устройством. Для GEL или MF выпускаются специальные зарядчики.

Следующий показатель – емкость аккумулятора, которая измеряется в ампер/часах. Емкость зарядчика не может быть меньше емкости батареи. Но лучше выбрать прибор с запасом, чтобы не менять его при покупке другого аккумулятора. Третий показатель – ток, выбирается вычислением 10% от емкости батареи.

Аккумулятор не зарядится хорошо, если ток превышает норму.

Те, кто согласны мерить плотность электролита, определять процент разрядки, следить за процессом, покупают трансформаторные зарядчики.

Подобное решение влечет за собой некоторые неудобства:

  • при подзарядке с постоянным значением напряжения аккумулятор может полностью не зарядиться из-за слишком большого падения тока в конце;
  • при фиксированном значении тока существует вероятность, что электролит закипит;
  • для определения конца подзарядки используется шкала или таймер, поэтому вероятность ошибиться достаточно высокая.

Импульсные приборы более удобные. Сначала батарея заряжается от постоянного тока, в конце процесса – от постоянного напряжения. Пользователю нужно только подключить прибор к розетке. Величину электротока и время отключения определяет встроенный контроллер, все данные выводятся на дисплей.

Существуют импульсные приборы с функцией восстановления (десульфатации), с температурной компенсацией (для зимы). Самые современные модели оснащаются функцией сохранения настроек. При повторной подзарядке одной и той же батареи используются прежние параметры, что позволяет сэкономить время.

Что покупать, импульсное или трансформаторное зарядное устройство, каждый определяет, исходя из собственных предпочтений и финансовых возможностей. Те, кто давно пользуются трансформаторными приборами, обращают мало внимания на вес и габариты, давно привыкли контролировать процесс. Для желающих иметь крутое и современное оборудование подойдет импульсное зарядное устройство, позволяющее во время процесса заниматься другими делами.

Читайте также:  Евросеть зарядные устройства самсунг

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.

Конструкция импульсных зарядных устройств обеспечивает выпрямление и фильтрацию входящего тока, а дальше сигнал преобразуется в высокочастотные импульсы. Некоторые устройства включают в схему импульсный трансформатор. Выходное напряжение зависит от длительности импульсов. Этот параметр ещё называют скважностью.

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.

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.

В импульсных зарядных устройствах трансформатор отсутствует, благодаря чему их размеры более компактные, а вес меньше, чем у трансформаторных моделей. Ещё одной отличительной особенностью является то, что у них нет каких-то жёстко установленных значений тока и напряжения на выходе. Они могут изменяться и настраиваться под конкретный режим работы. Конечно, возможности зависят от конкретной модели. Но в принципе, импульсное ЗУ может заряжать постоянным током с плавающим напряжением, плавающим током с постоянным напряжением, а также комбинациями этих режимов. Продвинутые устройства позволяют устанавливать программу, на разных стадиях которой будут разные значения тока и напряжения. Ниже рассмотрены положительные и отрицательные отличия импульсного зарядного устройства от трансформаторного. Положительные отличия.

  • 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.

[soc1] Негативные отличия.

  • 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. [banner1]

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.

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.

[soc2] Здесь имеет смысл упомянуть о таком режиме заряда, как Boost. Сейчас его можно встретить практически на любых моделях. Это ускоренная зарядка позволяет аккумулятору быстро набрать ёмкость, необходимую для пуска силового агрегата.

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.

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.

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. [banner2]

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.

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.

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.

[soc3] Модель Вымпел-150 проста в использовании. Для контроля за процессом имеется два светодиода. Отключение зарядки осуществляется при достижении напряжения на выводах аккумулятора 15 вольт. Электроника обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрева. Номинальная ёмкость заряжаемых АКБ составляет от 2 до 100 ампер-час. 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.

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.

Читайте также:  Зарядное устройство gp powerbank s330 отзывы

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.

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.

[banner3] В пике нагрузки Wester CD-7200 потребляет до 150 Вт. Отзывы об этом импульсном зарядном устройстве можно оценить, как четыре с плюсом по пятибалльной шкале. Их покупают в основном для зарядки автомобильных аккумуляторов средней ёмкости. Хотя они могут заряжать мощные грузовые АКБ. В отзывах мало встречаются те, кто приобретал прибор для зарядки аккумулятора мотоцикла. Наверное, устройство дороговато для этих целей. Его цена в рознице находится около отметки 4,5 т. р. 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.

Aurora Sprint 20D

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

Автоматический процесс зарядки включает в себя семь ступеней. Он разработан таким образом, чтобы аккумулятор после зарядки полностью восстановил все свои рабочие параметры.

  • 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.

Опрос

Примите участие в опросе! [poll ] Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Исправления и дополнения к материалу, а также ваши отзывы об импульсных зарядных устройствах для автомобильного аккумулятора, оставляйте в комментариях ниже. Голосуйте в опросе и оценивайте статью.

Источник

Зарядные устройства. Виды и особенности. Методы заряда

Зарядные устройства – это корректирующие электрический ток приспособления, меняющие его параметры под оптимальные для зарядки аккумуляторов, от внешних источников питания. Чаще всего они применяются для конвертации электроэнергии от сети переменного тока 220 или 380В в постоянный ток. Их применяют для зарядки аккумуляторных батарей автомобилей и спецтехники, ноутбуков, телефонов, планшетов, электроинструмента.

Из чего состоит зарядное устройство

Схема работы зарядных устройств может существенно отличаться в зависимости от их назначения, а также фактических параметров напряжения, которые нужно получить для конкретного аккумулятора.

В классической схеме прибора присутствуют:

  • Преобразователь напряжения.
  • Выпрямитель.
  • Стабилизатор тока.
  • Контроллер заряда.
  • Световой индикатор.

Преобразователь напряжения отвечает за изменение величины входного напряжения. В его качестве может применяться понижающий трансформатор. После преобразователя в зарядном устройстве стоит выпрямитель, задача которого заключается в преобразовании переменного тока в постоянный, являющийся оптимальным для зарядки аккумулятора. Далее в системе выполняется стабилизация тока.

В зарядном устройстве имеется контроллер зарядки. Он определяет степень зарядки аккумулятора, и после его заполнения отключает питание. Для определения режима, в котором работает зарядное устройство в текущее время, используется световой индикатор. Обычно в его качестве ставятся светодиоды. При подаче питания от зарядного устройства на аккумулятор индикатор светится красным светом. После окончания зарядки загорается зеленый светодиод.

Принцип работы подавляющего большинства зарядных устройств одинаковый. Поступающее в прибор электричество корректируется под необходимый уровень силы тока и напряжения, рассчитанных под конкретный тип аккумулятора. Именно поэтому не допускается использование одного зарядного устройства для разных по емкости и прочим параметрам АКБ.

Zariadnye ustroistva 2

Почему происходит заряд аккумулятора

Зарядное устройство подает на клеммы аккумулятора более мощное напряжение, чем у него. Оно значительно превышает фактическую разность потенциалов между встроенным катодом и анодом батареи. Кроме этого напряжение направлено с ними однополярно. В результате воздействия, направление тока в аккумуляторной батареи меняется. Происходит его движение от положительного электрода к отрицательному. Как следствие внутри аккумулятора наблюдается восстановительная реакция, следствием которой выступает накопление заряженных электронов.

Отличия зарядных устройств по методу заряда
Зарядные устройства аккумуляторных батарей разделяются по методу заряда на три категории:
  • С постоянным током.
  • С постоянным напряжением.
  • Со смешанным типом.

Устройства, заряжающие аккумуляторные батареи постоянным током наиболее быстрые в плане восстановления заряда. Однако применение данной технологии накопления заряженных электронов приводит к более быстрому изнашиванию аккумуляторов. Устройства такого типа обеспечивают постоянную силу тока. При этом сила тока не должна превышать десятую часть номинальной емкости аккумулятора. Чтобы обеспечить такую постоянную силу тока на одном уровне такие ЗУ оборудованы регуляторами.

Зарядные устройства, работающие по принципу постоянного напряжения , заряжают АКБ существенно дольше. Степень заряженности АКБ при применении этого метода зависит от величины заданного напряжения. В процессе заряда сила тока уменьшается, а напряжение на выводах аккумулятора приближается к напряжению ЗУ. В связи с этим прибор технически не может восстановить заряд батареи на все 100%.

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

Какие бывают зарядные устройства
Приборы для подзарядки аккумуляторной батареи разделяются в зависимости от способа их применения. По этому критерию они бывают:
  • Внешние.
  • Встроенные.

Внешние устройства это отдельные приборы, осуществляющие интерфейс между источником энергии и аккумулятором. Встроенные устройства располагаются непосредственно в корпусе питаемого прибора. В таком случае для подключения к внешним источникам энергии применяется простой сетевой кабель. Часто встроенные зарядки можно встретить в аккумуляторных фонариках, бюджетных машинках для стрижки волос.

Кроме этого прибор для подзарядки батарей можно классифицировать по функциональным особенностям. К примеру, по наличию индикатора заряда, функции предварительного разряда для восстановления емкости АКБ.

В зависимости от совместимого источника энергии зарядные устройства также классифицируются на следующие виды:
  • Сетевые.
  • Аккумуляторные.
  • Автомобильные.
  • Беспроводные.
  • Универсальные.

Наиболее распространенными выступают сетевые устройства. Они предназначены для подключения к стандартным сетям 220В или 380В. Приборы преобразуют переменный электрический ток под оптимальные параметры, необходимые для накопления энергии аккумуляторной батареи. Это простые в применении устройства. Однако для обеспечения их работы требуется доступ к электрической сети.

Zariadnye ustroistva setevye

Аккумуляторные приборы имеют в своем корпусе собственный накопитель энергии. Благодаря этому они способны зарядить стороннюю батарею вдали от сети, передав ей собственный запас энергии. Это мобильные устройства, в первую очередь предназначенные для применения в дороге. Их также используют в качестве резервного накопителя, позволяющего подзаряжать различное оборудование при отсутствии доступа к электрической сети.

Akkumuliatornye podzariadki

Автомобильные зарядные устройства предназначены для подключения через прикуриватель к бортовой сети автомобиля или другой спецтехники. Прибор перерабатывает постоянное напряжение 12 или 24 В от бортовой сети в необходимое для конкретного аккумулятора. Чаще всего их применяют для подзарядки мобильных телефонов, планшетов, ноутбуков, фотоаппаратов, видеокамер. В качестве источника энергии они могут использовать заряд АКБ автомобиля или электроэнергию вырабатываемую генератором.

Avtomobilnye zariadnye ustroistva

Беспроводные устройства отличаются отсутствием связывающего кабеля между аккумулятором и самим прибором. Они представляют собой платформу, оснащенную индукционной катушкой. На нее укладывается сверху совместимый прибор, который принимает передаваемую энергии беспроводным способом. Таким образом, отсутствует непосредственный физический видимый контакт между аккумуляторной батареей и источником.

Besprovodnye zariadki

Также в отдельную группу можно выделить универсальные устройства для подзарядки. Они могут быть сетевыми, аккумуляторными или автомобильными. Вне зависимости от источника применяемой энергии, их объединяющей особенностью является наличие набора различных разъемов для подключения широкого круга аккумуляторной техники. Благодаря этому подобное устройство может применяться для питания практически любого мобильного телефона, планшета, ноутбука. Прибор оснащается одним зарядным кабелем с разъемом, к которому подключаются переходники под ту или иную технику. Нередко универсальные зарядки позволяют проводить регулировку параметров исходящего напряжения, что расширяет перечень совместимой с ними техники.

Zariadnye ustroistva universalnye

Что такое импульсные и трансформаторные зарядные устройства

При выборе мощного устройства для зарядки, к примеру, для АКБ автомобиля или электроинструмента, важным параметром является принцип его работы. Это напрямую влияет на скорость зарядки и безопасность самого аккумулятора.

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

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

Что такое пуско-зарядное устройство

При разрядке аккумуляторной батареи автомобиля его стартер не может запустить двигатель, пока в АКБ не накопится достаточно энергии. При традиционной зарядке на это может уйти несколько часов. Для решения данной проблемы разработаны пуско-зарядные устройства. Это габаритные и мощные приборы, позволяющие в момент дать достаточно энергии для срабатывания стартера. То есть, при разряженном аккумуляторе не нужно его сначала зарядить, чтобы запустить двигатель.

Кроме функции запуска двигателя, данные устройства отличаются высокой скоростью зарядки. Большинство из них подзаряжают автомобильную батарею всего за 3 часа, что против 10-12 часов у обычных зарядок. Главный недостаток такого оборудования в высокой стоимости.

Источник