Простыми словами о сложных зарядных устройствах
Радиоуправляемая модель с электромотором просто невозможна без аккумулятора (АКБ). А аккумулятор требует периодической подзарядки. Поэтому если у вас есть техника на радиоуправлении - вам необходимо зарядное устройство (ЗУ). Хорошо, если в комплекте поставки с моделью оно предусмотрено, а если нет - нужно подбирать зарядку отдельно. В этой статье расскажем что это такое, какие они бывают и как в этом всем разобраться.
Что такое зарядное устройство?
Специальное устройство, которое предназначено для заряда аккумуляторных батарей энергией от внешних источников (сеть переменного тока, автомобильный аккумулятор или повербанк) называется зарядным устройством. Принцип его работы рассмотрим позже.
На что стоит обратить внимание при выборе зарядного устройства?
- Совместимость. Это, пожалуй, самый важный показатель. Типы аккумуляторов, поддерживаемых по химическому составу (NiMH, NiCd, Li-Ion, Li-PO, LiHV, Pb...). Бывают универсальные, подходящие для всех типов и простые, которые подходят для одного или двух типов батарей.
- Технические характеристики. Важны мощность, количество поддерживаемых ячеек АКБ и максимальные токи заряда. От этого зависит время заряда, если, конечно, конкретную АКБ разрешено заряжать соответствующими токами.
- Дополнительные функции. Наличие дисплея позволит более точно задать параметры программы заряда/разряда и облегчит процесс настройки ЗУ, а возможность подключения к ПК позволит получить график процесса или обновить прошивку. Некоторые ЗУ имеют возможность связи со смартфоном через Bluetooth, что позволяет управлять зарядным устройством удаленно, но в зоне действия данного протокола связи.
Для литиевых аккумуляторов (LiPo, LiHV, Li-Ion, LiFe…) важен процесс балансирования и режим хранения (storage). А для никелевых (NiMH, NiCd) и свинцовых (Pb) - заряд/разряд и циклирование.
Подробнее
Зарядка должна быть удобной, компактной, малошумной и обязательно поддерживать ваш аккумулятор по химическому составу и напряжению. Использование несоответствующей электроники приводит к выходу из строя аккумуляторной батареи, что может повлечь за собой серъезные последствия, вплоть до возгорания АКБ и пожара. Для разных батарей важны разные требования.
Принцип работы и время заряда
Заряд литиевых аккумуляторов (LiPo, LiHV, Li-Ion, LiFe…) происходит по заданному в прошивке ЗУ алгоритму. Как правило, основное время заряда до практически полного завершения (полный заряд обычного LiPo аккумулятора достигается при напряжении 4,2V на элемент (ячейку) батареи) ЗУ подаёт на батарею максимальный ток, заданный пользователем в параметрах программы заряда. При приближении процесса заряда к завершению ток заряда плавно уменьшается. Параллельно с процессом заряда происходит процесс балансировки ячеек батареи. Для этого необходимо подключить к ЗУ балансировочный кабель батареи и выбрать соответствующую программу ЗУ.
Щадящим режимом заряда LiPo батарей считается установка зарядного тока в пределах 0,5 - 1С, где С - номинальная ёмкость батареи (если батарея имеет ёмкость 1500мАч, то заряжать её следует током приблизительно от 700 до 1500мАч). Это рекомендация, от которой отступать могут только опытные пользователи. Время зарядки зависит от мощности устройства. Никелевые батареи лучше заряжать токами по-меньше, максимально 0,8C, рекомендовано 0,3 – 0,5C.
Время заряда можно определить по простой формуле:
t = (С+10%)/I,
где t - время заряда, ч
С - емкость батареи, мАч
І - сила тока заряда, мА.
Таким образом, зная основные параметры ЗУ и АКБ, можно определить примерное время заряда.
Например, (2200 мАч + 10%)/2000 мА ≈ 1,21 ч. То есть аккумулятор ёмкостью 2200 мАч при токе заряда 2А будет заряжаться приблизительно полтора часа.
Типы зарядных устройств
Все зарядки можно условно разделить на два типа: простые и универсальные.
Простые отличаются небольшим функционалом, компактным размером, простотой настройки и предназначаются для одного, реже двух типов аккумуляторов. К преимуществам можно добавить невысокую стоимость и простоту эксплуатации. К недостаткам отнесем отсутствие дополнительных настроек и вывода информации при работе. Судить о процессе заряда можно только по цвету и миганию индикаторов (светодиодов). Настройка либо одна, либо выбирается кнопками (переключателями).
В процессе заряда невозможно определить какое напряжение на каждом элементе (ячейке) и сколько мА набрала батарея. Простые зарядные показывают только конечные этапы зарядки (процесс зарядки идёт или батарея уже заряжена полностью) или ошибки процесса (например, неправильно подключение батареи).
Такие простые устройства зачастую идут в комплекте к большинству радиоуправляемых моделей, но их возможности сильно ограничены из-за малой силы тока.
Универсальные ЗУ обладают всем тем, чего так не хватает простым:
- подходят для большинства или всех типов АКБ, в том числе и для аккумуляторов автомобилей;
- могут заряжать батареи различной емкости и напряжения;
- оснащаются микропроцессорами для более точного контроля процессов работы и вывода графиков процесса;
- имеют функцию балансировки, функцию разрядки аккумуляторных батарей, функцию тренировки батарей на разряд-заряд (с помощью этой функции можно «оживить» некоторые типы аккумуляторов, применив несколько циклов разряда и заряда батарей) и функцию оптимального заряда для хранения аккумулятора.
Универсальные зарядные устройства оснащаются дисплеем для вывода важной информации, такой как ток заряда, напряжение, набранная настоящая емкость, сопротивление, время и т.д. Эти данные позволяют точно определить уровень заряда батареи и ее общее состояние в настоящий момент времени. Некоторые устройства издают звуковой сигнал или оповещение о завершении процесса.
Зачем все это нужно? Имея эти данные можно точно знать полностью ли заряжена батарея и отслеживать процессы в реальном времени. Это позволяет продлить срок службы аккумулятора и использовать его потенциал на все 100%.
Среди основных характеристик зарядного устройства стоит выделить мощность, максимальный ток заряда и поддерживаемое количество ячеек АКБ. Зная все эти параметры можно правильно настроить устройство, согласно типу, напряжению и емкости батареи. Важно в начале процесса правильно установить количество ячеек и ток заряда.
Данные о токоотдаче батареи можно узнать из ее маркировки. На самом аккумуляторе или его этикетке обычно указывается емкость, напряжение и значение токоотдачи при разряде. В редких случаях указывается значение C при заряде.
Если вы увидите значение 2С, это значит что батарею можно заряжать токами с вдвое большим значением, чем номинальная ёмкость батареи, и в этом случае время зарядки уменьшается примерно вдвое. Это полезно в полевых условиях или на трассе, когда каждая минута важна. Если значение C для заряда не указано, но значение C для разряда высоко, например 40С и выше, то смело можно заряжать АКБ токами более 1С, но всегда помните, что оптимальный ток все-же 0,5 – 1С.
Что еще нужно знать о зарядных устройствах для радиоуправляемых моделей?
Важный параметр ЗУ это его мощность. Как узнать какое по мощность зарядное устройство нужно вам? Для этого тоже есть формула:
P=U*I,
где P - мощность ЗУ, W;
U - напряжение, подаваемое на АКБ, V;
I - сила тока, А.
Если вы хотите зарядить LiPo аккумулятор 11,1V (3S) 2200мАч током 3A, то рассчитать необходимую мощность очень легко:
P = 11,1 V x 3 А = 33,3 W
То есть в вашем случае подойдет устройство с током заряда 3А и мощностью около 40W (всегда нужен запас мощности, чтобы учитывать потери по мощности и току внутри самого ЗУ и не нагружать электронику на 100%).
Вот еще один пример. Для аккумулятора Fullymax 11.1V 8000mAh Li-Po 2S 45C при заряде током 1C (8A) подойдет ЗУ с параметрами:
11,1V x 8А = 88,8 W
Дополнительный опции зарядных устройств. Блоки питания и порты
Линии электропередач поставляют переменный ток к вашим розеткам со средним напряжением 220V. Большинство ЗУ питаются от источников постоянного тока с напряжением 12V (это самое популярное значение, но в общем диапазон 11-40V и зависит от конкретной модели ЗУ).
Блоки питания
Для того чтобы устройство работало необходим блок питания (БП), который как раз преобразовывает переменный ток из вашей розетки в постоянный, необходимый зарядному устройству. По этому, есть еще критерий выбора ЗУ: с блоком питания в комплекте, со встроенным БП или вообще без него.
Зарядные без БП подойдут тем, кто уже давно знаком с подобной техникой и в своем арсенале имеет подходящий блок. Или для тех, кто использует ЗУ в полевых условия и подключает его сразу к аккумулятору автомобиля клеммами напрямую или через разъем прикуривателя в салоне автомобиля.
Очень удобно если ЗУ со встроенным БП, в этом случае оно чаще всего компактное и дополнительно ничего не нужно докупать. Такие ЗУ, как правило, имеют два разъема питания: один для сети 220V, второй для 12V.
Комплектный блок питания представляет собой провод с вилкой и небольшим блочком. Это что-то похожее на сетевой провод вашего ноутбука.
При необходимости можно купить внешний блок питания для зарядного устройства большей мощности. Это отдельные устройства, преобразующие переменный ток в постоянный. Мощность таких блоков может достигать более 1000W. Кроме этого, они оснащаются защитой от перегрева, короткого замыкания, перегрузок и высокого тока. Как правило имеют несколько пар выходных разъемов для питания нескольких ЗУ. Такие блоки будут востребованы при использовании мощных ЗУ для заряда 6-12S литиевых батарей.
Порты
Если у вас два и более постоянно требующих зарядки аккумулятора, то рекомендуем обратить внимание на многопортовые ЗУ, то есть с возможностью одновременного независимого подключения нескольких батарей. Наиболее распространены устройства на два или четыре порта, но бывает и более.
Многопортовые зарядные устройства бывают как простыми, так и универсальными. В свою очередь универсальные многопортовые ЗУ могут одновременно обслуживать батареи с разным химическим составом, что очень удобно, при чем не важно, какая программа работает на каждом из портов. Порты полностью независимые друг от друга с одним исключением – есть ограничение по мощности на каждый порт, но принцип распределения по портам зависит от конкретной модели ЗУ.
Итоги всего вышеизложенного
Если вы решили связать свою жизнь с радиоуправляемыми моделями или просто часто приходится пользоваться перезаряжаемыми батареями - вам точно нужно зарядное устройство. Как его выбрать можете узнать из нашей более ранней статьи, где коротко рассказано об основных аспектах. А в этой обширной статье рассказываем как правильно заряжать аккумуляторы.
Теперь же вы знаете как подобрать зарядное устройство исходя из данных вашего аккумулятора, сколько примерно времени займет процесс заряда и как определить необходимую мощность.
Для нечастых процессов заряда подойдет простое ЗУ. Если же вы хотите точно знать на сколько заряжена ваша батарея, настраивать технические параметры заряда и отслеживать состояние АКБ - вам лучше переплатить и купить универсальное зарядное устройство. Так как оно подходит для большинства типов аккумуляторов с разным напряжением, емкостью и токоотдачей.
Выбор всегда за вами. В ассортименте нашего интернет-магазина “Planeta Hobby” представлены зарядные устройства различные по функционалу и цене, точно сможете выбрать оптимальное для себя.
Если остались вопросы - пишите ниже, ответим максимально развернуто.
