Простими словами про складні зарядні пристрої
Радіокерована модель з електромотором просто неможлива без акумулятора (АКБ). А акумулятор вимагає періодичного заряджання. Тому якщо у вас є техніка на радіокеруванні - вам потрібний зарядний пристрій (ЗП). Добре, якщо в комплекті постачання з моделлю воно передбачене, а якщо ні – потрібно підбирати зарядку окремо. У цій статті розповімо, що це таке, які вони бувають і як у цьому всім розібратися.
Що таке зарядний пристрій?
Спеціальний пристрій, який призначений для заряду акумуляторних батарей енергією від зовнішніх джерел (мережа змінного струму, автомобільний акумулятор або повербанк) називається зарядним пристроєм. Принцип роботи розглянемо пізніше.
На що варто звернути увагу при виборі зарядного пристрою?
- Сумісність. Це, мабуть, найважливіший показник. Типи акумуляторів, що підтримуються хімічним складом (NiMH, NiCd, Li-Ion, Li-PO, LiHV, Pb...). Бувають універсальні, придатні для всіх типів та прості, які підходять для одного або двох типів акумуляторів.
- Технічні характеристики. Важливі потужність, кількість осердків АКБ, що підтримуються, і максимальні струми заряду. Від цього залежить час заряду, якщо, звичайно, конкретну АКБ можна заряджати відповідними струмами.
- Додаткові функції. Наявність дисплея дозволить більш точно встановити параметри програми заряду/розряду і полегшить процес налаштування ЗП, а можливість підключення до ПК дозволить отримати графік процесу або оновити прошивку. Деякі ЗП мають можливість зв'язку зі смартфоном через Bluetooth, що дозволяє керувати зарядним пристроєм віддалено, але у зоні дії даного протоколу зв'язку.
Для літієвих акумуляторів (LiPo, LiHV, Li-Ion, LiFe…) важливий процес балансування та режим зберігання (storage). А для нікелевих (NiMH, NiCd) та свинцевих (Pb) - заряд/розряд та циклування.
Докладніше
Зарядка має бути зручною, компактною, малошумною і обов'язково підтримувати ваш акумулятор за хімічним складом і напругою. Використання невідповідної електроніки призводить до виходу з ладу акумуляторної батареї, що може призвести до серйозних наслідків, аж до займання АКБ і пожежі. Для різних батарей важливими є різні вимоги.
Принцип роботи та час заряду
Заряд літієвих акумуляторів (LiPo, LiHV, Li-Ion, LiFe…) відбувається за заданим у прошивці ЗП алгоритмом. Як правило, основний час заряду до практично повного завершення (повний заряд звичайного LiPo акумулятора досягається при напрузі 4,2V на елемент (осередок) батареї) ЗП подає на батарею максимальний струм, заданий користувачем у параметрах програми заряду. При наближенні процесу заряду до завершення струм заряду плавно зменшується. Паралельно із процесом заряду відбувається процес балансування осередків батареї. Для цього необхідно підключити до ЗП балансувальний кабель батареї та вибрати відповідну програму.
Щядним режимом заряду LiPo батарей вважається установка зарядного струму в межах 0,5 - 1С, де С - номінальна ємність батареї (якщо батарея має ємність 1500мАг, то заряджати її слід струмом приблизно від 700 до 1500 мАг). Це рекомендація, від якої можуть відступати тільки досвідчені користувачі. Час заряджання залежить від потужності пристрою. Нікелеві батареї краще заряджати струмами менше (максимально 0,8C), рекомендовано 0,3 – 0,5C.
Час заряду можна визначити за простою формулою:
t = (С+10%)/I,
де t - час заряду, год
С - ємність батареї, мАг
І - сила струму заряду, мА.
Таким чином, знаючи основні параметри ЗП та АКБ, можна визначити приблизний час заряду.
Наприклад, (2200 мАг + 10%)/2000 мА ≈ 1,21 год. Тобто акумулятор ємністю 2200 мАг при струмі заряду 2А заряджатиметься приблизно півтори години.
Типи зарядних пристроїв
Всі зарядки можна умовно розділити на два типи: прості та універсальні.
Прості відрізняються невеликим функціоналом, компактним розміром, простотою налаштування та призначаються для одного, рідше двох типів акумуляторів. До переваг можна додати невисококу вартість та простоту експлуатації. До недоліків віднесемо відсутність додаткових налаштувань та виведення інформації під час роботи. Судити про процес заряду можна лише за кольором та миготінням індикаторів (світлодіодів). Налаштування або одне або вибирається кнопками (перемикачами).
У процесі заряду неможливо визначити яку напругу на кожному елементі (осередку) і скільки мА набрала батарея. Прості зарядні показують лише кінцеві етапи заряджання (процес заряджання йде або батарея вже заряджена повністю) або помилки процесу (наприклад, неправильне підключення батареї).
Такі прості пристрої часто йдуть у комплекті до більшості радіокерованих моделей, але їх можливості дуже обмежені через малу силу струму.
Універсальні ЗП володіють усім тим, чого так не вистачає простим:
- підходять для більшості або всіх типів АКБ, у тому числі для акумуляторів автомобілів;
- можуть заряджати батареї різної ємності та напруги;
- оснащуються мікропроцесорами для більш точного контролю процесів роботи та виведення графіків процесу;
- мають функцію балансування, функцію розрядки акумуляторних батарей, функцію тренування батарей на розряд-заряд (за допомогою цієї функції можна «оживити» деякі типи акумуляторів, застосувавши кілька циклів розряду та заряду батарей) та функцію оптимального заряду
Універсальні зарядні пристрої оснащуються дисплеєм для виведення важливої інформації, такої як струм заряду, напруга, набрана ємність, опір, час і т.д. Ці дані дозволяють точно визначити рівень заряду батареї та її загальний стан в данний момент часу. Деякі пристрої видають звуковий сигнал або сповіщення про завершення процесу.
Навіщо все це потрібне? Маючи ці дані, можна точно знати, чи повністю заряджена батарея і відстежувати процеси в реальному часі. Це дозволяє подовжити термін служби акумулятора та використовувати його потенціал на 100%.
Серед основних характеристик зарядного пристрою варто виділити потужність, максимальний струм заряду та кількість осередків АКБ, що підтримується. Знаючи всі ці параметри можна правильно налаштувати пристрій, відповідно до типу, напруги та ємності батареї. Важливо на початку процесу правильно встановити кількість осередків та струм заряду.
Дані про струмовіддачу батареї можна дізнатися з її маркування. На самому акумуляторі або його етикетці зазвичай вказується ємність, напруга та значення струмовіддачі при розряді. В окремих випадках вказується значення C при заряді.
Якщо ви побачите значення 2С, це означає, що батарею можна заряджати струмами з удвічі більшим значенням, ніж номінальна ємність батареї, і в цьому випадку час заряджання зменшується приблизно вдвічі. Це корисно в польових умовах або на трасі, коли кожна хвилина є важливою. Якщо значення C для заряду не вказано, але значення C для розряду високе, наприклад 40С і вище, то сміливо можна заряджати АКБ струмами більше 1С, але завжди пам'ятайте, що оптимальний струм все-таки 0,5 – 1С.
Що ще потрібно знати про зарядні пристрої для радіокерованих моделей?
Важливий параметр ЗП - це його потужність. Як дізнатися який за потужністю зарядний пристрій потрібний вам? Для цього також є формула:
P=U*I,
де P - потужність ЗП, W;
U - напруга, що подається на АКБ, V;
I - сила струму, А.
Якщо ви хочете зарядити LiPo акумулятор 11,1V (3S) 2200мАг струмом 3A, то розрахувати необхідну потужність дуже легко:
P = 11,1 V x 3 А = 33,3 W
Тобто у вашому випадку підійде пристрій зі струмом заряду 3А та потужністю близько 40W (завжди потрібен запас потужності, щоб враховувати втрати за потужністю та струмом усередині самого ЗП та не навантажувати електроніку на 100%).
Ось ще один приклад. Для акумулятора Fullymax 11.1V 8000mAh Li-Po 2S 45C під час заряду струмом 1C (8A) підійде ЗП з параметрами:
11,1V x 8А = 88,8 W
Додаткові параметри зарядних пристроїв. Блоки живлення та порти
Лінії електропередач поставляють змінний струм до ваших розеток із середньою напругою 220V. Більшість ЗП живляться від джерел постійного струму з напругою 12V (це найпопулярніше значення, але загалом діапазон 11-40V залежить від конкретної моделі ЗП).
Блоки живлення
Для того щоб пристрій працював необхідно блок живлення (БЖ), який як раз перетворює змінний струм з вашої розетки в постійний, необхідний зарядному пристрою. Тому є ще критерій вибору ЗП: з блоком живлення в комплекті, з вбудованим БЖ або взагалі без нього.
Зарядні без БЖ підійдуть тим, хто вже давно знайомий із подібною технікою і у своєму арсеналі має відповідний блок. Або для тих, хто використовує ЗП в польових умовах і підключає його відразу до акумулятора автомобіля клемами безпосередньо або через роз'єм прикурювача в салоні автомобіля.
Дуже зручно, якщо ЗП з вбудованим БЖ, у цьому випадку воно найчастіше компактне і додатково нічого не потрібно докуповувати. Такі ЗП, як правило, мають два роз'єми живлення: один для мережі 220V, другий для 12V.
Комплектний блок живлення є провідом з вилкою і невеликим блочком. Це щось схоже на провід вашого ноутбука.
При необхідності можна придбати зовнішній блок живлення для зарядного пристрою більшої потужності. Це окремі пристрої, що перетворюють змінний струм на постійний. Потужність таких блоків може досягати понад 1000W. Крім цього, вони оснащуються захистом від перегріву, короткого замикання, перевантажень та високого струму. Як правило, мають кілька пар вихідних роз'ємів для живлення декількох ЗП. Такі блоки будуть потрібні при використанні потужних ЗП для заряду 6-12S літієвих батарей.
Порти
Якщо у вас два і більше акумулятора, що постійно вимагають зарядки, рекомендуємо звернути увагу на багатопортові ЗП, тобто з можливістю одночасного незалежного підключення декількох батарей. Найпоширенішими є пристрої на два або чотири порти, але буває і більше.
Багатопортові зарядні пристрої бувають як простими, так і універсальними. У свою чергу універсальні багатопортові ЗП можуть одночасно обслуговувати батареї з різним хімічним складом, що дуже зручно, причому не важливо, яка програма працює на кожному з портів. Порти повністю незалежні один від одного з одним винятком – є обмеження потужності на кожен порт, але принцип розподілу по портах залежить від конкретної моделі ЗП.
Підсумки всього вищевикладеного
Якщо ви вирішили пов'язати своє життя з радіокерованими моделями або просто часто доводиться користуватися батареями, що перезаряджаються - вам точно потрібно зарядний пристрій. Як його вибрати можете дізнатися з нашої більш ранньої статті, де коротко розказано основні аспекти. А в цій обширній статті розповідаємо як правильно заряджати акумулятори.
Тепер ви знаєте, як підібрати зарядний пристрій, виходячи з даних вашого акумулятора, скільки приблизно часу займе процес заряду і як визначити необхідну потужність.
Для нечастих процесів заряду підійде просте ЗП. Якщо ж ви хочете точно знати, наскільки заряджена ваша батарея, налаштовувати технічні параметри заряду та відстежувати стан АКБ - вам краще переплатити та купити універсальний зарядний пристрій. Так як він підходить для більшості типів акумуляторів з різною напругою, ємністю та струмовіддачею.
Вибір завжди за вами. В асортименті нашого інтернет-магазину “Planeta Hobby” представлені зарядні пристрої різні за функціоналом та ціною, точно зможете вибрати оптимальний для себе.
Якщо залишилися питання - пишіть нижче, відповімо максимально розгорнуто.
