Зарядки для акумуляторних батарейок: характеристики, типи, види

Кількість окремих слотів під акумулятори, передбачених в конструкції зарядного пристрою.

Чим більше таких слотів – тим більше батарей можна заряджати у пристрої за один раз; «багатозарядні» моделі (зарядки на 4 акумулятори і більше) будуть особливо корисні в тих ситуаціях, коли доводиться інтенсивно використовувати велику кількість акумуляторів. З іншого боку, ця особливість помітно впливає на габарити, вагу та вартість зарядника. Однак не так суттєво, тому моделей на 1 акумулятор або на 2 акумулятори менше і їх можна скоріше охарактеризувати як туристичний варіант.

Технологія виготовлення батарей, з якою сумісний зарядний пристрій. Сучасні акумулятори можуть виготовлятися за різними технологіями (Ni-Cd, Ni-Mh, Li-Ion, LiFePO4, IMR), кожна має свої особливості і вимоги до процедури зарядки; тому під конкретний акумулятор варто підбирати зарядний пристрій, для якого прямо заявлена сумісність з відповідною технологією.

— Ni-Cd. Нікель-кадмієві акумулятори є одним з найстаріших різновидів елементів, що перезаряджаються. Тим не менш, вони і сьогодні використовуються досить широко, зокрема, Ni-Cd батареї вважаються оптимальними для пристроїв з порівняно високими струмами споживання і підвищеними вимогами до надійності. Такі акумулятори стійкі до низьких температур, прості в зберіганні, надійні і безпечні. Одним з головних недоліків даної технології вважається «ефект пам'яті»: ємність батареї знижується після того, як її поставили на зарядку, не розрядивши до кінця. Однак цей момент пов'язаний швидше з особливостями контролерів заряду, а не з самою технологією, і застосуванням прогресивних контролерів можна звести його практично до нуля. А ось з однозначних недоліків можна згадати «неекологічність» як самих батарей, так і їх виробництва.

— Ni-Mh. Нікель-метал-гидридні елементи були створені в спробі удосконалення описаних вище ніке...ль-кадмієвих. Творцям вдалося досягти більш високої ємності (при тих же розмірах батареї), крім того, Ni-Mh елементи екологічно безпечні і повністю позбавлені ефекту пам'яті навіть при використанні найпростіших контролерів заряду. Недоліками цього варіанта, порівняно з Ni-Cd, є порівняно невисока стійкість до морозів, менший термін служби і більш складні умови зберігання, особливо довготривалого.

— Ni-Zn. Технологія, яка є ровесницею Ni-Cd і теж дожила до наших днів. Нікель-цинкові елементи характеризуються більш високою ємністю, ніж у інших «нікелевих» акумуляторів, а також більш високою напругою, яка до того ж зберігається на робочому рівні практично до вичерпання заряду. Останнє особливо зручно для цифрових фотоапаратів — ця техніка досить вимоглива до напруги. Тим не менш, з низки причин Ni-Zn технологія особливої популярності не набула. Головною з цих причин є малий термін служби (близько 300 – 400 циклів заряду-розряду).

— Li-Ion. Тип батарей, що широко відомий насамперед за портативною електронікою на зразок смартфонів або плеєрів, проте з недавніх пір успішно застосовується і в інших видах техніки. Літій-іонні акумулятори поєднують високу ємність з компактністю, досить швидко заряджаються і позбавлені «ефекту пам'яті». Їх головні недоліки — висока вартість, слабка придатність до роботи за низьких температур і деяка ймовірність загоряння при перевантаженнях і збоях.

— LiFePO4. Різновид описаних вище Li-Ion акумуляторів, так звані «літій-залізо-фосфатні». Перевагами подібних елементів перед класичними літій-іонними є, насамперед, стабільна напруга розряду (до вичерпання енергії), висока пікова потужність, тривалий термін служби, стійкість до низьких температур, стабільність і безпека. Крім того, завдяки використанню у складі заліза замість кобальту такі акумулятори ще й безпечніше у виробництві і простіше в утилізації. Водночас вони помітно поступаються літій-іонним за ємністю.

— IMR. Дана абревіатура використовується для літій-іон-марганцево-оксидних батарей — ще однієї варіації на тему літій-іонної технології; також зустрічається позначення LiMn. Поліпшення, представлені в цій версії включають температурну стабільність (знижений ризик займання при збоях), довговічність та низькі показники саморозряду (останнє спрощує тривале зберігання). При цьому для багатьох батарей IMR заявлена сумісність зі стандартними «зарядниками» для літій-іонних елементів, однак краще все-таки користуватися спеціалізованими пристроями (зокрема, через низький внутрішній опір і підвищений ризик переразрядки).

Типорозміри акумуляторів, з якими сумісний зарядний пристрій. При цьому адаптери (див. нижче), які поставляються в комплекті, у даному пункті не враховуються, мова йде тільки про ЗП як такий.

Типорозмір описує форму, розміри, конструкцію роз'ємів і робочу напругу акумулятора; таким чином, це один з найбільш важливих параметрів для визначення сумісності з конкретним зарядним пристроєм.

Найбільш популярні типорозміри, під які робляться сучасні «зарядники», можна умовно поділити на 1.5-вольтові (маркуються латинськими літерами AA, AAA, C, D) та 3.7-вольтові (мають цифрове маркування 14500, 17500, 18650, 22650, 26650 тощо). Докладніше про них:

— AAAA. Найбільш мініатюрна версія «пальчикового» типорозміру: батарейки тієї ж циліндричної форми, що і загальновідомі АА і ААА, однак мають діаметр близько 8 мм та довжину близько 43 мм. За застосуванням аналогічні ААА, однак поширені досить слабо.

— AAA. Типорозмір, відомий у народі як «мініпальчикові» або «мізинчикові батарейки»: циліндричні елементи живлення діаметром 10,5 мм і довжиною 44,5 мм. Застосовуються в основному в мініатюрних пристроях..., для яких батареї-«таблетки» недостатньо, а більш великі елементи виявляються занадто громіздкими.

— AA. Класичні «пальчикові» батарейки діаметром 14 мм і довжиною 50 мм, один з найпопулярніших сучасних типорозмірів (якщо не найпопулярніший). Використовуються в найрізноманітніших видах і цінових категоріях пристроїв, включаючи навіть зовнішні батарейні блоки для дзеркальних камер.

— C. Батарейки у вигляді характерної «діжки». За висотою аналогічні пальчиковим AA, однак товстіші майже вдвічі — 50 мм і 26 мм, відповідно, за рахунок чого вирізняються більш високою ємністю.

— D. Найбільший типорозмір 1,5-вольтових акумуляторів споживчого рівня, діаметром 34 мм і довжиною 61 мм. Застосовується в основному в потужних ліхтарях і приладах з високим енергоспоживанням.

3,7-В акумулятори позначаються п'ятизначним числом. У ньому перші дві цифри означають діаметр (у міліметрах), решта три — довжину (в десятих частках міліметра). Наприклад, популярний типорозмір 18650 відповідає батарейці діаметром 18 мм і довжиною 65,0 мм. Тут варто зазначити, що існують 3,7-вольтові елементи, габарити яких відповідають описаним вище 1,5-вольтовим (наприклад, типорозмір 14500 аналогічний «пальчиковим» АА), однак обидва типи не є взаємозамінними через різницю в напрузі.

Окрему категорію являють собою 9-вольтові акумулятори R22, також відомі як «Крона»: це прямокутні елементи, в яких пара контактів розташовується на одному з торців.

Спосіб індикації роботи, іншими словами — тип повідомлень, передбачений в конструкції зарядного пристрою.

— Світлодіодна. Світлодіодні індикатори можуть видавати повідомлення за рахунок вмикання і вимикання, миготіння з певною частотою, а також зміни кольору. Вони обходяться дешевше, ніж дисплеї (див. нижче), і краще помітні здалеку, однак менш інформативні і більш обмежені в можливостях.

— Дисплей. У зарядних пристроях, зазвичай, використовуються найпростіші РК-дисплеї. Однак навіть такі екрани набагато більш інформативні і наочні, ніж світлодіодні індикатори. На дисплей може виводитися найрізноманітніша інформація, причому у вигляді, зручному для сприйняття: користувачеві не потрібно згадувати, що означає той чи інший вогник, він відразу бачить конкретне повідомлення, наприклад, «Зарядка закінчена». Щоправда, і коштує подібна зручність помітно дорожче.

Кількість незалежних каналів зарядки, передбачене в конструкції зарядного пристрою.

Якщо напруга, струм зарядки і інші параметри даної моделі регулюються на всіх акумуляторних слотах одночасно — це означає, що пристрій має тільки один канал. Наявність кількох каналів зарядки дозволяє виставляти на окремих слотах власні параметри роботи та, відповідно, одночасно заряджати в одному пристрої різні типи акумуляторів. При цьому канал може охоплювати як один слот, так і декілька: наприклад, багато моделей на 4 батареї мають всього 2 каналу (по одному на кожні 2 слоти).

Велика кількість каналів розширює можливості «зарядника» і буде особливо корисним у тих випадках, коли доводиться часто заряджати різнотипні батареї; з іншого боку, воно помітно позначається на вартості пристрою.

Найменший струм, який може забезпечити пристрій в режимі заряду. Якщо цей параметр вказаний в характеристиках — це означає, що дана модель має можливість регулювання струму заряду (в іншому разі зазначається тільки максимальний струм).

Струм заряду є одним з найважливіших параметрів для будь-якого ЗП: детальніше про це див. «Макс. струм заряду». А від цього показника залежить загальний діапазон регулювання струму: чим нижче мінімальне значення (при тому ж максимумі) — тим ширші можливості по налаштуванню «зарядника» під конкретну специфіку роботи.

Найбільший струм, який може забезпечити пристрій при зарядці акумулятора (або штатний значення струму зарядки, якщо він не регулюється).

Струм зарядки є одним з найважливіших параметрів для будь-якого ЗП: він визначає швидкість процесу і сумісність з певними батареями. Загалом чим вище ток — тим швидше відбувається процес, тим менше часу займає зарядка. Водночас деякі батареї можуть мати рекомендації з оптимальної силі струму і обмеження її максимальним значенням. Тому бездумно гнатися за потужним ЗП не варто: спочатку не завадить дізнатися, наскільки виправданою буде така потужність.

Відзначимо, що в багатоканальних пристроях (див. «Незалежних каналів») максимальна сила струму може досягатися під час роботи тільки частини каналів. Показники, що забезпечуються під час роботи всіх каналів одночасно, для подібних моделей вказуються окремо (див. «Струм заряду (всі канали)»).

Найбільша сила струму, що забезпечується багатоканальним зарядним пристроєм (див. «Незалежних каналів») на повному навантаженні, під час роботи всіх слотів (і, відповідно, каналів). По суті — гарантований максимум по струму, забезпечуваний багатоканальним ЗП незалежно від кількості задіяних каналів.

Про загальному значенні струму заряду див. «Макс. струм заряду». Тут же відзначимо, що повна навантаження є досить складним режимом, на якому сила струму може знизитися. Тому цей параметр вказується окремо.

Кількість окремих налаштувань по струму заряду (див. вище), передбачене в конструкції зарядного пристрою. Наприклад, пристрій на 4 налаштування може передбачати варіанти 200, 400, 800 і 1000 мАгод. Загалом чим більше це число, тим точніше можна підібрати струм зарядки під ту чи іншу ситуацію.

Можливість роботи пристрою в режимі крапельного заряду.

Крапельною називають зарядку акумулятора на малих струмах — порядку декількох десятків міліампер — застосовується для компенсації саморозряду («зникнення» накопиченої енергії з плином часу). Ця функція актуальна в основному для Ni-Cd і Ni-Mh акумуляторів, які мають досить значні показники саморозряду: вона дає можливість постійно тримати їх в повністю зарядженому стані. Це особливо корисно в тих ситуаціях, коли акумулятор може знадобитися в будь-який момент (але невідомо, коли саме).

Найменший струм, який пристрій здатне забезпечити в режимі розряду акумулятора.

На розряді встановленого в ЗП акумулятора засновані деякі специфічні функції (детальніше див. нижче); при цьому нерідко виникає необхідність виставити певне значення сили струму, оптимальне для даної батареї. Чим менший мінімальний струм розряду (при тому ж максимальному) — тим ширше діапазон регулювання і тим вище ймовірність, що прилад зможе забезпечити оптимальний режим розряджання.

Найбільший струм, який пристрій здатне забезпечити в режимі розряду акумулятора.

На розряді встановленого в ЗП акумулятора засновані деякі специфічні функції (детальніше див. нижче). Чим вище максимальне значення струму розряду — тим менше часу йде на «злив» енергії батареї. З іншого боку, для деяких типів акумуляторів і режимів розрядки можуть передбачатися специфічні рекомендації по силі струму, а їх перевищення буває загрожує перевантаженням, перегрівом і навіть загорянням. Тому спеціально гнатися за високими значеннями струму розрядки необхідно тільки в тому випадку, якщо це виправдано з технічної точки зору.

Процедура, яка дає змогу швидко визначити ємність встановленого акумулятора. Власне, головною перевагою вимірювання ємності є саме швидкість. З іншого боку, результати виходять не особливо точними, і вони зазвичай відображають лише номінальну, а не фактичну ємність — для визначення останньої краще використовувати функцію перевірки залишкової ємності.

Функція, що запобігає перезаряду — накопиченню надмірної кількості енергії встановленим в ЗП акумулятором. Перезаряд є вкрай небажаним для будь-якого типу акумулятора, він може призвести до неприємних наслідків — від погіршення робочих характеристик до перегрівання і займання. Щоб уникнути цього, у зарядних пристроях може передбачатися автоматика (захист від перезаряду), яка стежить за рівнем заряду і автоматично відключає батарею по завершенню процесу.

Попередній розряд стане в нагоді для батарей, схильних до ефекту пам'яті — їх потрібно заряджати тільки після повного вичерпання заряду. Відповідно до назви, ЗП з цією функцією здатний при необхідності розряджати встановлений акумулятор «в нуль», перш ніж приступати до зарядки. При цьому деякі моделі здатні автоматично визначати наявність залишків енергії і вмикати попередній розряд, в інших його потрібно вмикати вручну.

Функція відновлення ємності стане корисною для батарей з ефектом пам'яті – в цьому разі тих, ємність яких вже встигла знизитися. У цьому режимі ЗП кілька разів розряджає та заряджає батарею особливим способом, що усуває ефект пам'яті та відновлює акумулятор якщо не до початкової, то, як мінімум, до близької до цього значення ємності.

Процедура, що дає змогу визначити фактичну ємність встановленого акумулятора. При вимірюванні ємності ЗП заряджає і розряджає батарею (в деяких моделях — кілька разів, для більшої точності), вимірюючи фактичну кількість накопиченої і відданої енергії. Перевірка залишкової ємності займає значно більше часу, ніж описаний вище пункт «вимірювання ємності», проте вона набагато точніше і може використовуватися не тільки для визначення характеристик батареї, але і для діагностики її стану і ступеня зносу.

Система, що визначає розташування «плюса» і «мінуса» підключеного акумулятора і визначає, чи відповідають ці контакти контактам самого ЗП. Можливості таких систем можуть бути різними: одні в разі помилки видають застережливий сигнал і блокують подачу живлення, інші здатні автоматично перемикати полярність на контактах залежно від того, якою стороною встановлена батарея. У будь-якому разі перевірка полярності зводить до мінімуму ймовірність помилок в підключенні і відповідних наслідків.

Система діагностики, здатна виявляти несправні акумулятори, відключати їх від живлення і повідомляти користувача. Функція виявлення несправності корисна не тільки для перевірки працездатності як такої: не виявлена вчасно несправність акумулятора може загрожувати псуванням обладнання, а в деяких ситуаціях — навіть загоряннями.

Можливість використання ЗП для зарядки портативної електроніки — смартфонів, планшетів, плеєрів тощо. Як правило, для цього в конструкції передбачається порт USB, для підключення до якого буде потрібен відповідний кабель; по суті, заряджати від такого пристрою можна не тільки мобільні гаджети, але і будь-яку техніку, що допускає живлення від USB. Правда, варто відзначити, що деякі виробники не рекомендують використовувати сторонні пристрої для своєї техніки, якщо вони офіційно не схвалені.

Функція, що запобігає критичному нагріванню встановлених в ЗП акумуляторів. Саме по собі сильне нагрівання зазвичай є ознакою неполадки або нештатного режиму роботи, а підвищення температури може привести до загоряння і навіть вибуху батареї. Системи захисту від перегрівання зазвичай використовують спеціальні датчики, що стежать за станом акумулятора і відключають нагрівання за необхідності.

Функція захисту від коротких замикань. Таке замикання може виникнути як при зарядці (наприклад, при несправності підключеного акумулятора або попаданні стороннього предмета між контактами), так і при розрядці (через збій вже в самому ЗП). У будь-якому разі КЗ веде до різкого підвищення сили струму і нештатних навантажень на обладнання, наслідками яких можуть бути поломки і загоряння. Щоб уникнути цього використовується захист від КЗ — зазвичай у вигляді запобіжника, що відключає живлення при різкому зростанні сили струму. Відзначимо, що такий запобіжник може бути як багаторазовим, так і одноразовим, що потребує заміни після спрацьовування.

Крім основного зарядника в комплектацію можуть входити акумулятори, адаптер прикурювача >, перехідник на інший тип акумулятора та сумка (чохол). Детальніше про них:

— Акумулятор. Деякі сучасні ЗП можуть комплектуватися акумуляторами — зрозуміло, останні оптимально підходять під дану модель. Купівля такого комплекту часто буває зручніше, ніж придбання «зарядника» і акумуляторів окремо (як мінімум, це швидше).

— Адаптер 12 В. Наявність в комплекті ЗП адаптера для підключення до гнізда автомобільного прикурювача. Докладніше про таке підключення див. «Зарядка від прикурювача»; тут же відзначимо, що не всі моделі з можливістю такої зарядки першопочатково комплектуються автоадаптерами. Тому, якщо для вас важлива можливість «з коробки» підключити ЗП до прикурювача — варто звернути увагу на моделі у відповідній комплектації.

– Перехідники акумулятора. Такі адаптери дають можливість використовувати зарядний пристрій з батареями «нерідних» типорозмірів (див. вище), причому, як правило більших, ніж штатні. Наприклад, модель під батарейки АА і ААА може комплектуватися перехідниками на C або навіть D. це буває зручніше, ніж використовувати ЗП, першопочатково розрахований на великі типорозміри: пристрій виходить більш компактним, а при необхідності велика батарея без проблем підключається через адаптер. ...>
– Сумка для зберігання. Сумка грає роль захисного чохла і може використовуватися не тільки для зберігання, але і для транспортування ЗП. При цьому в ній нерідко передбачаються додаткові відділення для різних предметів — як комплектних, на зразок зовнішнього блоку живлення, так і додаткових, таких як акумулятори. Тому, а також тому, що вона оптимально підходить за розмірами, комплектна сумка для зберігання набагато зручніше імпровізованих чохлів.

Наявність в конструкції зарядного пристрою.

Ця функція робить «зарядник» універсальним, даючи змогу йому працювати з циліндричними акумуляторами різних типорозмірів (див. вище) — і, відповідно, різної довжини. Для встановлення батареї мінусовій контакт просто відсувається на потрібну відстань, а загальна конструкція і розміри слота дають змогу ефективно встановлювати батареї різного діаметра (хоча сумісність з конкретними типорозмірами, особливо великими або мініатюрними, все одно не завадить уточнити окремо).

Можливість отримання зарядного пристрою від стандартного порту USB (і, відповідно, зарядки акумуляторів від цього порту).

Роз'єми USB надзвичайно широко поширені в сучасній електроніці, причому як у стаціонарній техніці на кшталт ПК, так і портативної на кшталт ноутбуків або планшетів. За рахунок цього подібне живлення може стати в нагоді як в умовах будинку або офісу, так і за відсутності розеток поблизу. Та й загалом ця функція значно розширює можливості підключення ЗП. Правда, потрібно враховувати, що порти USB розрізняються за потужністю живлення, що подається, і деякі моделі можуть виявитися зі слабкою USB зарядкою. Також зустрічаються зарядники з круглим DC портом, під який підійде тільки рідний кабель.

Наявність в зарядному пристрої вбудованої вилки для підключення до розетки.

У цьому разі мається на увазі вилка, що виступає з корпусу — таким чином, при підключенні ЗП фактично «висить» прямо на розетці (або лежить прямо на ній, якщо розетка встановлена горизонтально). Подібні пристрої не мають дротів, які можуть плутатися і створювати інші незручності. З іншого боку, для їх підключення потрібно досить багато вільного місця навколо розетки, що доступно далеко не завжди.

Зарядні пристрої зі штепселем для підключення до розетки на кінчику мережевого кабелю. Модель з вилкою на дроті забезпечують свободу розміщення "зарядника" (особливо в умовах обмеженого вільного місця поблизу розетки). Щоб кабель не плутався під руками, у багатьох моделях його роблять знімним, що забезпечує зручність зберігання зарядного пристрою.