история, факты, мифы / Блог компании Anker Innovations / Хабр

Сегодня рядовой смартфон щеголяет фантастическими возможностями. Расстраивает лишь одно — аккумулятор, которого едва хватает на день активной работы! В этом посте мы расскажем о том, как и почему эволюционировали источники питания в мобильных телефонах и что представляют собой технологии быстрой зарядки аккумуляторов. А заодно развеем несколько застарелых мифах о «правильном» обращении с батареями.

Привет, Хабр! Мы Anker, и это наш первый, но далеко не последний пост в хабраблоге. Если кто-то ещё не знает, Anker — крупнейший в мире производитель зарядных устройств для мобильной техники для продажи в ритейле, основанный бывшим инженером Google Стивеном Янгом. Однако одними зарядками наше портфолио не ограничивается. Под маркой Anker выпускаются разнообразные USB-кабели и пауэрбанки, наушники и портативные колонки, USB-хабы, док-станции и даже роботы-пылесосы! Причем всё это наши собственные разработки. Мы не занимаемся перемаркировкой чужих продуктов. В штате Anker состоят сотни инженеров, занятых реальными исследованиями, разработкой и испытаниями новых продуктов. 

В этом блоге мы будем рассказывать о технологиях через призму нашей специализации, поделимся знаниями и инсайдами от международной команды Anker. Гарантируем, что никакой навязчивой рекламы и маркетинговых заявлений вы здесь не встретите. А прямо сейчас мы совершим маленький экскурс в историю зарядки мобильных телефонов (наша любимая тема). Как заряжались первые мобильники, как работают технологии быстрой зарядки и почему мифы об аккумуляторах давно пора забыть — рассказываем здесь и сейчас.

История батарей для телефонов начинается в далеких 1940-х годах, когда в автомобилях полиции города Сент-Луис, шт. Миссури, появились радиотелефоны. Они питались от автомобильного аккумулятора, одного полного заряда которого хватало примерно на шесть коротких звонков. Заряжался автомобильный аккумулятор от включенного мотора автомобиля. Несколько десятилетий мобильные телефоны оставались дорогим аксессуаром премиальных автомобилей бизнес-класса — электроника той эпохи была настолько требовательна к силе тока, что ни один из компактных аккумуляторов не мог её запитать.Первый автомобильный радиотелефон 1946 года выпуска. С одной стороны, прогрессивные беспроводные технологии. С другой, дисковой набор номера. Источник: Daderot / Wikipedia

Так продолжалось до 1973 года, когда появился первый по-настоящему портативный сотовый телефон Motorola, получивший впоследствии имя DynaTAC 8000X (вышел в продажу только в 1983 году). Телефон довольствовался никель-кадмиевым аккумулятором из шести ячеек общей ёмкостью 500 мА·ч. Одного заряда хватало на 30-40 минут разговора (в зависимости от силы сигнала с базовой станции).

Зарядное устройство для DynaTAC 8000X имело функцию капельной подзарядки — это питание уже заряженной батареи низкими токами для компенсации её саморазряда, чем очень грешат никель-кадмиевые батареи. На восстановление заряда телефона с нуля требовалось 10 часов. Для самых торопливых бизнесменов Motorola предлагала особую быструю зарядку — док-станцию массой 2 кг, которая могла зарядить аккумулятор DynaTAC 8000X всего за час! При этом телефон почти не нагревался, а батарея не деградировала. Фактически быстрая зарядка телефонов появилась не «вчера», а 37 лет назад.

Первый портативный телефон Motorola DynaTAC 8000X и опциональная 2-килограммовая быстрая зарядка для него. Источник: Redrum0486 / Wikipedia, Redfield-1982 / DeviantArt

Пока в первой половине 1990-х мобильники осваивали новые компактные никель-металлогидридные батареи, на рынке аккумуляторов незаметно произошла настоящая революция: в 1991 году Sony выпустила первую литий-ионную батарею, шедшую в комплекте с пленочной видеокамерой CCD-TR1. Литий-ионные аккумуляторы превосходили предшественников по сроку жизни и энергетической плотности. Помимо этого, в них отсутствовал «эффект памяти», что наконец дало покупателям портативной электроники возможность по-новому заряжать свою технику — не дожидаясь полной разрядки батареи и не заряжая её до конца.

С приходом литий-ионных аккумуляторов время работы телефонов в режиме ожидания возросло до дней и даже недель против одного-двух дней ранее. Эпоха «прожорливых» карманных персональных компьютеров (КПК) и тем более смартфонов ещё не пришла, поэтому подзарядка телефона раз в неделю была обычным делом — необходимости в «быстрой» зарядке просто не было. Но прогресс не стоял на месте, и в конце 1990-х годов в продажу поступили литий-полимерные аккумуляторы. Первым телефоном с литий-полимерной батареей стал легендарный Ericsson T28 1999 года выпуска.

Ericsson T28 впечатлял своей «худобой» — всего 15,2 мм в толщину, что по тем временам было очень мало. Благодарить за это стоило новый литий-полимерный аккумулятор. Источник: Holger.Ellgaard / Wikipedia

Это был не новый тип батарей, а лишь небольшой апгрейд литий-ионных ячеек: жидкий электролит в них заменили на твёрдый или гелеобразный, что увеличило энергетическую плотность. Но повышенная энергоплотность дала возможность делать более тонкие аккумуляторы с прежней ёмкостью. Или более ёмкие в прежних размерах. Ёмкость батарей заметно увеличилась, а вот скорость их зарядки не изменилась. В комплекте со смартфонами чаще всего шли максимально дешёвые ЗУ с выходной мощностью около 5 Вт, которым требовалось до трёх часов на восполнение заряда ёмкого аккумулятора. Даже если пользователи покупали адаптеры с мощностью 10 Вт, контроллер питания смартфонов не всегда соглашался подавать на батарею такую мощность, оставаясь верным безопасному профилю 5 В / 1 А. Необходимость заряжать смартфон в течение мучительно долгих нескольких часов заставила шестерёнки прогресса шевелиться — в начале 2010-х годов производители мобильных устройств активно искали способы быстрой подзарядки аккумуляторов. И таки нашли.

В конце ХХ века на зарядку телефона в среднем уходило полтора-два часа, но мобильные телефоны работали на одном заряде по несколько дней. Смартфон с огромной для начала 2010-х годов ёмкостью батареи 2000 мА·ч мог быть посажен «в ноль» меньше чем за день — спасибо требовательным играм, потоковому видео и быстрому мобильному интернету. 

Так называемая «медленная» зарядка через USB по стандарту USB Battery Charging допускает повышение силы тока зарядного устройства до 2 А при напряжении 5 В, но даже два часа на подзарядку большого смартфона — это слишком долго. 

Пожалуй, самый знаменитый блок питания для смартфонов — 5-ваттный зарядник из комплекта iPhone. Из-за малой мощности и проистекающей из этого бесполезности ЗУ со временем перешло в разряд «электронного мусора». В итоге Apple убрала его из комплекта iPhone и Apple Watch. Источник: Apple

В 2012 году был принят стандарт USB Power Delivery, который регламентировал передачу через интерфейс USB напряжения до 20 В и токов до 5 А. Правда, для высоких мощностей требуются высококачественные сертифицированные кабели. На основе спецификаций Power Delivery производители чипов принялись разрабатывать собственные решения для быстрой зарядки смартфонов. Раньше всех это удалось сделать телекоммуникационному гиганту Qualcomm, чей протокол Quick Charge 2.0 стал усовершенствованной версией Power Delivery — в отличие от родительского стандарта, Quick Charge 2.0 работал с любыми кабелями и разъемами Micro-USB 2.0.

Принцип работы Quick Charge 2.0 заключался в поэтапной подаче на аккумулятор повышенного вплоть до 12 В напряжения при постоянном токе до тех пор, пока не зарядится примерно половина батареи. После этого напряжение спадает и скорость зарядки уменьшается, что снижает перегрев смартфона и аккумулятора вместе с ним.

Сейчас актуальна уже пятая версия Quick Charge: Qualcomm обещает зарядить смартфон до 50% за 5 минут и до 100% за 15 минут. Всё потому, что Quick Charge 5.0 предусматривает передачу мощности на смартфон вплоть до 100 Вт. Причём без перегрева аккумулятора — смартфон будет разогреваться не выше чем до 40 °C.

Qualcomm Quick Charge — закрытый лицензируемый стандарт. Он поддерживается только системами-на-чипе Qualcomm Snapdragon, на которых, впрочем, построено порядка 40% современных Android-смартфонов. Также Quick Charge должен поддерживаться зарядным устройством. Добавление Quick Charge в блок питания сказывается на его цене совсем незначительно. Блоки питания с этой технологией обязательно помечаются логотипом с молнией, а сам зарядный порт выделяется цветом.

В Anker PowerPort Speed 5 два разъёма поддерживают Qualcomm Quick Charge — они выделены синим цветом и сопровождаются логотипом технологии (на другом боку ЗУ). Источник: Anker

На основе Quick Charge другими компаниями были разработаны как бы собственные, но полностью совместимые технологии быстрой зарядки: Motorola TurboPower, Xiaomi Mi Fast Charging, Samsung Adaptive Fast Charging, Asus BoostMaster и Vivo Dual-Engine Fast Charging. По сути, они ничем не отличаются от Quick Charge кроме имён, и потому прекрасно работают в паре с блоками питания с поддержкой Quick Charge. 

В противовес зарядке повышенным напряжением право на жизнь заслужил и другой подход — зарядка аккумуляторов повышенными токами при обычном напряжении в 5 В. По этому пути, например, пошла китайская BBK Electronics, которой принадлежит бренд OPPO. Технология VOOC (Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current Charging) подаёт на смартфон стандартное для USB напряжение 5 В, но с током не менее 4,0 А. Третья версия VOOC принесла поддержку токов до 5,0 А, а четвёртая версия — до 6,0 А. VOOC под другими именами пришла в смартфоны других брендов BBK Electronics: OnePlus Dash Charge, Vivo Super FlashCharge и Realme Dart Charge. 

Маленькие зарядные устройства на 5 Вт из комплекта iPhone за ненадобностью часто даже не вынимают из коробки. Anker PowerPort III Nano при схожих размерах заряжает iPhone с максимальной для него мощностью 18 Вт.  Источник: Anker

VOOC и её аналоги работают в паре со специальными аккумуляторами, поделенными на секторы. Батарея с поддержкой этой технологии несёт восемь контактных площадок, через которые параллельно ведётся зарядка нескольких секторов одной батареи.

Так как напряжение заряда через VOOC стандартное, телефону нет нужды снижать его для подачи на аккумулятор, а значит контроллер не будет заниматься понижением, выделяя вредное для батареи тепло. То есть с точки зрения здоровья аккумулятора VOOC более безопасна, чем Quick Charge. Ещё одним преимуществом оказалось то, что при использовании смартфона во время зарядки по VOOC он не перегревается. А вот аппараты с Quick Charge до версии 5.0 лучше не использовать во время подзарядки, иначе смартфоны начинают греться и контроллер питания в целях безопасности снижает напряжение и замедляет зарядку.

VOOC выглядел слишком хорошо до тех пор, пока пользователь не узнавал, что для работы технологии необходим специальный кабель с более толстыми жилами для передачи высоких токов и дополнительным сигнальным контактом на коннекторе. 

Для работы технологии быстрой зарядки OPPO VOOC и её аналогов необходим вот такой нестандартный кабель. Кабели со штекером USB-C вместо Micro-USB 2.0 тоже несут дополнительный пин. Источник: AliExpress
Как вы понимаете, комплектные зарядные устройства к смартфонам всегда поддерживают одну технологию быстрой зарядки (ну, и её «копии»). Если вы являетесь счастливым обладателем гаджетов от разных компаний, например, Apple iPad Pro с Power Delivery, Samsung GALAXY S9 с Adaptive Fast Charging, то зарядка от одного гаджета будет заряжать другой гаджет в медленном режиме. 

Для «зоопарка» устройств от разных брендов полезно купить один универсальный адаптер с несколькими выходами для одновременной зарядки всех гаджетов — такой, чтобы зарядное устройство понимало, с каким стандартом быстрой зарядки работает подключенный гаджет, и начинало зарядку согласно этому стандарту. 

А вот вам памятка. В этой таблице собраны спецификации самых популярных технологий быстрой зарядки смартфонов в сравнении со всеми версиями USB. Источник: Anker

Во всех зарядках Anker за это отвечает технология Anker PowerIQ. Например, Anker PowerPort Atom III имеет выходы USB-C и USB-A, каждый из которых отмечен значком PowerIQ 3.0 и PowerIQ 2.0 соответственно. К этим выходам можно подключать смартфоны, планшеты и даже ноутбуки с поддержкой USB Power Delivery, Qualcomm Quick Charge и их аналогами — во всех случаях адаптер выберет максимально допустимый режим питания, будь то 5 В / 2,4 А, 9 В / 2 А или даже 12 В / 1,5 А.   

Незаменимым помощником в таком случае может стать Anker Powerport III Nano 20W. Это самое тонкое и лёгкое зарядное устройство в линейке Anker. Новинка подойдёт практически к любому устройству Apple и Android и избавит от необходимости иметь персональное ЗУ для каждого гаджета. Оно оснащено одним единственным портом USB-C, способным выдавать до 20 Вт энергии с использованием стандарта Power Delivery. Инженеры Anker Innovations уместили 20Вт в адаптер размером 2,74 х 3,00 см, что сопоставимо с размером 5 рублевой монеты.

В каждом зарядном устройстве Anker с технологией PowerIQ есть чип, который связывается с подключенным гаджетом и выбирает наиболее эффективный для него протокол питания. Например, PowerIQ 3.0 работает с Power Delivery, Quick Charge и Apple Fast Charging. При подключении смартфона чип PowerIQ отправляет команды, которыми предлагает смартфону по очереди поддерживаемые протоколы питания. Если смартфон отвечаёт, что может работать с Power Delivery или Quick Charge, зарядное устройство Anker передаёт данные о поддерживаемом выходном напряжении и токе. Смартфон выберет из предложенных оптимальный для себя режим питания и отправит команду об этом в зарядное устройство. После этого ЗУ Anker будет регулировать напряжение в соответствии с выбранным профилем, а смартфон — потреблять ток в соответствии с протоколом.

Anker PowerPort Atom III может зарядить хоть смартфон, хоть ноутбук, причём с максимально возможной для них скоростью. На выход USB-C подаётся 45 Вт, а на USB-A 15 Вт, причём одновременно. Источник: Anker
Пользователи смартфонов до сих пор спорят в интернете о вреде быстрой зарядки для аккумуляторов. Одни упирают на то, что любое отклонение от годами проверенного сочетания 5 В / 2 А (10 Вт) вредит батарее, другие приводят результаты исследований, доказывающих, что подача на телефон мощности даже в 30 Вт если и влияет на здоровье аккумулятора, то крайне незначительно. Этот и ещё несколько мифов о зарядке аккумуляторов мы сейчас безжалостно разгромим.

Конечно, высокие токи заряда и разряда не идут батареям на пользу. Но стоит ли опасаться заряжать гаджет таким образом или негативный эффект от этого если и проявится, то ближе к концу жизни самого смартфона? Ежедневная зарядка в самом щадящем режиме (5 В / 1 А) уменьшит ёмкость литий-полимерной батареи примерно на 10-15% за 400 циклов, что соответствует одному-полутора годам использования устройства. По достижению 500 циклов батарею телефона рекомендуется менять, так как по мере старения ёмкость элемента питания падает не линейно, а по экспоненте. 

Влияние быстрой зарядки на износ аккумулятора было проверено специалистами SLAC National Accelerator Laboratory (лаборатория при Стэнфордском университете) еще в 2014 году. Результаты исследования показали, что состояние анода и катода не меняется в зависимости от скорости зарядки аккумулятора. В 2020 году сотрудники сайта DDay.it устроили стресс-тест для смартфона OPPO Find X2 Pro с технологией VOOC. В течение полутора месяцев телефон заряжали адаптером мощностью 65 Вт, за время испытания аккумулятор пережил 248 циклов. Для быстрой разрядки в телефоне создавали искусственную предельную нагрузку, от которой устройство нагревалось до вредных 44 °C. В конце эксперимента батарея потеряла порядка 15% ёмкости, хотя изначально предполагалось, что деградация составит до 35%. Если бы не высокие нагрузки и опасная для аккумулятора температура, падение ёмкости было бы ещё меньше.

Удивительно, что даже в 2020 году среди неопытных пользователей смартфонов гуляют застарелые мифы о «правильной» зарядке. Например, некоторые до сих пор после покупки телефона проводят «раскачку» батареи, несколько раз заряжая устройство до конца и разряжая его до нуля, как это рекомендовалось в начале 1990-х для никель-металлогидридных ячеек. Это якобы помогает задействовать всю ёмкость нового аккумулятора, и если этого не сделать, то смартфон, мол, будет разряжаться раньше, чем должен. Кто-то также называет этот процесс «калибровкой контроллера питания».

На самом деле литий-ионным батареям не нужна никакая «тренировка» перед началом использования устройства, несколько циклов полной зарядки и разрядки вообще никак не повлияют на ёмкость батареи и ни на минуту не увеличат возможное время автономной работы. Контроллер прекрасно знает, с какой ёмкостью ему предстоит работать, да к тому же иногда сам, без участия пользователя, проводит калибровку по мере деградации батареи.

Вырезка из инструкции к Motorola StarTAC. В ней ясно прописано, что никель-металлогидридную батарею перед началом использования надо «раскачать». Телефон также комплектовался литий-ионными батареями, но об их «раскачке» в инструкции ни слова

Легенда о важности «раскачки» аккумуляторов до сих пор питает миф об эффекте памяти. Сам по себе эффект памяти, когда ёмкость элемента теряется из-за частых подзарядок не до конца разряженной батареи, действительно существует. Вот только и ранние литий-ионные, и современные литий-полимерные элементы питания этим эффектом практически не обладают (его проявление ничтожно мало). Эффекту памяти подвержены устаревшие никель-кадмиевые и в меньшей степени никель-металлогидридные аккумуляторы, которые не используются в гаджетах с конца 1990-х годов. 

Эффект памяти проявляется из-за укрупнения кристаллов рабочего вещества никель-кадмиевого аккумулятора. Чем крупнее кристаллы, тем меньше общая площадь поверхности. Чем меньше площадь, тем меньше ёмкость батареи. В литий-ионных аккумуляторах укрупнения кристаллов не происходит. На схематичном изображении показаны слева здоровый электрод, а справа электрод с выросшими кристаллами. Источник: Anker

Третий миф гласит, что смартфоны нельзя оставлять подключенными к зарядному устройству надолго, например, на ночь — будто бы батарея перезаряжается сверх меры, отчего теряет ёмкость и даже может загореться. В принципе, в начале 1990-х такое мнение ещё имело право на жизнь, но сейчас, в эпоху литий-ионных батарей с контроллерами нет вообще никакой разницы, как долго вы держите смартфон подключенным к розетке. Затем и придуман контроллер питания, чтобы не допускать перезаряда. Когда аккумулятор заряжен, контроллер видит это и переходит в режим сбережения заряда, снижая потребляемый ток до околонулевых значений.

Ёмкость аккумуляторов мобильных телефонов за четверть века выросла в прямом смысле на порядок, как выросли и «аппетиты» гаджетов. Прогресс в области элементов питания движется не так быстро, как в области графических процессоров или памяти, однако нынешние литий-полимерные аккумуляторы — это настоящее чудо, требующее лишь качественного питания. 

Чтобы раскрыть потенциал батареи полностью, наслаждаться безопасной и быстрой зарядкой, следует подобрать хорошее зарядное устройство — комплектные адаптеры смартфонов из экономии чаще всего отвечают только минимальным требованиям для зарядки. Вдвойне разумно завести дома многопортовый универсальный зарядный блок, работающий с несколькими протоколами быстрой зарядки и имеющий выходы USB-A и USB-C для самой современной и устаревающей техники.

Обзор зарядного устройства для мобильных телефонов на основе солнечных панелей

В настоящее время, современные мобильные телефоны показывают себя не только как отменные бизнес-партнеры, но и как незаменимые помошники в путешествиях: тут вам и описание различных объектов и карты с GPS, и “дополненная реальность”, и прочие, прочие достижения научно-технического прогресса. Однако, не смотря на все эти прелести, есть у них одна очень серьезная проблема — емкость аккумулятора. Как часто в путешествиях мы вынуждены дозировать время использования любимого устройства! “Поснимаю-ка я видео! Ан-нет, а вдруг скоро кто-то позвонит, это ж телефон как-никак, а до розетки доберусь только завтра…” — и приходится ждать “завтра”. И хорошо, если это только один день! А если вы любите горы? Тут вообще надеятся на емкость стандартных аккумуляторов мобильных телефонов и не приходится вовсе! Однако, выход есть! И он, буквально, у нас над головой! Это солнце!!! А именно, зарядное устройство на основе солнечных панелей, одно из которых мы рассмотрим в рамках данного обзора.

Внешний вид

Зарядное устройство состоит из трех частей, главная из которых маркирована “Portable Energy” и представляет собой ресивер с литий-ионным аккумулятором внутри. В сложенном состоянии зарядка выглядит весьма симпатично и компактно. Корпус выполнен из металла, при этом все устройство достаточно легкое. На торцах панели расположены светодиодные индикаторы работы зарядного устройства, крепления для съемных солнечных панелей, вход mini-USB для зарядки внутреннего аккумулятора от ПК, гнездо для кабеля зарядки телефонов, оснащаемого сменными насадками.

Комплект поставки

Зарядное устройство поставляется в весьма симпатичной картонной упаковке. В ней вы найдете:

1.Зарядное устройство, состоящее из трех элементов

2.Инструкцию пользователя на английском языке

3.Кабель USB на mini-USB

4.Кабель для зарядки мобильных телефонов

5.Комплект насадок под разные марки мобильных

Последние позициии стоит рассмотреть более детально. Кабель USB на mini-USB служит для подзарядки от ПК внутреннего аккумулятора, который расположен в основной части корпуса устройства. Кабель для зарядки мобильных телефонов имеет на конце гнездо для сменных насадок под различные марки мобильных телефонов. В комплекте имеются переходники на Samsung, Nokia, а также переходник mini-USB, с помощью которого можно заряжать практически все Android-смартфоны.

Технические характеристики

Емкость встоенного аккумулятора зарядного устройства составляет 1000 mAh. Ее он набирает за 2-3 часа при зарядке от ПК или же за 10-20 часов (зависит от интенсивности солнца) на улице.
Каждая солнечная панель сделана на основе poly crystalline и имеет параметры 5.5 V 120 mA.
Ток зарядки составляет 5V 500 mA. Средний мобильный телефон при таких условиях будет заряжаться 2-3 часа.

Использование устройства

Оно стандартно, как и для почих подобных устройств. Отправляясь в дорогу, будет целесообразным зарядить внутренний аккумулятор, емкостью 1000 mAh от своего ПК. Этим зарядом можно будет подпитать свой мобильный в дороге. На следующий день, когда выйдет солнце, включите устройство и зарядите телефон, а также встроенный аккумулятор. Светового дня на эту процедуру должно хватить.

Итак, если вы не представляете свою жизнь без путешествий, а путешествия без смартфона, то такое зарядное устройство обязательно должно быть в вашем рюкзаке!

А также, небольшой видеообзор:

Продукт предоставлен компанией “iFruit Accessories”: http://ifruit.kiev.ua/

A4Tech CG-5 — зарядное устройство для двух типов аккумуляторов, с питанием от USB порта

Как известно, аккумулятор вещь нужная и полезная. Используя их в различных плеерах, фотокамерах, беспроводных мышках и клавиатурах, и прочей аппаратуре, мы экономим значительные суммы на покупке обыкновенных батареек. Чаще всего, те из нас, кто уже пользуется аккумуляторным питанием устройств, имеют, соответственно, и зарядные устройства. Чаще всего, это устройства, питающиеся от сети переменного тока или от внешних сетевых блоков питания. Специализированных зарядных устройств имеющих непосредственное отношение к компьютеру пока что не было. Я не беру в расчет приемники, входящие в состав беспроводных радио наборов так же выполняющие функции зарядных устройств. Во-первых, эти устройства не продаются отдельно от наборов, а во-вторых, по ряду причин, их нельзя считать хоть в какой-то мере универсальными. Однако, в бытовых условиях, как правило, используется несколько различных типов аккумуляторов и, соответственно, желательно наличие универсального устройства для их зарядки. Ни для кого не новость, что уже многие пользователи персональных компьютеров для зарядки батарей своих сотовых телефонов пользуются соответствующими USB кабелями. А вот аналогичное, хоть сколько-нибудь универсальное, зарядное устройство для обычных «пальчиковых» аккумуляторов почему-то появилось совсем недавно. И именно о нем и пойдет речь далее.

И так, перед нами универсальное зарядное устройство для аккумуляторов АА и ААА. Питающееся от USB порта персонального компьютера оно, соответственно, является исключительно компьютерным периферийным устройством. Эдакий аксессуар, позволяющий пользователю не занимать сетевую розетку, воспользовавшись любым USB портом компьютера или USB хаба. В целом комплект, в котором поставляется рассматриваемый A4Tech CG-5, очень похож на большинство аналогичных бытовых устройств. В него входит следующее:

1. Универсальное зарядное устройство A4Tech CG-5
2. Два аккумулятора АА, емкостью 1400 мАч
3. Два аккумулятора ААА, емкостью 700 мАч

Как видите, с обычными бытовыми зарядными устройствами CG-5 роднит и комплект (бытовые зарядные устройства, так же, очень часто поставляются в комплекте с аккумуляторами), и упаковка (см. фото выше). Однако, к сожалению, использование его отдельно от компьютера не предусмотрено. Почему к сожалению? Да потому, что необходимость зарядить аккумуляторы во времени не всегда совпадает с необходимостью работы за компьютером. Держать же включенным компьютер только рази зарядки аккумуляторов весьма накладно. Но, выход из такой ситуации, при использовании рассматриваемого A4Tech CG-5, все же есть и будет рассмотрен далее. Пока же, считаю нужным перейти к детальному рассмотрению самого устройства.

Корпус устройства, как можно заметить на фотографии выше, Г-образный. Его максимальные размеры совсем не велики и оказываются даже меньше средних размеров современных устройств чтения-записи флэш карт. Так что, много места на рабочем столе пользователя A4Tech CG-5 не займет. Интерфейсный кабель, заканчивающийся USB разъемом, достаточно длинный, что соответственно, обеспечивает пользователю значительную свободу при размещении зарядного устройства.

В основной, более массивной, части корпуса, под прозрачной пластиковой крышкой, расположен батарейный отсек. Он состоит из двух посадочных мест рассчитанных на установку аккумуляторов размера АА или ААА. Конструктивно посадочные места реализованы так же, как и в большинстве бытовых зарядных устройств. То есть, в один момент времени, в каждое из них может быть установлен только один аккумулятор, соответственно, либо размера АА, либо размера ААА. Установить в одно посадочное место сразу два аккумулятора, естественно, не удастся. Зато, в данном случае посадочные места совершенно не зависимы друг от друга. В противовес бытовым зарядным устройствам, в которых, чаще всего, аккумуляторы приходится заряжать попарно, A4Tech CG-5 может осуществлять как зарядку сразу двух батарей, так и зарядку одной отдельной батареи. Так же, при необходимости, в разные посадочные места можно одновременно и в любой комбинации устанавливать аккумуляторы разных размеров. От того, сколько и каких аккумуляторов пользователь установит в рассматриваемое зарядное устройство, будет зависеть только ток, потребляемый CG-5 от USB порта персонального компьютера. Но, о том, что и как он потребляет, я расскажу позже, а пока продолжим осмотр устройства.

Чуть выше батарейного отсека находятся два светодиодных индикатора зеленого свечения. В их задачи входит индикация правильной установки аккумуляторных батарей и процесса их зарядки. К сожалению, отдельного индикатора сигнализирующего о наличии питающего напряжения не предусмотрено, хотя он, безусловно, был бы иногда полезен. Имеющиеся же два индикатора соотносятся с двумя посадочными местами аккумуляторов. Если один оба, или один из них, не светятся, то это означает, что аккумуляторы установлены не правильно, либо вообще не установлены. При правильной установке, процесс зарядки индицируется непрерывным свечением индикаторов. По окончании этого процесса, индикаторы начинают равномерно мигать.

Надеюсь, что с батарейным отсеком и светодиодной индикацией читателям все ясно. Что же еще доступного и полезного для пользователя имеется в A4Tech CG-5? А имеется в нем USB порт. Да, да, с точки зрения интерфейса рассматриваемое зарядное устройство совершенно прозрачно. Это вполне естественно, так как для своей работы оно использует лишь цепи, которые в USB интерфейсе предназначены для питания подключаемых к нему периферийных устройств. Соответственно, подключив CG-5 к персональному компьютеру, пользователь не теряет один из имеющихся USB портов и может свободно пользоваться им. Разница лишь в том, что включать устройства придется не в разъем на системной плате компьютера, а в разъем расположенный в корпусе зарядного устройства. Ну и, конечно же, придется учесть тот факт, что суммарный ток, потребляемый подключаемым устройством и CG-5 не должен превышать 500 мА.

Самостоятельно измерять ток, потребляемый A4Tech CG-5, пользователю не придется. Все технические параметры устройства приведены в таблице напечатанной на вложенном в его упаковку картоне. Вот данные этой таблицы:

Как видите, максимальный ток потребления, при установке в устройство сразу двух аккумуляторных батарей, составляет всего 200 мА. С одной стороны это хорошо, так как остается достаточный запас по току, позволяющий включать в USB порт CG-5 другие устройства. С другой стороны, ток зарядки аккумуляторов достаточно мал, и как следствие, велико время их зарядки, что видно в приведенной выше таблице.

Вот, вроде бы и все, что можно сказать, описывая USB зарядное устройство A4Tech CG-5. Но, как вы помните, в начале этого материала я писал о том, что данное устройство может быть не удобно в том случае, если требуется зарядить аккумуляторы, а работать за компьютером не нужно. Действительно, в такой ситуации получается, что компьютер будет потреблять электроэнергию, являясь, по сути, всего лишь блоком питания для зарядного устройства. А ведь возможно, что зарядить аккумулятор понадобится там, где компьютера и вовсе нет. Что делать в таких ситуациях? Покупать обычное бытовое зарядное устройство? Можно поступить и так. Но, можно пойти другим путем, модифицировав A4Tech CG-5. Правда, для этого пользователю потребуются хотя бы элементарные навыки работы с паяльником. И так, я вижу два варианта модификации.

Первый вариант наиболее простой, но, на мой взгляд, не так удобен в эксплуатации. Думаю, что уж сетевой адаптер для бытовых плееров и другой аппаратуры есть практически в каждом доме. Так почему бы ни использовать его в качестве источника для зарядного устройства? Для этого потребуется самостоятельно изготовить переходник USB- сетевой адаптер, состоящий из двух разъемов и короткого отрезка кабеля. Решение очень простое и не требует ровным счетом никакого вмешательства в целостность самого зарядного устройства. Неудобством, которое я вижу в таком решении, является увеличение количества соединений и необходимость отключать CG-5 от компьютера. Хотя, в дорожных условиях, то есть когда компьютер отсутствует, это не принципиально. Для тех же кого, как и меня раздражает присутствие всяческих переходников, есть второе решение.

Второе видимое мною решение проблемы питания A4Tech CG-5 основано так же на бытовых сетевых адаптерах. Но, в отличие от описанного выше, данное решение уже требует нарушить целостность корпуса зарядного устройства. Зато, никакие переходники уже не потребуются. Итак, разобрав корпус CG-5 можно выяснить, что в нем имеется достаточно пустого места для установки небольшого разъема. Именно это я и предлагаю сделать. Приводить здесь чертежи и схемы я не буду, так как считаю это излишним. Думаю, что если пользователь умеет работать с паяльником, то и с установкой разъема он справится. Хочу лишь напомнить, что при установке разъема для внешнего источника питания, надо не забыть о развязке цепей питания. По этому, разъем устанавливаемый в корпус зарядного устройства должен быть с переключателем. Этим можно предотвратить недоразумения, которые могли бы возникнуть из-за подключения CG-5 к сетевому адаптеру и компьютеру одновременно.

Выводы

Конечно, экзотикой A4Tech CG-5 не назовешь. Но, согласитесь, аксессуар весьма интересный, особенно для тех пользователей, которые только планируют переход на аккумуляторное питание своей аппаратуры. По финансовым затратам данное устройство сравнимо с аналогичными бытовыми и это, к сожалению, ставит пользователей перед достаточно трудным выбором. Что выбрать, бытовое зарядное устройство, питаемое только от сети переменного тока, или CG-5 питаемое только от компьютера? Прибегнуть к модификации CG-5 и получить одно универсальное устройство или не делать это? Надеюсь, что данный материал поможет вам сделать этот выбор.

Зарядное устройство A4Tech CG-5 предоставлено компанией ТОР

Беспроводное зарядное устройство на телефон

Развитие технических параметров смартфонов, таких как разрешение экрана, количество ядер процессора требуют и увеличение аккумуляторных батарей для питания телефона в течение хотя бы полного дня. Емкость аккумуляторов увеличить не совсем просто, на сегодня хорошие аккумуляторы имеют емкость больше 4000 мА•ч, а большинство – от 2000 до 4000 мА•ч. Но при постоянном использовании смартфона этого может не хватить до следующей зарядки.

Отчасти эту проблему может решить беспроводная зарядка для телефона. Развитие таких систем для смартфонов идет уже несколько лет. Эти системы используют не только в области зарядки смартфонов. Например, в быту беспроводную зарядку используют бритвы и зубные щетки. Беспроводное зарядное устройство телефонов может хорошо послужить в общественных местах таких как вокзалы, кафе, офисы. Есть возможность использовать такую зарядку в автомобиле. То есть там, где вы можете подзарядить свой телефон без поиска свободной розетки сетевого напряжения.

Некоторые модели современных смартфонов уже имеют систему беспроводной зарядки аккумулятора. Но такие возможности зарядки имеют ряд ограничений, которые пока сдерживают их развитие.

Принцип работы беспроводной зарядки

В основу работы беспроводной передачи электрической энергии положен принцип электромагнитной индукции.
При подаче переменного тока на проводящую катушку возникает электромагнитное поле в пространстве. Если в это переменное электромагнитное поле поместить проводник (провод), то под воздействием меняющегося магнитного поля в нем возникнет электродвижущая сила. Вот эта электродвижущая сила (ЭДС) и создает во второй катушке (приемнике) электрический ток.

Все это немного сложно, если совсем просто, то благодаря электромагнитной индукции когда поместить рядом две катушки и на одну из них подать переменный электрический ток, то во второй возникнет свой переменный ток. Преобразовав этот переменный ток в постоянное напряжение нужной величины можно зарядить аккумулятор.

Для достижения большей эффективности (КПД) приемник должен располагаться рядом с передатчиком. Иначе большая часть поля расходуется впустую.

Использование резонанса (работа на одной частоте) позволяет немного увеличить расстояние между приемным и передающим модулем.

Передающее устройство нужно подключать к розетке сетевого напряжения, так что совсем избавиться от проводов не получиться.

Связь между катушками осуществляется посредством электромагнитного поля, которое проходит через воздушный зазор, так же может проходить и через пластик, дерево и другие не металлические поверхности.

Логика работы беспроводной зарядки для телефона:

• Сетевое напряжение преобразуется в высокочастотный переменный ток (АС).
• Переменный ток (АС) подается на передающую катушку с помощью электронной схемы передатчика. Этот ток индицирует электромагнитное поле в передатчике.
• Если в пределах заданного расстояния находится приемная катушка, то на нее начинает действовать переменный магнитный поток.
• Магнитный поток генерирует переменный ток в приемнике.
• Ток, протекающий в катушке приемника, преобразуется в постоянное напряжение (DC) с помощью электронной схемы. Этим постоянным напряжением и идет подзарядка аккумулятора.

При применении электромагнитной индукции в зарядном устройстве нужно точно располагать катушки приемника и передатчика друг относительно друга. Даже есть рисунок на предающем устройстве, как правильно располагать смартфон. Скорость зарядки будет меньше, чем при использовании проводной зарядки. В одно время может заряжаться только одно устройство.

При использовании резонансной зарядки параметры меняются. Как выше написано, принцип резонанса предполагает настройку передающего контура и приемного на одну частоту. Но есть несколько отличий от метода использования только электромагнитной индукции.

Большая свобода в пространстве: теперь не нужно точно позиционировать телефон на передающем модуле.

Появляется возможность зарядки нескольких устройств. Это возможно при использовании нескольких катушек со своими частотами.

Увеличивается скорость зарядки.

Развитие

Развитием беспроводной зарядки занимаются в мире две большие группы Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance (объединение A4WP и PMA), есть еще несколько групп малоизвестных в мире, стремящихся продвигать свои собственные более уникальные технологии.

На сегодня основным стал стандарт, разработанный консорциумом Wireless Power Consortium (WPC). Этот стандарт носит название Qi (на русском произносится как “ци”).

Многие производители смартфонов поддерживают этот стандарт. Так что покупая передатчик Qi нужно что бы и приемник в телефоне так же его поддерживал, а сам передающий модуль может быть и сторонней фирмы.

Стандарт Qi обеспечивает зарядку мощностью до 5 Вт и силой тока 1 или 2 А, при напряжении 5 В. Такие же параметры имеют и проводные зарядки с интерфейсом USB.

Qi так же позволяет приемнику и передатчику обмениваться информацией по своему протоколу. Передатчик запрашивает приемный модуль о поддерживаемых стандартах, уровне зарядки, что позволяет регулировать силу заряда и отключение передающего устройства, если аккумулятор полностью зарядится. Последняя версия Qi имеет КПД около 80% и допускает расстояние между приемником и передатчиком до 45 мм.

На сайте Wireless Power Consortium указано, что сертификацию Qi получили около 1080 устройств.

А вот AirFuel продвигает свой стандарт РМА. Он меньше распространен, но некоторые производители мобильной техники поддерживают и его. А в отдельных устройствах есть поддержка сразу двух стандартов и РМА, и Qi.

Различиями между стандартами Qi и РМА являются частота передачи и протокол соединения.

Вредность и безопасность

Техника беспроводной передачи методом электромагнитной индукции использует ближнее электромагнитное поле на расстояниях около одной шестой длины волны. Энергия ближнего поля сама по себе не является излучающей. Сила электромагнитного поля быстро падает с увеличением расстояния от источника больше 5 см.

Так что существующие беспроводные зарядки для телефонов можно считать безвредными и безопасными для человека.

Достоинства и недостатки

Главные преимущества, которые можно увидеть в конструкции и методе передачи энергии:

1. Отсутствие проводов, подключаемых к мобильнику. Не расшатывается разъем USB на телефоне, никто случайно не зацепит. Хотя сам передатчик подключается к розетке проводом.
2. Возможность использовать несколько передатчиков в здании и переходя из комнаты в комнату не нужно носить с собой зарядку. Можно просто перейдя в другую комнату положить смартфон на передатчик и зарядка продолжится.

К недостаткам можно отнести:

1. Большее время зарядки, чем от штатного блока питания.
2. Большая стоимость самого устройства беспроводной зарядки по сравнению с обычным зарядным.

Беспроводная зарядка для телефона своими руками

Если нужное устройство не поддерживает стандарт беспроводной зарядки, то можно сделать такую зарядку и своими руками.

Самый простой способ сделать беспроводную зарядку – это купить передатчик и для телефона приобрести специальный чехол или насадку, которые имеют приемный модуль. Такой приемник подключается к смартфону через обычный зарядный разъем.

Беспроводные зарядные устройства для мобильных телефонов в видеообзоре:

Использование зарядного устройства MagSafe с моделями iPhone 12

Узнайте, как выполнять беспроводную зарядку iPhone 12 с помощью зарядного устройства MagSafe. 

Настройка зарядного устройства MagSafe

Подключите разъем USB-C зарядного устройства MagSafe к рекомендованному адаптеру питания Apple USB‑C мощностью не менее 20 Вт или совместимому адаптеру USB‑C стороннего производителя. Также можно подключиться к разъему USB-C на Mac или компьютере Windows.

Положите зарядное устройство MagSafe лицевой стороной вверх (как показано на изображении) на ровную поверхность, на которой нет металлических предметов и других инородных предметов.

Более быстрая беспроводная зарядка мощностью до 15 Вт

Зарядное устройство MagSafe предназначено для быстрой и безопасной беспроводной зарядки iPhone 12. Система подстраивается под условия, оптимизируя и ускоряя процесс зарядки iPhone 12 с пиковой подачей мощности до 15 Вт. Подаваемое на iPhone питание зависит от мощности адаптера питания и условий системы. На iPhone 12 mini пиковая мощность от зарядного устройства MagSafe при подаче составляет до 12 Вт.

Прежде чем поместить iPhone на зарядное устройство MagSafe, важно подключить его к источнику питания. Это позволит безопасно подавать максимальную мощность от зарядного устройства MagSafe. Если вы положили iPhone на зарядное устройство MagSafe до того, как подключить его к источнику питания, просто снимите iPhone с зарядки, подождите три секунды, а затем положите обратно, чтобы продолжить подачу максимальной мощности.

Зарядное устройство MagSafe рассчитано на передачу максимальной энергии до 9 В и 3 А через совместимый адаптер питания USB-C. MagSafe динамически оптимизирует энергию, подаваемую на iPhone. Мощность, подаваемая на iPhone 12 в любой отдельно взятый момент, зависит от множества факторов, в том числе от температуры и запущенных активных процессов системы.

У адаптеров питания бывают различные номиналы количества и скорости подачи мощности. Для более быстрой беспроводной зарядки на зарядном устройстве MagSafe требуется выполнение приведенных ниже условий.

Совместимые адаптеры питания для более быстрой беспроводной зарядки мощностью до 15 Вт

• Разъем USB-C. Разъем USB-A не поддерживается
• 9 В/2,22 А, 9 В/2,56 А и выше
• Для более быстрой беспроводной зарядки iPhone 12 mini с мощностью до 12 Вт требуется по меньшей мере 9 В/2,03 А
• Адаптеры с более высокой мощностью или номиналом выше 9 В/2,56 А также будут подавать на iPhone 12 максимальную мощность с пиковым значением до 15 Вт*

Если к устройству подключены аксессуары Lightning (например, наушники), зарядка ограничивается мощностью 7,5 Вт в соответствии с нормативными стандартами.

* Зарядное устройство MagSafe также можно использовать с адаптерами питания, обеспечивающими мощность по меньшей мере 12 Вт (5 В/2,4 А), но скорость зарядки в таком случае будет ниже.

Дополнительная информация

• Зарядное устройство MagSafe предназначено для более быстрой и эффективной зарядки iPhone 12, iPhone 12 mini, iPhone 12 Pro, iPhone 12 Pro Max и аксессуаров Apple MagSafe.
• При использовании зарядного устройства MagSafe для зарядки иного устройства, поддерживающего стандарт Qi, подается меньшая мощность и скорость зарядки может быть ниже по сравнению с обычным зарядным устройством стандарта Qi. 
• Не кладите кредитные карты, электронные пропуска, паспорта или брелоки для ключей между iPhone и зарядным устройством MagSafe, так как это может повредить магнитные полоски или микросхемы радиочастотной идентификации RFID в этих предметах. 
• Если в вашем чехле присутствуют какие-либо из этих предметов, уберите их перед зарядкой или убедитесь, что они не находятся между задней панелью iPhone и зарядным устройством.
• Если подключить iPhone к зарядному устройству MagSafe и одновременно подавать энергию через порт Lightning, зарядка будет проводиться через разъем Lightning.
• Как и при использовании других беспроводных зарядных устройств, во время зарядки iPhone или зарядное устройство MagSafe может немного нагреваться. В случае сильного нагревания максимальный заряд может быть ограничен на уровне 80 %, чтобы продлить срок службы аккумулятора. 
• Если во время зарядки с помощью зарядного устройства MagSafe на iPhone надет кожаный чехол, на чехле могут оставаться круглые отпечатки от соприкосновения кожи с зарядным устройством. Это нормально, но если вас это беспокоит, предлагаем использовать чехол из другого материала.  
• Узнайте, как очищать зарядное устройство MagSafe.
• См. информацию о магнитах на устройствах MagSafe.

Информация о продуктах, произведенных не компанией Apple, или о независимых веб-сайтах, неподконтрольных и не тестируемых компанией Apple, не носит рекомендательного или одобрительного характера. Компания Apple не несет никакой ответственности за выбор, функциональность и использование веб-сайтов или продукции сторонних производителей. Компания Apple также не несет ответственности за точность или достоверность данных, размещенных на веб-сайтах сторонних производителей. Обратитесь к поставщику за дополнительной информацией.

Дата публикации: 04 ноября 2020 г.

Как устроено зарядное устройство для мобильного телефона? | by SV3C DEALS

Зарядные устройства для мобильных телефонов гораздо более распространены и часто используются. Но для зарядного устройства для мобильного телефона это совсем не понятно, поэтому сегодня Xiaobian познакомит вас с устройством зарядного устройства для мобильного телефона. Каков состав зарядного устройства для мобильного телефона? Производители зарядных устройств для мобильных телефонов доля:

Зарядное устройство европейского стандарта

Понятно, что зарядное устройство для мобильных телефонов фактически состоит из стабильного источника питания (в основном регулируемого источника питания, обеспечивающего стабильное рабочее напряжение и достаточный ток) плюс необходимой постоянной тока, ограничения напряжения, ограниченные по времени и другие схемы управления.

Выходные параметры, отмеченные на оригинальном зарядном устройстве (относящиеся к линейному заряду): например, выход 4. 4 В / 1 А, выход 5,9 В / 400 мА… относятся к соответствующим параметрам внутреннего регулируемого источника питания. Поймите эту истину, и вы узнаете, что зарядное устройство для мобильного телефона (хорошего качества) можно легко заменить на источник питания хорошего качества!

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, обычно используемое в мобильных телефонах, представляет собой систему зарядки с ограничением напряжения постоянного тока. Зарядный ток обычно составляет около C2 -, то есть при двухчасовой скорости зарядки.Например, аккумулятор на 500 мАч заряжается от 250 мА примерно за два часа до 4,2 В. Зарядка постоянным напряжением.

Литий-ионные аккумуляторы не подходят для метода быстрой зарядки -DV / DT, используемого в усовершенствованных устройствах быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов, поскольку литий-ионные аккумуляторы имеют строгие ограничения по току зарядки. Литий-ионный (Li +) очень активен, и его легко заряжать большим током. Опасный.

Согласно отчету о разрушающем эксперименте, предоставленном соответствующими экспертами по литиево-ионным батареям: при нормальных обстоятельствах литий-ионные батареи (элементы) обычно не взрываются в ситуации разряда (включая короткое замыкание), но возможны перегрев и горение. , но в серьезных случаях Ситуация с перегрузкой по току может привести к взрыву!

Зарядные устройства для сотовых телефонов такие же и не взаимозаменяемы

То, что вы часто слышите в наши дни: «батарея моего телефона не работает так долго, как раньше» или «Я заряжал ее всю ночь, и она уже разряжена», или «зарядное устройство моего телефона продолжает висеть, и мне нужно вынуть аккумулятор.”

Если у вас возникли проблемы с аккумулятором вашего телефона, спросите себя: используете ли вы зарядное устройство, поставляемое производителем телефона в коробке? Вы купили послепродажное зарядное устройство? Вы используете зарядное устройство другого производителя для зарядки телефона, даже если это не та же компания? Вы купили одно из этих зарядных устройств на светофоре?

Поскольку в наши дни большинство телефонов имеют одинаковые разъемы MicroUSB, USB Type C или Lightning, кажется, подходит любое зарядное устройство.Мы предполагаем, что раз уж он подходит, все должно быть в порядке.

Однако вы можете не знать, что вы можете не только повредить свой телефон, но и нанести такой серьезный ущерб, что это приведет к аннулированию гарантии на телефон!

Корень этой проблемы кроется в попытках производителей стандартизировать конструкцию зарядного устройства microUSB в качестве зарядного порта. Идея этого шага заключалась в том, что, поскольку вы можете использовать любое зарядное устройство, вы не выбрасываете свое старое зарядное устройство, что снижает количество электронных отходов, что является преимуществом для окружающей среды.Однако, несмотря на то, что физическая конструкция microUSB была принята, схемы цепей внутри зарядных устройств не являются универсальными .

Другими словами, разъемы одинакового размера, но сами зарядные устройства не такие. Поэтому то, что разъем подходит, не означает, что вам следует использовать какое-либо зарядное устройство.

4 этапа зарядки аккумуляторов:

При зарядке телефона происходит 4 этапа:

• 1: при подключении телефона напряжение аккумулятора быстро увеличивается
• 2: Пики напряжения и ток от зарядного устройства начинают уменьшаться.
• 3: Когда аккумулятор полностью заряжен и зарядное устройство полностью отключает ток от сотового телефона.
• 4: Режим ожидания, в котором подзарядка осуществляется только тогда, когда напряжение аккумулятора падает ниже заданного значения.

Очень важно, чтобы ваше зарядное устройство понимало эти этапы и могло соответствующим образом адаптироваться.

Вот на что нужно обратить внимание:

Настенное зарядное устройство предназначено для снятия нормального тока и понижения его до уровня, необходимого вашему телефону.Если вы посмотрите на само зарядное устройство, вы увидите крошечную этикетку с входными уровнями. Обычно что-то вроде Вход: 100–240 В ~ Это означает, что если вы живете в стране, где обычное домашнее напряжение составляет от 100 до 240 вольт, и вы вставляете это зарядное устройство в стену, оно не взорвется.

Однако возьмите зарядное устройство из США, рассчитанное только на 110 В, и воткните его в розетку в Южной Африке на 220 В, и вы отключите автоматический выключатель и зарядное устройство до свидания.

Далее нужно искать Выходное напряжение .Большинство аккумуляторов сотовых телефонов полностью заряжаются примерно до 4,2 вольт, поэтому выходная мощность зарядного устройства должна быть больше 4,2. Если зарядное устройство рассчитано только на выходную мощность 3,0 В, то оно не будет заряжать аккумулятор 4,2 В.

Наконец, нам нужно взглянуть на выходную силу тока — это указывает максимальное количество тока, доступного от зарядного устройства для телефона, чтобы получить то, что ему нужно. Если телефону требуется 700 мА для зарядки и вы используете зарядное устройство с выходом 1 А , телефон будет потреблять только до 700 мА — здесь нет проблем.Однако, когда вашему телефону требуется 700 мА, а ваше зарядное устройство обеспечивает только 500 мА, может возникнуть множество проблем, начиная от очень медленной зарядки и заканчивая перегревом и полным отказом устройства .

Зарядные устройства USB и кабели:

Зарядка через USB

тоже не застрахована от проблем. Очень часто покупают настенные зарядные устройства, которые позволяют подключать к ним USB-кабель для зарядки телефона. Не менее распространенным является просто подключить любой USB-кабель к ноутбуку и дать ему зарядить ваш телефон.Что вам нужно знать, так это то, что в настоящее время существует 3 спецификации USB: USB 1.0, USB 2.0 и USB 3.0 — похоже, что каждая из них имеет свою спецификацию мощности. Например, в USB 2.0 это 500 мА, а в USB 3.0 — 900 мА и может достигать 1500 мА. Вы заметите, что зарядное устройство USB требует гораздо больше времени для зарядки вашего устройства по сравнению с настенным зарядным устройством, и причина этого заключается в сочетании качества и толщины USB-кабеля, технических характеристик кабеля и источника зарядки. Некоторые ноутбуки USB не производят достаточно энергии для зарядки вашего устройства, поэтому вы видите несколько Y-образных кабелей, чтобы вы могли использовать питание обоих портов USB (обычно для внешних жестких дисков).

Качество зарядных устройств для телефонов:

При покупке дешевых зарядных устройств мало смотреть на разъем. Многие дешевые зарядные устройства не имеют сертификатов CE, RHOS, MFI. Это важные мировые сертификаты, которые гарантируют, что продукты не содержат свинца, работают в сетевых вилках и других устройствах, а также на устойчивых и признанных заводах в странах-производителях. Устройства, получившие такое одобрение, обычно означают, что продукты имеют продуманную схему, которая позволяет устройствам хорошо работать.

Зарядное устройство для сигарет, которое я купил у «продавца» на обочине оживленной дороги, показало, что мой телефон заряжается, на что указывает значок молнии внутри значка батареи на телефоне. Однако, когда я открыл это зарядное устройство, я заметил, что зарядное устройство имеет плохо припаянные провода, незакрепленные компоненты и не имеет регулятора, что означает, что зарядное устройство может продолжать заряжать телефон, даже когда в нем больше нет необходимости, и оно также не защищает. телефон от пиков и провалов. Другие зарядные устройства, которые я пробовал, просто вводили телефон в заблуждение, заставляя думать, что он заряжается, и даже после полного часа вождения аккумулятор увеличился только на 2%.

Превышение заряда / разряда

Я разговаривал с Рене Винтером, который является не только директором Wintec Solutions, но и обладает впечатляющей квалификацией. Beng (hons) Mechatronic Engineering , он разделяет озабоченность Dodgy-Chargers и подтверждает, что «защита от перезарядки / разрядки имеет решающее значение. При подключении аккумулятора или автомобильного зарядного устройства к телефону вы не всегда можете быть на месте, чтобы узнать, когда он заряжен, поэтому важно, чтобы устройство имело схему, которая распознает, когда он заряжен, и автоматически прекращает подачу питания на устройство.”

Зарядный USB-кабель, который наматывается на себя, как зубная нить, заряжает мой телефон очень медленно, однако во время зарядки сенсорный экран не отвечает. Конечно, это не может быть хорошо…

Рене добавляет, что «кондиционирование аккумулятора влияет на ваш телефон и телефоны с« шоковой зарядкой »- например, включение в сеть, когда вы находитесь на компьютере, а затем отключение влияет на количество циклов зарядки аккумулятора вашего телефона (сокращая срок его службы). Важно искать литий-полимерное зарядное устройство, поскольку у них нет набора памяти, как у других аккумуляторов, что фактически означает более длительный срок службы ваших устройств и лучшее кондиционирование.”

Даже в пределах одной и той же компании сотовой связи разные телефоны предъявляют разные требования к зарядке, поэтому не путайте зарядные устройства. Они разработаны специально для работы с телефоном, для которого они предназначены. И СЕРТИФИЦИРОВАН для зарядки.

Зарядные устройства на солнечных батареях

Солнечная зарядка — самая малоиспользуемая технология в Африке. Однако во многом это связано с дешевыми версиями, которые не работают и испортили термин «солнечная зарядка». Вы когда-нибудь пробовали садовые фонари на солнечных батареях?

Существует множество типов панелей и технологий, которые объединяются для создания солнечного зарядного устройства, и, к сожалению, материалы и методы, которые работают хорошо, недешевы, поэтому вам обычно приходится платить за решение, которое работает, но вы увидите награды!

В продуктах

, таких как отмеченная наградами серия Powertraveller, используются стеклянные панели, которые фактически собирают ультрафиолетовое излучение и максимально повышают эффективность его преобразования в электричество, что делает их чрезвычайно эффективными, прочными и устойчивыми к температуре (-20 — +40 градусов!)

Технологии, такие как MPPT — Powertravellers запатентовали технологию Maximum Power Point Technology, означают, что их панели могут использовать и хранить (в батареях) заряд, поэтому в пасмурную погоду он по-прежнему выдает регулируемый ток (не переменный ток — повреждающий устройства) и, следовательно, обеспечивает максимальную мощность и эффективное питание вашего устройства.

Итак, вкратце:

1. Используйте только зарядное устройство и USB-кабель, входящие в комплект поставки телефона.

2. Если у вас нет зарядного устройства, внимательно посмотрите на доступное зарядное устройство, которое вы собираетесь использовать, и убедитесь, что мощность соответствует потребностям вашего телефона (см. Выше).

3. Носите с собой собственный USB-шнур, входящий в комплект поставки телефона. Он разработан и создан специально для работы с вашим телефоном.

4. Несмотря на соблазн купить недорогие зарядные устройства, не имеющие ни одной торговой марки, вы буквально рискуете жизнью своего телефона и аккумулятора.Не зря официальная зарядка стоит дороже дешевой импортной.

5. Если вы покупаете неофициальное зарядное устройство, посмотрите на упаковку, чтобы убедиться, что оно сертифицировано для телефонов, которые вы хотите заряжать.

Прочтите следующее:

Надувная лодка Luci Light — мощное решение серьезной проблемы

Связанные

Как работает зарядное устройство для мобильного телефона

В наши дни очень распространены мобильные телефоны и зарядные устройства.Большинство из нас используют его в повседневной жизни. Фактически они используются для зарядки аккумуляторов внутри мобильных телефонов, обеспечивая им постоянное напряжение и ток низкого уровня. Для зарядки разных мобильных телефонов могут использоваться разные типы зарядных устройств, но основные функции всех них практически одинаковы.

Рис.1: Изображение мобильного зарядного устройства

На изображении выше показано обычно используемое мобильное зарядное устройство.

Печатная плата с компонентами

Рис.2: Схема печатной платы мобильного зарядного устройства

Открыв внешние винты, мы можем увидеть печатную плату, содержащую большинство компонентов, как показано на изображении выше.

Рис. 3: Четыре диода, вставленные в печатную плату мобильного зарядного устройства

Четыре диода, показанные на верхнем рисунке, образуют схему двухполупериодного выпрямителя. Работа выпрямителя объясняется далее в статье.

Другие компоненты

Рис.4. Компоненты схемы печатной платы — конденсаторы, транзисторы, диоды и резисторы

На изображении выше хорошо видны компоненты, которые используются в схеме — конденсаторы, транзисторы, диоды и резисторы.

Рис.5: Импульсный трансформатор мобильного зарядного устройства

Импульсный трансформатор, показанный на изображении выше, является трансформатором специального назначения.

рабочая

Рис.6: Светодиод мобильного зарядного устройства

Когда зарядное устройство подключено к источнику переменного тока, светодиод начинает светиться, указывая на правильную работу зарядного устройства.

Рабочие

Последние мобильные зарядные устройства представляют собой блоки питания, в которых используется технология импульсного источника питания (SMPS). Чтобы понять принцип работы мобильного зарядного устройства, нам необходимо понять концепцию блока питания (PSU). Блок питания — это устройство, которое передает электрическую энергию от одного конца к другому, изменяя свои основные характеристики в соответствии с требованиями.Примером блока питания является приложение, которое преобразует напряжение сети переменного тока в регулируемое напряжение постоянного тока. Блоки питания бывают двух типов в зависимости от режима работы — Linier и Switching.

В этих зарядных устройствах с импульсным режимом передача энергии осуществляется путем постоянного включения и выключения электрических компонентов (катушки индуктивности, конденсатора и т. Д.). Мы можем контролировать выходное напряжение / ток, изменяя рабочий цикл, частоту или соответствующую фазу. Использование технологии SMPS делает зарядные устройства меньше и легче за счет исключения низкочастотных трансформаторов.Он также обеспечивает большую эффективность, чем традиционные методы, в которых используются громоздкие трансформаторы.

Источник переменного тока сначала поступает через сетевые фильтры в зарядном устройстве. Сетевые фильтры — это разновидности электронных фильтров, которые устанавливаются между электронным устройством и внешней линией для изменения / ослабления эффекта электромагнитных помех. Теперь отфильтрованный сигнал проходит через схему двухполупериодного мостового выпрямителя. Выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное.

Выходное постоянное напряжение из схемы выпрямителя проходит через схему коррекции коэффициента мощности (PFC), которая управляет силовыми цепями с максимальной эффективностью.Далее сигнал напряжения передается на импульсный трансформатор, который представляет собой специальный тип трансформатора, оптимизированный для генерации прямоугольных электрических импульсов.

Импульсные трансформаторы делятся на две категории — силовые и сигнальные трансформаторы. Здесь используется силовой трансформатор. Он снижает уровень входного напряжения и дает низкое напряжение, необходимое для зарядки аккумулятора.

]]>
]]>

Внутри (поддельного) зарядного устройства для iPhone

Мысли о смерти Ма Айлуна

Согласно сообщениям, женщина в Китае трагически погибла от удара электрическим током, когда она заряжалась от своего iPhone.Мне это кажется технически правдоподобным, если бы она использовала дешевое или поддельное зарядное устройство, как я описываю ниже. Внутри зарядного устройства 340 вольт постоянного тока, этого достаточно, чтобы убить. В дешевом зарядном устройстве расстояние между выходным напряжением и выходным напряжением может составлять менее миллиметра, что составляет часть рекомендуемого безопасного расстояния. В этих зарядных устройствах иногда происходит короткое замыкание (рисунок), что может привести к подаче смертельного напряжения через USB-кабель. Если пользователь замыкает цепь, стоя на влажном полу или касаясь заземленной металлической поверхности, возможно поражение электрическим током.Если в зарядном устройстве конденсируется влага (например, во влажной ванной), вероятность короткого замыкания возрастает. Подлинные зарядные устройства Apple (и зарядные устройства других брендов) соответствуют строгим правилам безопасности (разборка), поэтому я был бы удивлен, если бы такое поражение электрическим током произошло с зарядным устройством известной марки. Поскольку подделки выглядят так же, как настоящие зарядные устройства, я буду ждать, пока эксперт определит, использовалось ли подлинное зарядное устройство Apple или нет. Я читал предположения, что, возможно, виновата домашняя проводка, но, поскольку зарядные устройства обычно не заземлены, я не понимаю, какую роль может сыграть неисправная домашняя проводка.Я должен отметить, что, поскольку на данный момент мало деталей, это все предположения; возможно, телефон и зарядное устройство вообще не использовались.

Недавно я написал популярную статью об истории компьютерных блоков питания, которая привела к предположениям о том, что находится внутри этих удивительно маленьких кубических USB-зарядных устройств размером один дюйм, продаваемых Apple, Samsung, RIM и другими компаниями. В интересах науки я купил дешевое безымянное зарядное устройство для кубов на eBay за 2,79 доллара и разобрал его. Удивительно, что производители могут создать и продать сложное зарядное устройство всего за несколько долларов.Оно очень похоже на настоящее зарядное устройство Apple и стоит намного дешевле. Но заглянув внутрь, я обнаружил, что важные углы безопасности были вырезаны, что могло привести к неожиданности в 340 вольт. Кроме того, помехи от такого дешевого зарядного устройства могут вызвать сбои в работе сенсорного экрана. Таким образом, я рекомендую потратить еще несколько долларов на фирменное зарядное устройство.

Безымянное зарядное устройство, которое я купил, имеет длину чуть более дюйма, не считая вилки европейского образца. Зарядное устройство имеет маркировку «ДЛЯ iphone4. Вход 110–240 В, 50/60 Гц, выход 5.2 В, 1000 мА, сделано в Китае. «Никакой другой маркировки (производитель, серийный номер или сертификаты безопасности). Я вскрыл зарядное устройство с помощью Dremel-ing. Один сюрприз — сколько пустого места внутри для зарядного устройства, которое настолько малы. Очевидно, схема зарядного устройства разработана для вилки меньшего размера в американском стиле, а дополнительное пространство с европейской вилкой не используется. Поскольку зарядное устройство принимает входное напряжение от 110 до 240 В, ту же схему можно использовать во всем мире. [1]

Сам блок питания немного меньше одного кубического дюйма.На рисунке ниже показаны основные компоненты. Слева — стандартный разъем USB. Обратите внимание, сколько места он занимает — неудивительно, что устройства переходят на разъемы micro-USB. Обратный трансформатор — это черно-желтый компонент; он преобразует вход высокого напряжения в выход 5 В. Перед ним переключающий транзистор. Рядом с транзистором находится компонент, который выглядит как резистор, но представляет собой катушку индуктивности, фильтрующую входной переменный ток. На нижней стороне вы можете увидеть конденсаторы, фильтрующие выход и вход.

Источник питания представляет собой простой импульсный источник питания с обратным ходом. Входной переменный ток преобразуется в высоковольтный постоянный ток диодом, прерывается в импульсы силовым транзистором и подается в трансформатор. Выход трансформатора преобразуется в постоянный ток низкого напряжения с помощью диода, фильтруется и выводится через порт USB. Схема обратной связи регулирует выходное напряжение на уровне 5 вольт, регулируя частоту прерывания.

Подробное объяснение

Более подробно, источник питания представляет собой автоколебательный обратноходовой преобразователь, также известный как преобразователь с вызывным дросселем.[2] В отличие от большинства источников питания с обратным ходом, в которых для управления колебаниями используется ИС, этот источник питания генерирует колебания сам по себе через обмотку обратной связи на трансформаторе. Это уменьшает количество компонентов и минимизирует стоимость. Контроллер IC [3] за 75 центов был бы огромным расходом для источника питания за 2,79 доллара, поэтому вместо этого они использовали минимальную схему.

На рисунке выше показаны компоненты схемы; красные прямоугольники и курсив обозначают компоненты на другой стороне. (Щелкните, чтобы увеличить изображение.) Обратите внимание на то, что большинство компонентов представляют собой крошечные устройства поверхностного монтажа (SMD) и их не так много по сравнению с конденсаторами.Зеленые провода подают входной переменный ток, который фильтруется через катушку индуктивности. Высоковольтный входной диод 1N4007 (M7) и входной конденсатор 4,7 мкФ преобразуют входной переменный ток в 340 вольт постоянного тока [4]. Силовой транзистор MJE13003 переключает питание на трансформатор с переменной частотой (вероятно, около 50 кГц). Трансформатор имеет две первичные обмотки (силовую обмотку и обмотку обратной связи) и вторичную обмотку. (Трансформатор и катушка индуктивности также известны как «магнетики».)

На вторичной (выходной) стороне высокоскоростной диод Шоттки SS14 выпрямляет выходной сигнал трансформатора до постоянного тока, который фильтруется выходным конденсатором 470 мкФ, прежде чем обеспечить желаемое. 5В к USB-порту.Два центральных контакта USB-порта (контакты данных) закорочены вместе с припоем, как будет объяснено ниже.

Простая цепь обратной связи регулирует напряжение. Выходное напряжение делится пополам резистор делителя и сравнивается с 2.5V общим 431 опорного напряжения устройства. Обратная связь передается на первичную обмотку через оптоизолятор 817B. На первичной стороне колебания обратной связи от обмотки трансформатора обратной связи и обратная связь по напряжению от оптоизолятора объединены в управляющем транзисторе 2SC2411.Затем этот транзистор приводит в действие силовой транзистор, замыкая контур. (Очень похожая схема источника питания описана Delta. [5])

Изоляция и безопасность

По соображениям безопасности источники питания переменного тока должны поддерживать строгую изоляцию между входом переменного тока и выходом. Схема разделена на первичную сторону, подключенную к переменному току, и вторичную сторону, подключенную к выходу. Между двумя сторонами не может быть прямого электрического соединения, иначе кто-то, прикоснувшись к выходу, может получить электрический ток.Любое соединение между двумя сторонами должно осуществляться через трансформатор или оптоизолятор. В этом источнике питания трансформатор обеспечивает изоляцию основного питания, а оптоизолятор обеспечивает изоляцию обратной связи по вторичному напряжению.

Если вы посмотрите на рисунок, вы можете увидеть границу изоляции, обозначенную белой линией на печатной плате, пересекающей печатную плату примерно по горизонтали, причем первичная сторона находится вверху, а вторичная сторона — внизу. (Эта линия напечатана на доске; я не добавлял ее к картинке.) Круги на линии, которые выглядят как дыры, на самом деле дыры. Это обеспечивает дополнительную изоляцию между двумя сторонами.

UL имеет сложные требования безопасности относительно того, какое расстояние (известное как «путь утечки» и «зазор») должно быть между первичной и вторичной сторонами, чтобы предотвратить опасность поражения электрическим током. [6] Правила сложные, и я не эксперт, но я думаю, что требуется как минимум 3 или 4 мм. На этом блоке питания среднее расстояние составляет около 1 миллиметра. Зазор ниже R8 справа немного меньше одного миллиметра (обратите внимание, что белая линия пересекает дорожку печатной платы слева от R8).

Мне было интересно, как этот блок питания мог соответствовать стандартам UL с зазором менее 1 мм. Присмотревшись к корпусу зарядного устройства повнимательнее, я заметил, что в нем нет ни сертификатов безопасности, ни даже производителя. Я внезапно понял, что покупка самого дешевого зарядного устройства на eBay от неизвестного производителя в Китае может быть угрозой безопасности. Обратите внимание, что этот субмиллиметровый зазор — это все, что защищает вас и ваш телефон от потенциально смертельного напряжения в 340 вольт. Я также разобрал трансформатор и обнаружил только одинарные слои изоляционной ленты между обмотками, а не двойные слои, требуемые UL.Заглянув внутрь этого зарядного устройства, я рекомендую потратить немного больше на зарядное устройство и приобрести такое, которое имеет одобрение UL и имя известного производителя.

Еще одна проблема, связанная с супердешевыми зарядными устройствами, заключается в том, что они производят некачественную электрическую продукцию с большим количеством шумов, которые могут мешать работе вашего телефона. Известно, что недорогие адаптеры дроссельной заслонки вызывают сбои в работе сенсорного экрана, поскольку экран улавливает электрические помехи. [7] В статье было замечено несколько экономичных дизайнерских решений, которые увеличивают помехи.В зарядном устройстве для выпрямления входа используется один диод, а не четырехдиодный мост, который будет создавать больше помех. Входная и выходная фильтрация минимальны по сравнению с другими проектами. [8] [9] На входе переменного тока также нет предохранителя, что немного беспокоит.

Протоколы зарядки USB

Вы могли подумать, что зарядные устройства USB взаимозаменяемы и подключить USB-устройство к зарядному устройству несложно, но оказывается, что это беспорядок из нескольких стандартов зарядки USB, [10] [11] [12] устройств, которые нарушать правила [13] и проприетарные протоколы, используемые Sony и Apple.[14] [15] [16] Основная проблема заключается в том, что стандартный порт USB может обеспечить до 500 мА, так как же зарядные устройства обеспечивают 1 А или более для более быстрой зарядки? Для упрощения, зарядное устройство указывает, что это зарядное устройство, путем короткого замыкания двух средних контактов USB (D + и D-). Фирменные зарядные устройства вместо этого подключают разные сопротивления к контактам D + и D-, чтобы указать, какой ток они могут обеспечить. Обратите внимание, что есть несколько неиспользуемых точек подключения резистора (R2, R3, R8, R10), подключенных к порту USB на схеме выше; производитель может добавить соответствующие резисторы для имитации зарядных устройств других типов.

Достижения в адаптерах питания переменного тока

Ранние адаптеры питания представляли собой просто трансформатор переменного тока, производящий переменный ток низкого напряжения, или добавляемые диоды для производства постоянного тока. В середине 1990-х импульсные источники питания стали более популярными, поскольку они более компактны и более эффективны [17]. Однако растущая популярность адаптеров переменного тока, а также их тенденция к потере нескольких ватт, когда их оставляют подключенными к сети, ежегодно обходятся Соединенным Штатам в миллиарды долларов потраченной впустую электроэнергии [3]. Стандарты New Energy Star [18] поощряли «зеленые» конструкции, которые в простое используют милливатты, а не ватты.Эти эффективные контроллеры могут останавливать переключение, когда они разгружены, с прерывистыми всплесками, чтобы получить достаточно энергии для продолжения работы. [19] Одна конструкция блока питания фактически обеспечивает нулевое энергопотребление в режиме ожидания за счет использования «суперконденсатора» в режиме ожидания. [20]

Полупроводниковая промышленность продолжает совершенствовать импульсные источники питания за счет усовершенствования микросхем контроллеров и переключающих транзисторов. Для простых источников питания некоторые производители объединяют микросхему контроллера и переключающий транзистор в один компонент, имеющий всего 4 или 5 контактов.Другой технологией управления зарядным устройством является CC / CV, которая обеспечивает постоянный ток до тех пор, пока аккумулятор не зарядится, а затем постоянное напряжение для поддержания его заряда. Чтобы свести к минимуму электромагнитные помехи (EMI), некоторые контроллеры непрерывно изменяют частоту переключения, чтобы распределить помехи по «расширенному спектру» [21]. Контроллеры также могут включать в себя функции безопасности, такие как защита от перегрузки, блокировка при пониженном напряжении и тепловое отключение для защиты от перегрева,

Выводы

Держитесь подальше от сверхдешевых адаптеров переменного тока, созданных загадочными производителями.Потратьте лишние несколько долларов на фирменный адаптер переменного тока. Это будет безопаснее, будет меньше помех, а сенсорный экран вашего устройства будет работать лучше.

Примечания и ссылки

[1] Импульсные источники питания часто используют «универсальный» вход от 110 В до 240 В при 50/60 Гц, что позволяет одному и тому же источнику удобно работать с мировыми напряжениями. Поскольку импульсный источник питания разбивает входной сигнал на переменные сегменты, выходное напряжение может не зависеть от входного напряжения в широком диапазоне.(Это также делает импульсные источники питания более устойчивыми к отключениям питания.) Конечно, спроектировать схему для работы в широком диапазоне напряжений сложнее, особенно для источников питания, которые должны быть очень эффективными в широком диапазоне напряжений. Чтобы упростить конструкцию первых блоков питания для ПК, они часто использовали переключатель для выбора входа 120 или 240 В. Благодаря очень умной схеме удвоителя этот переключатель преобразовал входной мост в удвоитель напряжения на входе 120 В, так что остальная часть схемы может быть рассчитана на одно напряжение.Однако современные источники питания обычно рассчитаны на работу во всем диапазоне напряжений, что позволяет избежать затрат на дополнительный переключатель и гарантирует, что пользователи не поместят переключатель в неправильное положение и не повредят что-либо.
[2] Объяснение в стиле комиксов обратноходовых преобразователей и преобразователей с вызывным дросселем можно найти в TDK Power Electronics World.
[3] Стоимость простаивающих адаптеров переменного тока оценивается от 3,5 до 5,4 млрд долларов из 45 ТВт-часов потраченной впустую электроэнергии в США. В статье обсуждаются решения и упоминается, что эффективная ИС контроллера стоит 75 центов.(Обратите внимание, что это огромная стоимость для адаптера, который продается за 2,79 доллара.) Осушите предотвращаемую утечку, EDN , февраль 1999 г., p96-99
[4] Напряжение постоянного тока примерно в sqrt (2) раз больше напряжения переменного тока, поскольку диод заряжает конденсатор до пика сигнала переменного тока. Таким образом, входное напряжение 240 В переменного тока приведет к примерно 340 В постоянного тока внутри источника питания. Из-за такого использования пика переменного тока используется только небольшая часть входного переменного тока, что приводит к неэффективности, известной как плохой коэффициент мощности. Для более мощных источников питания используется коррекция коэффициента мощности (PFC) для улучшения коэффициента мощности.
[5] Схема преобразователя кольцевого дросселя, подобная тому, что я исследовал, содержится в книге «Анализ и проектирование самоколебательного обратного преобразователя», Delta Products Corporation.
[6] Соображения безопасности при проектировании источников питания, Texas Instruments, предоставляет подробное обсуждение требований безопасности к источникам питания. См. Также «Расчет путей утечки и зазоров на раннем этапе, чтобы избежать проблем проектирования в дальнейшем», «Разработка соответствия» . Онлайн-калькулятор требований UL 60950-1 для зазоров и путей утечки находится на сайте www.creepage.com.
[7] Cypress Semiconductor сравнил обратноходовые преобразователи и преобразователи со звенящим дросселем; преобразователи с дросселем и вызывным дросселем значительно дешевле, но очень шумны в электрическом отношении. Причиной плохой работы сенсорного экрана являются шумные недорогие зарядные устройства на вторичном рынке. Noise Wars: Projected Capacitance Strikes Back, Cypress Semiconductor , сентябрь 2011 г.
[8] Power Integrations имеет несколько конструкций и схем для зарядных устройств и адаптеров сотовых телефонов.
[9] Power Integrations имеет подробный проект зарядного устройства для куба мощностью 5 Вт на базе контроллера LinkSwitch-II.Эта схема позволяет разместить две печатные платы в дюймовом кубе, что весьма впечатляет. Зарядное устройство Cube мощностью 5 Вт с использованием LinkSwitch-II и PR14 Core
[10] Официальная спецификация USB-зарядки — Battery Charging v1.2 Spec.
[11] Обновленные стандарты USB, которые допускают сильноточную зарядку, описаны в конструкции зарядных устройств USB, соответствующих новым отраслевым стандартам, EDN , февраль 2008 г. Таким образом, зарядное устройство замыкает D + и D-, чтобы указать, что оно может обеспечивают 1 А, по сравнению с обычным USB-портом, обеспечивающим до 500 мА.
[12] Актуальное обсуждение USB-зарядки приведено в «Основах зарядки USB-аккумулятора: руководство по выживанию», Maxim Application Note 4803, декабрь 2010 г. Здесь обсуждаются спецификации USB-зарядки аккумулятора и то, как USB определяет различную мощность. Источники: SDP (стандартные компьютерные USB-порты), CDP (сильноточные компьютерные USB-порты до 1,5 А) и DCP (адаптеры питания).
[13] Руководство по USB-питанию, в котором обсуждается разница между тем, что говорится в стандарте USB, и тем, что делается на самом деле, — это «То, что ваша мама не говорила вам о USB» в Зарядке батарей с помощью USB-питания, Примечания по применению Maxim 3241, июнь 2004 г.В частности, порты USB не ограничивают ток до 500 мА и могут обеспечивать до 2 А. Кроме того, порты USB обычно обеспечивают питание даже без какого-либо перечисления.
[14] Ладада перепроектировала зарядные устройства Apple, чтобы определить, как напряжение на выводах USB D + и D- управляет зарядным током. Minty Boost: тайны зарядки устройств Apple. Также следует отметить изображение внутреннего устройства официального зарядного устройства Apple iPhone 3Gs, которое несколько сложнее, чем зарядное устройство, которое я разобрал, с использованием двух печатных плат.
[15] Maxim MAX14578E / MAX14578AE Детекторы зарядного устройства USB. В этом техническом описании содержатся подробные сведения о проприетарных протоколах D + / D-, используемых зарядными устройствами Apple и Sony, а также о стандартных протоколах USB.
[16] Разработка экономичных зарядных устройств на базе USB для автомобильных приложений, EE Times , февраль 2011 г. В этой статье описаны различные типы USB-портов для зарядки и способы их реализации. В нем упоминается, что Blackberry использует спецификацию USB Battery Charging 1.0, Motoroloa использует спецификацию 1.1, телефоны в Китае используют спецификацию YDT-1591, а Apple использует собственный протокол.
[17] Технологии электропитания , Journal of Electronic Engineering, 1995, p41 сообщает, что адаптеры переменного тока и зарядные устройства для портативных компьютеров, фотоаппаратов и видеооборудования переходят от «капельных» трансформаторов к импульсным источникам питания.
[18] В 2010 году Energy Star добавила звездные рейтинги в отношении энергопотребления без нагрузки: от 0 звезд для зарядных устройств, потребляющих мощность более 0,5 Вт в режиме ожидания, до 5 звезд для зарядных устройств, потребляющих менее 30 мВт.В статье также обсуждаются зарядные устройства постоянного тока / постоянного напряжения (CC / CV), которые обеспечивают постоянный ток при зарядке аккумулятора, а затем постоянное напряжение для поддержания заряда аккумулятора. Встреча 30 мВт в режиме ожидания в зарядных устройствах для мобильных телефонов.
[19] Экологичная конструкция адаптера переменного тока, обусловленная требованиями к питанию, EDN Power Technology , август 2004 г., стр. 25-26. В этой статье описывается, как создать высокоэффективный адаптер переменного тока, использующий «пакетный режим» при низкой нагрузке и минимизирующий электромагнитные помехи с помощью методов расширения спектра.
[20] Watt Saver для адаптера переменного тока сотового телефона описывает эталонную конструкцию адаптера переменного тока, в которой используется суперконденсатор емкостью 1 Фарад для питания контроллера без использования переменного тока при отсутствии нагрузки.
[21] ШИМ-контроллер Fairchild FAN103 разработан для зарядных устройств. Он использует скачкообразную перестройку частоты для расширения спектра электромагнитных помех — частота переключения варьируется от 46 кГц до 54 кГц. Когда нет нагрузки, контроллер переключается в режим «Deep Green», понижая частоту переключения до 370 Гц, получая достаточно энергии для продолжения работы.

Могу ли я использовать любое зарядное устройство со своим телефоном или планшетом?

Вы купили этот телефон, этот телефон и еще пару планшетов. За прошедшие годы вы, вероятно, накопили достаточно USB-зарядных устройств и кабелей, чтобы подключить их к розетке в каждой комнате вашего дома. Таким образом, вы можете подключить Moto G5 к зарядному устройству для Galaxy S9 или iPhone к зарядному устройству для iPad. Но можно ли это сделать? Вы задаетесь вопросом: «Могу ли я использовать зарядное устройство с моим телефоном или планшетом?»

Было время, когда зарядные устройства для мобильных устройств были разными.Вам нужно будет проверить выходное напряжение зарядного устройства и убедиться, что оно соответствует тому, что поддерживает ваше устройство, прежде чем вы сможете его безопасно использовать. Неправильная работа приведет к тому, что устройство будет работать неправильно или, что еще хуже, никогда больше не включится.

Чтобы решить эту проблему, производители объединились в 2007 году и остановились на стандарте USB-зарядки. В результате почти любой телефон и планшет теперь поставляется с зарядным устройством USB, которое можно без проблем использовать между устройствами. Любое устройство, поддерживающее спецификацию зарядки аккумулятора 1.1 или выше, будет определять и регулировать количество энергии, подаваемой на устройство, и соответствующим образом адаптироваться.

Это означает, что вы можете спокойно использовать любые USB-зарядные устройства, входящие в комплект вашего телефона или планшета, с любым другим телефоном или планшетом, выпущенным после 2007 года. Адаптер iPhone к порту USB-C Android? Конечно! Используйте адаптер Android на порте iPad Lightning? Без проблем! Вы можете использовать любое зарядное устройство со своим телефоном, если оно было произведено после соглашения 2007 года.

Дешевые зарядные устройства «Penny», кабели и купленные в Интернете

Эти зарядные устройства на 50 центов могут выглядеть довольно привлекательно, но эксперименты показали, что известные торговые марки работают лучше и намного безопаснее в использовании.Не дешево! Дешевые кабели и зарядные устройства стали широко распространенной проблемой в последние годы. Это такая проблема, что Amazon пришлось запретить продавать дешевые кабели, не соответствующие требованиям, на своем сайте.

Придерживайтесь таких торговых марок, как Belkin, Monster или компании, выпустившей ваше устройство.

FAQ

Безопасно ли использовать адаптер для преобразования зарядного устройства и кабеля на другой тип разъема?

Да, при условии, что вы не «удешевили» адаптер, зарядное устройство или кабель.Например, у вас должна быть возможность использовать зарядное устройство с разъемом USB-C с адаптером для iPhone или разъемом Micro-USB. Старое 30-контактное зарядное устройство для iPhone и кабель с переходником для преобразования на USB-C? Без проблем.

Как насчет использования только USB-порта для зарядки без подключаемого зарядного устройства?

Вы можете подключить свое устройство к любому USB-порту, и оно будет нормально заряжаться.

У меня старый телефонный адаптер. Как узнать, будет ли он работать с любым зарядным устройством?

Вам нужно будет проверить, поддерживает ли телефон спецификацию зарядки аккумулятора USB 1.1 или выше. Эту информацию часто бывает довольно сложно найти, поскольку ее часто нет в руководствах по продуктам. Некоторые производители указывают его в разделе спецификаций на своем веб-сайте. В большинстве случаев вам нужно будет «погуглить».

Я подключил зарядное устройство к своему устройству, и у меня есть красный крестик над значком батареи. Почему это происходит?

Красный значок батареи X указывает на то, что зарядное устройство подает на устройство только небольшое количество энергии и оно может заряжаться не так быстро, как разрешено.Опасности быть не должно, и вы можете продолжать заряжать устройство, хотя и медленно.

Мое устройство не поддерживает спецификацию зарядки аккумулятора USB 1.1. Что мне делать?

Вам нужно будет использовать зарядное устройство, поставляемое с устройством. Если оригинального зарядного устройства нет в наличии, вам придется использовать другое зарядное устройство с тем же разъемом, которое поддерживает то же выходное напряжение, что и исходное зарядное устройство.

Я прочитал другой пост, в котором говорится, что нельзя смешивать зарядные устройства.Почему ты говоришь иначе?

Многие люди до сих пор дезинформированы, потому что привыкли к тому, как было раньше. Они могут не знать о новых стандартах и ​​полагать, что ничего не изменилось. Я сравниваю это с людьми, которые до сих пор говорят, что не следует заряжать аккумулятор телефона, пока он полностью не разрядится. Такая старая информация привела к тому, что опубликовано много неточной информации о зарядке через USB.

Дополнительная литература

Зарядное устройство. Факты для детей

Зарядное устройство — это устройство, позволяющее использовать использованный аккумулятор снова.Он работает, подавая в него электрический ток с противоположной полярности батареи. Однако с помощью зарядного устройства можно заряжать только аккумуляторные батареи.

Зарядные устройства

бывают разных видов, например, для аккумуляторов мобильных телефонов, зарядных устройств для электромобилей и зарядных устройств (адаптеров) для ноутбуков.

Типы зарядных устройств

Простые зарядные устройства

Простое зарядное устройство работает путем подачи постоянного или импульсного источника питания постоянного тока на заряжаемую батарею.Обычное зарядное устройство обычно не меняет свою мощность в зависимости от времени зарядки или заряда аккумулятора. Эта простота означает, что простое зарядное устройство недорогое, но есть компромиссы. Как правило, тщательно спроектированное простое зарядное устройство заряжает аккумулятор дольше, чем в противном случае, потому что оно настроено на использование более низкой скорости зарядки для предотвращения повреждений. Даже в этом случае многие батареи, оставленные на простом зарядном устройстве слишком долго, будут ослаблены или разрушены из-за чрезмерной зарядки. Эти зарядные устройства также различаются тем, что они могут подавать на аккумулятор постоянное напряжение или постоянный ток.

Простые зарядные устройства, работающие от переменного тока, обычно имеют гораздо более высокий ток пульсации и пульсирующее напряжение, чем другие типы зарядных устройств, поскольку они недорого спроектированы и изготовлены. Как правило, когда пульсирующий ток находится в пределах рекомендованного производителем уровня заряда, пульсирующее напряжение также будет в пределах рекомендуемого уровня. Максимальный ток пульсаций для типичной свинцово-кислотной батареи VRLA 12 В 100 Ач составляет 5 ампер. До тех пор, пока пульсирующий ток не является чрезмерным (более чем в 3-4 раза превышает рекомендуемый производителем уровень заряда), ожидаемый срок службы аккумулятора VRLA с пульсирующим зарядом будет в пределах 3% от срока службы аккумулятора с постоянным зарядом постоянного тока.

Зарядные устройства для быстрой зарядки

В устройствах быстрой зарядки

используются схемы управления для быстрой зарядки аккумуляторов без повреждения каких-либо элементов в аккумуляторе. Схема управления может быть встроена в батарею (обычно для каждой ячейки) или во внешний зарядный блок, или разделена между ними. Большинство таких зарядных устройств имеют охлаждающий вентилятор, который помогает поддерживать температуру элементов на безопасном уровне. Большинство из них также могут работать как стандартные зарядные устройства для ночного сна, если используются со стандартными NiMH элементами, не имеющими специальной схемы управления.

Зарядные устройства индукционные

В индуктивных зарядных устройствах

для зарядки аккумуляторов используется электромагнитная индукция. Зарядная станция посылает электромагнитную энергию через индуктивную связь к электрическому устройству, которое накапливает энергию в батареях. Это достигается без металлических контактов между зарядным устройством и аккумулятором. Он обычно используется в электрических зубных щетках и других устройствах, используемых в ванных комнатах. Поскольку отсутствуют разомкнутые электрические контакты, риск поражения электрическим током отсутствует.В настоящее время этот метод зарядки применим только к небольшим батареям, но не к системам большой емкости.

Интеллектуальные зарядные устройства

Пример умного зарядного устройства для батареек АА и ААА

«Умное зарядное устройство» не следует путать с «умным аккумулятором». Интеллектуальная батарея обычно определяется как батарея, содержащая какое-то электронное устройство или «микросхему», которая может обмениваться данными с интеллектуальным зарядным устройством о характеристиках и состоянии батареи. Для интеллектуальной батареи обычно требуется интеллектуальное зарядное устройство, с которым она может взаимодействовать (см. Данные интеллектуальной батареи).Интеллектуальное зарядное устройство определяется как зарядное устройство, которое может реагировать на состояние аккумулятора и соответствующим образом изменять свои действия по зарядке.

Некоторые интеллектуальные зарядные устройства предназначены для зарядки:

• «умные» аккумуляторы.
• «тупые» батареи, в которых отсутствует какая-либо внутренняя электронная схема.

Выходной ток интеллектуального зарядного устройства зависит от состояния аккумулятора. Интеллектуальное зарядное устройство может контролировать напряжение, температуру или время зарядки аккумулятора, чтобы определить оптимальный ток заряда и прекратить зарядку.

Для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов напряжение на аккумуляторе медленно увеличивается во время процесса зарядки, пока аккумулятор не будет полностью заряжен. После этого напряжение уменьшается до , что указывает интеллектуальному зарядному устройству, что аккумулятор полностью заряжен. Такие зарядные устройства часто обозначаются как зарядное устройство ΔV, «дельта-V» или иногда «дельта-пик», что указывает на то, что они отслеживают изменение напряжения.

Проблема в том, что величина «дельта-V» может стать очень маленькой или даже отсутствовать, если перезаряжается (очень) большая ^{[ количественно ]} емкость аккумуляторных батарей.Это может привести к тому, что даже интеллектуальное зарядное устройство не почувствует, что батареи фактически уже полностью заряжены, и продолжит зарядку. В некоторых случаях это может привести к перезарядке батарей. Однако многие так называемые интеллектуальные зарядные устройства используют комбинацию систем отключения, которые предназначены для предотвращения перезарядки в подавляющем большинстве случаев.

Типичное интеллектуальное зарядное устройство быстро заряжает аккумулятор примерно до 85% от его максимальной емкости менее чем за час, а затем переключается на непрерывную зарядку, которая занимает несколько часов, чтобы полностью зарядить аккумулятор.

Зарядное устройство с питанием от движения

Линейный индукционный фонарик, заряжаемый путем встряхивания вдоль своей длинной оси, заставляя магнит (виден справа) скользить через катушку провода (в центре) для выработки электричества

Несколько компаний начали производить устройства, которые заряжают аккумуляторы на основе движений человека. Один из примеров, сделанный Tremont Electric, состоит из магнита, удерживаемого между двумя пружинами, который может заряжать аккумулятор при перемещении устройства вверх и вниз, например, при ходьбе.Такие продукты пока не достигли значительного коммерческого успеха.

Зарядное устройство с педальным приводом для мобильных телефонов, устанавливаемое на столы, было разработано бельгийской компанией WeWatt для установки в общественных местах, таких как аэропорты, железнодорожные вокзалы и университеты, были установлены в ряде стран на нескольких континентах.

Зарядное устройство импульсное

В некоторых зарядных устройствах используется импульсная технология , в которой на батарею подается серия импульсов напряжения или тока.Импульсы постоянного тока имеют строго контролируемое время нарастания, ширину импульса, частоту повторения импульсов (частоту) и амплитуду. Считается, что эта технология работает с аккумуляторами любого размера, напряжения, емкости и химического состава, включая автомобильные и клапанные. При импульсной зарядке можно подавать высокие мгновенные напряжения без перегрева батареи. В свинцово-кислотных аккумуляторах это разрушает кристаллы сульфата свинца, что значительно продлевает срок их службы.

Запатентовано несколько видов импульсной зарядки.Остальные — оборудование с открытым исходным кодом.

Некоторые зарядные устройства используют импульсы для проверки текущего состояния батареи при первом подключении зарядного устройства, затем используют зарядку постоянным током во время быстрой зарядки, а затем используют импульсную зарядку как разновидность непрерывной зарядки для поддержания заряда.

Некоторые зарядные устройства используют «зарядку отрицательным импульсом», также называемую «рефлекторной зарядкой» или «отрыжкой». В таких зарядных устройствах используются как положительные, так и короткие отрицательные импульсы тока. Однако нет никаких существенных доказательств того, что зарядка отрицательным импульсом более эффективна, чем зарядка обычным импульсом.

Солнечные зарядные устройства

Солнечные зарядные устройства преобразуют световую энергию в постоянный ток. Как правило, они портативны, но также могут иметь фиксированное крепление. Фиксированные солнечные зарядные устройства также известны как солнечные панели. Солнечные панели часто подключаются к электросети, в то время как портативные солнечные зарядные устройства используются вне сети (например, автомобили, лодки или жилые дома).

Зарядные устройства с таймером (HI)

Выход зарядного устройства с таймером прекращается по истечении заданного времени. Зарядные устройства с таймером были наиболее распространенным типом для никель-кадмиевых элементов большой емкости, например, в конце 1990-х годов (никель-кадмиевые элементы малой емкости обычно заряжались с помощью простого зарядного устройства).

Часто зарядное устройство с таймером и набор аккумуляторов можно было купить в комплекте, и время зарядки настраивалось в соответствии с этими батареями. Если бы аккумуляторы меньшей емкости заряжались, то они были бы перезаряжены, а если бы аккумуляторы большей емкости заряжались, то они были бы заряжены только частично. Учитывая тенденцию к увеличению емкости аккумуляторных батарей из года в год, старое зарядное устройство с таймером будет заряжать только частично новые батареи.

Зарядные устройства

с таймером также имели недостаток, заключающийся в том, что зарядка аккумуляторов, которые не были полностью разряжены, даже если эти аккумуляторы имели правильную емкость для конкретного зарядного устройства с таймером, приводила к чрезмерной зарядке.

Капельные зарядные устройства

Непрерывное зарядное устройство обычно является слаботочным (5–1 500 мА) зарядным устройством для аккумуляторов. Для зарядки аккумуляторов небольшой емкости (2–30 Ач) обычно используется капельное зарядное устройство. Эти типы зарядных устройств также используются для обслуживания аккумуляторов большей емкости (> 30 Ач), которые обычно используются в автомобилях, лодках, жилых автофургонах и других подобных транспортных средствах. В более крупных приложениях тока зарядного устройства достаточно только для обеспечения технического обслуживания или постоянного тока (постоянный ток обычно является последней стадией зарядки большинства зарядных устройств).В зависимости от технологии капельного зарядного устройства его можно оставить подключенным к аккумулятору на неопределенный срок. Некоторые зарядные устройства, которые можно оставить подключенными к аккумулятору, не повреждая его, также называют интеллектуальными или интеллектуальными зарядными устройствами. Обратите внимание, что не все типы аккумуляторов могут выдерживать непрерывную зарядку после полной зарядки; большинство литий-ионных аккумуляторов повреждаются в результате непрерывной зарядки.

Универсальное зарядное устройство-анализатор

Самые сложные типы используются в критических приложениях (например,грамм. военные или авиационные батареи). Эти сверхмощные автоматические системы «интеллектуальной зарядки» могут быть запрограммированы на сложные циклы зарядки, указанные производителем аккумуляторов. Лучшие из них универсальны (т. Е. Могут заряжать все типы батарей), а также включают в себя функции автоматического тестирования емкости и анализа.

Зарядное устройство на базе USB

Розетка для Австралии и Новой Зеландии с гнездом для зарядного устройства USB

См. Также: USB # Power Поскольку спецификация универсальной последовательной шины предусматривает источник питания на пять вольт, можно использовать кабель USB для подключения устройства к источнику питания.Продукты, основанные на этом подходе, включают зарядные устройства для сотовых телефонов, портативных цифровых аудиоплееров и планшетных компьютеров. Они могут быть полностью совместимыми периферийными USB-устройствами, придерживающимися режима питания USB, или неконтролируемыми, как украшения USB.

Хотя портативные солнечные зарядные устройства получают энергию только от солнца, их все же можно (в зависимости от технологии) использовать в условиях низкой освещенности (т. Е. Облачности). Портативные солнечные зарядные устройства обычно используются для непрерывной зарядки, хотя некоторые солнечные зарядные устройства (в зависимости от мощности) могут полностью заряжать батареи.Могут существовать другие устройства, которые сочетают это с другими источниками энергии для дополнительной эффективности подзарядки.

Внешний аккумулятор

Powerbank заряжает смартфон.

Powerbanks

популярны для зарядки смартфонов и мобильных планшетов. Powerbank — это портативное устройство, которое может подавать питание от встроенных аккумуляторов через порт USB. Обычно они заряжаются от USB-источника питания. Технически powerbank состоит из перезаряжаемых литий-ионных или литий-полимерных батарей, установленных в защитном кожухе, направляемых печатной платой (PCB), которая обеспечивает различные меры защиты и безопасности.Благодаря своему общему назначению, powerbank также набирает популярность как инструмент брендинга и продвижения. Различные бренды и рекламные компании используют его в качестве рекламного инструмента и предоставляют индивидуальный продукт.

Во многих блоках питания используется литий-ионный аккумулятор типоразмера 18650, который может заменяться или не подлежать замене пользователем.

Технические характеристики:

• Емкость в Втч: общая мощность, измеренная путем умножения мАч на напряжение.
• Емкость в мАч: мАч обозначает миллиампер-час и измеряет величину потока мощности, которая может подаваться определенным блоком питания при определенном напряжении.Многие производители оценивают свою продукцию как 3,7 В, напряжение элемента (ей) внутри. Поскольку выход USB составляет 5 В, вычисления при этом напряжении дадут меньшее значение мАч. Например, рекламируемый аккумуляторный блок емкостью 3000 мАч (при 3,7 В) будет производить 2220 мАч при 5 В. Потери мощности также возникают из-за эффективности схемы зарядки.
• Одновременная зарядка и разрядка: необходимо указать, можно ли использовать внешний аккумулятор во время зарядки.
• Количество выходных USB-портов: указывает количество устройств, которые можно заряжать одновременно.
• Номинальный выходной ток: указывает номинальный ток, при котором он может заряжать максимум. Чем выше число, тем лучше powerbank. Это может варьироваться от порта вывода к порту вывода.
• Номинальный входной ток: Рейтинг входного тока — это количество тока, которое powerbank может потреблять на максимальном уровне во время зарядки.
• Защитная защита: защита от перенапряжения, защита от перезарядки, защита от перегрузки по току, защита от перегрева, защита от короткого замыкания и защита от перегрузки — общие меры безопасности, соблюдаемые в стандартных блоках питания.
• Светодиодные индикаторы: Светодиод светится в соответствии с указанием оставшегося заряда аккумулятора.

Совместимость

USB-разъемы для зарядки mini, micro и J10

Австралийское зарядное устройство USB 240 В с тремя различными типами портов для зарядки

Несмотря на то, что для зарядных устройств USB существует стандарт, существуют две общие несовместимости.

• Разъем на заряжаемом устройстве. Есть несколько текущих и много устаревших разъемов, в том числе:
  • Разъем Micro USB
  • Разъем Mini USB
  • Разъем молнии
  • Разъем J10
  • Коаксиальный разъем питания различных размеров, в частности, меньшего размера
  • 3.Штекер 5 мм и штекер 2,5 мм

и другие. Важно, чтобы разъемы на устройстве и зарядном устройстве точно совпадали.

• Порт зарядки. Это может быть умно или глупо, и у каждого из них разные текущие рейтинги. Совместимость различается. Несоответствующее зарядное устройство заряжается медленнее, а иногда и вовсе не заряжается.

Приложения

Поскольку зарядное устройство предназначено для подключения к аккумулятору, оно может не иметь регулирования напряжения или фильтрации выходного напряжения постоянного тока.Зарядные устройства для аккумуляторов, оснащенные как регулировкой напряжения, так и фильтрацией, иногда называют каплеуловителями.

Зарядное устройство для автомобилей

Для транспортных средств используются зарядные устройства двух основных типов:

• Для подзарядки стартерной аккумуляторной батареи автомобиля, где используется модульное зарядное устройство; обычно трехступенчатое зарядное устройство.
• Для подзарядки аккумуляторной батареи электромобиля; см. Зарядная станция.

Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов бывают разных номиналов.Зарядные устройства, рассчитанные на ток до двух ампер, могут использоваться для поддержания заряда аккумуляторов припаркованных транспортных средств или небольших аккумуляторов садовых тракторов или аналогичного оборудования. Автомобилист может держать зарядное устройство номиналом от нескольких ампер до десяти или пятнадцати ампер для обслуживания автомобильных аккумуляторов или для подзарядки случайно разрядившегося аккумулятора транспортного средства. СТО и коммерческие гаражи будут иметь большое зарядное устройство, чтобы полностью зарядить аккумулятор за час или два; часто эти зарядные устройства могут кратковременно вырабатывать сотни ампер, необходимых для запуска стартера двигателя внутреннего сгорания.

Аккумуляторы для электромобилей

Зарядные устройства для аккумуляторов для электромобилей

бывают разных марок и характеристик. Zivan, Manzanita Micro, Elcon, Quick Charge, Rossco, Brusa, Delta-Q, Kelly, Lester и Soneil вошли в десятку лучших зарядных устройств для электромобилей 2011 года по данным EVAlbum.com. Эти зарядные устройства варьируются от 1 кВт до 7,5 кВт максимальной скорости зарядки. Некоторые используют алгоритм кривых заряда, другие используют постоянное напряжение, постоянный ток. Некоторые из них программируются конечным пользователем через порт CAN, некоторые имеют шкалы максимального напряжения и силы тока, некоторые предварительно настроены на указанное напряжение аккумуляторной батареи, ампер-час и химический состав.Цены колеблются от 400 до 4500 долларов.

Батареи на 10 ампер-час может потребоваться 15 часов для достижения полностью заряженного состояния из полностью разряженного состояния с зарядным устройством на 1 ампер, поскольку для этого потребуется примерно в 1,5 раза больше емкости аккумулятора.

Зарядные станции для электромобилей общего пользования обеспечивают 6 кВт (мощность хоста от 208 до 240 В переменного тока от цепи на 40 А). 6 кВт зарядят электромобиль примерно в 6 раз быстрее, чем 1 кВт за ночь.

Быстрая зарядка приводит к еще более быстрой подзарядке и ограничивается только доступной мощностью переменного тока, типом батареи и типом системы зарядки.

Бортовые зарядные устройства для электромобилей (измените мощность переменного тока на мощность постоянного тока, чтобы зарядить аккумулятор электромобиля):

• Изолированный: они не создают физического соединения между электрической сетью кондиционера и заряжаемыми батареями. Обычно в них используется какая-либо форма индуктивной зарядки. Некоторые изолированные зарядные устройства можно использовать параллельно. Это позволяет увеличить ток заряда и сократить время зарядки. Аккумулятор имеет максимальный номинальный ток, который не может быть превышен
• Неизолированный: зарядное устройство имеет прямое электрическое соединение с проводкой розетки кондиционера.Неизолированные зарядные устройства нельзя использовать параллельно.

Зарядные устройства с коррекцией коэффициента мощности (PFC) могут более точно приблизиться к максимальному току, который может выдать вилка, сокращая время зарядки.

Зарядные станции

Проект «Лучшее место» разворачивал сеть зарядных станций и субсидировал расходы на аккумуляторные батареи за счет аренды и кредитования до подачи заявления о банкротстве в мае 2013 года.

Вспомогательное зарядное устройство, предназначенное для различных запатентованных устройств.

Бесконтактная магнитная зарядка

Исследователи из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) разработали систему электротранспорта (называемую онлайн-электромобилем, OLEV), в которой транспортные средства получают свою энергию от кабелей, проложенных под поверхностью дороги, с помощью бесконтактной магнитной зарядки. , (где источник питания расположен под дорожным покрытием, а мощность передается по беспроводной сети на самом транспортном средстве.

Зарядное устройство для мобильного телефона

Зарядное устройство для мобильного телефона Micro USB

Киоск с оплатой по факту, иллюстрирующий разнообразие разъемов для зарядных устройств мобильных телефонов

Большинство зарядных устройств для мобильных телефонов на самом деле не являются зарядными устройствами, а представляют собой только адаптеры питания, которые обеспечивают источник питания для схемы зарядки, которая почти всегда находится внутри мобильного телефона. Старые модели, как известно, отличаются разнообразием, имеют большое разнообразие стилей разъемов постоянного тока и напряжений, большинство из которых несовместимо с телефонами других производителей или даже с разными моделями телефонов от одного производителя.

Пользователи общедоступных зарядных киосков должны иметь возможность сопоставлять разъемы с марками / моделями устройств и индивидуальными параметрами зарядки и, таким образом, обеспечивать доставку правильного заряда для своего мобильного устройства. Система, управляемая базой данных, является одним из решений и включается в некоторые конструкции зарядных киосков.

Мобильные телефоны обычно могут принимать относительно широкий диапазон напряжений.

На рынке также продаются зарядные устройства с питанием от человека, которые обычно состоят из динамо-машины, приводимой в действие рукояткой и удлинителями.Французский стартап предлагает своего рода динамо-зарядное устройство, вдохновленное храповым механизмом, которым можно пользоваться только одной рукой. Существуют также солнечные зарядные устройства, в том числе полностью мобильное персональное зарядное устройство и панель, которую вы можете легко транспортировать.

Китай, Европейская комиссия и другие страны создают национальный стандарт зарядных устройств для мобильных телефонов с использованием стандарта USB. В июне 2009 года 10 крупнейших мировых производителей мобильных телефонов подписали Меморандум о взаимопонимании для разработки спецификаций и поддержки общего внешнего источника питания (EPS) с разъемом microUSB для всех мобильных телефонов с функцией передачи данных, продаваемых в ЕС.22 октября 2009 года Международный союз электросвязи объявил о стандарте универсального зарядного устройства для мобильных телефонов (Micro-USB).

Стационарные аккумуляторные установки

Объекты электросвязи, электроснабжения и бесперебойного питания компьютеров могут иметь очень большие резервные аккумуляторные батареи (устанавливаемые в аккумуляторных) для поддержания критических нагрузок в течение нескольких часов во время перебоев в подаче электроэнергии в первичную сеть. Такие зарядные устройства устанавливаются стационарно и оснащены температурной компенсацией, системой аварийной сигнализации при различных сбоях системы и часто резервными независимыми источниками питания и резервными выпрямительными системами.Зарядные устройства для стационарных аккумуляторных установок могут иметь адекватное регулирование напряжения и фильтрацию, а также достаточную емкость по току, чтобы можно было отключить аккумулятор для обслуживания, в то время как зарядное устройство обеспечивает нагрузку системы постоянного тока. Емкость зарядного устройства указана для поддержания нагрузки системы и зарядки полностью разряженной батареи, скажем, за 8 часов или другой интервал.

Экспериментально

Зарядное устройство может работать как адаптер постоянного тока для экспериментов. Однако может потребоваться подключение внешнего конденсатора к его выходным клеммам для достаточного «сглаживания» напряжения, которое можно рассматривать как напряжение постоянного тока плюс добавленное к нему «пульсирующее» напряжение.Для ограничения тока короткого замыкания может быть подключено внутреннее сопротивление, и значение этого внутреннего сопротивления, возможно, придется принимать во внимание в экспериментах.

Увеличение срока службы батареи

Какие методы лучше всего зависят от типа батареи. Никель-кадмиевые элементы должны время от времени полностью разряжаться, иначе аккумулятор со временем теряет емкость из-за явления, известного как «эффект памяти». Иногда рекомендуется раз в месяц (каждые 30 зарядок). Это продлевает срок службы батареи, поскольку предотвращается эффект памяти, избегая при этом полных циклов зарядки, которые, как известно, трудны для всех типов батарей с сухими элементами, что в конечном итоге приводит к необратимому снижению емкости батареи.

В большинстве современных сотовых телефонов, ноутбуков и электромобилей используются литий-ионные батареи. Эти батареи служат дольше всего, если батарея часто заряжается; их полная разрядка относительно быстро снизит их емкость. Однако, если литий-ионные элементы разряжаются ниже определенного напряжения, происходит химическая реакция, которая делает их опасными при перезарядке, поэтому, вероятно, все такие батареи в потребительских товарах теперь имеют «электронный предохранитель», который навсегда отключает их, если напряжение падает ниже установленный уровень.Электронный предохранитель потребляет небольшое количество тока от аккумулятора, а это означает, что если аккумулятор ноутбука оставить на длительное время без зарядки и с очень низким начальным уровнем заряда, аккумулятор может выйти из строя.

В автотранспортных средствах, таких как лодки, внедорожники, квадроциклы, мотоциклы, автомобили, грузовики и т. Д., Используются свинцово-кислотные батареи. В этих батареях используется сернокислый электролит, и их обычно можно заряжать и разряжать без проявления эффекта памяти, хотя сульфатирование (химическая реакция в батарее, которая откладывает слой сульфатов на свинце) будет происходить со временем.Обычно сульфатированные батареи просто заменяют новыми, а старые утилизируют. Свинцово-кислотные батареи будут работать значительно дольше, если использовать зарядное устройство для «плавающей» зарядки. Это предотвращает заряд батареи ниже 100%, предотвращая образование сульфатов. Для достижения наилучших результатов следует использовать правильное напряжение поплавка с температурной компенсацией.

Адаптеры

для зарядки сотовых телефонов с использованием стандартных батареек АА

Эта слабость, отмеченная в заголовке, — это U.С. Электросеть. И, конечно же, электрическая сеть Техаса. После ужасной недели необычно холодной погоды здесь, в Техасе, мне и многим другим стало ясно, что наши системы производства и распределения электроэнергии в этой стране устарели и больше не в состоянии справляться с будущим. Двойное то же самое для Техаса.

Обычно я не комментирую подобные темы, но когда я испытал на себе всю тяжесть отсутствия электричества в течение недели, я почувствовал, что должен вмешаться. Когда жестокие зимние штормы обрушились на Техас, почти все испытали потерю электричества, у некоторых на день или около того, у многих других были серьезные отключения электроэнергии, и многие из нас были без электричества в течение недели.Без энергии для одних проблем больше, чем для других.

В моем случае потеря мощности означает отсутствие тепла и воды. Колодец без мощности не будет качать. Итак, мы несколько дней спали в одежде при температуре от 38 до 40 градусов в помещении. В конце концов мы сдались и переехали в отель. Кстати, найти отель с электричеством и водой было непростой задачей. Во всяком случае, я не буду на этом останавливаться. Но очевидно, что отсутствие достаточной власти для обслуживания государства было главной частью бедствий.

Интересно, что в Техасе есть своя собственная электрическая сеть, и большая ее часть, по-видимому, не подключена к другому U.С. сетки. Так что, насколько я понимаю, никакой посторонней помощи не было. Система Техаса находится в ведении Совета по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT). Эта некоммерческая организация обычно надежна. Но, как и большинство техасцев, ERCOT не был готов к редкой холодной погоде. У ERCOT не было возможности справиться с этим, и погода действительно предупредила штат о сети.

Одной из проблем была неисправность некоторых альтернативных источников энергии. Техас, стремясь стать «зеленее», построил огромную ветряную систему.Почти 25% генерирующих мощностей штата приходится на ветер. Однако погода действительно завалила многие из этих генераторов льдом.

Один слух, который я не смог подтвердить, заключается в том, что, несмотря на наличие утеплителей и защиты от льда, они не были куплены для экономии денег. Кроме того, по общему мнению власть предержащих, Техас никогда не станет так холодно. Я также думаю, что не так давно к этому приложила руку дерегуляция в сфере электроэнергетики.

Вдобавок ко всему, то немногое, что есть у ERCOT солнечной энергии (3.8% от общей мощности) также было в основном непригодным для использования из-за снега, покрывающего панели, и другого оборудования, замерзшего. Большая часть Техаса использует природный газ. Это дешево и надежно. Так же как и уголь, который до сих пор используется. Как оказалось, единственная атомная станция в Техасе была остановлена ​​на ремонте. Итак, многие переосмысливают подход альтернативной энергетики. Мы все любим эти альтернативные источники энергии, но они никогда не смогут полностью удовлетворить потребности нашей растущей нации в энергии. Нам нужны все наши источники энергии для большей надежности и независимости.

Конечно, каждый год каждый использует больше электрических / электронных продуктов. Сейчас вы, EE, проектируете малую мощность, но огромное количество новой электротехнической продукции превосходит эти усилия. И мы находимся на пути к большему количеству электромобилей (электромобилей). Эти энергоемкие мобильные устройства действительно испытают электрические сети. Если все будут вынуждены иметь электромобили, а затем подключатся к сети для подзарядки ночью, смогут ли сети справиться с нагрузкой? Надеюсь, кто-то посчитал это. Я предполагаю, что мы будем удивлены, сколько энергии потребуется.

Ветровая и солнечная энергия прекрасны, и все одобряют. Но вместе они никогда не смогут полностью обеспечить то, что мы используем сейчас, или увеличившееся использование в будущем. Может быть, солнечная панель или поле, генерирующее ветер размером с Вайоминг, сделают это.

Реальное решение, конечно, ядерное. Но этого никогда не случится. Слишком много противодействия и регулирования, хотя и неоправданно. Современные ядерные технологии лучше, дешевле и безопаснее, чем те старые станции 1970-х и 1980-х годов.

Может быть, еще несколько экстремальных погодных явлений помогут людям и правительствам все это понять.Это не так уж и сложно. У нас есть технология, позволяющая решить проблему с новыми и более совершенными источниками генерации и исправить наши сети для повышения надежности.

Наконец, поймите, что наши враги видят возможность победить нас, просто разрушив сеть США. Наши системы, которым уже более века, уязвимы по многим причинам. Несколько лет назад подстанция в Калифорнии была сбита с расстояния из мощной винтовки, которая выстрелила из основного трансформатора. Эти трансформаторы в основном не защищены.А замена одного — это большие расходы и задержка. Не многие из этих трансформаторов появятся в продаже на следующий день. Поговорим об уязвимых.

И я должен напомнить вам, что крупное солнечное событие или электромагнитный импульс (ЭМИ) от небольшого ядерного взрыва в значительной степени отключили бы страну на десятилетия. К счастью, магнитное поле Земли в основном защищает нас от солнечной опасности, но мы были бы уничтожены большим ЭМИ.

В любом случае, это нечто большее, чем просто кучка техасцев, спящих и замерзающих в темноте целую неделю без тепла и воды.