Сколько потребляет зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Как работает зарядное устройство для аккумулятора?

Каждый так или иначе пользуется зарядными устройствами. Для смартфонов, ноутбуков и, конечно же, автомобильных аккумуляторов. Выбор ЗУ для автомобильной батареи иногда превращается в головную боль из-за разнообразия как самих аккумуляторов и технологий их производства, так и, непосредственно, зарядников. Ошибка в выборе может привести к значительному снижению ресурса работы АКБ.

Чтобы при выборе АКБ принять наиболее целесообразное решение, да и просто из интереса, полезно знать, как работает зарядное устройство для аккумулятора. Мы рассмотрим упрощенные схемы, стараясь абстрагироваться от специфической терминологии.

Старый добрый трансформатор

Если вдруг Вам понадобилось зарядить автомобильный аккумулятор, а своего ЗУ нет, наверняка кто-то из знакомых одолжит прибор. И с высокой долей вероятности это будет старый советский, либо самодельный прибор, собранный из комплектующих старой бытовой электроники. Речь идет о простом трансформаторном зарядном устройстве.

Популярность такого ЗУ высока из-за того, что у многих оно до сих пор работает с советских времен, кочуя из поколения в поколение. Подобные приборы работают десятилетия, так как в них попросту нечему ломаться.

Основой служит понижающий трансформатор, преобразующий 220В переменного тока в 12В. Этого не достаточно, чтобы заряжать АКБ, так как переменный ток меняет свою полярность с частотой 50Гц (50 периодов в секунду). Аккумулятор требует подачу постоянного тока, чтобы плюс всегда оставался плюсом. Для этого нужна схема выпрямления. Обычно используется элемент, называемый диодным мостом.

Синусоиды

На выходе мы получаем сигнал с той лишь разницей, что все полуволны синусоиды направлены в одну сторону. То есть полярность сигнала уже не изменяется с частотой 50гц. Таким напряжением уже можно заряжать аккумулятор, тем не менее в идеале сигнал следует отфильтровать, добившись графика, близкого к прямой. Делается это при помощи конденсаторного фильтра. Важно лишь учитывать, что после фильтрации среднее значение напряжения будет выше, так как мы избавимся от тех участков, когда полупериод синусоиды стремится к нулевой оси. Как результат, на выходе напряжение может составлять более 15В (на изображениях — выше 220В). Если Вы используете гелевый или AGM аккумулятор, это может быть проблемой, которая в долгосрочной перспективе приведет к преждевременному истощению ресурса АКБ.

На этом моменте можно перейти к решению проблемы, а именно — к импульсным зарядным устройствам.

Импульсный блок питания

Описанное выше ЗУ, по сути, является блоком питания, преобразующим 220В переменного тока в примерно 12В постоянного. Простейшие импульсные зарядники представляют собой нечто похожее, однако с принципиально иным принципом работы.

Здесь в схеме нет никаких громоздких понижающих трансформаторов, так как импульсный блок питания работает с высокочастотными импульсами, что позволяет использовать куда более компактные компоненты.

Описать, как работает импульсное зарядное устройство, игнорируя сложную терминологию, трудно, да и компонентов здесь достаточно много, поэтому максимально упростим описание схемы. В данном случае не происходит понижение сетевого напряжения, в связи с чем громоздкий и тяжелый понижающий трансформатор не нужен. 220В переменного тока поступает на диодный мост, выпрямляется, а затем преобразуется в серию высокочастотных импульсов. Для регулировки напряжения непосредственно само напряжение трогать не надо. Мы можем его настраивать путем изменения скважности (длительности) импульсов. Кратковременные импульсы являются аналогом низкого напряжения, длительные импульсы — высокого. Таким образом, при помощи транзисторов, которые формируют высокочастотные импульсы, мы получаем то напряжение постоянного тока, которое нам надо.

Простейшие импульсные зарядные устройства обычно настроены примерно на 14,4В, поэтому являются куда более безопасными, чем трансформаторные аналоги. Радиолюбители, кстати, любят собирать такие ЗУ из компьютерных блоков питания, избавляясь от лишних компонентов, оставляя лишь 12-вольтовую шину и повышая ее до 14,4В.

Преимущества современного подхода заключаются в компактности схемы и наличии электронных систем защиты. Таким образом, при прочих равных, импульсный блок питания можно назвать более безопасным.

Импульсы

Автоматическое зарядное устройство

Описанное выше — это, напомним, просто блоки питания. Зарядными устройствами их можно назвать лишь потому что они также способны пополнять заряд АКБ. Настоящие же ЗУ — автоматические — не просто подают питание на батарею, а меняют режим в процессе заряда для достижения максимальной эффективности и безопасности. Разнообразие автоматических ЗУ огромно, некоторые осуществляют процесс заряда более чем в 7 стадий, однако в общем случае можно выделить три стадии:

Основной заряд (заряд постоянным током). Аккумулятор заряжается максимально допустимым током. На этой стадии батарея максимально быстро пополняет большую часть емкости. После основного заряда АКБ можно эксплуатировать, однако заряженной она еще не является;
Заряд постоянным напряжением. Когда аккумулятор заряжен примерно на 80%, ток заряда следует значительно снизить, уменьшая его по мере заряда вплоть до нуля. Для этого автоматическое ЗУ переключается в режим заряда постоянным напряжением. На клеммы подается фиксированное напряжение, а ток полностью зависит от степени заряда АКБ. Чем выше уровень заряда, тем меньше аккумулятор потребляет ток. К концу заряда ток упадет до нуля;
Хранение аккумулятора. Поддерживать максимальное напряжение на клеммах аккумулятора — не лучшая идея. Для хранения оптимальным является 13,2 — 13,7В. Автоматические ЗУ, как правило, после полного заряда АКБ переходят в режим хранения, который подразумевает поддержание на клеммах напряжения из указанного выше диапазона. То есть условное ЗУ ждет, пока напряжение на клеммах в процессе саморазряда упадет с 14,4 до, скажем, 13,2В и поддерживает данный показатель в течение всего хранения. Эти цифры примерные и зависят от конкретной модели.

Ниже представлен пример многостадийной зарядки 6 и 12-вольтовых АКБ на основе зарядного устройства Auto Welle AW05-1204

Многостадийная зарядка

Таким образом, настоящими зарядными устройствами являются только автоматические, когда как приборы, выдающие фиксированное напряжение — это обычные блоки питания, которые могут применяться как для заряда аккумулятора, так и для работы электроники, требующей на входе 12VDC. Если Вы хотите обеспечить эффективный заряд и длительный срок службы батареи, рекомендуем выбирать именно автоматические приборы. Благо, рынок полон доступных потребительских моделей.

Сколько энергии потребляет заряд аккумулятора?

Добрый день!
Подскажите, пожалуйста, по какой формуле происходит расчёт электроэнергии?
Мне необходимо зарядить аккумулятор (для мототехники) от сети 220В. Напряжение аккумулятора 12В, Емкость 7Ач.

Сколько энергии будет затрачено?

Голосование за лучший ответ
12*7=84 Ватт*час
Теоретически
Практически с учетом КПД — поболее чуть чуть

энергия 12*7Дж. обычно КПД при этом около 70%.

для сети это вообще ерунда, копейки

12В*7Ач/0,7=120 Втч=0,12 кВтч, теперь поделите это на кпд вашего зарядного устройства.

Кпд можно брать примерно 0,7. 0,9 для импульсных ЗУ и 0,4. 0,6 для трансформаторных.

Сколько напряжение на АКБ это одно.. нужно смотреть напряжение и ток на входе зарядного устройства. А если зарядное со стабилизацией тока, то выше приведенные примеры будут очень неточные, ввиду невысокого КПД. Напряжение до стабилизатора будет больше, и несколько вольт на нем упадут.
А я в свое время заряжал АКБ прям от розетки, включив последовательно лампочку на 200 ватт, и держал так ток в 1 ампер. Ну и диодный мост еще. Там вообще 10 процентов энергии уходило в АКБ, 90 в тепло, но энергия там была бесплатной.

Уже много раз задавали здесь вопрос зарядки и я не поленилась сделать подборку. Может вам тоже пригодится.
Читайте внимательно!
Известно, что аккумулятор заряжается не Напряжением, а Током. А чтобы в аккумулятор пошел ток Заряда, напряжение от зарядного устройства, должно быть просто выше, чем напряжение самого аккумулятора. Хоть на вольт, хоть на тысячу.
А вот Ток Заряда ограничивается сопротивлением лампы ( мощного резистора). Нужно применять обязательно лампу накаливания, а не энергосберегайку. Количество ламп и их мощность ( то есть Ток заряда) подбирают под величину Тока заряда конкретного аккумулятора.
Порядок пользования:
Сначала подключить все провода к аккумулятору и без ошибок! (Плюс ЗУ к Плюсу аккумулятора), а только потом вилку в розетку. На деталях схемы есть напряжение сети и это опасно для животных в доме и детей!
Время заряда обычное: 12-14 часов током 0.1С от ёмкости аккумулятора или ускоренно за 6-7 часов током 0.2С от ёмкости. Современные Ni-Mh аккумуляторы допускают ускоренную зарядку током даже 1С, однако тогда следите за нагревом: если рука не терпит температуру ( то есть она повысилась до 45 градусов и выше) — немедленно прекратить заряд, остудить вентилятором или мокрой тряпкой обесточенные аккумуляторы и затем можно или сбросить ток или продолжить процесс. Проморгаете перегрев, проплавится оболочка- и могут взорваться.
Выбор тока заряда от мощности лампы:
лампа 200 вт. ток 400 мА
лампа 100 вт. ток 200 мА
лампа 60 вт. ток 120 мА
лампа 40 вт. ток 80 мА и так далее.
Лампы можно включать параллельно для подбора Тока заряда.
Как пример: аккумуляторы ёмкостью 1500 mA нужно заряжать током 150 mA в течение 12 часов. Переключателями выбираем ближайший ток.
Чем меньше ток заряда, тем дольше надо заряжать и тем безопаснее будет даже Перезаряд. А при токе в 0.01С аккумуляторы можно держать на зарядке бесконечно долго. Это так называемый режим Сохранения и применяется он в Охранно-пожарных Приборах для 100% гарантии работоспособности Прибора даже при пропадании сетевого питания.
Повторяю: Аккумулятор заряжается не напряжением, а током и поэтому такая схема включения не только возможна, но и штатная, однако годится только для зарядки аккумуляторов типа Ni-Cd, Ni-Mh, кислотные, щелочные!!
Конечно, эта Зарядка неэкономична. Никакой автоматики. Зато проще не придумаешь. Ну и надо внимательно следить за процессом зарядки. Поэтому она и не подходит всем подряд. Только грамотным. Я грамотная.

Внимание! Я не несу ответственности за Ваше возможное поражение переменным током напряжением 220в.
СНАЧАЛА подключить к ЗУ аккумулятор, потом вилку в розетку!
И подальше от детей и животных!
Лампы продаются
http://www.pluselectro.ru/catalog/lampy/lampy-nakalivaniya/lampy-standartnye-prozrachnye-e-27-e-40/lampa-95-vt-e-27-obychnaya-lon-95vtb-215-240-95vt-0006531/

виктор носковОракул (88377) 4 года назад

и Елена Соколова не устояла на ответах. подверглась влиянию толпы—-питаться она стала не кашей, а ложкой. убивает не человек, а пуля. и так далее и т. п.

Сколько электроэнергии расходуют зарядные устройства

Давайте возьмём зарядник выходными характеристиками(OUT-OUTPUT) 5 В и 1 А.

характеристики

Характеристики зарядника

Для того что бы определить потребляемую мощность, нужно: P = U(напряжение) * I(ток) = 5 * 1 = 5 Вт/ в час.

Допустим что вы заряжаете телефон по 4 часа в день: 5(потребление в час) * 4(кол-во часов работы) = 20 Вт(0,02 кВт/ в день).

Рекомендуем: Как правильно рассчитать оплату за газ

Расход электричества в месяц: 30(дней работы) * 20(потребление в день) = 600 Вт/ в месяц(0,6 кВт).

Сумма оплаты за электроэнергию потраченную зарядника: 0,6 * 3,5р(например, тариф за 1 кВт/час, в каждой области, районе, городе и деревне разные тарифы) = 2,1 руб.

Расчёты потребления для автомобильного зарядника аккумуляторов

Для расчётов вам нужно будет знать напряжение(жёлтые стрелки) и ток(синяя стрелка) которым вы заряжает свой аккумулятор(напряжение может быть 12-24 В). Сами расчёты аналогичны, поэтому при известных данных подставьте их в формулы расположенные выше. Только не нужно будет учитывать расходы на каждый день, т.к. вы будете заряжать автомобильный аккумулятор 1 раз в месяц, а может быть и реже.

Рекомендуем: Какая должна быть температура воздуха в квартире

зарядник для авто

Как правильно выбирать

Выбор телефонного зарядника:

Выбор автомобильного зарядника:

Правда ли, что зарядка через автомобильный прикуриватель убивает батареи?

У современных смартфонов, даже самых дорогих, есть общая “болезнь” — аккумулятор. И чаще всего высокотехнологичный аппарат превращается в банальный кирпич в самый неподходящий момент — где-нибудь в глухой пробке на МКАДе. Те, кто использует навигаторы, сразу ставят смартфоны на зарядку от прикуривателя, как только садятся в машину — иначе батарея “улетит” уже через час поездки. Конечно, в основном, используются не дорогие “родные” адаптеры для прикуривателей, а китайские аналоги. Как выясняется, это не всегда безопасно для батарей. По интернету ходит много страшилок о том, как смартфоны выходили из строя из-за кустарных или просто не подходящих адаптеров. Причем, не только смартфоны — даже автомобильные аккумуляторы!

Мы разобрались, чем на самом деле и в каких случаях может быть опасна зарядка от прикуривателя.

Как это работает

Для начала коротко о том, как устроены наши смартфоны. В них стоят литий-ионные аккумуляторные батареи. Они могут быть разной емкости. К примеру, емкость аккумулятора iPhone 7 равна 1960 миллиампер-час (мАч). Что это значит? Его батарея может отдавать 196 миллиампер за каждый час на протяжении десяти часов подряд. Может и больше, но недолго, — если вы по полной нагрузите аппарат (например, включите навигатор).

Здесь важно сделать одну оговорку. Сейчас имеется как минимум три стандарта обычных зарядных устройств:

Apple поддерживает от 1 до 2,4 ампер;

Samsung – до 2 ампер;

большинство «универсальных» зарядок — около 1,5 ампер.

При этом подавляющее большинство смартфонов использует стандарт, оперирующий напряжением в 3,7-3,8 вольт, но некоторые позволяют поднять его до 4,4 вольт. А за последний год появилось еще и несколько стандартов высокоскоростной зарядки, где цифры резко взлетают до 10 вольт и 5 ампер!

Уже запутались? Спокойно! Вам нужно понять главную мысль: напряжение от прикуривателя может быть как выше, так и ниже допустимого. И вот в этом вся проблема. Решить которую частично помогает контроллер — он есть в любом современном смартфоне.

Что такое контроллер?

Есть три этапа зарядки батареи. Если она разряжена в ноль, то сначала происходит так называемая предзарядка – очень медленное поступление энергии в аккумулятор, пока не будет достигнуто некоторое пороговое значение (чтобы не повредить батарею).

На втором этапе в дело включается специальная микросхема – контроллер батареи. Он начинает подавать постоянный ток с постепенно растущим напряжением. Этот процесс продолжается, пока аккумулятор не наберет 70-80% от своей емкости. После чего запускается режим дозарядки – на батарею подается максимальное регламентированное напряжение. Оно составляет 4,4 вольта и превышать его категорически нельзя.

Контроллер – очень важный компонент зарядного процесса. Он отслеживает такие параметры как напряжение и сила тока источника питания и аккумулятора, температуру батареи и т. д. Но самое важное – контроллер всегда «с недоверием» относится к источнику питания (это называется «защита от дурака») и тестирует его, после чего устанавливает предельные значения всех параметров, которые сочтет допустимыми и безопасными.

Смартфон в машине чаще всего используется как навигатор или телевизор, то есть у него постоянно включен экран, и он работает на полную мощность Фото: Виктор ГУСЕЙНОВ

В чем опасность для батареи смартфона?

Лучший способ на долгое время сохранить высокую емкость литий-ионной батареи в вашем смартфоне – не давать ей разряжаться ниже 50 процентов, то есть постоянно поддерживать ее высокий заряд. Вторая – скоростная – фаза зарядки постепенно уменьшает емкость аккумуляторов. Например, после 200 циклов зарядки-разрядки литий-ионной батареи, когда ваш смартфон полностью разряжается в ноль, а затем подзаряжается до 100%, его емкость падает на 5%. А после 1200-1500 циклов – до 50%!

И вот тут очень важный момент: смартфон в машине чаще всего используется как навигатор или телевизор, то есть у него постоянно включен экран, и он работает на полную мощность. При этом дешевые китайские зарядки для прикуривателя не способны поддерживать постоянный уровень напряжения. А, как мы помним, контроллер внимательно следит за безопасностью батареи, и если замечает падение напряжения, то снижает и силу тока. Если зарядное устройство дает максимально 1 ампер, то при скачках напряжения контроллер понижает силу тока, используя систему ступенек: 0,7 ампер, 0,5 ампер, 0,4. В какой-то момент батарея просто перестает заряжаться, и даже начинает тратить свой собственный заряд!

Поэтому, если у вас дорогой смартфон, но дешевая китайская USB-зарядка, она может сразу же «не понравиться» контроллеру, и он будет подзаряжать батарею с силой тока лишь в 20% от декларируемой производителем зарядника. В итоге ваш телефон может разрядиться, даже будучи подключенным к зарядке. А как мы уже знаем, это серьезно ускорит износ литий-ионной батареи.

Вредно ли для аккумулятора авто?

Со смартфонами, вроде, разобрались. А что с автомобильным аккумулятором? Неужели и ему вредны “не родные” зарядные устройства?

Здесь все гораздо проще. Современные автомобильные аккумуляторы имеют емкость от 40 до 100 ампер-часов. Напряжение составляет 10,5-12 вольт. Если вы заряжаете смартфон из прикуривателя через специальное вставляемое туда зарядное устройство, то это просто перекачка энергии из аккумулятора машины в батарею смартфона плюс расходы на поддержание работы самой зарядки. Если ваш аккумулятор на 40 ампер-часов полностью заряжен, то это значит, что даже при самом грубом подсчете тот же iPhone 7 за полный цикл своей зарядки «высосет» лишь 1/20 энергии аккумулятора. Что уж говорить о современных 100-амперных авто-аккумуляторах — там вообще беспокоиться не о чем.

Впрочем, существует и другая методика подсчета. В ней учитывается не только запасаемый заряд, но и запасаемая энергия. Вычисляется она умножением напряжения на запасаемый заряд. Для iPhone он скорее всего будет 4,4 В * 2 Ач – примерно 8,8 ватт-часов. Ну а в автомобиле: 40 Ач * 12 В – 480 ватт-часов. А это значит, что на мобильник уйдет уже всего 1/55 от всей энергии аккумулятора!

При этом, напомним: во время работы двигателя аккумулятор автомобиля постоянно подзаряжается. Так что подзарядкой смартфона во время движения вы его точно не разрядите и никак не повредите, какой бы адаптер для прикуривателя при этом не использовали.

Само зарядное устройство потребляет всего лишь 14 мАч Фото: EAST NEWS

Кстати, само зарядное устройство потребляет всего лишь 14 мАч, то есть прибавка от него будет совсем незначительная. Впрочем, все это справедливо, только если у вас достаточно новый автомобильный аккумулятор. Они тоже со временем уменьшают свою емкость и приходят в негодность.

Итого:

— используйте зарядные устройства (адаптеры для прикуривателя), которые рекомендованы производителем смартфона или хотя бы соответствуют заявленным требованиям по напряжению (вольты) и силе тока (амперы);

— не используйте зарядку, в которой сила тока и напряжение выше допустимого для вашего смартфона;

— старайтесь не разряжать смартфон более чем на 50% (особенно в первые полгода использования). Когда включаете навигатор, сразу ставьте девайс на зарядку от прикуривателя или пауэр-банка;

— все батареи изнашиваются по мере увеличения количества циклов разрядки-зарядки. Чем чаще вы будете разряжать смартфон в ноль и держать незаряженным, тем быстрее ваш аккумулятор износится. Это касается обоих видов аккумуляторов: и для мобильных устройств, и для автомобилей.