Чем отличается блок питания от зарядного устройства
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.
Зарядное устройство, это устройство служащее для передачи электроэнергии от источника энергии к аккумулятору.
Есть встроенные и внешние зарядные устройства.
Блок питания, это устройство которое предназначено для оптимизации напряжения под требуемое устройством к которому он подключается.
Другими словами главная задача блока питания, электробезопасность, регулировка, контроль напряжения.
А отличаются они следующим:
Зарядное устройство заряжает (питает) аккумулятор электроэнергией в отличие от блока питания, то есть назначением отличаются.
Блок питания может работать и без прямого подключения к сети (электросеть), зарядка нет.
У зарядного устройства есть ограничение тока, а блок питания принимает на себя различную нагрузку которую регулирует.
В большинстве случае блок питания встраивается в некий девайс, а вот зарядка чаще всего (но есть и исключения) это внешнее устройство.
Отличаются внешним видом, размером, весом, блок питания тяжелей, больше чем зарядное устройство.
Зарядка может быть универсальной, то есть подходит для зарядки множества устройств, а вот блок питания должен соответствовать характеристикам устройства к которому подключён.
Зарядное устройство заряжает аккумулятор девайса, а блок питания тот самый девайс приводит в работу.
В принципе блок питания может зарядить аккумулятор, но не любой блок питания и не любой аккумулятор.
Вот, для ознакомления, схема
зарядки автомобильного аккумулятора при помощи лампочки (фара авто) и блока питания компьютера, при таком варианте зарядки аккумулятора крайне важно соблюдать полярность.
Зарядное устройство и блок питания - это совершенно разные устройства, выполняющие различное предназначение. Хотя в чём-то они и схожи по поверхностным понятием, поэтому многие их путают.
Зарядное устройство - предназначено для зарядки батарей аккумуляторный и электрических аккумуляторов.
Принцип работы его заключается в преобразовании тока от внешнего источника питания на аккумуляторный накопитель.
- импульсный блок питания или трансформатор (основной преобразователь)
- выпрямитель (вспомогательный преобразователь)
- стабилизатор (поддержка входного напряжения)
- устройство контроля процесса заряда (управление зарядкой)
- средства индикации (измеритель)
Принципиальная схема зарядки:
Блок питания - преобразователь сетевого напряжения в постоянный ток для питания различных устройств в основном компьютера.
Принцип работы в том, что переменный ток преобразовать в постоянный и выровнять его до нужного.
- входной выпрямитель (диодный )
- входной фильтр
- входной набор конденсаторов
- радиатор высоковольтных транзисторов
- импульсный трансформатор
- радиатор низковольтных диодных выпрямителей
- дроссель групповой стабилизации
- конденсаторы выходного фильтра
Принципиальная схема блока питания:
Как видим из схем, блок питания намного сложнее устройство, чем зарядка.
На первый взгляд, блок питания ни чем не отличается от зарядного устройства. Особенно если у первого наличествует выпрямительная схема, позволяющая преобразовать переменное напряжение в постоянное.
Именно по этому, некоторые, не вдаваясь в детали, пытаются использовать блоки питания для заряжания аккумуляторов а зарядные устройства для постоянного питания устройств. Любое оборудование должно использоваться по назначению, и тогда результат его работы будет соответствовать характеристикам заявленным производителем.
Что же принципиально отличает зарядное от блока питания.
- Для того что бы устройству называться блоком питания, ему достаточно иметь простой трансформатор, который имеет одну первичную и одну вторичную обмотку. Все - это уже блок питания. Такой трансформатор выдаст на вторичной обмотке то напряжение которое необходимо для питания устройства. Оно будет так же переменным, но вольтаж будет ниже. Большинство электронных устройств имеют питание постоянного напряжения. Для этого понижающий трансформатор укомплектовывается схемой выпрямления (часто просто диодным мостом) И в принципе этого достаточно для Блока питания.
- Зарядное устройство несколько сложнее. Его принципиальная схема более сложная и её функция в основном заключается в генерировании импульсного напряжения которым и заряжаются аккумуляторы. Так как оптимальным для зарядки является именно импульсный, а не постоянный ток. Блок питания это стабилизированное по пульсации напряжение.
- По своему принципу блок питания не приемлет коротких замыканий. Для зарядного устройства короткое замыкание является, можно сказать, его "работой"
- Основными данными "снимаемыми" с этих устройств есть, для блока питания это постоянное напряжение не меняющееся от увеличения нагрузки, а для зарядного устройства напряжение может и плавать, однако ток зарядки должен строго соответствовать емкости заряжаемого устройства, иначе можно испортить аккумуляторы. Обычно ток зарядки должен быть равен 1/10 от емкости аккумулятора.
Учитывая это, понимаем что далеко не каждый блок питания будет "заботится" о токе нужном для аккумулятора, что может привести к порче последнего. А это значит для зарядки, блоки питания лучше не использовать.
Если подытожить русским языком то, блок питания это источник напряжения, а зарядное это больше источник тока.
Перед тем как экспериментировать с заменой зарядного устройства блоком питания и наоборот, необходимо знать все характеристики этих устройств. После чего принимать решение о возможности взаимозамены.
Адаптер питания, он же блок питания выполняет свою задачу: из переменного напряжения сети 220 вольт получить постоянное напряжение 12 вольт (или 5v или 6v). Это напряжение не должно изменятся в зависимости от протекающего тока нагрузки. Это стабилизированный источник питания. Еще раз - на выходе его ВСЕГДА 12 вольт в пределах тока, на который он рассчитан. К примеру на фото слева БП рассчитан на ток до 1.5 ампера, свыше, он сгорит или если "умный" отключится по перегреву.
Зарядное устройство к примеру на 12 вольт, на своем выходе имеет в зависимости от стадии зарядки 14,6 вольта. При этом ток ограничен значением, которое написано на ЗУ.
Почему 14.6 вольта? Чтобы ток потек в направлении аккумулятора нужна разность потенциалов между зарядкой и емкостью (аккумулятором). Если АКБ на 12 вольт, то заряжать его надо большим потенциалом (напряжением). Иначе ток не потечет в него (образно говоря).
Блок питания, выдающий ровно 12 вольт никогда не зарядит батарею на те же 12 вольт. Ток не потечет, нет разности потенциалов. Если батарея сильно разряжена и ее напряжение меньше 12 вольт, ДА Блок питания ее подзарядит, этим можно воспользоваться, если под рукой не настоящего ЗУ, НО уровень заряженности будет процентов 10-15 от номинальной емкости батареи, не более.
Напряжение на полностью заряженной батареи должно быть не 12 вольт, а 12,6-12,8 вольт. Батарея, на клеммах которой 12.0 - 12.3 вольт срочно требует зарядки - иначе, если это AGM батарея, теряется емкость (происходит необратимый процесс сульфатации пластин).
Зарядные устройства сложнее технически, поэтому дороже, чем адаптеры. Поэтому часто поставщики фонарей или детских машинок комплектуют свои изделия именно адаптерами, причем не стабилизированными. Результатом является снижение срока службы АКБ в 3-4 раза от систематического недозаряда.
Мы рекомендуем недорогие зарядные устройства для AGM и GEL, которые действительно дадут реальный срок службы аккумулятору.
Практика автолюбителя показывает, что при нормальных условиях эксплуатации и хорошем состоянии аккумулятора зарядное устройство не используется. Часто владельцы авто задаются вопросом использования автомобильного зарядного устройства не по прямому назначению, а для питания другой радиоаппаратуры, электроинструмента и т.д.
Отличие блока питания от зарядного устройства
Функциональное назначение БП и ЗУ разное — блок питания предназначен для получения стабильного напряжения без пульсаций вне зависимости от тока нагрузки (в пределах, указанных в паспорте устройства). Зарядное устройство следит за двумя параметрами и ограничивает максимальный ток на заданном уровне, напряжение в этом случае вторичный параметр и его стабилизация не настолько критична и происходит на верхнем пороге напряжения (в конце заряда). Уровень шумов питания в блоке питания существенно ниже, чем в зарядном устройстве — при проектировании блока питания упор делается на фильтрацию и стабилизацию выпрямленного напряжения.
Какие зарядные могут работать в качестве блока питания
Единого ответа не существует, ведь разные приборы предъявляют разные требования к качеству питания. Чтобы ответить на этот вопрос для конкретной пары зарядное устройство-прибор нужно понимать, какие требования предъявляются к питанию конкретной нагрузки. Как правило зарядное устройство, используемое в качестве блока питания применяется для питания световых приборов, вентиляторов, компрессоров. Такие нагрузки не критичны к качеству питания и могут быть подключены практически к любому ЗУ. Ток потребления нагрузки не должен превышать номинальный ток зарядного устройства, только в этом случае можно говорить напряжение будет стабилизировано на уровне окончания заряда(около 14.6В для 12В ЗУ, точнее можно узнать в паспорте на устройство). Чтобы включить несложную электронику можно использовать фильтр питания. Для питания сложной электроники лучше использовать специализированный блок питания. Существуют зарядные устройства, схемотехника которых не позволяет использовать их в других целях. В паспорте устройств, которые могут работать блоком питания явно написано об этом. Однако надо понимать, что сфера применения зарядных устройств в режиме БП сильно ограничена.
Когда нельзя использовать ЗУ как блок питания
- Устройство не подходит для использования в режиме блока питания(нет пометки в инструкции, что может быть использованно в качестве БП)
- Требуемое напряжение для устройства не совпадает с выдаваемым зарядным устройством
- Ток потребления устройства превышает рабочий ток ЗУ
- Подключаемое устройство чувствительно к качеству питания
Краткий итог
Зарядные устройства можно использовать для питания простых приборов: света, электродвигателей, убедившись, что характеристики соответствуют. В остальных случаях есть риск повредить питаемый прибор. Если Вы не уверены, можно ли запитать вашу нагрузку от зарядного устройства, проконсультируйтесь с производителями прибора и зарядного устройства.
Есть у меня геймпад не имеющий отдельного разъёма питания (logitech f710). Когда в гостях использую батарейки или аккумуляторы, а дома у меня под рукой розетка. Было решено: изготовить муляжи батареек, а ток на контакты подавать с блока питания, и играть спокойно. Но мне высказали мнение что мол, блок питания соответствующий запаришься искать, там всплески потребления (вибрация), а бп сейчас все китайские, без защиты, мол игра не стоит свеч. Это так? Одинаковы ли характеристики тока у батареек и бп? Как подобная техника относится к погрешностям в 1-2 вольта или ±0,5 ампера? Или блок питания должен точно соответствовать характеристикам двух батареек?
Средний 4 комментария
Простите, но я вас не понимаю. Вы готовы городить колхоз, чтобы поиграть на беспроводном геймпаде по проводу. Вы готовы потратить 2-3 часа своего времени + блок питания, чтобы получить колхоз?
У вас есть два более адекватных решения, почему вы не желаете ими воспользоваться?
1) Использовать аккумуляторы, и купить зарядку для них. Цена вопроса рублей 500. Две пары аккумуляторов полностью покрывают вашу потребность в аккумуляторах.
2) использовать проводной геймпад. Цена вопроса - около 1000 рублей.
Ну никак не 500, нормальная зарядка стоит тысячи 2 минимум, а то и больше. С другой стороны, оно того стоит, и совершенно непонятно, нафига колхозить, когда можно использовать аккумы.
Если это кому-то интересно, изположения буду выходить ипользуя эту штуку (на али заказал)
Если у кого-то кто разбирается есть замечания - выскажите буду рад.
Коль скоро устройство у нас батарейное изначально, оно должно быть устойчиво к снижению напряжения питания где-то до 2 вольт без проблем.
Превышать напряжение больше чем на 0.3 вольта уже опасно и может кончится мусорным ведром
Сила тока от источника питания должна быть не меньше чем та, которую устройство потребляет.
Итого, подойдет любой блок на 3 вольта, который способен выдать больше 180ma.
Найти блок питания на 3 вольта будет сложно, но можно найти на 5 вольт (зарядка от любого мобильника), а потом браться за паяльник - вам это надо?
Купите 2 комплекта аккумуляторов и зарядник - не придется делать дыры в крышке и обматываться проводкой.
Читайте также: