Необходимость осветить этот
вопрос возникла уже давно, но как-то
не было повода. А вот и появился.
Попробую ответить Геннадий
Владимирычу и заодно всем тем, кому
это интересно.
Сразу оговорюсь - всё это лишь моё
мнение.
Итак, как поступают в нашем увы,
несовершенном, мире с
аккумуляторами и как, по моему
мнению, с ними следовало бы
поступать.
Прежде всего - никаких квик-чаргов!
Ни малейших!
Вы ведь не заряжаете ваш
автомобильный аккумулятор за час?
Ото ж.
А если кому-то вздумается зарядить
бедный аккумулятор за час, так он у
него достаточно быстро выкипит и
придётся доливать
дистиллированную воду или что у них
есть ещё там.
И если в автомобильный аккумулятор
эту самую воду ещё как-то можно
долить, то в герметичный никель-кадмиевый
или никель-металл-гидридный -
извините.
Итого - заряжать аккумулятор
следует таким током, чтобы тот не
нагревался.
Второй вывод - если Вы - обладатель
некоего законченного устройства,
при зарядке аккумулятора которого
последний нагревается - что же,
производитель сего бесславного
устройства держит Вас за, пардон,
лоха, как ни прискорбно.
Ну, и практический вывод - по
возможности всё же переломить эту
ситуацию, создав своё зарядное
устройство либо поручив
изготовление оного лицам из круга
тех своих знакомых, которым, в
отличие от сертифицированных
специалистов той или иной фирмы с
громким названием, всё же можно
доверять.
Далее попробуем вкратце набросать
принципы построения большинства
нормальных зарядных устройств.
Прежде всего - заряжают не
напряжением, а током!
Хорошо, если зарядное устройство
обеспечивает заданное (к этому мы
вернёмся) напряжение, но оно
непременно должно обеспечивать
некий стабильный и предсказуемый
ток, иными словами - обладать неким
регулятором тока.
В простейшем случае это - обычное
омическое сопротивление.
Мне облом рисовать эту схему,
словом, в ней источник напряжения,
аккумулятор и резистор включены
последовательно.
Последовательность не важна.
Полярность важна.
Зарядный ток, протекающий через
аккумулятор, в этом случае будет
приблизительно (реальный источник
напряжения и реальный аккумулятор
также имеют внутреннее
сопротивление, но оно достаточно
мало и в нашем случае его учитывать
не будем) равен разности напряжений
источника напряжения и самого
аккумулятора, делённой на величину
того самого сопротивления.
То есть, если наш источник
напряжения равен 20 вольт, а
напряжение нашего (сильно
разряженного, например)
аккумулятора - 5 вольт, и мы где-то
откопали (впрочем, такое малое
сопротивление проще намотать
самостоятельно, чем пытаться
откопать) резистор на 3 Ома, то
протекающий ток будет равен (20-15)/3=5
ампер.
Вполне нормальная ситуация для
зарядки автомобильного
аккумулятора. Можно сказать - почти
что паспортный режим. Аккумулятор
на 55 АмперЧасов будет заряжаться
током 5 Ампер в течение 11 часов.
Мало того, в данном случае ситуация
даже ещё лучше - по мере зарядки
аккумулятора разница напряжений
будет уменьшаться и ток будет
уменьшаться, например, по
достижении аккумулятором 10 вольт
зарядный ток будет уже 3 Ампера.
Общее время зарядки увеличится, но
станет более близким к т. н. "оптимальным
кривым заряда".
Торопливых, суетливых и нервно-психических
граждан такая ситуация может
напрягать - они станут бесконечно
каждые пять минут снимать
аккумулятор с зарядки и пытаться
провернуть стартер, каждый раз
убеждаясь, что вместо зарядки
аккумулятор всё более и более
разряжается, пока не придут в
состояние крайнего возбуждения,
граничащего с помешательством, и не
натворят чего-нибудь
экстраординарного - например, убьют
кого-нибудь или, ещё пуще, купят
квик-чаргер.
Да, так о чём это я - как ни
прискорбно, но заряжать свинцовые,
никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные
(с остальными просто не сталкивался,
но полагаю, что их - тоже)
аккумуляторы быстро не получится.
Если мы хотим, чтобы аккумуляторы
служили долго, мы не можем заряжать
их таким током, при котором они
нагреваются.
Например, "пальчиковые" (AA) - не
более 50 мА. Иными словами, АА
аккумулятор 2200 мАч должен
заряжаться этак часов 40,
аккумулятор для Сименса А35 - током
миллиампер этак 30 и, соответственно,
20 (против "фирменных" 2-х) часов,
и так далее.
Иными словами, если Вы приобрели
некое устройство, содержащее
аккумулятор, непрерывно (если от
случая к случаю, то можно обойтись и
одним - просто дозаряжать время от
времени) им пользуетесь и не
собираетесь скоро менять -
покупайте сразу дополнительный
аккумулятор и заказывайте местному
умельцу (сорри, мы с Геннадий
Владимирычем пока что всем не
поможем...) человеческое зарядное
устройство, обеспечивающее хотя бы
разумный и предсказуемый ток
зарядки.
Пару слов про дозарядку. Т. Н. "эффект
памяти" появился совсем недавно
и своим возникновением обязан
именно разного рода квик-чаргерам.
Дело в том, что в этом мире не бывает
ничего абсолютно одинакового, в том
числе и элементов в аккумуляторе.
При быстрой непаспортной зарядке
начинает иметь значение внутреннее
сопротивление элементов (помните,
то самое, которым мы в своё время
пренебрегли при расчёте нормальных
токов в человеческом зарядном
устройстве). Разумеется, тот
элемент, внутреннее сопротивление
которого выше, станет быстрее
других набирать вольтаж, что будет
приводить к его хронической
перезаряженности за счёт
недозаряженности всех остальных.
Помимо общего снижения ёмкости, это
приводит к неравномерной
деградации элементов, и вся батарея
достаточно скоро может оказаться
неработоспособной из-за выхода из
строя вот этого самого
перегруженного элемента, которому
не посчастливилось иметь
внутреннее сопротивление (вначале,
потом это явление самоусугубляется)
чуть большее, чем у своих сородичей...
Поэтому - дозаряжать можно и нужно!
Но, разумеется, не квик-чаргерами.
А вот чем именно - теперь перейдём к
этому.
Ежели хотите знать моё мнение - уже
самое элементарное устройство
наподобие вышеописанного - это уже
очень и очень неплохо.
Если же вместо резистора подобрать
соответствующую лампочку - это ещё
лучше, ибо по счастливому стечению
обстоятельств самая обыкновенная
лампа накаливания является не
только индикатором, но и мощнейшим
природным стабилизатором тока!
Напряжение сети меняется,
напряжение заряжаемого
аккумулятора в ходе зарядки
меняется, но ток остаётся
неизменным с точностью, вполне
допустимой для наших достаточно
скромных задач.
Вместо резистора или, к примеру,
лампы можно применить и
полупроводниковый стабилизатор
тока, но я пока что не вижу в этом ни
малейшего смысла. Разумеется, никто
не запрещает применять реактивные
сопротивления - только осторожно,
не получите ненароком (если
используете трансформатор)
резонанс! Хорошее решение -
индуктивность сразу после диодного
моста.
Кстати, именно этот метод годится и
для случаев, когда мне уже не так
безразлично практическое решение
стабилизатора тока - я имею в виду
мощные цепи, когда неэкономичное
решение сразу бьёт потребителя по
карману.
В мощных цепях нам уже никакие
лампы и резисторы не товарищи, и эти
самые мощные цепи (например,
зарядные устройства для
электротранспорта) требуют
совершенно отдельного разговора.
Однако, вернёмся к начатой беседе о
зарядных устройствах вообще.
Вторым немаловажным фактором
является метод определения
окончания зарядки.
Т. н. "сертифицированные
специалисты" в лучшем случае
промямлят на эту тему нечто
невразумительное - что устройство
шибко дорогое и что оно аж всё
японское, но нам-то с Вами надо
совершенно другое - как нам
определить, что зарядка завершена?
Вскрывая подавляющую массу даже
сертифицированных и даже японских
устройств, мы будем прямо-таки
шокированы отсутствием в них сколь
бы то ни было серьёзных механизмов
предохранения от перезарядки, что,
в сочетании с непаспортными токами,
делает большинство таких устройств
прямо-таки убийцами аккумуляторов.
В общем, заряжая аккумулятор
достаточно малыми (скажем, одна
сотая от ёмкости в ампер-часах)
токами, мы можем уже не особо сильно
беспокоиться моментом прекращения
заряда, и руководствоваться
обычным отрывным календарём, но всё
же лучше контролировать этот
момент более научными методами,
особенно когда протекают
достаточно большие токи, и на эту
тему начинает уже давить самый
страшный зверь жаба.
Проще всего следить за напряжением.
В большинстве случаев, в частности,
в автомобильной практике, так и
делается. И заметьте - неплохо
делается!
Если бы в автомобильном мире
начался весь тот бардак и беспредел,
что царит на рынке малогабаритных
устройств, это бы немедленно
привело ко всемирному восстанию
автомобилистов с далеко идущими
последствиями, и политическая, а
возможно и физическая карта мира
запросто могли бы после этого
выглядеть совсем иначе.
Но мы отвлеклись. Да. Для свинцовых,
а пожалуй, что и для никель-кадмиевых
и никель-металл-гидридных
достаточно контролировать
напряжение. Разумеется, необходимо
учитывать температуру. На эту тему
существует масса литературы, и
множество достаточно серьёзных
публикаций, включая практические
схемы.
Итак, всё, что нам надо для надёжной
и длительной работы аккумулятора -
это зарядка его током, не
превышающим паспортный, и контроль
окончания заряда по той или иной
методике, обычно связанной с
измерениями напряжения.
Разумеется, есть ещё и всякие
изощрённые методы заряда - например,
заряд по т. н. "оптимальной
кривой", достаточно точно
выполняемый источником напряжения,
равным напряжению заряженной
батареи, и ограничивающего
резистора, существуют также методы
контроля окончания заряда по
окончанию прироста напряжения на
аккумуляторе, есть также некий
относительно свежий метод зарядки
кислотных аккумуляторов,
заключающийся в периодической
дозарядке в течение нескольких
циклов после достижения основного
заряда - таким нехитрым образом
можно набить в обычный аккумулятор
ещё некоторое количество
дополнительных ампер-часов и даже
улучшить состояние аккумулятора,
если он уже был до этого частично
сульфатирован.
В общем, примерно таковы основные
направления разумного
использования аккумуляторов.
Все частные решения уже вытекают из
конкретных ситуаций и
универсального, увы, не существует.
Разная мощность, разная цена,
разные габариты и прочее диктуют
разные конкретные решения, весьма и
весьма отличающиеся для каждого
конкретного случая.
И мы должны понимать, что ряд
предприятий, среди которых можно
назвать American Power Conversion и Siemens,
оптимизируют алгоритмы заряда
аккумуляторов по несколько иному
принципу, чтобы заставить
потребителя поскорее покупать
новые и новые.