Питание телевизионного пульта от литий-ионной батареи 3,7 в

То, чего не может быть: литий-ионный аккумулятор на 1,5 В в формате «мизинчиковой» батарейки AAA

Хорошие батарейки, как известно, стоят денег. Поэтому всё прогрессивное мировое человечество стремилось заменить батарейки на аккумуляторы. Причём, в идеале аккумуляторы должны были совпасть по размеру с батарейками; а лучшие на сегодня аккумуляторы — литий-ионные.

Но, как известно, литий-ионные аккумуляторы и их различные модификации имеют номинальное напряжение около 3.7 V; и по этой причине на замену обычных одноэлементных батареек с напряжением 1.5 V они никак не подходят (можно сжечь питаемую аппаратуру).

А ведь так было бы здорово применить их на замену обычным цилиндрическим батарейкам!

Литий-ионные аккумуляторы так хороши своим долгим сроком службы и очень большим числом допустимых циклов перезаряда, что творческая мысль человечества продолжала неустанно работать в этом направлении.

В итоге выход был найден, и в природе теперь существует литий-ионный аккумулятор для полноценной замены «мизинчиковой» батарейки типоразмера AAA с напряжением 1.5 V (а также и других типоразмеров, кроме AAAA).

/Изображение с официального сайта производителя/

Техническое решение здесь – достаточно очевидное с точки зрения схемотехники, но довольно сложное в конструктивном исполнении: в корпусе батарейки надо разместить не только «обычный» литий-ионный аккумулятор; но ещё при этом для его зарядки в корпус «батарейки» надо встроить контроллер заряда; а для выдачи наружу напряжения 1.5 Вольт – понижающий преобразователь.

Столь непростая «начинка» требует для себя определённого пространства, поэтому реализовать такую схему в «супермизинчиковых» батарейках формата AAAA даже китайским умельцам пока не удалось. А вот создать такую конструкцию в более крупном формате батарейки AAA (обычная «мизинчиковая») – удалось, и именно она и будет у нас протестирована.

У читателя возникнет логичный вопрос: зачем такой «огород» городить, когда существуют недорогие никель-металлогидридные аккумуляторы такого же типоразмера, и притом совсем недорогие?!

Дело здесь в том, что у никель-металлогидридных аккумуляторов номинальное напряжение — только 1.2 V; а не 1.5 V, как у батареек. Из-за этого многие виды аппаратуры будут воспринимать их как «подсевшие» батарейки, и долго с ними работать не будут.

Основные параметры и конструкция Li-ion аккумулятора в формате батарейки AAA

Основные параметры, заявленные производителем, таковы:

ТипоразмерAAA
Номинальное напряжение1.5 V
Ёмкость400 mAh
Напряжение зарядки5 V
Максимальный ток выхода1 A
Габариты10 x 45 мм (10 мм — диаметр)
Масса10 г

Всё здесь в характеристиках понятно, кроме одного: что они подразумевают под ёмкостью? Это — ёмкость внутреннего аккумулятора (как в смартфонах); или же ёмкость, передаваемая на выход (которая, собственно, и интересует потребителя)?

Попытаемся дать ответ на этот вопрос по ходу обзора.

Официальная страница аккумулятора на сайте производителя – здесь (китайский язык с вкраплениями английского).

Цена — 320 российских рублей ($4.8) за одну штуку в официальном магазине бренда на Алиэкспресс ссылка.

Внешний вид аккумулятора почти не отличается от самой обычной батарейки:

Логотип производителя — на месте; номинальное напряжение — 1.5 V; всё — как у батарейки!

Но если чуть повернуть «батарейку» на другой бок, то становится видна самая интересная её деталь: разъём micro-USB:

Этот разъём используется для подзарядки этого нетривиального устройства.

На аккумуляторе нанесена вся информация, необходимая пользователю, так что отдельная инструкция не требуется.

На виде сверху заметно небольшое отверстие в «крышке»:

Это отверстие предназначено для лучшей видимости светодиодного индикатора зарядки, скрывающегося внутри аккумулятора.

Светодиод светится красным цветом во время зарядки и переключается на зелёный по её завершении, так что пользователю не придётся гадать, зарядился аккумулятор или нет:

Заряжать аккумулятор можно любой стандартной телефонной «зарядкой» на 5 Вольт и ток от 0.5 Ампера с кабелем микро-USB. Таких зарядок, я думаю, у всех дома скопилось чуть более, чем очень много; так что покупать отдельно не придётся (экономия!).

Со стороны дна ничего особенного нет:

В завершение осмотра — ещё два ракурса с подключенным к аккумулятору кабелем микро-USB:

Теперь переходим к боевым испытаниям этого мудрёного девайса.

Тест Li-ion аккумулятора в формате батарейки AAA

Тест начнём с замера тока заряда; заодно и продолжительность зарядки измерим. Замеры производились обычным USB-тестером, когда это было возможно.

Аккумулятор пришел из Китая с нулевым напряжением на контактах. Это вполне естественно, так как путь из Китая — долгий; а аккумулятор с контролерами внутри имеет больший саморазряд, чем «голый» аккумулятор.

В течение примерно получаса с момента начала зарядки ток заряда составлял 0.36 — 0.38 Ампера:

Такая величина потребляемого тока подтверждает, что заряжать можно любой стандартной зарядкой; а также от USB-порта компьютера или ноутбука.

Ближе к концу процесса заряда ток стал снижаться; а весь процесс зарядки занял чуть меньше 45 минут:

Величина заряда, «залитого» в аккумулятор, как видите, оказалась невелика и составила 264 мАч.

Для испытания аккумулятора на разряд пришлось отказаться от этого USB-тестера, т.к. как он может работать только с напряжениями от 3 V. Пришлось проводить измерения по технологиям древних людей, с использованием мультиметра и набора резисторов.

Напряжение холостого хода на контактах составило 1.53 V.

При подключении нагрузки в 100 мА напряжение почти не изменилось и составило 1.51 V.

Время разряда аккумулятора током 100 мА составило 5 часов 50 минут (т.е. 5.83 ч.).

Итого, ёмкость аккумулятора на разряд составила 583 мАч, что больше «залитой» ёмкости в 2 с лишним раза!

Ничего сверхъестественного в этом нет, и закон сохранения энергии не нарушается; поскольку при работе выходного преобразователя напряжение понижается, а ток — повышается. Точнее, так происходит, когда преобразователь — импульсного типа на основе индуктивности; а не простой линейный стабилизатор.

Теперь — особое замечание.

При работе аккумулятора на разряд в течение всего теста напряжение на выходе практически не падало, т.е. было застабилизировано очень хорошо. А в конце разряда практически мгновенно напряжение упало до нуля.

Для питаемой аппаратуры это точно будет хорошо: любая аппаратура любит стабильное питание. Но, с другой стороны, некоторые устройства по постепенному падению напряжения питания определяют процент оставшегося заряда, предупреждая пользователя о скором прекращении работы.

Здесь такого предупреждения не будет: устройство прекратит работу молча и без предупреждений.

Так что хорошо застабилизированное напряжение — это одновременно и достоинство аккумулятора, и его недостаток (по крайней мере, в некоторых случаях).

Бороться с этим недостатком можно так же, как мы боремся с отключениями мобильников: подзаряжать, не дожидаясь отключения (особенно — в случае длительного перерыва в использовании). Литий-ионным аккумуляторам частый подзаряд не вреден.

Также в ходе тестирования была проведена простая проверка на помехи. Её проведение связано со слухами, курсирующими в Сети, что источники питания со встроенными высокочастотными преобразователями могут быть источниками радиопомех.

Для проверки я установил тестируемый аккумулятор в mp3-плеер с FM-приёмником, работающий от батарейки формата AAA.

При этом никаких помех помех приёму FM-станций обнаружено не было: они работали так же, как и от обычной батарейки (сильные станции — хорошо; слабые — плохо).

Далее — проверка максимального отдаваемого тока.

Заявленный производителем максимальный ток в 1 А аккумулятор отдал без проблем.

При дальнейшем повышении выходного тока до 1.4 А начинала срабатывать защита от короткого замыкания. Ток падал до нуля, затем периодически пытался восстановиться (до этой же величины), затем снова падал до нуля и так далее.

Альтернативный вариант: никель-цинковые аккумуляторы

Кроме рассмотренного варианта замены стандартных батареек на литий-ионные аккумуляторы того же форм-фактора, есть и ещё один вариант: замена на никель-цинковые аккумуляторы.

Они имеют почти такое же номинальное напряжение на выходе (1.6 V), как и у батареек (1.5 V).

Кроме того, они имеют более высокую ёмкость (по крайней мере, номинально), чем у протестированного литий-ионного аккумулятора, и стоят значительно дешевле.

Например, комплект из 4-х никель-цинковых аккумуляторов AAA ёмкостью 900 мАч стоит на Алиэкспресс 476 российских рублей ($7.2) ссылка.

Однако же, во многих обзорах развенчивают эти чудо-аккумуляторы, поскольку их ёмкость и длительность жизненного цикла оказываются значительно меньше заявленных (пример обзора на стороннем ресурсе).

Тем не менее, они тоже имеют «право на жизнь», особенно в тех случаях, когда они используются часто и с высокой токовой нагрузкой. В этом случае стратегия — «быстро использовал, быстро „сдохли“, быстро купил новые» может быть вполне экономически оправдана ввиду их невысокой цены.

Заключение

Заключение начну с возвращения к вопросу, что же может означать ёмкость 400 мАч, заявленная производителем — это ёмкость встроенного аккумулятора, или же ёмкость, отдаваемая на выход?

Увы, тестирование аккумулятора так и не смогло дать точного ответа на этот вопрос.

Ёмкость, «заливаемая» в аккумулятор, значительно меньше этой величины; а ёмкость, отдаваемая на выход — значительно больше.

Но всё-таки, по смыслу этой величины, это должна быть ёмкость, отдаваемая на выход. И тогда можно с чистой совестью констатировать выполнение и перевыполнение величины, заявленной производителем (вообще-то хотелось написать: величины, заявленной производителем «от балды»).

В целом же протестированный аккумулятор показал себя позитивным устройством, вполне достойным внимания потребителей.

В его «активе»:

  • достаточно высокая ёмкость, отдаваемая в нагрузку;
  • возможность зарядки от любого телефонного ЗУ с кабелем микро-USB;
  • высокая скорость зарядки;
  • полное совпадение выходного напряжения с номиналом стандартных батареек;
  • высокая стабильность выходного напряжения;
  • защита от короткого замыкания.
Читайте также:  Почему шумит двигатель стиральной машины-автомат?

В его «пассиве» (в недостатках):

  • относительно высокая цена;
  • отключение «без предупреждения» при израсходовании заряда.

Область применения:

Замена батареек во всех случаях, кроме очень малой нагрузки (например, в инфракрасных пультах дистанционного управления). При очень малой нагрузке и обычные батарейки служат настолько долго, что замена их на аккумуляторы протестированного типа не имеет ни практического, ни экономического смысла.

Посмотреть актуальную цену и/или купить литий-ионный аккумулятор в формате ААА можно в официальном магазине бренда ZNTER на Алиэкспресс ссылка.

Кроме аккумулятора протестированного типа, в официальном магазине бренда ZNTER на Алиэкспресс можно найти и другие литий-ионные аккумуляторы для замены различных бытовых батареек: формат AA, формат C, формат D, «Крона» 9 V и др.). Работают они по тому принципу, что и протестированный аккумулятор.

Про аккумуляторы и батарейки. Ликбез для гуманитариев.

Посвящается очередному «клиенту», который надысь мне плакался в жилетку.

Вкратце — аккумулятор это перезаряжаемый источник энергии. В отличии от батареи, которая является одноразовой. Пост главным образом про бытовые аккумуляторы (типоразмера АА как самые популярные) и про целесообразность замены батареек на эти самые аккумуляторы. До кучи пройдусь по всем остальным типам.

Итак, самое популярное у нас это батарейки АА. Продаются в каждом магазине. Хорошие стоят по 50-60 руб/штука, дешманские идут по 10 руб/пучок. Это то, что продают в электричках со сроком годности до 2097 года.

Вариантов тут три — солевые (самые дешевые, емкость АА элемента в лучшем случае 1500 мАч, чаще 300-500). Бренды — GP из приличного, подделки в электричках. GP я сам брал, беру и буду брать. Хотя они и уступают алкалинкам по емкости, но цена/емкость у них лучше. Одна батарейка стоит 12-15 рублей, дает 1500 мАч если не наглеть с током потребления. Запомните эту цифру — 100 мАч/руб.

Алкалиновые, это уже приличные бренды Дюраселл, Энерджайзер. Тут цена 60-80 руб за элемент (выгодно брать десяток). Емкость 4-5 Ач. Эффективность 80-90 мАч/руб.

Третий вариант этого типоразмера — литий. Очень дорого, чуть более эффективно. 100-120 руб/элемент, емкость 7-8 Ач, эффективность 70-80 мАч/руб.

Замечание номер раз. Солевые батареи не любят больших токов разряда. Идеально для них — часы на стенке. Там они проработают 2-3 года и свою емкость отдадут на 110%. Да, именно 110%, ибо стандартные тесты показывают емкость чуть меньше при токе 0,1С (С = емкость). Часы жрут очень мало, отдаваемая емкость будет больше.

Алкалиновые батареи подходят для средних потребителей. Это фонарики, радио, плееры и прочее. Из моего зоопарка на них работают металлоискатели и GPS-навигатор. Хотя туда можно и солевые запихать. Если время работы прибора на батарейках превышает 8-10 часов — солевые пихать можно. Меньше — лучше алкалин.

Литиевые еще лучше в плане тока разряда. Они спокойно выдерживают мгновенные токи в 2-3С и продолжительный разряд током 1С. Это всякие детские игрушки, фотоаппараты. Да, да. При зарядке вспышки ток от батареи очень даже большой, батарейки это не любят. Поэтому для мыльницы лучше не жалеть, а покупать литий. Они смогут отдать всю емкость. Алкалин сдохнет отдав 50-60%. Солевые сдохнут сразу.

Про срок хранения. Он очень большой если это правильный бренд и соблюдены условия хранения. У меня на даче валяется фонарь, лет 10 назад я впихал туда 3 бочки типоразмера D от Дюраселла и забыл о проблеме. Фонарь работает до сих пор. Когда батарейки сядут я скорее выкину его не открывая. Если они вообще сядут. Хранение на морозе батарейки переносят свободно, летом в доме прохладно, так что самого страшного испытания — перегрева — батарейкам не достается. Поэтому и работают. Дешманские подделки из электричек как ни храни — они текут уже через полгода.

Альтернатива батарейкам — аккумуляторы NiCD (никель-кадмий) и NiMH (никель-металгидрид). Типичные значения емкости — 1500 мАч для кадмия и 2500 для МГ (для размера АА). Типовое напряжение 1,0 — 1,2 вольта, заряд только специальным зарядником. Существенная разница опять же в отдаваемом токе. NiCD мощнее. Гораздо мощнее. Правда таких токов в быту получить сложно, модельная сборка, к примеру, может выдать 50-100А не пискнув. По всем остальным показателям NiMH лучше. Выше емкость, нет эффекта памяти (точнее есть, но не так явно), меньше вес элемента.

Сразу главный нюанс — мало купить аккумуляторы, их нужно правильно заряжать. С этим у 99% пользователей проблемы и отсюда катастрофическое снижение жизненного цикла. Перед зарядом батарею обязательно разряжать до нуля! Причем небольшим током, примерно 0,2С. Ноль это примерно 0,8 вольт/элемент. Примерно раз в 10 зарядок (раз в 3-5 для NiCD) батарею нужно прогонять по циклу разряд-заряд-разряд-заряд. Это убирает эффект памяти и вообще позитивно влияет на емкость. Недавно нашел у себя в заначке сборку NiMH. Элементы были по 2500 мАч, первый прогон показал емкость 700 мАч, после десятого прогона емкость уже 1800 мАч. Еще поработают.

Типичный срок службы при сохранении 70% емкости и реальной эксплуатации — около 200 циклов для дешевых NiCD и до 500 циклов для дорогих NiMH. Если заряжать как попало — 10-20 циклов и на помойку. Иногда восстановить получается.

Из необходимости высаживать NiMH в ноль выросли ноги у старой байки — новый сотовый телефон нужно полностью разрядить. Проблема только в том, что эта байка неприменима к Li-ION аккумуляторам. А старые (которые как раз появлялись на замену NiMH) еще и убивались каждым разрядом до отсечки. Минус 10% емкости и все. Не вернуть.

Переходим к телефонам. Там LiION. Емкость банки 3,6 — 4,2 вольта. Заряд попроще, подал 4,2 вольта через лампочку и жди результата. Но если подать 4,3 вольта. Бабах и пожар гарантированны. Так что лучше не рисковать. Литий не любит перезаряда.

А еще он не любит холода. И жары. И механических повреждений. И вообще очень капризные эти батареи. В быту они стоят почти везде — телефоны, планшеты, ноутбуки, плееры. Для длительной работы батарею желательно держать заряженной. В идеале — 70% емкости и выше. Разряд в ноль необратимо сокращает емкость. Разряд на холоде тоже. Правда на хорошем минусе литий замерзает мгновенно и просто не работает. Потом оттаивает, но полной емкости уже не будет. Старайтесь не высаживать телефон, купите повербанк. Будет дешевле, чем потом батарею менять. А если она еще и вздуется — это попадалово на ремонт корпуса как минимум и треснувший экран как максимум. Про пожары я молчу. Номинальный срок службы LiION — около 1000 циклов заряд-разряд. Тоесть в телефоне его должно хватать на 3 года. У меня хватает, я слежу за батареей. А у вас?

Экзотика. Относительная конечно. Батареи типа LiFePO4. Чуть удобнее напряжения — 3,0 — 3,3 рабочее, 3,6 заряд. 4 банки дают пацанские 12 вольт (как в автомобиле). Гораздо лучше рабочие токи, не так быстро замерзают. Это все стоит в электросамокатах, электроскутерах, гироскутерах, электромобилях и прочем крупном. ЛиФерум гораздо более безопасен. Не вздувается, не возгорается, просто медленно теряет емкость. Минус — пока уступают LiION по соотношению Ач на грамм или куб.см.

И последний аргумент — свинец. То, что стоит в машине и в бесперебойнике. Минусы — тяжелый и габаритный. Мелкие батареи имеют плохую емкость из-за необходимости большого и толстого корпуса. Зато на больших емкостях на порядки дешевле всего остального. Очень не любит перегрев. Два совершенно одинаковых бесперебойника, один в серверной при +18, второй в комнате с вечномерзлыми блондинками (+25 им холодно). Первый — батареи плавно деградируют и через 3 года их меняем. Второй — через полгода батареи вздулись и завоняли. Ну и разлив серной кислоты до кучи.

Теперь бытовое. Куда, что, когда и зачем.

Свинец — очень большая емкость. Очень дешево. Но много весит и не любит перегрева. Подойдет для систем резервного или автономного питания (солнечные батареи).

LiFePO4 — системы с большим энергопотреблением — электродвигатели. Обязательно зарядка с балансиром, система защиты от перезаряда и переразряда.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Переводим LED светильник на Li-Ion питание

В последнее время приходится все чаще и чаще заниматься монтажом-демонтажом SMD радиоэлементов. Каждый, кто хоть раз в жизни ремонтировал устройство содержащее подобные радиодетали знает, насколько важно проверить после монтажа нет ли короткого замыкания между близко расположенными, соседними ножками детали, нет ли непропая одной из ног.

Даже чтение маркировки на подобных радиодеталях требует либо очень хорошего зрения мастера, либо лупы, желательно с 20-х кратным увеличением, какой пользуюсь сам, плюс локальная подсветка участка платы и собственно, самой детали.

Так вот, в качестве подсветки пользовался светильником на светодиодах из магазина Fix Price, стоимостью всего 50 рублей, правда с небольшой доработкой.

Дело в том, что китайцы пускают питание от 3 элементов АА составляющее для свежих батарей 4.5 вольта напрямую на параллельно соединенные светодиоды белого свечения. Светит такая лампа разумеется ярко, но почему-то недолго После того, как в моем первом светильнике часть светодиодов сгорела, приобрел такой же точно второй, но установил сразу же последовательно в цепи питания резистор 220 Ом, 0.25 Вт. С тех пор пользовался светильником примерно год, проблем не было, яркости было достаточно, но разумеется меньше, чем когда светодиоды были подключены напрямую.

И вот когда недавно у меня батарейки АА сели, чередуемые временно с аккумуляторами этого же формата которых вечно не хватает, для питания беспроводной мышки и фотоаппарата, захотел решить проблему с питанием светильника раз и навсегда. На Алиэкспресс есть в продаже платы заряда Li-ion аккумуляторов, стоят копейки даже с учетом повышения курса доллара. Также там есть платы повышающего DC-DC преобразователя, стоят чуть дороже, но все равно символические деньги.

Читайте также:  Кабель для ввода в дом воздушный

Платы заряда и DC-DC повышающий преобразователь

Так вот, используя эти две платки плюс любой Li-ion аккумулятор, не важно от чего — сотового телефона или фотоаппарата, или какой либо другой техники, мы можем решить для себя проблему с питанием нашего электронного прибора раз и навсегда. Многие применяют их для питания мультиметров — я же применил это решение ранее дважды: для питания транзистор тестера и для самодельного ESR метра.

Светильник в упаковке

С учетом стоимости батареи Крона в среднем 45 рублей за штуку, данное решение окупается практически в сроки использования одной батареи. Аккумулятор, с учетом того что места в батарейном отсеке светильника было немного, взял габаритами поменьше, но все равно были опасения получиться ли разместить все детали в корпусе устройства, но они были напрасными — все прекрасно поместилось. Контакты батарей АА, с целью освободить больше места в корпусе батарейного отсека, были мной извлечены.

Единственное, так как корпус светильника был круглой формы, пришлось откусить бокорезами часть уголков платы заряда для того, чтобы разъем Micro USB получилось вставить в отверстие в корпусе светильника.

Также китайцы видимо выпускают платы на одном куске текстолита, которые потом разрезают, в моем экземпляре платы заряда с одного края платы оставалось пустое место сбоку на плате и из-за этого плату не получилось красиво разместить в корпусе, только под углом, но пользоваться это не помешает, а в корпус светильника для его ремонта надеюсь не придется часто заглядывать.

В светильнике была штатно установлена кнопка включения с фиксацией, она и была использована в качестве разрыва цепи питания между плюсовым контактом от батареи и плюсом от входа повышающего DC-DC преобразователя. На личном опыте проверено, что плата заряда своим постоянно подключенным выходом к контактам аккумулятора практически не разряжает батарею, в чем не был уверен, на счет входа повышающего DC-DC преобразователя.

Да, совсем забыл: номинал резистора включенного последовательно со светодиодами изменил, вместо 220 Ом, который был впаян мною при штатном питании 3 элемента АА, установил 470 Ом, выставив 5.5 вольт путем вращения винта многооборотного подстроечного резистора на плате повышающего DC-DC преобразователя, которым мы регулируем напряжение на выходе с платы.

Светодиоды лампы

Сам винт подстроечного резистора зафиксировал капелькой термоклея, так как данный светильник часто придется носить с собой в дипломате с инструментами и постепенный уход напряжения на выходе платы (особенно в большую сторону) в результате тряски был бы не желателен, так как это опять же чревато выходом из строя светодиодов.

Платы в корпусе светильника LED

Такое решение — разрыва цепи питания, было уже дважды мною применено и отлично себя зарекомендовало, аккумулятора хватает теперь на три месяца использования, особенно с учетом не маленького потребления транзистор тестера с графическим дисплеем с подсветкой. Выполнить подобную переделку питания с батарей АА либо Крона на Li-ion аккумулятор в любом из устройств в каком вам потребуется, способен любой школьник не прогуливающий уроки физики, либо взрослый человек даже далекий от электроники. Всем удачных ремонтов! AKV.

Про аккумуляторы и батарейки. Ликбез для гуманитариев.

Посвящается очередному «клиенту», который надысь мне плакался в жилетку.

Вкратце — аккумулятор это перезаряжаемый источник энергии. В отличии от батареи, которая является одноразовой. Пост главным образом про бытовые аккумуляторы (типоразмера АА как самые популярные) и про целесообразность замены батареек на эти самые аккумуляторы. До кучи пройдусь по всем остальным типам.

Итак, самое популярное у нас это батарейки АА. Продаются в каждом магазине. Хорошие стоят по 50-60 руб/штука, дешманские идут по 10 руб/пучок. Это то, что продают в электричках со сроком годности до 2097 года.

Вариантов тут три — солевые (самые дешевые, емкость АА элемента в лучшем случае 1500 мАч, чаще 300-500). Бренды — GP из приличного, подделки в электричках. GP я сам брал, беру и буду брать. Хотя они и уступают алкалинкам по емкости, но цена/емкость у них лучше. Одна батарейка стоит 12-15 рублей, дает 1500 мАч если не наглеть с током потребления. Запомните эту цифру — 100 мАч/руб.

Алкалиновые, это уже приличные бренды Дюраселл, Энерджайзер. Тут цена 60-80 руб за элемент (выгодно брать десяток). Емкость 4-5 Ач. Эффективность 80-90 мАч/руб.

Третий вариант этого типоразмера — литий. Очень дорого, чуть более эффективно. 100-120 руб/элемент, емкость 7-8 Ач, эффективность 70-80 мАч/руб.

Замечание номер раз. Солевые батареи не любят больших токов разряда. Идеально для них — часы на стенке. Там они проработают 2-3 года и свою емкость отдадут на 110%. Да, именно 110%, ибо стандартные тесты показывают емкость чуть меньше при токе 0,1С (С = емкость). Часы жрут очень мало, отдаваемая емкость будет больше.

Алкалиновые батареи подходят для средних потребителей. Это фонарики, радио, плееры и прочее. Из моего зоопарка на них работают металлоискатели и GPS-навигатор. Хотя туда можно и солевые запихать. Если время работы прибора на батарейках превышает 8-10 часов — солевые пихать можно. Меньше — лучше алкалин.

Литиевые еще лучше в плане тока разряда. Они спокойно выдерживают мгновенные токи в 2-3С и продолжительный разряд током 1С. Это всякие детские игрушки, фотоаппараты. Да, да. При зарядке вспышки ток от батареи очень даже большой, батарейки это не любят. Поэтому для мыльницы лучше не жалеть, а покупать литий. Они смогут отдать всю емкость. Алкалин сдохнет отдав 50-60%. Солевые сдохнут сразу.

Про срок хранения. Он очень большой если это правильный бренд и соблюдены условия хранения. У меня на даче валяется фонарь, лет 10 назад я впихал туда 3 бочки типоразмера D от Дюраселла и забыл о проблеме. Фонарь работает до сих пор. Когда батарейки сядут я скорее выкину его не открывая. Если они вообще сядут. Хранение на морозе батарейки переносят свободно, летом в доме прохладно, так что самого страшного испытания — перегрева — батарейкам не достается. Поэтому и работают. Дешманские подделки из электричек как ни храни — они текут уже через полгода.

Альтернатива батарейкам — аккумуляторы NiCD (никель-кадмий) и NiMH (никель-металгидрид). Типичные значения емкости — 1500 мАч для кадмия и 2500 для МГ (для размера АА). Типовое напряжение 1,0 — 1,2 вольта, заряд только специальным зарядником. Существенная разница опять же в отдаваемом токе. NiCD мощнее. Гораздо мощнее. Правда таких токов в быту получить сложно, модельная сборка, к примеру, может выдать 50-100А не пискнув. По всем остальным показателям NiMH лучше. Выше емкость, нет эффекта памяти (точнее есть, но не так явно), меньше вес элемента.

Сразу главный нюанс — мало купить аккумуляторы, их нужно правильно заряжать. С этим у 99% пользователей проблемы и отсюда катастрофическое снижение жизненного цикла. Перед зарядом батарею обязательно разряжать до нуля! Причем небольшим током, примерно 0,2С. Ноль это примерно 0,8 вольт/элемент. Примерно раз в 10 зарядок (раз в 3-5 для NiCD) батарею нужно прогонять по циклу разряд-заряд-разряд-заряд. Это убирает эффект памяти и вообще позитивно влияет на емкость. Недавно нашел у себя в заначке сборку NiMH. Элементы были по 2500 мАч, первый прогон показал емкость 700 мАч, после десятого прогона емкость уже 1800 мАч. Еще поработают.

Типичный срок службы при сохранении 70% емкости и реальной эксплуатации — около 200 циклов для дешевых NiCD и до 500 циклов для дорогих NiMH. Если заряжать как попало — 10-20 циклов и на помойку. Иногда восстановить получается.

Из необходимости высаживать NiMH в ноль выросли ноги у старой байки — новый сотовый телефон нужно полностью разрядить. Проблема только в том, что эта байка неприменима к Li-ION аккумуляторам. А старые (которые как раз появлялись на замену NiMH) еще и убивались каждым разрядом до отсечки. Минус 10% емкости и все. Не вернуть.

Переходим к телефонам. Там LiION. Емкость банки 3,6 — 4,2 вольта. Заряд попроще, подал 4,2 вольта через лампочку и жди результата. Но если подать 4,3 вольта. Бабах и пожар гарантированны. Так что лучше не рисковать. Литий не любит перезаряда.

А еще он не любит холода. И жары. И механических повреждений. И вообще очень капризные эти батареи. В быту они стоят почти везде — телефоны, планшеты, ноутбуки, плееры. Для длительной работы батарею желательно держать заряженной. В идеале — 70% емкости и выше. Разряд в ноль необратимо сокращает емкость. Разряд на холоде тоже. Правда на хорошем минусе литий замерзает мгновенно и просто не работает. Потом оттаивает, но полной емкости уже не будет. Старайтесь не высаживать телефон, купите повербанк. Будет дешевле, чем потом батарею менять. А если она еще и вздуется — это попадалово на ремонт корпуса как минимум и треснувший экран как максимум. Про пожары я молчу. Номинальный срок службы LiION — около 1000 циклов заряд-разряд. Тоесть в телефоне его должно хватать на 3 года. У меня хватает, я слежу за батареей. А у вас?

Экзотика. Относительная конечно. Батареи типа LiFePO4. Чуть удобнее напряжения — 3,0 — 3,3 рабочее, 3,6 заряд. 4 банки дают пацанские 12 вольт (как в автомобиле). Гораздо лучше рабочие токи, не так быстро замерзают. Это все стоит в электросамокатах, электроскутерах, гироскутерах, электромобилях и прочем крупном. ЛиФерум гораздо более безопасен. Не вздувается, не возгорается, просто медленно теряет емкость. Минус — пока уступают LiION по соотношению Ач на грамм или куб.см.

Читайте также:  Почему микроволновка supra самопроизвольно включается?

И последний аргумент — свинец. То, что стоит в машине и в бесперебойнике. Минусы — тяжелый и габаритный. Мелкие батареи имеют плохую емкость из-за необходимости большого и толстого корпуса. Зато на больших емкостях на порядки дешевле всего остального. Очень не любит перегрев. Два совершенно одинаковых бесперебойника, один в серверной при +18, второй в комнате с вечномерзлыми блондинками (+25 им холодно). Первый — батареи плавно деградируют и через 3 года их меняем. Второй — через полгода батареи вздулись и завоняли. Ну и разлив серной кислоты до кучи.

Теперь бытовое. Куда, что, когда и зачем.

Свинец — очень большая емкость. Очень дешево. Но много весит и не любит перегрева. Подойдет для систем резервного или автономного питания (солнечные батареи).

LiFePO4 — системы с большим энергопотреблением — электродвигатели. Обязательно зарядка с балансиром, система защиты от перезаряда и переразряда.

Правила эксплуатации литиевых аккумуляторов

Владельцы различных устройств иногда испытывают определённые трудности при поиске информации о правильной эксплуатации аккумуляторов. Этому вопросу и посвящена данная статья.

Все современные телефоны, смартфоны и КПК снабжены аккумуляторами на литиевой основе: литий-ионными или литий-полимерными, поэтому в дальнейшем речь будет идти именно о них. Такие аккумуляторы имеют замечательную ёмкость и сроки службы, но требуют очень жёсткого следования определённым правилам эксплуатации. Эти правила можно разделить на две группы:

Не зависящие от пользователя

Зависящие от пользователя.

В первую группу входят основополагающие правила заряда и разряда аккумуляторов, которые контролируются встроенным в аккумулятор устройством (контроллером), а также иногда дополнительным контроллером, располагающимся в самом устройстве. Эти правила просты:

Аккумулятор всю свою жизнь должен находиться в состоянии, при котором его напряжение не превышает 4.2 вольта и не опускается ниже 2.7 вольта. Эти напряжения являются показателями соответственно максимального (100%) и минимального (0%) заряда. Минимальное напряжение, указанное выше, применимо к аккумуляторам с электродами, выполненными из кокса, однако большинство современных аккумуляторов имеет электроды из графита. Для них минимальное напряжение равно 3 вольта.

Количество энергии, отдаваемой аккумулятором при изменении его заряда от 100% до 0%, — это его ёмкость. Некоторые производители ограничивают максимальное напряжение 4.1 вольтами, при этом аккумулятор живёт подольше, но его ёмкость снижается примерно на 10%. Также иногда нижний порог повышается до 3.0-3.3 вольт, в зависимости от материала электродов, с такими же последствиями.

Наибольшая долговечность аккумулятора достигается при примерно 45-процентном заряде, а при увеличении или уменьшении степени заряда срок жизни аккумулятора уменьшается. Если заряд находится в пределах, которые обеспечивает контроллер аккумулятора (см. выше), изменение долговечности не значительно.

Если в силу обстоятельств напряжение на аккумуляторе выходит за пределы, указанные выше, даже на непродолжительное время, срок его жизни драматически уменьшается. Такие состояния называются заряд и переразряд и являются очень опасными для аккумулятора.

Контроллеры аккумуляторов, предназначенные для разных устройств, если они (контроллеры) изготовлены с надлежащим качеством, никогда не позволяют напряжению на аккумуляторе во время заряда стать больше 4.2 вольта, но, в зависимости от предназначения батареи, могут по-разному ограничивать минимальное напряжение при разряде. Так, в аккумуляторе, предназначенном для, скажем, шуруповёрта или моторчика модели автомобиля, минимальное напряжение, скорее всего, будет действительно минимально допустимым, а для КПК или смартфона — повыше, ибо минимального напряжения в 2.7-3.0 вольт может просто не хватить для работы электроники девайса. Поэтому в сложных устройствах типа телефонов, КПК и т.п. работу контроллера, встроенного в сам аккумулятор, дополняет контроллер в самом устройстве.

Поговорим о процессе заряда литиевых аккумуляторов. Зарядное устройство любого литиевого аккумулятора представляет собой источник постоянного напряжения в 5 вольт, способный отдавать для заряда ток, равный примерно 0.5-1.0 емкости аккумулятора. Так, если емкость аккумулятора равна 1000 mA•h, зарядное устройство должно обеспечить ток заряда не менее 500 mA, а номинально — 1 ампер.
Существует несколько режимов заряда литиевых аккумуляторов.
Начнём с режима, являющегося стандартным в компании Sony. Этот режим требует длительного времени заряда, сложного контроллера, но обеспечивает наиболее полный заряд аккумулятора. На представленном графике синим цветом обозначен ток заряда, красным — напряжение на аккумуляторе, розовым — степень заряженности аккумулятора в процентах.

На первом этапе зарядки, длящемся приблизительно 1 час, аккумулятор заряжается током постоянной величины до достижения напряжения в 4.2 вольта на аккумуляторе. После этого начинается второй этап, длящийся также около часа, во время которого контроллер, поддерживая напряжение на аккумуляторе ровно в 4.2 вольта, постепенно уменьшает зарядный ток. При уменьшении зарядного тока до определённой величины (порядка 0.2 от ёмкости аккумулятора) начинается третий этап зарядки, в течение которого зарядный ток продолжает уменьшаться, а напряжение на клеммах аккумулятора сохраняется на прежнем уровне — 4.2 вольта. Третий этап, в отличие от первых двух, имеет строго определенную длительность, определяемую встроенным в контроллер таймером, — 1 час. По истечении третьего этапа контроллер полностью отключает аккумулятор от зарядного устройства.
Степень заряженности аккумулятора в конце первого этапа равна 70%, в конце второго — 90%, а в конце третьего — 100%.
Многие компании, стремясь к удешевлению своих устройств, используют упрощенные режимы заряда аккумуляторов, например, прекращая заряд при достижении напряжения на аккумуляторе 4.2 вольта, то есть используя только первый этап зарядки. В этом случае аккумулятор заряжается быстро, но, увы, только до 70% своей реальной емкости. Определить, что в вашем устройстве именно такой, упрощенный контроллер нетрудно, — для полноценной зарядки требуется примерно 3 часа, не меньше.

Во вторую группу входят правила эксплуатации, на которые мы с вами можем влиять, тем самым значительно увеличивая или уменьшая срок жизни аккумулятора. Эти правила следующие:

нужно стараться не доводить аккумулятор до минимального заряда и, тем более, до состояния, когда машинка сама выключается, ну, а если так случилось, то нужно зарядить аккумулятор как можно скорее.

не нужно бояться частых подзарядок, в том числе и частичных, когда полный заряд не достигается — аккумулятору это не вредит.

вопреки сложившемуся у многих пользователей мнению, перезаряд вредит литиевым аккумуляторам не меньше, а даже больше, чем глубокий разряд. Контроллер, конечно, ограничивает максимальный уровень заряда, но есть одна тонкость. Хорошо известно, что ёмкость аккумуляторов зависит от температуры. Так, если, например, мы зарядили аккумулятор при комнатной температуре и получили заряд 100%, то при выходе на мороз и остывании машинки степень заряженности аккумулятора может снизиться до 80% и ниже. Но может быть и обратная ситуация. Аккумулятор, заряженный при комнатной температуре до 100%, будучи немножко нагрет, станет заряженным, скажем, до 105%, а это для него очень и очень неблагоприятно. Такие ситуации встречаются при эксплуатации машинки, длительное время находящейся в кредле. Во время работы температура девайса и вместе с ним аккумулятора повышается, а ведь заряд уже полный…
В связи с этим правило гласит: если Вам необходимо работать в кредле, сначала отсоедините машинку от зарядки, поработайте на ней, а когда она выйдет на “боевой” температурный режим, подключайте зарядку.
Кстати, это правило также касается владельцев ноутбуков и прочих гаджетов.

Идеальные условия для длительного хранения аккумулятора — это нахождение вне девайса с зарядом примерно 50%. Исправный аккумулятор при этом не требует заботы о себе месяцами (порядка полугода).

И напоследок еще немного информации.
— Вопреки сложившемуся мнению, литиевые аккумуляторы, в отличие от никелевых, почти не обладают “эффектом памяти”, поэтому, так называемая, “тренировка” нового литиевого аккумулятора практически не имеет смысла. Для собственного успокоения достаточно один-два раза полностью зарядить-разрядить новый аккумулятор. Это нужно для калибровки дополнительного контроллера.
— Владельцы устройств знают, что можно заряжать батарею как от зарядного устройства, так и от USB. При этом зачастую вызывает недоумение невозможность зарядки от USB. Дело в том, что по “закону” USB-контроллер должен отдавать периферийным устройствам, подключенным к нему, ток около 500 mA. Однако бывают ситуации, когда либо сам контроллер не может обеспечить такой ток, либо устройство подключают к USB контроллеру, на котором уже висит какая-то периферия, потребляющая часть мощности. Вот и не хватает тока для зарядки, особенно если аккумулятор разряжен слишком сильно.
— Литийсодержащие аккумуляторы ОЧЕНЬ НЕ ЛЮБЯТ ЗАМОРАЖИВАНИЕ. Всегда старайтесь избегать пользования машинкой на сильном морозе — увлечетесь, и аккумулятор придётся менять. Конечно, если Вы достали машинку из тёплого внутреннего кармана куртки и сделали пару заметок или звонков, а потом положили зверька обратно, проблем не будет.
— Практика показывает, что литиевые батареи (не только аккумуляторы) снижают свою ёмкость при уменьшении атмосферного давления (в высокогорье, в самолете). Вреда батареям это не приносит, но знать об этом следует.
— Бывает, что после приобретения аккумулятора повышенной ёмкости (скажем, 2200 mA•h вместо штатных 1100 mA•h) машинка через пару дней пользования новым аккумулятором начинает странно себя вести: виснет, отключается, зарядка аккумулятора, вроде, происходит, но как-то странно, и т.п. Не исключено, что ваше зарядное устройство, которое с успехом работает на “родном” аккумуляторе, просто не в состоянии обеспечить достаточный ток зарядки аккумулятора большой ёмкости. Выход — приобретение зарядного устройства с большим отдаваемым током (скажем, 2 ампера вместо прежнего 1 ампера).

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector