Заряжаем автомобильный аккумулятор правильно

Проблема разрядившегося аккумулятора периодически возникает у каждого автовладельца. Если Вы купили автомобиль у официального дилера (к примеру, в ГК FAVORIT MOTORS), обращайтесь в дилерские центры: как правило, решение проблем с аккумулятором входит в перечень сервисного обслуживания. Но иногда возникают ситуации, когда необходимо срочно зарядить аккумулятор самостоятельно. При этом даже у опытного автолюбителя может возникнуть немало вопросов: обязательно ли снимать аккумулятор с машины, как это проще всего сделать, какими зарядными устройствами пользоваться, как правильно зарядить аккумулятор автомобиля с точки зрения безопасности? Рассмотрим данные моменты более подробно.

Зарядные устройства

Заряжают автомобильные аккумуляторы постоянным током. Зарядное устройство (выпрямитель) преобразует переменный ток в постоянный. Большинство устройств оснащено регулировочным переключателем для зарядки на 12 и 24 В, а также регулятором силы тока и напряжения.

При зарядке аккумулятора на 12 В устройство должно обеспечивать на выходе напряжение в пределах 16 В, иначе устройство будет работать неэффективно и не обеспечит зарядку на 100%. Независимо от конфигурации и мощности любое зарядное устройство включает в себя электрический провод с вилкой, преобразователь тока и два выходных провода с маркировками «–» и «+».

Зарядка аккумулятора на автомобиле

Если полная зарядка батареи занимает продолжительный период, а Вы ограничены во времени, можно обойтись подзарядкой аккумулятора на автомобиле. Достаточно, чтобы заряда хватило на один запуск двигателя, остальной заряд батарея доберет за счет использования генератора при движении.

Снимаем оба провода с клемм батареи и подсоединяем провода зарядного устройства в соответствии с маркировкой: «–» на массовую клемму и «+» на плюсовую. Установите регулятор напряжения на максимальное значение и включите примерно на 20 минут. Помните, что сначала необходимо присоединять провода, а лишь затем включать в сеть.

Через 20 минут отсоедините зарядное устройство и присоедините автомобильные провода к клеммам. После этого попытайтесь завести двигатель. Если реле подзарядки в автомобиле работает исправно, амперметр покажет величину зарядного тока, поступающего в аккумулятор на больших оборотах двигателя. Дальше заряжать аккумулятор будет генератор.

Автономная зарядка

Занесите аккумулятор в сухое помещение (желательно в гараж, но в самом крайнем случае — на балкон или в комнату с открытыми окнами). Присоедините плюс к плюсу и минус к минусу. Затем поставьте регулятор тока на минимальный показатель, включите устройство в сеть и оставьте заряжаться примерно на 8–10 часов (оптимальный вариант — на ночь). После проверьте положение стрелки зарядного устройства. Если она показывает «0», значит зарядка завершена. Не забудьте протереть аккумулятор сухой тряпкой, если на нем после зарядки выступили капли конденсата.

Требования безопасности

Все работы по обслуживанию аккумуляторных батарей требуют предельной осторожности, ведь в банках находится кислота. Обязательно используйте резиновые перчатки, особенно при замере плотности электролита.

В момент зарядки в банках аккумулятора происходят интенсивные химические реакции, сопровождающиеся выделением сернистого газа, арсина, хлороводорода и других токсичных веществ. Поэтому аккумулятор лучше не заряжать в гараже или на балконе, а если такой возможности нет, то открывать настежь окна и хорошо проветривать помещение после зарядки.

Прохождение электрического тока от зарядного устройства через электролит аккумулятора сопровождается обильным выделением водорода. Соединение его с кислородом в пропорции 2 к 1 образует гремучую смесь, которая может взорваться даже от незначительной искры. 

Как работает зарядное устройство для аккумулятора импульсное, обычное? | Voltmarket

Автор:
Сергей Куртов

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 03-02-2023

Рейтинг статьи: (297)

Содержание

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.

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.

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

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.

BU-401: Как работают зарядные устройства?

Хорошее зарядное устройство обеспечивает основу для долговечных и хорошо работающих аккумуляторов. На чувствительном к цене рынке зарядные устройства часто получают низкий приоритет и получают статус «задним числом». Аккумулятор и зарядное устройство должны идти вместе, как лошадь и повозка. При разумном планировании приоритет отдается источнику питания, размещая его в начале проекта, а не после того, как оборудование будет завершено, как это обычно делается. Инженеры часто не подозревают о сложности источника питания, особенно при зарядке в неблагоприятных условиях.

Рисунок 1: Аккумулятор и зарядное устройство должны идти вместе, как лошадь и повозка.
Одно без другого не работает. Зарядные устройства

обычно идентифицируются по скорости зарядки. Потребительские товары поставляются с недорогим персональным зарядным устройством, которое хорошо работает при использовании по назначению. Промышленное зарядное устройство часто изготавливается третьей стороной и имеет специальные функции, такие как зарядка при неблагоприятных температурах. Хотя аккумуляторы работают при температуре ниже нуля, не все химические вещества можно заряжать в холодном состоянии, и большинство литий-ионных аккумуляторов попадают в эту категорию. Батареи на основе свинца и никеля принимают заряд в холодном состоянии, но с меньшей скоростью. (См. BU-410: Зарядка при высокой и низкой температуре)

Некоторые зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов (Cadex) включают функцию пробуждения или «ускорение», позволяющую подзарядить литий-ионный аккумулятор, который «заснул» из-за чрезмерного разряда. Состояние сна может возникнуть при хранении батареи в разряженном состоянии, в котором саморазряд доводит напряжение до точки отсечки. Обычное зарядное устройство считает такой аккумулятор неработоспособным, и аккумулятор часто выбрасывается. Boost применяет небольшой зарядный ток для повышения напряжения до 2,2 В/элемент и 2,9 В/элемент для активации схемы защиты, после чего начинается нормальный заряд. Требуется осторожность, если литий-ионный аккумулятор находится ниже 1,5 В на элемент в течение недели или дольше. Возможно, образовались дендриты, которые могут поставить под угрозу безопасность. (См. BU-802b: Что делает повышенный саморазряд? На рисунке 5 показан повышенный саморазряд после того, как литий-ионный элемент подвергся глубокому разряду. См. также BU-808a: Как разбудить спящий литий-ионный аккумулятор. )

Зарядные устройства на основе свинца и лития работают от постоянного тока постоянного напряжения (CCCV) . Ток заряда постоянен, а напряжение ограничивается, когда оно достигает установленного предела. Достигнув предела напряжения, батарея насыщается; ток падает до тех пор, пока батарея больше не сможет принимать дальнейший заряд, и быстрая зарядка прекращается. Каждая батарея имеет свой порог низкого тока.

Батареи на основе никеля заряжаются постоянным током, и напряжение может свободно повышаться. Это можно сравнить с поднятием тяжестей с помощью резиновой ленты, когда рука продвигается выше груза. Обнаружение полного заряда происходит при наблюдении небольшого падения напряжения после устойчивого роста. Для защиты от аномалий, таких как короткое замыкание или несоответствие ячеек, зарядное устройство должно включать таймер плато, чтобы гарантировать безопасное завершение зарядки, если не обнаружено дельты напряжения. Следует также добавить измерение температуры, которое измеряет повышение температуры с течением времени. Такой метод известен как дельта температуры по дельта времени или dT/dt и хорошо работает с быстрой и быстрой зарядкой.

Повышение температуры является нормальным явлением для аккумуляторов на основе никеля, особенно при достижении 70-процентного уровня заряда. Это вызывает снижение эффективности заряда, и ток заряда следует снизить, чтобы ограничить нагрузку. Когда «готово», зарядное устройство переключается на подзарядку, и батарея должна остыть. Если температура остается выше температуры окружающей среды, зарядное устройство работает неправильно, и аккумулятор следует извлечь, так как слабый заряд может быть слишком высоким.

NiCd и NiMH нельзя оставлять в зарядном устройстве без присмотра на недели и месяцы. До тех пор, пока они не потребуются, храните батареи в прохладном месте и заряжайте их перед использованием.

Батареи на основе лития всегда должны оставаться холодными при зарядке. Прекратите использование аккумулятора или зарядного устройства, если температура поднимется более чем на 10ºC (18ºF) выше температуры окружающей среды при нормальной зарядке. Литий-ионный аккумулятор не может поглощать перезарядку и не получает непрерывного заряда при полном заряде. Нет необходимости извлекать Li-ion из зарядного устройства; однако, если он не используется в течение недели или более, лучше всего поместить его в прохладное место и перезарядить перед использованием.

Типы зарядных устройств

Самым простым зарядным устройством было ночное зарядное устройство, также известное как медленное зарядное устройство. Это восходит к старым никель-кадмиевым дням, когда простое зарядное устройство обеспечивало фиксированный заряд около 0,1C (одна десятая номинальной емкости), пока батарея была подключена. Медленные зарядные устройства не обнаруживают полную зарядку; заряд остается включенным, а полная зарядка разряженной батареи занимает 14–16 часов. При полной зарядке медленное зарядное устройство сохраняет NiCd теплым на ощупь. Из-за пониженной способности поглощать перезаряд NiMH не следует заряжать на медленном зарядном устройстве. Недорогие потребительские зарядные устройства, заряжающие элементы AAA, AA и C, часто используют этот метод зарядки, как и некоторые детские игрушки. Извлекайте батареи, когда они теплые.

Быстрозарядное устройство находится между медленным и быстрым зарядным устройством и используется в потребительских товарах. Время зарядки пустой упаковки составляет 3–6 часов. При заполнении зарядное устройство переключается в режим «готово». Большинство устройств для быстрой зарядки включают измерение температуры для безопасной зарядки неисправного аккумулятора.

Быстрозарядное устройство предлагает несколько преимуществ, очевидным из которых является более короткое время зарядки. Это требует более тесной связи между зарядным устройством и аккумулятором. При скорости заряда 1C (см. BU-402:Что такое C-скорость?), которую обычно использует быстрое зарядное устройство, пустые NiCd и NiMH заряжаются чуть более чем за час. По мере того, как аккумулятор приближается к полному заряду, некоторые зарядные устройства на основе никеля уменьшают ток, чтобы приспособиться к более низкому приему заряда. Полностью заряженный аккумулятор переключает зарядное устройство на непрерывный заряд, также известный как поддерживающий заряд. Большинство современных зарядных устройств на основе никеля имеют уменьшенный подзаряд, что позволяет также использовать NiMH.

Литий-ион имеет минимальные потери во время заряда, а кулоновская эффективность лучше 99 процентов. При 1C аккумулятор заряжается до 70-процентного уровня заряда (SoC) менее чем за час; дополнительное время посвящено заряду насыщения. Li-ion не требует заряда насыщения, как свинцово-кислотный; на самом деле полностью Li-ion лучше не заряжать — аккумуляторы прослужат дольше, но время работы будет чуть меньше. Из всех зарядных устройств литий-ионное самое простое. Никаких ухищрений, обещающих улучшить работу аккумуляторов, не существует, как это часто утверждают производители зарядных устройств для аккумуляторов на основе свинца и никеля. Работает только элементарный метод CCCV.

Свинцово-кислотный аккумулятор нельзя быстро заряжать, и термин «быстрый заряд» является неправильным. Большинство свинцово-кислотных зарядных устройств заряжают аккумулятор за 14–16 часов; все, что медленнее, — это компромисс. Свинцовая кислота может быть заряжена до 70 процентов примерно за 8 часов; важнейший заряд насыщения занимает оставшееся время. Частичная зарядка допустима при условии, что свинцово-кислотный аккумулятор время от времени получает полностью насыщенный заряд для предотвращения сульфатации.

Ток зарядного устройства в режиме ожидания должен быть низким для экономии энергии. Energy Star присваивает пять звезд зарядным устройствам для мобильных телефонов и другим небольшим зарядным устройствам, потребляющим 30 мВт или менее в режиме ожидания. Четыре звезды соответствуют зарядным устройствам мощностью 30–150 мВт, три звезды — 150–250 мВт и две звезды — 250–350 мВт. Среднее потребление составляет 300 мВт, и эти устройства получают одну звезду. Energy Star направлена ​​на снижение потребления тока персональными зарядными устройствами, которые в основном остаются подключенными к сети, когда они не используются. В любой момент времени к сети по всему миру подключено более миллиарда таких зарядных устройств.

Простые рекомендации при покупке зарядного устройства

• Зарядка аккумулятора наиболее эффективна при низком уровне заряда (SoC). Прием заряда снижается, когда батарея достигает SoC 70% и выше. Полностью заряженная батарея больше не может преобразовывать электрическую энергию в химическую энергию, и заряд должен быть снижен до минимального уровня или прекращен.
• Заполнение батареи сверх полного заряда превращает избыточную энергию в тепло и газ. При использовании Li-ion это может привести к отложению нежелательных материалов. Длительная перезарядка приводит к необратимому повреждению.
• Используйте правильное зарядное устройство для предполагаемого химического состава батареи. Большинство зарядных устройств обслуживают только одну химию. Убедитесь, что напряжение аккумулятора соответствует зарядному устройству. Не взимайте плату, если они разные.
• Номинал батареи в ампер-часах может незначительно отличаться от указанного. Зарядка аккумулятора большего размера займет немного больше времени, чем аккумулятора меньшего размера, и наоборот. Не заряжайте аккумулятор, если номинал А·ч отклоняется слишком сильно (более 25 процентов).
• Зарядное устройство высокой мощности сокращает время зарядки, но существуют ограничения на скорость зарядки аккумулятора. Сверхбыстрая зарядка вызывает стресс.
• Свинцово-кислотное зарядное устройство должно переключаться на плавающий заряд при полном насыщении; зарядное устройство на основе никеля должно переключаться на подзарядку при заполнении. Литий-ионный аккумулятор не может поглощать перезарядку и не получает непрерывного заряда. Поддерживающий и плавающий заряды компенсируют потери, вызванные саморазрядом.
• Зарядные устройства должны иметь блокировку температуры для прекращения зарядки неисправного аккумулятора.
• Следите за температурой заряда. Свинцово-кислотные батареи должны оставаться теплыми на ощупь; Аккумуляторы на основе никеля нагреваются к концу заряда, но должны остыть в состоянии готовности. Литий-ионный аккумулятор не должен нагреваться более чем на 10ºC (18ºF) по сравнению с температурой окружающей среды при достижении полного заряда.
• Проверьте температуру аккумулятора при использовании недорогого зарядного устройства. Извлеките батарею, когда она нагреется.
• Заряжайте при комнатной температуре. Прием заряда падает в холодном состоянии. Литий-ион нельзя заряжать ниже точки замерзания.

Аккумуляторы в портативном мире

Материал по Battery University основан на обязательном новом 4-м издании « Аккумуляторы в портативном мире — Справочник по перезаряжаемым батареям для не инженеров », которое можно заказать на Amazon. .com.

Как работают зарядные устройства Power Delivery

Существует множество способов зарядки телефонов и гаджетов, и USB PD — один из самых популярных способов. Фактически, многие телефоны Android, которые вы найдете на полках магазинов, используют эту технологию для более быстрой зарядки.

Но что такое USB PD? И как это помогает вам?

Что такое USB PD?

Часть USB устройства USB PD означает «универсальная последовательная шина». Это должно быть вам знакомо, потому что это та же технология, которая позволяет подключать к компьютеру мыши, клавиатуры и другие периферийные устройства. Однако часть PD является более новой: она означает «Power Delivery».

Итак, что такое подача энергии и что она делает? Его цель — зарядить ваши гаджеты быстрее, чем обычный USB. Он использует формат USB-C, который в настоящее время используется большинством современных устройств. USB-C — это формат, который должен стать универсальным проводным портом, поэтому, если вы хотите узнать больше, вам следует прочитать, что такое USB-C.

Изображение предоставлено: Maurizio Pesce/Flickr

Зарядное устройство USB PD может заряжать устройства мощностью до 240 Вт — этого достаточно для питания некоторого мощного оборудования USB-C. Конечно, вы не можете накачать 240 Вт в телефон, если он их не поддерживает; скорее всего это принесет больше вреда, чем пользы! Вот почему кабель «прислушивается» к потребностям устройства в мощности и регулирует поток энергии в соответствии с этим.

Таким образом, если вы объедините универсальный стандарт USB-C с регулируемой выходной мощностью USB PD, вы получите комбинацию кабеля и блока питания, которая может заряжать широкий спектр устройств.

Почему важно USB PD?

Итак, почему мы говорим именно о USB PD? В конце концов, если вы посмотрите на различные стандарты быстрой зарядки, вы увидите множество конкурентов. USB PD приходится конкурировать с Quick Charge от Qualcomm, SuperCharge от Huawei и VOOC от Oppo — и это лишь некоторые из них.

Устраняет проприетарные барьеры и сокращает отходы

Проблема с другими различными стандартами зарядки заключается в том, что они являются проприетарными. Производители разрабатывали их специально для своей продукции и никак иначе. Например, зарядное устройство Qualcomm Quick Charge (QC) отлично справится с телефоном, предназначенным для его использования, но не будет хорошо работать с устройством Huawei, использующим SuperCharge.

Эта разница станет беспорядочной, как только ваш телефон с поддержкой QC сломается, и вы замените его другим устройством, которое его не поддерживает. Ваше зарядное устройство Qualcomm не будет заряжать ваш новый телефон на максимальной скорости, поэтому вместо этого вы получите совместимое зарядное устройство. И теперь, когда вам не нужно зарядное устройство Qualcomm, вы его выбрасываете.

Это серьезная проблема со всеми проприетарными методами зарядки, доступными сегодня. По мере того, как технологии и устройства приходят и уходят, люди выбрасывают старые зарядные устройства и кабели, которые все еще работают, но не обеспечивают оптимальную производительность с их нынешними гаджетами, усугубляя глобальную проблему электронных отходов.

USB PD призван остановить это посредством стандартизации. Вы можете использовать зарядное устройство USB PD для быстрого питания телефона, а затем использовать его для питания телефона другой марки или даже чего-то большего, например ноутбука. Неважно, насколько маленькое или большое устройство или кто его сделал. С зарядным устройством USB PD и кабелем ваше устройство будет заряжаться с оптимальной скоростью 24 Вт или 240 Вт.

Это означает, что вам нужно реже покупать новые зарядные устройства, а значит, вы не будете так часто выбрасывать старые. Именно поэтому Европейский союз хочет, чтобы почти вся новая электроника, продаваемая в странах-членах, оснащалась зарядными устройствами USB-C.

USB PD обеспечивает двустороннюю зарядку

До появления USB PD большинству устройств для подзарядки требовалось зарядное устройство или блок питания. Это означает, что устройство может либо принимать, либо отдавать энергию, но не то и другое одновременно. Но с USB PD устройства теперь предлагают обратную зарядку. Это означает, что вам не нужно возиться с различными типами зарядных устройств, и вы можете использовать свои устройства USB PD с другими аналогичными гаджетами.

Подумайте вот о чем: вы забыли все зарядные устройства для телефонов дома, но у вас есть ноутбук USB PD с зарядным блоком? Вы можете использовать это, чтобы пополнить аккумулятор вашего телефона. Вы забыли зарядить свои Bluetooth-наушники, и у вас нет зарядного устройства? Просто подключите зарядный кабель USB PD к телефону и футляру для наушников, и Та-Да! Сок батареи начинает течь.

Аккумулятор вашего ноутбука разряжается, а у вас есть только монитор USB-C и кабель? С помощью USB PD вы можете заряжать свой ноутбук с помощью того же кабеля USB-C, который подключает видео вашего ноутбука к дисплею. Вот почему USB PD так важен; у него есть потенциал, чтобы распутать мир технологий быстрой зарядки и создать единое простое решение как для потребителей, так и для производителей.

USB PD воплощает в жизнь хорошие идеи

В приведенном выше видео показано множество примеров развития USB PD за последние годы. Когда производители начали продвигать свои собственные технологии быстрой зарядки, каждый из них пошел своим путем. Выходная мощность зарядного устройства (Вт, Вт) измеряется напряжением (В, вольт), умноженным на силу тока (А, ампер).

Различные стандарты быстрой зарядки используют различные методы для увеличения мощности. Например, Qualcomm увеличила напряжение для достижения более высокой выходной мощности (таким образом, более высокой скорости зарядки), в то время как BBK Electronics, производитель OnePlus, Oppo и Realme, использовала более высокие значения тока.

У каждого пути есть свои плюсы и минусы, но лучшим из обоих миров было бы объединение пошаговых шагов тока и напряжения для достижения оптимального источника питания для каждого сценария. Это то, что сделала группа, определяющая спецификации USB, Консорциум USB. Все началось с USB PD 1.0, который поддерживает пять, 12 или 20 вольт при одном, двух, трех или пяти амперах.

Итак, если зарядное устройство может выдавать 25 Вт (5 В, 5 А), а устройство поддерживает только 18 Вт (5 В, 3,6 А), оно будет заряжаться только при 15 Вт — 5 В при 3 А. Однако в дальнейших версиях USB PD был представлен PPS или программируемый источник питания. Это позволило зарядному устройству и получателю энергии обмениваться информацией о том, какие значения напряжения и силы тока они поддерживают.

PPS позволяет регулировать выходную мощность с шагом 0,1 В и 0,02 А. Это обеспечивает оптимальную зарядку, позволяя вашему снаряжению включаться максимально быстро и безопасно. Итак, если телефон заряжается на 30 Вт, а кирпич имеет максимальную мощность 50 Вт, зарядка происходит на 30 Вт.

Но если у вашего гаджета максимальная входная мощность 60 ватт, а вы используете зарядное устройство, которое может выдавать только 45 ватт, зарядка все равно будет работать, но только на максимальной мощности зарядного устройства. Если один конец сообщит, что ему необходимо снизить скорость зарядки, скажем, для предотвращения перегрева, другой подчинится.

Помимо точной настройки скорости зарядки, в изменениях также увеличена максимальная мощность со 100 до 240 Вт, что позволяет заряжать мощные устройства, такие как игровые ноутбуки, с использованием стандарта USB PD.

Все эти разработки позволили многим электронным устройствам заряжаться еще быстрее, а также позволили оборудованию с более высокими требованиями к мощности использовать USB PD для питания. Из-за этого вам больше не нужен отдельный блок питания для каждого из ваших устройств. Вы можете безопасно использовать одно зарядное устройство для питания ноутбука, телефона, электронной книги, планшета и многого другого.

USB PD взлетает?

Возможности, которые предоставляет USB PD, очень хороши. Тем не менее, это еще один стандарт зарядки в море, полном запатентованных технологий зарядки. Как лаконично выразился XKCD, что мешает USB PD затеряться в море зарядных устройств?

К счастью, стандарт USB PD в некоторой степени соблюдается. Согласно Документации по совместимости с Android [подраздел 7.7.1, часть C-SR-5], устройство Android должно быть полностью совместимо с USB PD, если производитель хочет поставлять его с сервисами Google:

НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЕТСЯ поддерживать Power Delivery для обмена данными и ролью питания, когда они поддерживают USB Type-C и режим хоста USB.

Хотя Google использовал в своей документации только «Настоятельно рекомендуется», его определение гораздо серьезнее, согласно Целевой группе по инженерным вопросам Интернета.

 СЛЕДУЕТ Это слово или прилагательное "РЕКОМЕНДУЕТСЯ" означают, что могут существовать веские причины в определенных обстоятельствах для игнорирования определенного пункта, но все последствия должны быть поняты и тщательно взвешены, прежде чем выбирать другой курс.  

Это означает, что Android-устройство может отказаться от USB PD, но перед одобрением оно должно предоставить разумное объяснение. Тем не менее, популярность устройств Android означает, что скорость внедрения USB PD будет продолжать расти во всем мире.

Ноутбуки — еще одна категория, в которой USB PD с каждым днем ​​становится все более популярным. Поскольку стандарт USB PD увеличил максимальную выходную мощность со 100 Вт до 240 Вт, многие ноутбуки начали использовать эту технологию.

Несмотря на то, что по-прежнему не так много игровых ноутбуков, которые используют максимальное ограничение USB PD, вы можете найти множество компьютеров, ориентированных на бизнес и творчество, которые уже используют его, включая MacBook Air и MacBook Pro 13 дюймов. Вы даже можете сделать решение о покупке основано на лучшем ноутбуке, который вы можете зарядить с помощью внешнего аккумулятора.0003

Как вы используете USB PD?

Итак, с чего начать, если вы хотите использовать эту технологию? Чтобы получить скорость перезарядки USB PD, вам потребуется зарядное устройство, кабель USB-C и устройство, поддерживающее этот стандарт. Таким образом, вы должны перепроверить, что все может использовать USB PD при совершении покупок.

Ознакомьтесь с руководствами и техническими характеристиками своих устройств, чтобы узнать, поддерживают ли они USB PD. Стоит изучить совместимость вашего устройства, так как некоторые из них поддерживают USB PD, но не соответствуют стандарту USB-C.

Например, Nintendo Switch использует USB PD и хорошо работает, если вы используете его официальную док-станцию ​​или фирменное зарядное устройство. Однако в 2019 году Ars Technica сообщила, что Nintendo Switch использовала шесть вольт для контакта канала конфигурации, что на три вольта ниже, чем стандартные девять вольт, используемые в большинстве портов USB-C. Таким образом, если вы подключите универсальную док-станцию ​​или кабель, который не имеет встроенного контроллера PD, он отправит девять вольт на шестивольтовый контакт, блокируя коммутатор.

Что касается ваших зарядных устройств, возможно, у вас уже есть зарядное устройство, совместимое с USB PD. Если у вас есть концентратор USB и вам интересно, для чего нужны порты зарядки «PD», это уникальные порты, соответствующие спецификациям USB PD. Вы можете использовать эти порты для более быстрой зарядки устройств USB PD.

Их легко найти в магазинах электроники, если у вас их нет. Просто найдите зарядное устройство с портом, помеченным как «USB-PD» или только «PD», и используйте этот порт для зарядки своих устройств.

Безопасна ли быстрая зарядка через USB?

После всех этих разговоров о проприетарных зарядных устройствах и различных уровнях мощности у вас может возникнуть беспокойство по поводу смешивания и подбора USB-кабелей для зарядки. Если вы случайно подключите быстрое зарядное устройство OnePlus к телефону, который его не поддерживает, не поджарится ли электроника?

О быстрозарядных устройствах можно многое узнать. Если вы не хотите рисковать, все же лучше использовать зарядное устройство, специально разработанное для вашего устройства. Кроме того, вы можете выбрать лучшие безопасные зарядные устройства USB-C, чтобы избежать нежелательных инцидентов.