Deine Neuen iPhone-Smartphones 8/8 Plus und iPhone X nannte Apple die Unterstützung dieser Funktion fast als Hauptmerkmal der Geräte Kabelloses Laden Qi-Standard. Außerdem wurde die kabellose Ladematte Air Power vorgestellt, mit der Sie gleichzeitig Ihr Smartphone aufladen können. Apple Watch Und kabellose Kopfhörer AirPods. Das kabellose Laden wird langsam zur Standardfunktion für Flaggschiffe der A-Marken und darüber hinaus.

Aber ist Apples Lösung so revolutionär? Wie funktioniert kabelloses Laden in der Praxis? Dies wird im Artikel besprochen.

So funktioniert kabelloses Laden

Die meisten kabellosen Ladegeräte nutzen magnetische Induktion und Magnetresonanz. Sie schlagen vor, das Gerät zum automatischen Laden auf eine spezielle Oberfläche zu stellen, ohne dass ein Kabel an das Gerät angeschlossen werden muss.

Natürlich ist kabelloses Laden nicht wirklich kabellos. Ihr Telefon, Ihre Smartwatch oder Ihr Tablet müssen nicht mit dem Ladegerät verbunden sein, das kabellose Ladegerät selbst muss jedoch per Kabel mit dem Netzteil oder USB-Anschluss verbunden sein.

Wie sich Apples Meinung zum kabellosen Laden geändert hat

Als Apple das iPhone 5 ohne Unterstützung für kabelloses Laden vorstellte, trat gleichzeitig bei Smartphones Konkurrenz auf Android-Plattformen und Windows-Module wurden in viele integriert Flaggschiff-Modelle. Aber Apples Phil Schiller dass „die Erstellung eines separaten Ladegeräts, das man an eine Steckdose anschließen muss, in den meisten Situationen tatsächlich komplizierter ist.“ Das heißt, in Cupertino dachte man nicht einmal an kabelloses Laden und verwarf diese Möglichkeit im Keim.

Fünf Jahre später änderte Apple seine Meinung. Beim iPhone 8, iPhone 8 Plus und iPhone

Qi-Wireless-Laden

Derzeit nutzen kabellose Ladegeräte das Phänomen der magnetischen Induktion. Einfach ausgedrückt nutzen sie Magnetismus, um Energie zu übertragen. Zunächst legen Sie ein Gerät, beispielsweise ein Smartphone, auf ein kabelloses Ladegerät. Der Strom aus der Steckdose fließt durch eine Spule im kabellosen Lademodul und erzeugt ein Magnetfeld. Das Magnetfeld erzeugt einen Strom in einer Spule im Inneren des Smartphones. Diese magnetische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt, die dann zum Laden der Batterie verwendet wird. Geräte müssen über die entsprechende Hardware verfügen, um kabelloses Laden zu unterstützen. Das heißt, ein Gerät ohne die nötige Spule im Gehäuse kann nicht drahtlos aufgeladen werden.

Während der Arbeitsbereich des Qi-Standards ursprünglich auf einen kleinen Magnetfeldbereich beschränkt war, unterstützt er nun auch die Nutzung des Magnetresonanzphänomens. Es funktioniert auf ähnliche Weise, aber das zu ladende Gerät kann bis zu 45 mm von der Oberfläche des kabellosen Ladegeräts entfernt sein und darf es nicht wie bisher berühren. Diese Methode ist weniger effizient als die magnetische Induktionsmethode, bietet aber einige Vorteile – zum Beispiel kann das kabellose Ladegerät unter der Tischoberfläche installiert werden und Sie können das Gerät mit dem Empfänger zum Laden auf den Tisch stellen. Außerdem können Sie mehrere Geräte auf einem Ladepad platzieren und jedes davon wird parallel aufgeladen.

Ein wenig über den Stromverbrauch des Systems. Wenn Geräte nicht aufgeladen werden, verbraucht das Qi-Ladegerät nicht viel Strom. Ein spezielles Low-Power-Modul überwacht diesen Moment und schaltet den Strom zur Spule ab. Wenn es jedoch erkennt, dass ein Gerät, das aufgeladen werden muss, auf der Ladestation platziert wird, erhöht es die Ausgangsleistung des Magnetfelds.

Konkurrenten des Qi-Standards

Drahtloses Laden wird immer häufiger und umfassender standardisiert. Und dieses Mal hat Apple kein eigenes erstellt WLAN-Standard. Stattdessen entschied man sich für die Unterstützung des bestehenden Qi-Standards, der auch viele Geräte von Drittanbietern unterstützt.

Power Matters Alliance (PMA)

Allerdings Qi Unter der Leitung des Wireless Power-Konsortiums ist es derzeit das am weitesten verbreitete, aber nicht das einzige Unternehmen. An zweiter Stelle -Power Matters Allianceoder PMA-Standard. Es nutzt magnetische Induktion, genau wie Qi. Diese beiden Standards sind jedoch nicht kompatibel. Neue iPhones und andere Apple-Produkte können nicht mit dem kabellosen PMA-Ladegerät aufgeladen werden.

Einige Geräte auf dem Markt sind jedoch mit beiden Standards kompatibel. Moderne Smartphones wie z Galaxy Note8, Galaxy S8 und Galaxy S7 Tatsächlich unterstützen sie sowohl Qi als auch PMA, sodass sie mit jedem Ladegerät aufgeladen werden können. Starbucks-Unternehmen (globale Café-Kette)Früher vertraute man auf PMA, doch nun gibt es die Möglichkeit, die Situation zu überdenken, da das iPhone nur Qi unterstützt.

Apple ist zuversichtlich, dass in naher Zukunft auch viele Flughäfen, Hotels und andere öffentliche Orte auf Qi setzen werden. Das heißt, höchstwahrscheinlich wird es Geräte anderer Hersteller geben, die das kabellose Laden dieses Standards unterstützen. Wie die Praxis zeigt, wird dies wahrscheinlich tatsächlich passieren.

Allianz für drahtlose Energie (A4WP)

Es gibt einen dritten Konkurrenten zum Qi-Standard. Das Allianz für drahtlose Energie (A4WP), das in seiner Arbeit die Rezence-Technologie nutzt. Der Kern des Funktionsprinzips des Standards besteht darin, den Magnetresonanzeffekt zu nutzen, der den Ladebereich für mehrere Geräte erweitert. Sie können mehrere Geräte auf ein Ladegerät legen, sie bewegen und sie sogar über einen Gegenstand wie ein Buch aufladen. Damit die Rezence-Technologie funktioniert, ist eine Bluetooth-Verbindung zu Ihrem Gerät erforderlich.

AirFuel-Allianz

Als die Konkurrenten erkannten, dass der Qi-Standard der beliebteste auf dem Markt ist, beschlossen sie, sich zusammenzuschließen. So entstand eine neue Ausbildung AirFuel-Allianz, das seit 2015 seine kabellosen Ladetechnologien fördert. Dem Konsortium gehörten 195 Unternehmen an. Das Interessanteste ist, dass sich die AirFuel Alliance Unterstützung gesichert hat Intel, was darauf hindeutet, dass dort alles ernst und für lange Zeit ist. Nun ja, Wettbewerb ist immer gut für die Nutzer, denn er ist der Motor des Fortschritts.

Mit welchen Geräten kann man heute kabelloses Laden nutzen?

Ich bin sicher, dass sich viele Benutzer diese Frage stellen. Schließlich möchte jeder einmal ausprobieren, wie kabelloses Laden tatsächlich funktioniert und ob es so komfortabel ist, wie die Entwickler sagen.

Ich habe ziemlich viel Erfahrung mit dem kabellosen Laden. Sie werden überrascht sein, aber es ist fast 5 Jahre her. Mein gutes altes Nokia Lumia 820 unterstützt kabelloses Laden. Bereits im Dezember 2012, als ich ein Smartphone kaufte, erhielt ich ein zusätzliches Zubehör, das das kabellose Laden dieses Smartphones ermöglichte.

Damit das Nokia Lumia 820 drahtlos aufgeladen werden konnte, war zwar der Kauf eines Sonderangebots erforderlich Rückseite. Aus persönliche Erfahrung Ich kann sagen, dass die Verwendung des kabellosen Ladens sehr bequem und praktisch ist. Legen Sie Ihr Smartphone auf eine spezielle Oberfläche und es erhält Energie zum Laden des Akkus. Es ist erwähnenswert, dass die Verwendung des kabellosen Ladens von Nokia auch unangenehme Seiten hat. Beginnen wir damit, dass sich in diesem Fall das Smartphone-Gehäuse deutlich erwärmt und der Ladevorgang selbst deutlich langsamer ist als beim Laden per Kabel.

Leider scheint die Geschichte der Microsoft-Smartphones vorbei zu sein. Sie haben jedoch weiterhin die Möglichkeit, das kabellose Laden auszuprobieren.

In den letzten Jahren haben Hersteller von Android-Smartphones zunehmend kabelloses Laden in ihre Geräte eingebaut. Google bietet es beispielsweise nicht in seinem an Pixel-Smartphone, obwohl zuvor einige Nexus-Geräte unterstützt wurden diese Funktion. Von den A-Marken hat nur Samsung bei seinen neuesten Flaggschiffmodellen die Möglichkeit zum kabellosen Laden beibehalten.

Aber mit Apples Schritt, dem Qi-Standard ein Vertrauensbeweis zu geben, könnte das kabellose Laden häufiger werden, auch auf Android-Geräten.

Sie können jedoch bereits ein Smartphone kaufen, das kabelloses Laden unterstützt. Das Samsung Galaxy Note8 und Galaxy Note 5,Galaxy S8, S8+, S8 Active, S7, S7 Edge, S7 Active,LG G6 (nur US- und Kanada-Version) und LG V30,Motorola Moto Z, Moto Z Play, Moto Z2 Force, Moto Z2 Play (nur mit Funkmodul zum Aufladen) und natürlich das neue iPhone 8, 8 Plus, X (10). Wie Sie sehen, gibt es eine recht große Auswahl, von verschiedenen Marken und auf verschiedenen Plattformen.

Auch wenn Ihr Smartphone kein kabelloses Laden unterstützt, können Sie diese Funktion mithilfe einer speziellen Hülle unterstützen. In einigen Fällen ist die Verwendung auch möglich kabelloser Adapter Ladegerät, das an der Rückseite des Gadgets angebracht ist und an den Stromanschluss angeschlossen wird.

Und jetzt das Wichtigste. Um Ihr Smartphone per Wireless Charging aufzuladen, müssen Sie sich natürlich zunächst ein Ladegerät anschaffen, das den Qi-Standard unterstützt. Solche Geräte finden Sie in verschiedenen Online-Shops wie Amazon, Aliexpress, eBay und anderen. Nachdem Sie ein Gerät in einem Geschäft gekauft haben, schließen Sie es an eine Steckdose an und legen Sie Ihr Smartphone auf eine spezielle Plattform. Jetzt wird es kabellos aufgeladen, genau wie Sie es wollten.

Ergebnisse

Etwas sagt mir, dass das Erscheinen in neue iPhones Drahtlose Ladefunktionen werden der Entwicklung dieses Segments der IT-Branche Impulse geben. Sehr bald werden wir eine Situation erleben, in der alle Flaggschiff-Smartphones standardmäßig die drahtlose Ladetechnologie unterstützen werden. Und dann kann es zu preisgünstigen Geräten kommen. Es stehen uns also einige interessante Zeiten bevor.

Ladegeräte dienen dazu, verlorene Energie aus Batterien wieder aufzufüllen. Das Funktionsprinzip von Batterien ist eine reversible chemische Reaktion.

Der Verlust an elektrischer Energie der Batterie muss dann durch Aufladen ausgeglichen werden, um die ursprüngliche Kapazität wiederherzustellen. Die Funktion des Ladegeräts besteht genau darin, die Batteriekapazität wiederherzustellen.

Es gibt viele Methoden zum Laden von Batterien. Einige davon sind sehr einfach zu implementieren und verursachen nur minimale Kosten. Einige Modelle steuern den Ladevorgang der Batterie über einen eingebauten Mikrocontroller und implementieren einen komplexen Ladealgorithmus.

Im Allgemeinen besteht das Prinzip des Ladens darin, eine Spannung anzulegen, die den EMK-Wert einer entladenen Batterie übersteigt. Demnach lassen sich grundsätzlich folgende Batterielademethoden unterscheiden:

• Gleichstrom;
• konstante Spannung;
• kombinierte Methoden.

Unabhängig von der Methode sind die Hauptmerkmale von Ladegeräten wie folgt:

• maximaler Ladestrom;
• Ausgangsspannungswert.

UNIVERSAL-LADEGERÄTE

Wir müssen Sie sofort warnen: Es gibt keine völlig universellen Ladegeräte und wird es höchstwahrscheinlich auch nie geben.

Mit einer gewissen Dehnung können einige Typen als universell eingestuft werden, dies ist jedoch nur dann möglich, wenn einige Abweichungen von den empfohlenen Parametern nicht beachtet werden. Die Gültigkeit dieser Aussage wird weiter unten diskutiert.

Zunächst müssen Sie wissen, dass verschiedene Batterietypen unterschiedliche Spannungen und Kapazitäten haben. Wenn Sie bedenken, dass Batterien normalerweise zu Batterien zusammengebaut werden, erhöht sich dieser Unterschied zwischen diesen Parametern um ein Vielfaches.

Unterschiedliche Batterietypen erfordern eine individuelle Herangehensweise an den Ladevorgang.

Die ersten Batterietypen, Blei-Säure-Batterien, erforderten zunächst eine Aufladung mit Gleichstrom während der gesamten Ladezeit (ca. 8–12 Stunden). Alkalibatterien wurden auf die gleiche Weise geladen, jedoch mit unterschiedlichen Stromwerten.

Diese Technik ist einfach, hatte aber einen gravierenden Nachteil: Am Ende des Ladevorgangs kam es zu einer starken Gasentwicklung aus dem Elektrolyten (Sieden), was eine ständige Überwachung des Ladevorgangs, insbesondere am Ende, erforderte.

Das Laden mit konstanter Spannung weist diesen Nachteil nicht auf, erfordert jedoch eine längere Zeit. Es wird hauptsächlich zur Wiederherstellung von Batterien verwendet, die aus verschiedenen Gründen ihre ursprüngliche Kapazität verloren haben.

Fortgeschrittenere Modelle verwenden eine kombinierte Technik. Zu Beginn des Ladevorgangs wird der Akku mit dem Nennladestrom geladen, und wenn die Spannung an seinen Anschlüssen einen Wert nahe dem Maximalwert erreicht, wird die Spannung am Ausgang des Ladegeräts so weit reduziert, dass sie erreicht ist nur geringfügig höher als die Batteriespannung.

Der Ladestrom sinkt und der Akku wird mit minimalem Strom weiter geladen. Dadurch kocht der Elektrolyt nicht und die Ladezeit ist nur geringfügig länger als die Zeit bei konstantem Strom.

Die ersten beiden Typen können in Bezug auf Auto-Starterbatterien als universell bezeichnet werden. Aufgrund ihrer Einfachheit, Zuverlässigkeit und minimalen Kosten sind solche Geräte vor allem bei Bastlern immer noch weit verbreitet.

Verbesserungen in der Batterieherstellungstechnologie haben einerseits zu einer Erhöhung der spezifischen Kapazität und andererseits zu erhöhten Anforderungen an die Parameter der Geräte zum Aufladen dieser Batterien geführt.

Produziert derzeit Batterien verschiedene Arten Eine Vielzahl von Herstellern ist beteiligt, die meisten von ihnen veröffentlichen jedoch nicht offener Zugang die notwendige Ladetechnik, die für ein bestimmtes Batteriemodell optimal ist.

Daher müssen Verbraucher entweder ein teures Markenprodukt kaufen oder ein günstiges Produkt wählen, das den durchschnittlichen Parametern von Akkus vergleichbarer Produktionstechnologien entspricht.

Hersteller von Mobiltelefonen und anderen kleinen Geräten haben einen anderen Weg eingeschlagen. Die Ladesteuerung erfolgt durch einen Mikrocontroller, der sowohl im „Ladegerät“ als auch direkt im Akku eingebaut ist.

Dieser Ansatz hat zur Entstehung wirklich universeller Ladegeräte geführt, die gleichermaßen zum Laden aller Akkus geeignet sind, die einem einzigen Standard entsprechen.

Das auffälligste Beispiel sind Smartphones und Tablets mit dem Betriebssystem Android. Alle diese Gadgets verfügen über einen Ladeeingang nach dem Micro-USB-Standard.

Eine eigene Produktklasse für Autobatterien bilden Start-Ladegeräte. Wie der Name schon sagt, können sie das Auto starten, und leistungsstarke Geräte sind dazu auch ohne Batterie in der Lage.

Bekanntermaßen erreicht der Anlaufstrom eines Anlassers, insbesondere im Winter bei gefrorenem Motor, mehrere hundert Ampere. Somit kommen die Leistungsparameter des Startladegeräts den Eigenschaften von Schweißgeräten sehr nahe.

Die Abmessungen und das Gewicht eines Starter-Ladegeräts mit herkömmlicher Transformator-Stromversorgung sind groß, bei Verwendung der Inverter-Methode der Energieumwandlung werden sie jedoch um ein Vielfaches reduziert.

AUTOMATISCHES LADEGERÄT

Der Ladevorgang kann durch den Einsatz automatischer Ladegeräte vereinfacht werden. Die einfachsten Ladegeräte überwachen die Spannung an den Batteriepolen und stoppen den Ladevorgang, wenn ein bestimmter Wert erreicht ist.

Der Nachteil solcher Geräte besteht darin, dass der Akku nicht die volle Kapazität erreicht oder im Gegenteil überladen wird.

Beide Optionen führen zu einer Verkürzung der Akkulaufzeit.

Fortgeschrittenere Designs übertragen die Batterieladung bei Erreichen der Schwellenspannung in einen Puffermodus, wenn der Ausgangsstrom den Selbstentladestrom der Batterie nur geringfügig übersteigt. Solche Ladegeräte können längere Zeit unbeaufsichtigt bleiben, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung des geladenen Akkus besteht.

Ein bestimmter Gerätetyp ermöglicht nicht nur das Laden von Batterien, sondern in gewisser Weise auch die Wiederherstellung verlorener Kapazität. In diesem Fall wechselt der Ladevorgang mit Phasen ohne Ladestrom oder mit einer kleinen Entladung.

Diese Trainingstechnik zeigt aufgrund der verringerten Wirkung der Plattensulfatierung zufriedenstellende Ergebnisse bei der Wiederherstellung von Blei-Säure-Batterien.

Auch Ladegeräte für kleine Akkus und Akkus arbeiten heute überwiegend im Automatikmodus.

Möglich wurde dies durch den eingebauten Mikrocontroller, der den Ladevorgang nicht nur automatisiert, sondern auch nach einem speziell entwickelten Algorithmus durchführt. Solche Produkte werden in der Regel von Batterieherstellern hergestellt und sind daher optimal für einen bestimmten Batterietyp.

In der Elektrotechnik werden Batterien üblicherweise als chemische Stromquellen bezeichnet, die durch Anlegen eines externen elektrischen Feldes verbrauchte Energie wieder auffüllen und wiederherstellen können.

Geräte, die die Batterieplatten mit Strom versorgen, werden Ladegeräte genannt: Sie bringen die Stromquelle in einen betriebsbereiten Zustand und laden sie auf. Um Batterien ordnungsgemäß zu betreiben, müssen Sie die Funktionsprinzipien und das Ladegerät verstehen.

Wie funktioniert eine Batterie?

Während des Betriebs kann eine chemische Umlaufstromquelle:

1. die angeschlossene Last, zum Beispiel eine Glühbirne, einen Motor, ein Mobiltelefon und andere Geräte, mit Strom versorgen und dabei deren elektrischen Energievorrat verbrauchen;

2. den angeschlossenen externen Strom verbrauchen und ihn zur Wiederherstellung seiner Kapazitätsreserven ausgeben.

Im ersten Fall wird der Akku entladen, im zweiten Fall wird er aufgeladen. Es gibt viele Batteriedesigns, aber ihre Funktionsprinzipien sind gleich. Betrachten wir dieses Problem am Beispiel von Nickel-Cadmium-Platten, die in eine Elektrolytlösung eingelegt werden.

Niedriger Batteriestatus

Zwei Stromkreise arbeiten gleichzeitig:

1. extern, an den Ausgangsklemmen angelegt;

2. intern.

Wenn eine Glühbirne entladen wird, fließt im äußeren Stromkreis der Drähte und des Glühfadens ein Strom, der durch die Bewegung der Elektronen in den Metallen erzeugt wird, und im inneren Teil bewegen sich Anionen und Kationen durch den Elektrolyten.

Die Basis der positiv geladenen Platte bilden Nickeloxide mit Graphitzusatz, für die negative Elektrode kommt Cadmiumschwamm zum Einsatz.

Beim Entladen der Batterie gelangt ein Teil des aktiven Sauerstoffs der Nickeloxide in den Elektrolyten und gelangt mit Cadmium zur Platte, wo er es oxidiert und so die Gesamtkapazität verringert.

Akku-Ladung

Am häufigsten wird die Last zum Laden von den Ausgangsanschlüssen entfernt, in der Praxis wird die Methode jedoch auch bei angeschlossener Last verwendet, beispielsweise bei der Batterie eines fahrenden Autos oder einem aufgeladenen Mobiltelefon, mit dem gerade ein Gespräch geführt wird.

Die Batteriepole werden von einer externen Quelle höherer Leistung mit Spannung versorgt. Es hat das Aussehen einer konstanten oder geglätteten, pulsierenden Form, überschreitet die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden und ist mit diesen unipolar gerichtet.

Diese Energie bewirkt, dass im internen Stromkreis der Batterie Strom in entgegengesetzter Richtung zur Entladung fließt, wenn aktive Sauerstoffpartikel aus dem Cadmiumschwamm „herausgedrückt“ werden und durch den Elektrolyten an ihren ursprünglichen Platz zurückkehren. Dadurch wird die verbrauchte Kapazität wiederhergestellt.

Beim Laden und Entladen ändert sich die chemische Zusammensetzung der Platten und der Elektrolyt dient als Übertragungsmedium für den Durchgang von Anionen und Kationen. Intensität, die durch den internen Kreislauf fließt elektrischer Strom beeinflusst die Geschwindigkeit der Wiederherstellung der Eigenschaften der Platten während des Ladevorgangs und die Entladegeschwindigkeit.

Beschleunigte Prozesse führen zu einer schnellen Freisetzung von Gasen und einer übermäßigen Erwärmung, was die Struktur der Platten verformen und ihren mechanischen Zustand stören kann.

Zu niedrige Ladeströme verlängern die Wiederherstellungszeit der verbrauchten Kapazität erheblich. Bei häufiger Verwendung einer langsamen Ladung nimmt die Sulfatierung der Platten zu und die Kapazität nimmt ab. Daher werden immer die Belastung des Akkus und die Leistung des Ladegeräts berücksichtigt, um den optimalen Modus zu erstellen.

Wie funktioniert das Ladegerät?

Das moderne Batteriesortiment ist recht umfangreich. Für jedes Modell werden optimale Technologien ausgewählt, die möglicherweise nicht geeignet sind oder für andere schädlich sein können. Hersteller elektronischer und elektrischer Geräte untersuchen experimentell die Betriebsbedingungen chemischer Stromquellen und entwickeln dafür eigene, unterschiedliche Produkte Aussehen, Design, elektrische Ausgangseigenschaften.

Ladestrukturen für mobile elektronische Geräte

Die Abmessungen von Ladegeräten für mobile Produkte unterschiedlicher Leistung unterscheiden sich deutlich voneinander. Sie schaffen für jedes Modell besondere Betriebsbedingungen.

Auch für Akkus gleichen Typs AA oder AAA mit unterschiedlicher Kapazität empfiehlt es sich, je nach Kapazität und Eigenschaften der Stromquelle eine eigene Ladezeit zu verwenden. Seine Werte sind in der beiliegenden technischen Dokumentation angegeben.

Ein bestimmter Teil der Ladegeräte und Akkus für Mobiltelefone wird mitgeliefert automatischer Schutz, wodurch der Strom ausgeschaltet wird, wenn der Vorgang abgeschlossen ist. Die Überwachung ihrer Arbeit sollte jedoch weiterhin visuell erfolgen.

Ladestrukturen für Autobatterien

Bei der Verwendung von Autobatterien, die für den Betrieb unter schwierigen Bedingungen ausgelegt sind, sollte die Ladetechnik besonders genau beachtet werden. In kalten Wintern müssen sie beispielsweise dazu verwendet werden, den kalten Rotor eines Verbrennungsmotors mit eingedicktem Schmiermittel über einen zwischengeschalteten Elektromotor – den Anlasser – anzutreiben.

Entladene oder nicht ordnungsgemäß vorbereitete Akkus sind dieser Aufgabe meist nicht gewachsen.

Empirische Methoden haben den Zusammenhang zwischen dem Ladestrom für Blei-Säure- und Alkali-Batterien aufgezeigt. Es wird allgemein angenommen, dass der optimale Ladewert (Ampere) 0,1 des Kapazitätswerts (Amperestunden) für den ersten Typ und 0,25 für den zweiten beträgt.

Der Akku hat beispielsweise eine Kapazität von 25 Amperestunden. Wenn es sauer ist, muss es mit einem Strom von 0,1∙25 = 2,5 A und bei alkalischem Strom mit 0,25∙25 = 6,25 A aufgeladen werden. Um solche Bedingungen zu schaffen, müssen Sie verschiedene Geräte verwenden oder ein universelles Gerät verwenden eine große Menge Funktionen.

Ein modernes Ladegerät für Blei-Säure-Batterien muss eine Reihe von Aufgaben unterstützen:

den Ladestrom steuern und stabilisieren;

Berücksichtigen Sie die Temperatur des Elektrolyten und verhindern Sie, dass er sich über 45 Grad erwärmt, indem Sie die Stromversorgung unterbrechen.

Die Möglichkeit, mit einem Ladegerät einen Kontroll- und Trainingszyklus für die Säurebatterie eines Autos durchzuführen, ist eine notwendige Funktion, die drei Stufen umfasst:

1. Laden Sie den Akku vollständig auf, um die maximale Kapazität zu erreichen.

2. zehnstündige Entladung mit einem Strom von 9–10 % der Nennkapazität (empirische Abhängigkeit);

3. Laden Sie eine entladene Batterie auf.

Bei der Durchführung der CTC werden die Änderung der Elektrolytdichte und die Abschlusszeit der zweiten Stufe überwacht. Anhand seines Wertes lässt sich der Verschleißgrad der Platten und die Restlebensdauer beurteilen.

Ladegeräte für Alkalibatterien können in weniger komplexen Ausführungen eingesetzt werden, da solche Stromquellen nicht so empfindlich auf Unter- und Überladezustände reagieren.

Das Diagramm der optimalen Ladung von Säure-Base-Batterien für Autos zeigt die Abhängigkeit des Kapazitätsgewinns von der Form der Stromänderung im internen Stromkreis.

Zu Beginn des Ladevorgangs wird empfohlen, den Strom auf dem maximal zulässigen Wert zu halten und ihn dann auf das Minimum zu reduzieren, um die physikalisch-chemischen Reaktionen, die die Kapazität wiederherstellen, endgültig abzuschließen.

Auch in diesem Fall ist es notwendig, die Temperatur des Elektrolyten zu kontrollieren und Korrekturen für die Umgebung vorzunehmen.

Der vollständige Abschluss des Ladezyklus von Blei-Säure-Batterien wird gesteuert durch:

Stellen Sie die Spannung an jeder Bank auf 2,5–2,6 Volt wieder her.

Erreichen der maximalen Elektrolytdichte, die sich nicht mehr ändert;

die Bildung einer heftigen Gasentwicklung, wenn der Elektrolyt zu „kochen“ beginnt;

Erreichen einer Batteriekapazität, die den beim Entladen angegebenen Wert um 15–20 % überschreitet.

Stromformen des Batterieladegeräts

Voraussetzung für das Laden einer Batterie ist, dass an ihre Platten eine Spannung angelegt wird, die im internen Stromkreis einen Strom in einer bestimmten Richtung erzeugt. Er kann:

1. einen konstanten Wert haben;

2. oder sich im Laufe der Zeit nach einem bestimmten Gesetz ändern.

Im ersten Fall laufen die physikalisch-chemischen Prozesse des internen Kreislaufs unverändert ab, im zweiten Fall gemäß den vorgeschlagenen Algorithmen mit einer zyklischen Zunahme und Abnahme, wodurch oszillierende Effekte auf Anionen und Kationen entstehen. Die neueste Version der Technologie wird zur Bekämpfung der Plattensulfatierung eingesetzt.

Einige der Zeitabhängigkeiten des Ladestroms werden anhand von Diagrammen veranschaulicht.

Das Bild unten rechts zeigt einen deutlichen Unterschied in der Form des Ausgangsstroms des Ladegeräts, das den Öffnungsmoment der Halbwelle der Sinuswelle mithilfe einer Thyristorsteuerung begrenzt. Dadurch wird die Belastung des Stromkreises reguliert.

Natürlich können viele moderne Ladegeräte andere Stromformen erzeugen, die in diesem Diagramm nicht dargestellt sind.

Prinzipien zum Erstellen von Schaltkreisen für Ladegeräte

Wird normalerweise zur Stromversorgung von Ladegeräten verwendet einphasiges Netzwerk 220 Volt. Diese Spannung wird in eine sichere Niederspannung umgewandelt, die über verschiedene Elektronik- und Halbleiterteile an die Batterieeingangsklemmen angelegt wird.

Es gibt drei Schemata zur Umwandlung industrieller Sinusspannung in Ladegeräten aus folgenden Gründen:

1. Einsatz elektromechanischer Spannungswandler nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion;

2. Anwendung elektronischer Transformatoren;

3. ohne den Einsatz von Transformatorgeräten auf Basis von Spannungsteilern.

Technisch ist eine Wmöglich, die bei Frequenzumrichtern zur Steuerung von Elektromotoren weit verbreitet ist. Zum Laden von Batterien ist dies jedoch eine recht teure Ausrüstung.

Ladekreise mit Transformatortrennung

Das elektromagnetische Prinzip der Übertragung elektrischer Energie von der Primärwicklung mit 220 Volt auf die Sekundärwicklung gewährleistet eine vollständige Trennung der Potentiale des Versorgungsstromkreises vom Verbraucherstromkreis und verhindert so den Kontakt mit der Batterie und Schäden bei Isolationsfehlern. Diese Methode ist die sicherste.

Die Stromkreise von Geräten mit Transformator sind vielfältig aufgebaut. Das Bild unten zeigt drei Prinzipien zur Erzeugung unterschiedlicher Leistungsteilströme von Ladegeräten durch den Einsatz von:

1. Diodenbrücke mit einem Welligkeitsglättungskondensator;

2. Diodenbrücke ohne Welligkeitsglättung;

3. eine einzelne Diode, die die negative Halbwelle abschneidet.

Jeder dieser Schaltkreise kann unabhängig verwendet werden, aber normalerweise ist einer von ihnen die Grundlage, die Grundlage für die Schaffung eines anderen, bequemer für Betrieb und Steuerung hinsichtlich des Ausgangsstroms.

Durch die Verwendung von Leistungstransistorsätzen mit Steuerkreisen im oberen Teil des Bildes im Diagramm können Sie die Ausgangsspannung an den Ausgangskontakten des Ladekreises reduzieren, was eine Regulierung der Größe der durch die angeschlossenen Batterien fließenden Gleichströme gewährleistet .

Eine der Optionen für ein solches Ladegerätdesign mit Stromregelung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die gleichen Anschlüsse im zweiten Stromkreis ermöglichen es Ihnen, die Amplitude der Wellen zu regulieren und sie in verschiedenen Ladestadien zu begrenzen.

Die gleiche Durchschnittsschaltung funktioniert effektiv, wenn zwei gegenüberliegende Dioden in der Diodenbrücke durch Thyristoren ersetzt werden, die die Stromstärke in jeder abwechselnden Halbwelle gleichmäßig regeln. Und die Eliminierung negativer Halbharmonischer wird den verbleibenden Leistungsdioden zugeschrieben.

Ersetzen der einzelnen Diode im unteren Bild durch einen Halbleiterthyristor mit separatem elektronische Schaltung Für die Steuerelektrode können Sie Stromimpulse aufgrund ihrer späteren Öffnung reduzieren, was auch dazu dient auf verschiedene Arten Laden von Akkus.

Eine der Optionen für eine solche Schaltungsimplementierung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Der Zusammenbau mit eigenen Händen ist nicht schwierig. Es kann unabhängig aus verfügbaren Teilen hergestellt werden und ermöglicht das Laden von Batterien mit Strömen von bis zu 10 Ampere.

Die Industrieversion der Electron-6-Transformator-Ladeschaltung basiert auf zwei KU-202N-Thyristoren. Um die Öffnungszyklen von Halbharmonischen zu regulieren, verfügt jede Steuerelektrode über einen eigenen Schaltkreis aus mehreren Transistoren.

Beliebt bei Autoenthusiasten sind Geräte, die nicht nur das Laden von Batterien ermöglichen, sondern auch die Energie des 220-Volt-Versorgungsnetzes parallel zum Anlassen des Automotors nutzen können. Man nennt sie Starten oder Anfahren-Laden. Sie verfügen über noch komplexere Elektronik- und Leistungsschaltkreise.

Schaltungen mit elektronischem Transformator

Solche Geräte werden von Herstellern hergestellt, um Halogenlampen mit einer Spannung von 24 oder 12 Volt zu betreiben. Sie sind relativ günstig. Einige Enthusiasten versuchen, sie anzuschließen, um Batterien mit geringem Stromverbrauch aufzuladen. Diese Technologie wurde jedoch nicht umfassend getestet und weist erhebliche Nachteile auf.

Ladekreise ohne Transformatortrennung

Wenn mehrere Lasten in Reihe an eine Stromquelle angeschlossen werden, wird die gesamte Eingangsspannung in Teilabschnitte aufgeteilt. Aufgrund dieser Methode arbeiten Teiler und erzeugen am Arbeitselement einen Spannungsabfall auf einen bestimmten Wert.

Dieses Prinzip wird verwendet, um zahlreiche RC-Ladegeräte für Batterien mit geringer Leistung zu entwickeln. Aufgrund der geringen Abmessungen der Einzelteile werden diese direkt in die Taschenlampe eingebaut.

Der interne Stromkreis ist vollständig in einem werkseitig isolierten Gehäuse untergebracht, wodurch ein menschlicher Kontakt mit dem Netzpotential während des Ladevorgangs verhindert wird.

Zahlreiche Experimentatoren versuchen, das gleiche Prinzip zum Laden von Autobatterien umzusetzen, indem sie ein Verbindungsschema von einem Haushaltsnetz über eine Kondensatorbaugruppe oder eine Glühlampe mit einer Leistung von 150 Watt vorschlagen und Stromimpulse gleicher Polarität weiterleiten.

Ähnliche Designs finden sich auf den Websites von Do-it-yourself-Experten, die die Einfachheit der Schaltung, die Billigkeit der Teile und die Möglichkeit loben, die Kapazität einer entladenen Batterie wiederherzustellen.

Aber sie schweigen darüber, dass:

offene Verkabelung 220 stellt dar;

Der unter Spannung stehende Glühfaden der Lampe erwärmt sich und ändert seinen Widerstand nach einem Gesetz, das für den Durchgang optimaler Ströme durch die Batterie ungünstig ist.

Beim Einschalten unter Last fließen sehr große Ströme durch den kalten Faden und die gesamte in Reihe geschaltete Kette. Zudem soll der Ladevorgang mit kleinen Strömen erfolgen, was ebenfalls nicht erfolgt. Daher verliert eine Batterie, die mehrere solcher Zyklen durchlaufen hat, schnell an Kapazität und Leistung.

Unser Rat: Verwenden Sie diese Methode nicht!

Ladegeräte sind für den Betrieb mit bestimmten Batterietypen konzipiert und berücksichtigen deren Eigenschaften und Bedingungen zur Wiederherstellung der Kapazität. Bei der Verwendung universeller Multifunktionsgeräte sollten Sie den Lademodus wählen, der optimal zum jeweiligen Akku passt.

Wie wird der Akku geladen? Ist die Schaltung dieses Geräts kompliziert oder nicht, um das Gerät mit eigenen Händen herzustellen? Unterscheidet es sich grundlegend von dem, was für Mobiltelefone verwendet wird? Wir werden versuchen, alle im weiteren Verlauf des Artikels gestellten Fragen zu beantworten.

allgemeine Informationen

Die Batterie spielt eine sehr wichtige Rolle für die Funktion von Geräten, Einheiten und Mechanismen, die zum Betrieb Strom benötigen. In Fahrzeugen hilft es also, den Automotor zu starten. Und in Mobiltelefone Batterien ermöglichen uns das Telefonieren.

Laden der Batterie, Schaltung und Funktionsprinzipien dieses Geräts werden auch im schulischen Physikunterricht berücksichtigt. Aber leider ist ein Großteil dieses Wissens vergessen, wenn sie ihren Abschluss machen. Deshalb möchten wir Sie daran erinnern, dass der Betrieb einer Batterie auf dem Prinzip einer Spannungsdifferenz (Potenzial) zwischen zwei Platten basiert, die speziell in eine Elektrolytlösung eingetaucht sind.

Die ersten Batterien bestanden aus Kupfer-Zink. Aber seitdem haben sie sich erheblich verbessert und modernisiert.

Wie funktioniert eine Batterie?

Das einzige sichtbare Element eines Geräts ist das Gehäuse. Es verleiht dem Design Gemeinsamkeit und Integrität. Es ist zu beachten, dass der Name „Batterie“ vollständig auf nur eine Batteriezelle (sie werden auch Banken genannt) angewendet werden kann und es bei derselben Standard-12-V-Autobatterie nur sechs davon gibt.

Kehren wir zum Körper zurück. An ihn werden hohe Anforderungen gestellt. So sollte es sein:

• beständig gegen aggressive Chemikalien;
• in der Lage, erheblichen Temperaturschwankungen standzuhalten;
• mit guter Vibrationsfestigkeit.

All diese Anforderungen werden vom modernen Kunststoff Polypropylen erfüllt. Detailliertere Unterschiede sollten nur hervorgehoben werden, wenn mit bestimmten Proben gearbeitet wird.

Arbeitsprinzip

Als Beispiel betrachten wir Blei-Säure-Batterien.

Wenn das Terminal belastet wird, beginnt eine chemische Reaktion, die mit der Freisetzung von Elektrizität einhergeht. Mit der Zeit wird die Batterie leer. Wie wird es wiederhergestellt? Gibt es ein einfaches Diagramm?

Das Aufladen einer Batterie ist nicht schwierig. Es ist notwendig, den umgekehrten Vorgang durchzuführen: Den Anschlüssen wird Strom zugeführt, es treten erneut chemische Reaktionen auf (reines Blei wird wiederhergestellt), was in Zukunft die Verwendung der Batterie ermöglicht.

Außerdem erhöht sich beim Laden die Dichte des Elektrolyten. Dadurch erhält die Batterie ihre ursprünglichen Eigenschaften zurück. Je besser die Technologie und die verwendeten Materialien bei der Herstellung sind, desto mehr Lade-/Entladezyklen kann der Akku überstehen.

Welche Stromkreise zum Laden von Batterien gibt es?

Das klassische Gerät besteht aus einem Gleichrichter und einem Transformator. Betrachten wir die gleichen Autobatterien mit einer Spannung von 12 V, dann haben die Ladegeräte dafür einen Konstantstrom von ca. 14 V.

Warum ist das so? Diese Spannung ist notwendig, damit Strom durch eine entladene Autobatterie fließen kann. Wenn er selbst 12 V hat, kann ihm ein Gerät gleicher Leistung nicht weiterhelfen, weshalb sie höhere Werte annehmen. Aber bei allem müssen Sie wissen, wann Sie aufhören müssen: Wenn Sie die Spannung zu stark erhöhen, wirkt sich das negativ auf die Lebensdauer des Geräts aus.

Wenn Sie also ein Gerät mit Ihren eigenen Händen herstellen möchten, müssen Sie nach geeigneten Ladesystemen für Autobatterien für Autos suchen. Das Gleiche gilt auch für andere Technologien. Wenn eine Ladeschaltung benötigt wird, ist ein 4-V-Gerät erforderlich und nicht mehr.

Wiederherstellungsprozess

Nehmen wir an, Sie haben eine Schaltung zum Laden einer Batterie über einen Generator, nach der das Gerät zusammengebaut wurde. Der Akku ist angeschlossen und der Wiederherstellungsprozess beginnt sofort. Mit fortschreitender Entwicklung werden die Geräte wachsen. Damit sinkt auch der Ladestrom.

Wenn sich die Spannung dem maximal möglichen Wert nähert, findet dieser Vorgang praktisch überhaupt nicht statt. Dies zeigt an, dass das Gerät erfolgreich aufgeladen wurde und ausgeschaltet werden kann.

Es ist darauf zu achten, dass der Batteriestrom nur 10 % seiner Kapazität beträgt. Darüber hinaus wird nicht empfohlen, diesen Indikator zu überschreiten oder zu reduzieren. Wenn Sie also dem ersten Weg folgen, beginnt der Elektrolyt zu verdampfen, was sich erheblich auf die maximale Kapazität und Betriebszeit der Batterie auswirkt. Auf dem zweiten Weg werden die notwendigen Prozesse nicht in der erforderlichen Intensität ablaufen, weshalb die negativen Prozesse weiter anhalten, wenn auch in etwas geringerem Ausmaß.

Ladegerät

Das beschriebene Gerät kann gekauft oder selbst zusammengebaut werden. Für die zweite Option benötigen wir Stromkreise Laden von Akkus. Die Wahl der Technologie, mit der es durchgeführt wird, sollte davon abhängen, welche Batterien das Ziel sind. Sie benötigen folgende Komponenten:

1. (ausgelegt auf Ballastkondensatoren und einem Transformator). Je höher der Indikator erreicht werden kann, desto größer ist der Strom. Im Allgemeinen sollte dies ausreichen, damit der Ladevorgang funktioniert. Die Zuverlässigkeit dieses Geräts ist jedoch sehr gering. Wenn also die Kontakte unterbrochen sind oder etwas vertauscht ist, fallen sowohl der Transformator als auch die Kondensatoren aus.
2. Schutz bei Anschluss der „falschen“ Pole. Dazu können Sie ein Relais konstruieren. Die bedingte Verbindung basiert also auf einer Diode. Wenn Sie Plus und Minus verwechseln, wird kein Strom durchgelassen. Und da daran ein Relais angeschlossen ist, wird es abgeschaltet. Darüber hinaus kann diese Schaltung mit einem Gerät verwendet werden, das sowohl auf Thyristoren als auch auf Transistoren basiert. Es muss an die Unterbrechung der Drähte angeschlossen werden, mit denen das Ladegerät selbst an die Batterie angeschlossen ist.
3. Automatisierung, die das Laden der Batterie haben sollte. Die Schaltung muss in diesem Fall sicherstellen, dass das Gerät nur dann funktioniert, wenn es wirklich benötigt wird. Dazu verändern Widerstände die Ansprechschwelle der Steuerdiode. 12-V-Batterien gelten als voll belastbar, wenn ihre Spannung innerhalb von 12,8 V liegt. Daher ist dieser Indikator für diesen Stromkreis wünschenswert.

Abschluss

Also haben wir uns angeschaut, was Batterieladung ist. Die Schaltung dieses Geräts kann auf einer einzigen Platine realisiert werden, allerdings ist zu beachten, dass dies recht kompliziert ist. Deshalb sind sie mehrschichtig gefertigt.

Im Rahmen des Artikels werden verschiedene Schaltpläne, die deutlich machen, wie Akkus tatsächlich geladen werden. Sie müssen jedoch verstehen, dass es sich dabei nur um allgemeine Bilder handelt und detailliertere Bilder mit Hinweisen auf die ablaufenden chemischen Reaktionen für jeden Batterietyp speziell sind.

Heutzutage gibt es viele verschiedene kabellose Ladegeräte. Und manchmal kann es schwierig sein, die richtige Option auszuwählen. Eine ausgezeichnete Lösung wären Skyway-Ladegeräte. Sie sind kompakt und praktisch. Derzeit bietet das Unternehmen zwei moderne Geräte an, mit denen Sie Gadgets schnell aufladen können.

Skyway Energy Fast

Für leistungsstarkes kabelloses Laden ist Skyway Energy Fast konzipiert schnelles Aufladen Telefone, die die QI-Technologie unterstützen. Damit ersparen Sie sich wahllos auf dem Tisch verstreute Ladekabel und die Notwendigkeit, Ihr Smartphone den ganzen Tag über ständig aufzuladen: Legen Sie Ihr Telefon einfach auf den Skyway Energy Fast-Ständer und es beginnt automatisch mit dem Aufladen mit Energie.

Skyway Energy Fast Wireless Charging lädt Ihr Telefon mit der Schnellladefunktion Quick Charge in nur 2,5 Stunden vollständig auf. Das ist 30 % schneller als ein normales kabelloses Ladepad.

Mit Skyway Energy Fast können Sie ganz einfach per Telefon, Skype, WhatsApp, Viber oder per Übertragung auf Instagram und Periscope kommunizieren, während Ihre Hände frei sind und Ihrem Smartphone nicht der Strom ausgeht und es sogar parallel aufgeladen wird.

Das Vorhandensein von zwei Induktionsspulen ermöglicht es, das Telefon zum Laden nicht nur in vertikaler, sondern auch in horizontaler Position aufzustellen, was für Sie bequem ist Filme gucken auf Ihrem Smartphone, ohne befürchten zu müssen, dass es leer wird.

Ergonomischer Neigungswinkel und kleine Größen ermöglicht es Ihnen, das Ladegerät bequem auf dem Tisch zu platzieren; gleichzeitig fügt sich das Telefon selbst am Skyway Energy Fast QI-Ladegerät harmonisch in jedes Zuhause oder Büro ein.

Skyway Energy Fast verkürzt die Ladezeit erheblich, wodurch sich das Telefon weniger erwärmt.

Die Produktion von Skyway Energy Fast steht unter strenger Kontrolle russischer Skyway-Ingenieure, was gewährleistet hohe Qualität Montage und Komponenten. Skyway Energy Fast unterstützt folgende Modelle:

Samsung: S9/S9+/Note8/S8/S8+/S7 Edge/S7/Note5/S6 Edge Plus/S6 Edge/S6;

Apple: iPhone 8 / iPhone 8 Plus / iPhone X;

andere Smartphones, die kabelloses Laden mit QI-Technologie unterstützen.

Skyway-Flash

Das kabellose Ladegerät Skyway Flash ist zum Laden von Telefonen konzipiert, die die QI-Ladetechnologie unterstützen. Damit müssen Sie das Gerät tagsüber nicht aufladen: Stellen Sie es einfach auf den Ständer und es lädt sich selbst auf.

Eine solche Ladestation sorgt für unterbrechungsfreie Gespräche auf dem Smartphone, Kommunikation in Instant Messengern und Übertragungen in sozialen Netzwerken. Gleichzeitig werden Ihre Hände nicht beansprucht und der Ladezustand des Telefons wird nicht nur nicht sinken, sondern sogar steigen.

Ein solches Ladegerät kann auch problemlos auf einem Tisch platziert werden: sowohl am Arbeitsplatz als auch zu Hause. Und die Gestaltung des Raumes wird dadurch überhaupt nicht gestört. Mit der Gummidichtung an der Unterseite können Sie Ihr Smartphone sicher am Tisch befestigen.

Die Sicherheit von Skyway Flash ist auf höchstem Niveau: Das Aufladen ist zuverlässig geschützt Kurzschluss, Überladung, Tiefentladung, Überlastung und Überhitzung des Telefons.

Skyway Flash unterstützt die folgenden Modelle:

Samsung S9/S9+/Note8/S8/S8+/S7 Edge/S7/Note5/S6 Edge Plus/S6 Edge/S6;

Apple iPhone 8 / iPhone 8 Plus / iPhone X;

andere Smartphones, die kabelloses Laden mit QI-Technologie unterstützen.