Nabíječka baterií

Jednoduchá nabíječkaEdit

Jednoduchá nabíječka pracuje tak, že nabíjené baterii dodává konstantní stejnosměrný nebo pulzní stejnosměrný zdroj energie. Jednoduchá nabíječka obvykle nemění svůj výstup v závislosti na době nabíjení nebo nabití baterie. Tato jednoduchost znamená, že jednoduchá nabíječka je levná, ale existují kompromisy. Pečlivě navržená jednoduchá nabíječka obvykle nabíjí baterii déle, protože je nastavena na nižší (tj. bezpečnější) rychlost nabíjení. I tak se však mnoho baterií ponechaných na jednoduché nabíječce příliš dlouho oslabí nebo zničí v důsledku přebíjení. Tyto nabíječky se také liší tím, že mohou dodávat baterii buď konstantní napětí, nebo konstantní proud.

Jednoduché nabíječky baterií napájené střídavým proudem mají obvykle mnohem vyšší zvlněný proud a zvlněné napětí než jiné druhy nabíječek baterií, protože jsou levně navrženy a vyrobeny. Obecně platí, že pokud je zvlněný proud na úrovni doporučené výrobcem baterie, bude i zvlněné napětí na doporučené úrovni. Maximální zvlněný proud pro typickou baterii VRLA 12 V 100 Ah je 5 A. Pokud není zvlněný proud nadměrný (více než 3 až 4násobek úrovně doporučené výrobcem baterie), bude očekávaná životnost baterie VRLA nabíjené zvlněním v rozmezí 3 % životnosti baterie nabíjené konstantním stejnosměrným proudem.

RychlonabíječkaEdit

Rychlonabíječky využívají řídicí obvody k rychlému nabíjení baterií, aniž by došlo k poškození některého z článků baterie. Řídicí obvody mohou být zabudovány v baterii (zpravidla pro každý článek) nebo v externí nabíjecí jednotce, případně rozděleny mezi obě. Většina takových nabíječek má chladicí ventilátor, který pomáhá udržovat teplotu článků na bezpečné úrovni. Většina rychlonabíječek je schopna fungovat také jako standardní noční nabíječky, pokud jsou použity se standardními NiMH články, které nemají speciální řídicí obvody.

Třístupňová nabíječkaEdit

Pro zrychlení doby nabíjení a zajištění nepřetržitého nabíjení se inteligentní nabíječka pokouší zjistit stav nabití a kondici akumulátoru a použije třístupňové schéma nabíjení. Následující popis předpokládá uzavřenou olověnou trakční baterii při teplotě 25 °C. První stupeň se označuje jako „hromadná absorpce“; nabíjecí proud bude udržován vysoký a konstantní a je omezen kapacitou nabíječky. Když napětí na baterii dosáhne odplyňovacího napětí (2,22 V na článek), nabíječka se přepne do druhého stupně a napětí se udržuje konstantní (2,40 V na článek). Dodávaný proud bude při udržovaném napětí klesat, a když proud dosáhne méně než 0,005 C, nabíječka přejde do třetího stupně a výstup nabíječky bude udržován na konstantní hodnotě 2,25 V na článek. Ve třetím stupni je nabíjecí proud velmi malý 0,005C a při tomto napětí lze baterii udržovat v plném nabití a kompenzovat samovybíjení.

Indukční nabíječkaUpravit

Indukční nabíječky využívají k nabíjení baterií elektromagnetickou indukci. Nabíjecí stanice vysílá elektromagnetickou energii prostřednictvím indukční vazby do elektrického zařízení, které energii ukládá do baterií. Toho je dosaženo bez nutnosti kovových kontaktů mezi nabíječkou a baterií. Indukční nabíječky baterií se běžně používají v elektrických zubních kartáčcích a dalších zařízeních používaných v koupelnách. Protože zde nejsou žádné otevřené elektrické kontakty, nehrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem. V současné době se používá k nabíjení bezdrátových telefonů.

Inteligentní nabíječkaEdit

Příklad inteligentní nabíječky pro baterie AA a AAA

„Inteligentní nabíječka“ by se neměla zaměňovat s „inteligentní baterií“. Chytrá baterie je obecně definována jako baterie obsahující nějaké elektronické zařízení nebo „čip“, který může komunikovat s chytrou nabíječkou o vlastnostech a stavu baterie. Chytrá baterie obecně vyžaduje chytrou nabíječku, se kterou může komunikovat (viz Údaje o chytré baterii). Chytrá nabíječka je definována jako nabíječka, která může reagovat na stav baterie a podle toho upravit své nabíjecí činnosti.

Některé chytré nabíječky jsou určeny k nabíjení:

• „chytrých“ baterií s vnitřními ochrannými nebo kontrolními nebo řídicími obvody.
• „hloupých“ baterií, které nemají žádné vnitřní elektronické obvody.

Výstupní proud chytré nabíječky závisí na stavu baterie. Inteligentní nabíječka může sledovat napětí baterie, teplotu nebo dobu nabíjení, aby určila optimální nabíjecí proud a ukončila nabíjení.

U Ni-Cd a NiMH baterií se napětí na baterii během nabíjení pomalu zvyšuje, dokud není baterie plně nabitá. Poté napětí klesá, což inteligentní nabíječce signalizuje, že je baterie plně nabitá. Takové nabíječky jsou často označovány jako nabíječky ΔV, „delta-V“ nebo někdy „delta peak“, což znamená, že sledují změnu napětí.

Problémem je, že velikost „delta-V“ může být velmi malá nebo dokonce žádná, pokud se dobíjejí akumulátory s (velmi) vysokou kapacitou. To může způsobit, že ani inteligentní nabíječka baterií nezjistí, že baterie jsou již skutečně plně nabité, a bude pokračovat v nabíjení. V některých případech dojde k přebíjení baterií. Mnoho tzv. inteligentních nabíječek však používá kombinaci vypínacích systémů, které mají v naprosté většině případů zabránit přebíjení.

Běžná inteligentní nabíječka rychle nabije akumulátor na přibližně 85 % jeho maximální kapacity za méně než hodinu, poté se přepne na proudové nabíjení, které trvá několik hodin, než se akumulátor dobije na plnou kapacitu.

Nabíječka poháněná pohybemUpravit

Lineární indukční svítilna, která se nabíjí třesením podél své dlouhé osy, což způsobuje, že magnet (viditelný vpravo) klouže po cívce drátu (uprostřed) a vyrábí elektřinu

Několik společností začalo vyrábět zařízení, která nabíjejí baterie na základě lidských pohybů. Jeden příklad, vyrobený společností Tremont Electric, se skládá z magnetu drženého mezi dvěma pružinami, který může nabíjet baterii při pohybu zařízení nahoru a dolů, například při chůzi. Takové výrobky zatím nedosáhly významného komerčního úspěchu.

Nabíječku mobilních telefonů poháněnou pedály, která se montuje do stolů, vytvořila belgická společnost WeWatt, pro instalaci na veřejných místech, jako jsou letiště, nádraží a univerzity, byly instalovány v řadě zemí na několika kontinentech.

Pulzní nabíječkaEdit

Některé nabíječky používají pulzní technologii, při níž je do akumulátoru přiváděna série napěťových nebo proudových pulzů. Stejnosměrné pulzy mají přísně kontrolovanou dobu náběhu, šířku pulzu, opakovací frekvenci (kmitočet) a amplitudu. Tato technologie údajně funguje s jakoukoli velikostí, napětím, kapacitou nebo chemickým složením baterií, včetně automobilových a ventilem regulovaných baterií.

Při pulzním nabíjení lze použít vysoké okamžité napětí, aniž by došlo k přehřátí baterie. V olověném akumulátoru se tak rozbíjejí krystaly síranu olovnatého, čímž se výrazně prodlužuje životnost akumulátoru.

Několik druhů pulzního nabíjení je patentováno. Jiné jsou hardwarem s otevřeným zdrojovým kódem.

Některé nabíječky používají impulsy ke kontrole aktuálního stavu akumulátoru při prvním připojení nabíječky, pak používají nabíjení konstantním proudem během rychlého nabíjení a poté používají pulzní nabíjení jako druh ojedinělého nabíjení k udržení nabití.

Některé nabíječky používají „záporné pulzní nabíjení“, nazývané také „reflexní nabíjení“ nebo „burp nabíjení“. takové nabíječky používají kladné i krátké záporné proudové impulsy. Neexistují však žádné významné důkazy o tom, že by záporné pulzní nabíjení bylo účinnější než běžné pulzní nabíjení.

Solární nabíječkaEdit

Solární nabíječka Varta model 57082 se dvěma 2100 mAh Ni-MH akumulátory

Solární nabíječky přeměňují světelnou energii na stejnosměrný proud o nízkém napětí. Jsou zpravidla přenosné, ale mohou být i pevně namontované. Solární nabíječky s pevnou montáží jsou také známé jako solární panely. Solární panely jsou často připojeny k elektrické síti prostřednictvím řídicích obvodů a rozhraní, zatímco přenosné solární nabíječky se používají mimo elektrickou síť (tj. v automobilech, lodích nebo obytných automobilech).

Přestože přenosné solární nabíječky získávají energii pouze ze slunce, lze je (v závislosti na technologii) používat i při slabém osvětlení (tj. v oblačnosti). Přenosné solární nabíječky se často používají k trickle nabíjení, ačkoli některé solární nabíječky (v závislosti na výkonu), mohou zcela dobít baterie. Mohou existovat i další zařízení, která kombinují tento způsob s jinými zdroji energie pro zvýšení účinnosti dobíjení.

Nabíječka založená na časovačiUpravit

Výstup časového nabíječe je ukončen po uplynutí předem stanovené doby. Časové nabíječky byly například koncem 90. let 20. století nejběžnějším typem pro vysokokapacitní Ni-Cd články (nízkokapacitní spotřebitelské Ni-Cd články se obvykle nabíjely jednoduchou nabíječkou).

Často bylo možné zakoupit časovou nabíječku a sadu baterií jako balíček a čas nabíjení se nastavil tak, aby vyhovoval těmto bateriím. Pokud by se nabíjely baterie s nižší kapacitou, byly by přebité, a pokud by se nabíjely baterie s vyšší kapacitou, byly by nabité jen částečně. Vzhledem k trendu zvyšování kapacity baterií rok od roku by stará nabíječka s časovačem nabíjela novější baterie jen částečně.

Nabíječky s časovačem měly také tu nevýhodu, že nabíjení ne zcela vybitých baterií, i když měly správnou kapacitu pro danou nabíječku s časovačem, by vedlo k jejich přebíjení.

Trickle chargerEdit

Trickle charger je typicky nízkoproudová (obvykle v rozmezí 5-1 500 mA) nabíječka baterií nebo nabíječka, která má provozní režim trickle charging. Trickle nabíječka se obvykle používá k nabíjení akumulátorů s malou kapacitou (2-30 Ah). Tyto typy nabíječek se používají také k údržbě baterií s větší kapacitou (>30 Ah), které se obvykle nacházejí v automobilech, lodích, obytných automobilech a dalších podobných vozidlech. U větších aplikací postačuje proud nabíječky baterií pouze k zajištění udržovacího nebo trickle proudu (trickle je běžně poslední nabíjecí stupeň většiny nabíječek baterií). V závislosti na technologii trickle nabíječky ji lze nechat připojenou k baterii po neomezenou dobu. Některé nabíječky baterií, které lze ponechat připojené k baterii, aniž by došlo k jejímu poškození, se označují také jako inteligentní nebo chytré nabíječky. Některé typy baterií nejsou pro trikové nabíjení vhodné. Například většinu li-ionových baterií nelze bezpečně nabíjet trickle a způsobené poškození může být dostatečné k tomu, aby způsobilo požár nebo dokonce výbuch.

Univerzální nabíječka-analyzátor bateriíEdit

Nejdokonalejší typy se používají v kritických aplikacích (např. vojenské nebo letecké baterie). Tyto těžké automatické „inteligentní nabíjecí“ systémy mohou být naprogramovány se složitými nabíjecími cykly určenými výrobcem baterií. Ty nejlepší jsou univerzální (tj. mohou nabíjet všechny typy baterií) a obsahují také automatické testování kapacity a analytické funkce.

Nabíječka na bázi USBUpravit

Australská a novozélandská zásuvka se zásuvkou pro nabíječku s rozhraním USB

Protože specifikace univerzální sériové sběrnice počítá s pětivoltovým napájením (s omezeným maximálním výkonem), je možné použít kabel USB k připojení zařízení ke zdroji napájení. Mezi výrobky založené na tomto přístupu patří nabíječky pro mobilní telefony, přenosné digitální audio přehrávače a tablety. Mohou to být plně kompatibilní periferní zařízení USB dodržující napájecí disciplínu USB, nebo neřízená na způsob dekorací USB.

PowerbankaUpravit

Jednočlánková powerbanka USB

Powerbanka s digitálním zobrazením stavu nabití

Powerbanka je přenosné zařízení, které může dodávat energii ze své vestavěné baterie prostřednictvím portu USB.

Power banky jsou oblíbené pro nabíjení menších zařízení napájených z baterií s porty USB, jako jsou mobilní telefony a tablety, a lze je použít jako zdroj energie pro různé příslušenství napájené z USB, jako jsou světla, malé ventilátory a externí nabíječky baterií digitálních fotoaparátů. Obvykle se dobíjejí pomocí napájecího zdroje USB. Součástí powerbanky je řídicí obvod, který jednak reguluje nabíjení baterie, jednak převádí napětí baterie na 5,0 V pro port USB.

Některé powerbanky jsou schopny dodávat energii bezdrátově.

Některé powerbanky mají funkci průchozího nabíjení, která umožňuje poskytovat energii přes jejich porty USB a současně se samy nabíjet.

Některé větší powerbanky mají DC konektor (nebo soudkovitý konektor) pro vyšší nároky na napájení, například notebooků.

Pouzdra na baterieUpravit

Pouzdra na baterie jsou malé powerbanky připevněné k zadní straně mobilního telefonu jako pouzdro. Napájení může probíhat prostřednictvím nabíjecích portů USB nebo bezdrátově.

Pouzdra na baterie existují také ve formě příslušenství pro držení fotoaparátu, jako tomu bylo u telefonu Nokia Lumia 1020.

Pro mobilní telefony s odnímatelným zadním krytem existují rozšířené baterie. Jedná se o větší vnitřní baterie připojené pomocí speciálního, prostornějšího zadního krytu, který nahrazuje výchozí kryt. Nevýhodou je nekompatibilita s jinými kryty telefonu při nasazení.