- Egyszerű töltőSzerkesztés
- GyorstöltőSzerkesztés
- Háromfokozatú töltőMódosítás
- Indukciós töltőSzerkesztés
- Intelligens töltőSzerkesztés
- Mozgással működő töltőSzerkesztés
- Impulzus töltőSzerkesztés
- Napelemes töltőSzerkesztés
- Időzített töltőSzerkesztés
- CsepptöltőSzerkesztés
- Univerzális akkumulátortöltő-elemzőSzerkesztés
- USB-alapú töltőSzerkesztés
- TápegységSzerkesztés
- Akkumulátor tokokSzerkesztés
Egyszerű töltőSzerkesztés
Az egyszerű töltő úgy működik, hogy állandó egyenáramú vagy impulzusos egyenáramú áramforrással látja el a töltendő akkumulátort. Az egyszerű töltő jellemzően nem változtatja a kimenetét a töltési idő vagy az akkumulátor töltöttségi szintje alapján. Ez az egyszerűség azt jelenti, hogy az egyszerű töltő olcsó, de vannak kompromisszumok. Általában egy gondosan megtervezett egyszerű töltőnek hosszabb ideig tart az akkumulátor töltése, mert alacsonyabb (azaz biztonságosabb) töltési sebességre van beállítva. Még így is sok, túl sokáig egyszerű töltőn hagyott akkumulátor gyengül vagy tönkremegy a túltöltés miatt. Ezek a töltők abban is különböznek, hogy állandó feszültséget vagy állandó áramot szolgáltatnak az akkumulátornak.
A váltóáramú egyszerű akkumulátortöltők általában sokkal nagyobb hullámárammal és hullámfeszültséggel rendelkeznek, mint más típusú akkumulátortöltők, mivel olcsón tervezték és gyártották őket. Általában, ha a hullámáram az akkumulátor gyártója által ajánlott értéken belül van, a hullámfeszültség is az ajánlott értéken belül lesz. A maximális hullámáram egy tipikus 12 V-os 100 Ah VRLA akkumulátor esetében 5 amper. Mindaddig, amíg a hullámáram nem túlzott (az akkumulátor gyártója által ajánlott szint 3-4-szeresénél nagyobb), a hullámfeszültséggel töltött VRLA akkumulátor várható élettartama az állandó egyenáramú töltésű akkumulátor élettartamának 3%-án belül lesz.
GyorstöltőSzerkesztés
A gyorstöltők vezérlő áramköröket használnak az akkumulátorok gyors töltésére anélkül, hogy az akkumulátor bármelyik cellája károsodna. A vezérlő áramkör beépíthető az akkumulátorba (általában minden egyes cellához) vagy a külső töltőegységbe, vagy a kettő között megosztva. A legtöbb ilyen töltő rendelkezik hűtőventilátorral, amely segít a cellák hőmérsékletének biztonságos szinten tartásában. A legtöbb gyorstöltő képes normál éjszakai töltőként is működni, ha olyan normál NiMH cellákkal használják, amelyek nem rendelkeznek a speciális vezérlő áramkörrel.
Háromfokozatú töltőMódosítás
A töltési idő felgyorsítása és a folyamatos töltés biztosítása érdekében az intelligens töltő megpróbálja felismerni az akkumulátor töltöttségi állapotát és állapotát, és háromlépcsős töltési sémát alkalmaz. A következő leírás 25 °C-os zárt ólomsavas vontatóakkumulátort feltételez. Az első fokozatot “tömeges abszorpciónak” nevezzük; a töltési áramot magas és állandó értéken tartjuk, és a töltő kapacitása korlátozza. Amikor az akkumulátor feszültsége eléri a kiáramlási feszültséget (cellánként 2,22 volt), a töltő átvált a második szakaszra, és a feszültséget állandó értéken tartja (cellánként 2,40 volt). A leadott áram a fenntartott feszültség mellett csökken, és amikor az áram eléri a 0,005C alatti értéket, a töltő a harmadik fokozatba lép, és a töltő kimeneti teljesítményét cellánként 2,25 volton tartja állandó értéken. A harmadik szakaszban a töltőáram nagyon kicsi 0,005C, és ezen a feszültségen az akkumulátor teljes töltöttségen tartható és kompenzálható az önkisülés.
Indukciós töltőSzerkesztés
Az induktív töltők elektromágneses indukciót használnak az akkumulátorok töltéséhez. A töltőállomás induktív csatolással elektromágneses energiát küld egy elektromos eszközbe, amely az energiát az akkumulátorokban tárolja. Ezt úgy érik el, hogy nincs szükség fémérintkezésre a töltő és az akkumulátor között. Az induktív akkumulátortöltőket általában elektromos fogkefékben és más, fürdőszobákban használt készülékekben használják. Mivel nincsenek nyitott elektromos érintkezők, nem áll fenn az áramütés veszélye. Manapság vezeték nélküli telefonok töltésére használják.
Intelligens töltőSzerkesztés
Az “intelligens töltő” nem keverendő össze az “intelligens akkumulátorral”. Az intelligens akkumulátort általában úgy határozzák meg, mint olyan akkumulátort, amely valamilyen elektronikus eszközt vagy “chipet” tartalmaz, amely képes kommunikálni az intelligens töltővel az akkumulátor jellemzőiről és állapotáról. Az intelligens akkumulátorhoz általában szükség van egy intelligens töltőre, amellyel kommunikálni tud (lásd: Intelligens akkumulátor adatok). Az intelligens töltő olyan töltő, amely képes reagálni az akkumulátor állapotára, és ennek megfelelően módosítani a töltési műveleteket.
Egyes intelligens töltőket úgy terveztek, hogy tölteni tudják:
- “intelligens” akkumulátorokat, amelyek belső védelmi vagy felügyeleti vagy kezelő áramkörrel rendelkeznek.
- “buta” akkumulátorokat, amelyeknek nincs belső elektronikus áramköre.
Az intelligens töltő kimeneti árama az akkumulátor állapotától függ. Az intelligens töltő figyelemmel kísérheti az akkumulátor feszültségét, hőmérsékletét vagy töltési idejét az optimális töltőáram meghatározásához és a töltés befejezéséhez.
Ni-Cd és NiMH akkumulátorok esetében az akkumulátoron mért feszültség a töltési folyamat során lassan nő, amíg az akkumulátor teljesen fel nem töltődik. Ezt követően a feszültség csökken, ami azt jelzi az intelligens töltőnek, hogy az akkumulátor teljesen feltöltődött. Az ilyen töltőket gyakran ΔV, “delta-V” vagy néha “delta peak” töltőként jelölik, jelezve, hogy a feszültségváltozást figyelik.
A probléma az, hogy a “delta-V” nagysága nagyon kicsi vagy akár nem is létező lehet, ha (nagyon) nagy kapacitású újratölthető akkumulátorokat töltenek. Ez azt eredményezheti, hogy még egy intelligens akkumulátortöltő sem érzékeli, hogy az akkumulátorok valójában már teljesen feltöltöttek, és folytatja a töltést. Ez bizonyos esetekben az akkumulátorok túltöltését eredményezi. Sok úgynevezett intelligens töltő azonban olyan elzáró rendszerek kombinációját alkalmazza, amelyek célja, hogy az esetek túlnyomó többségében megakadályozzák a túltöltést.
Egy tipikus intelligens töltő kevesebb mint egy óra alatt a maximális kapacitás kb. 85%-áig gyorstölti az akkumulátort, majd átvált csepptöltésre, amely több órát vesz igénybe, hogy az akkumulátort a teljes kapacitásig feltöltse.
Mozgással működő töltőSzerkesztés
Már több vállalat is elkezdett olyan eszközöket gyártani, amelyek emberi mozgások alapján töltik az akkumulátorokat. Az egyik példa, amelyet a Tremont Electric készített, egy két rugó közé szorított mágnesből áll, amely képes feltölteni az akkumulátort, ha az eszközt fel-le mozgatjuk, például járás közben. Az ilyen termékek még nem értek el jelentős kereskedelmi sikert.
Egy belga WeWatt cég által készített, íróasztalokba szerelt, pedálokkal működő mobiltelefon-töltőt, amelyet nyilvános helyeken, például repülőtereken, pályaudvarokon és egyetemeken történő telepítésre szántak már több kontinens számos országában.
Impulzus töltőSzerkesztés
Egyes töltők impulzusos technológiát alkalmaznak, amelyben feszültség- vagy áramimpulzusok sorozatát táplálják az akkumulátorba. Az egyenáramú impulzusok szigorúan szabályozott felfutási idővel, impulzusszélességgel, impulzusismétlési gyakorisággal (frekvenciával) és amplitúdóval rendelkeznek. Ez a technológia állítólag bármilyen méretű, feszültségű, kapacitású vagy kémiai összetételű akkumulátorral működik, beleértve az autóipari és szelepvezérlésű akkumulátorokat is.
Az impulzusos töltéssel nagy pillanatnyi feszültségek alkalmazhatók az akkumulátor túlmelegedése nélkül. Egy ólom-sav akkumulátorban ez lebontja az ólom-szulfát kristályokat, így jelentősen meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát.
Az impulzus töltés több fajtája szabadalmaztatott. Mások nyílt forráskódú hardverek.
Egyes töltők impulzusokat használnak az akkumulátor aktuális állapotának ellenőrzésére, amikor a töltőt először csatlakoztatják, majd állandó áramú töltést alkalmaznak a gyorstöltés során, majd impulzusos töltést használnak egyfajta csepegtető töltésként a töltés fenntartására.
Egyes töltők “negatív impulzusos töltést”, más néven “reflex töltést” vagy “burp töltést” használnak.Az ilyen töltők pozitív és rövid negatív áramimpulzusokat is használnak. Nincs azonban jelentős bizonyíték arra, hogy a negatív impulzusos töltés hatékonyabb lenne, mint a közönséges impulzusos töltés.
Napelemes töltőSzerkesztés
A napelemes töltők a fényenergiát alacsony feszültségű egyenárammá alakítják. Általában hordozhatóak, de lehetnek fixen rögzítettek is. A fixen rögzített napelemes töltőket napelemként is ismerik. A napelemeket gyakran vezérlő- és interfészáramkörökön keresztül csatlakoztatják az elektromos hálózathoz, míg a hordozható napelemes töltőket a hálózaton kívül használják (pl. autókban, hajókon vagy lakóautókban).
A hordozható napelemes töltők ugyan csak a napból nyerik az energiát, de (a technológiától függően) gyenge fényviszonyok mellett (pl. felhős időben) is használhatók. A hordozható napelemes töltőket gyakran csepptöltésre használják, bár egyes napelemes töltők (a teljesítménytől függően) képesek az akkumulátorok teljes feltöltésére. Létezhetnek más eszközök is, amelyek ezt más energiaforrásokkal kombinálják a töltés hatékonyságának növelése érdekében.
Időzített töltőSzerkesztés
Az időzített töltő kimenete egy előre meghatározott idő után megszűnik. Az időzített töltők voltak a legelterjedtebb típusok például a nagy kapacitású Ni-Cd elemekhez az 1990-es évek végén (a kis kapacitású fogyasztói Ni-Cd elemeket jellemzően egyszerű töltővel töltötték).
Gyakran lehetett időzített töltőt és akkumulátor-készletet csomagban vásárolni, és a töltési időt az adott akkumulátoroknak megfelelően állítani. Ha kisebb kapacitású akkumulátorokat töltöttek, akkor azok túltöltődtek, ha pedig nagyobb kapacitású akkumulátorokat töltöttek, akkor azok csak részben töltődtek. Mivel az akkumulátortechnológia trendje évről évre növeli a kapacitást, egy régi időzített töltő csak részben töltötte fel az újabb akkumulátorokat.
Az időzített töltők hátránya volt az is, hogy a nem teljesen lemerült akkumulátorok töltése, még akkor is, ha azok az adott időzített töltőnek megfelelő kapacitásúak voltak, túltöltést eredményezett.
CsepptöltőSzerkesztés
A trükkös töltő jellemzően egy alacsony áramerősségű (általában 5-1 500 mA közötti) akkumulátortöltő, vagy olyan töltő, amely trükkös töltési üzemmóddal rendelkezik. A csepptöltőt általában kis kapacitású (2-30 Ah) akkumulátorok töltésére használják. Az ilyen típusú akkumulátortöltőket nagyobb kapacitású (> 30 Ah) akkumulátorok karbantartására is használják, amelyek jellemzően autókban, hajókban, lakóautókban és más kapcsolódó járművekben találhatók. A nagyobb alkalmazásokban az akkumulátortöltő árama csak karbantartási vagy cseppáram biztosítására elegendő (a cseppáram általában a legtöbb akkumulátortöltő utolsó töltési fázisa). A trükkös töltő technológiájától függően a töltő korlátlan ideig csatlakoztatva maradhat az akkumulátorhoz. Egyes akkumulátortöltőket, amelyek az akkumulátorhoz csatlakoztatva hagyhatók anélkül, hogy az akkumulátor károsodna, intelligens vagy intelligens töltőknek is nevezik. Egyes akkumulátortípusok nem alkalmasak csepptöltésre. Például a legtöbb Li-ion akkumulátor nem tölthető biztonságosan csepptöltéssel, és az okozott kár elég lehet ahhoz, hogy tüzet vagy akár robbanást okozzon.
Univerzális akkumulátortöltő-elemzőSzerkesztés
A legkifinomultabb típusokat kritikus alkalmazásokban használják (pl. katonai vagy repülési akkumulátorok). Ezek a nagy teherbírású automatikus “intelligens töltőrendszerek” az akkumulátor gyártója által meghatározott összetett töltési ciklusokkal programozhatók. A legjobbak univerzálisak (azaz minden akkumulátortípust képesek tölteni), és automatikus kapacitásvizsgálati és elemző funkciókat is tartalmaznak.
USB-alapú töltőSzerkesztés
Mivel az Universal Serial Bus specifikáció ötvoltos tápegységet ír elő (korlátozott maximális teljesítménnyel), lehetőség van arra, hogy USB-kábellel csatlakoztassunk egy eszközt a tápegységhez. Az ilyen megközelítésen alapuló termékek közé tartoznak a mobiltelefonok, a hordozható digitális hanglejátszók és a táblagépek töltői. Ezek lehetnek teljesen kompatibilis USB-perifériák, amelyek betartják az USB tápellátási fegyelmet, vagy az USB-dekorációkhoz hasonlóan szabályozatlanok.
TápegységSzerkesztés
A power bank olyan hordozható eszköz, amely beépített akkumulátorából USB porton keresztül képes áramot szolgáltatni.
A tápegységek népszerűek az USB-porttal rendelkező kisebb akkumulátoros eszközök, például mobiltelefonok és táblagépek töltésére, és különböző USB-üzemű kiegészítők, például lámpák, kis ventilátorok és külső digitális fényképezőgép-töltők tápegységeként is használhatók. Általában USB tápegységgel töltődnek. A powerbank tartalmaz egy vezérlőáramkört, amely egyrészt szabályozza az akkumulátor töltését, másrészt az akkumulátor feszültségét 5,0 voltra alakítja át az USB-port számára.
Egyes powerbankok képesek vezeték nélküli áramellátásra.
Egyes powerbankok átmenő töltési funkcióval rendelkeznek, amely lehetővé teszi az USB-porton keresztül történő áramellátást, miközben egyszerre töltik magukat.
Néhány nagyobb power bank rendelkezik egyenáramú csatlakozóval (vagy hordócsatlakozóval) a nagyobb energiaigényű, például laptopok számára.
Akkumulátor tokokSzerkesztés
Az akkumulátor tokok olyan kis power bankok, amelyeket a mobiltelefon hátoldalára rögzítenek, mint egy tokot. Az áramellátás történhet az USB-töltőportokon keresztül vagy vezeték nélkül.
Az akkumulátortokok léteznek kamerafogantyús tartozék formájában is, mint például a Nokia Lumia 1020 esetében.
A levehető hátlapú mobiltelefonok esetében léteznek kiterjesztett akkumulátorok. Ezek nagyobb belső akkumulátorok, amelyeket az alapértelmezettet felváltó, dedikált, tágasabb hátsó fedéllel rögzítenek. Hátrányuk, hogy felcsatolva nem kompatibilisek más telefontokokkal.