Acculader

Eenvoudige laderEdit

Een eenvoudige lader levert een constante gelijkstroom- of gepulseerde gelijkstroombron aan een accu die wordt opgeladen. Een eenvoudige lader verandert zijn output doorgaans niet op basis van de oplaadtijd of de lading van de batterij. Deze eenvoud betekent dat een eenvoudige lader is goedkoop, maar er zijn tradeoffs. Een zorgvuldig ontworpen eenvoudige lader doet er langer over om een batterij op te laden omdat hij is ingesteld op een lagere (d.w.z. veiligere) oplaadsnelheid. Toch zullen veel accu’s die te lang aan een eenvoudige lader worden gelaten, door overladen verzwakken of worden vernietigd. Deze laders verschillen ook in die zin dat zij ofwel een constante spanning of een constante stroom, aan de batterij kunnen leveren.

Simpele AC-aangedreven batterijladers hebben meestal veel hogere rimpelstroom en rimpelspanning dan andere soorten batterijladers, omdat zij goedkoop zijn ontworpen en gebouwd. Wanneer de rimpelstroom binnen het door de fabrikant aanbevolen niveau ligt, zal de rimpelspanning over het algemeen ook ruim binnen het aanbevolen niveau liggen. De maximale rimpelstroom voor een typische 12 V 100 Ah VRLA accu is 5 ampère. Zolang de rimpelstroom niet te hoog is (meer dan 3 tot 4 maal het door de fabrikant aanbevolen niveau), zal de verwachte levensduur van een met rimpel geladen VRLA-batterij binnen 3% van de levensduur van een batterij met constante gelijkstroom liggen.

SnelladerEdit

Snelladers maken gebruik van regelcircuits om de batterijen snel op te laden zonder een van de cellen in de batterij te beschadigen. Het besturingscircuit kan in de batterij zijn ingebouwd (in het algemeen voor elke cel) of in de externe lader, of in beide. De meeste van deze laders hebben een koelventilator om de temperatuur van de cellen op een veilig niveau te houden. De meeste snelladers kunnen ook fungeren als standaard nachtladers als ze worden gebruikt met standaard NiMH-cellen die niet zijn voorzien van het speciale regelcircuit.

DrietrapsladerEdit

Om de oplaadtijd te versnellen en continu opladen te bieden, probeert een intelligente lader de laadtoestand en de conditie van de batterij te detecteren en past een 3-traps oplaadschema toe. In de volgende beschrijving wordt uitgegaan van een verzegelde loodzuur-tractiebatterij bij 25 °C. De eerste fase wordt “bulkabsorptie” genoemd; de laadstroom wordt hoog en constant gehouden en wordt begrensd door de capaciteit van de lader. Wanneer de spanning op de accu zijn “outgassing”-spanning bereikt (2,22 volt per cel) schakelt de lader over op de tweede fase en wordt de spanning constant gehouden (2,40 volt per cel). De geleverde stroom zal afnemen bij de gehandhaafde spanning, en wanneer de stroom minder dan 0,005C bereikt, gaat de lader de derde fase in en wordt de uitgang van de lader constant gehouden op 2,25 volt per cel. In de derde fase is de laadstroom zeer klein 0,005C en bij deze spanning kan de batterij op volle lading worden gehouden en de zelfontlading worden gecompenseerd.

Inductie-aangedreven laderEdit

Inductieve acculaders gebruiken elektromagnetische inductie om accu’s op te laden. Een laadstation zendt elektromagnetische energie via inductieve koppeling naar een elektrisch apparaat, dat de energie in de batterijen opslaat. Dit wordt bereikt zonder de noodzaak van metalen contacten tussen de lader en de batterij. Inductieve batterijladers worden vaak gebruikt in elektrische tandenborstels en andere apparaten die in badkamers worden gebruikt. Omdat er geen open elektrische contacten zijn, is er geen gevaar voor elektrocutie. Tegenwoordig wordt het gebruikt om draadloze telefoons op te laden.

Intelligente laderEdit

Voorbeeld van een slimme lader voor AA- en AAA-batterijen

Een “slimme lader” moet niet worden verward met een “slimme batterij”. Een “slimme batterij” wordt over het algemeen gedefinieerd als een batterij die een of ander elektronisch apparaat of een “chip” bevat die met een “slimme lader” kan communiceren over de kenmerken en de toestand van de batterij. Een intelligente batterij vereist in het algemeen een intelligente lader waarmee hij kan communiceren (zie Gegevens intelligente batterij). Een slimme lader wordt gedefinieerd als een lader die op de voorwaarde van een batterij kan reageren, en zijn het laden acties dienovereenkomstig kan wijzigen.

Sommige slimme laders zijn ontworpen om te laden:

• “slimme” batterijen met interne bescherming of supervisie of management circuitry.
• “domme” batterijen, die geen interne elektronische circuitry.

De outputstroom van een slimme lader is afhankelijk van de staat van de batterij. Een intelligente lader kan de spanning van de batterij, de temperatuur of de tijd onder lading controleren om de optimale laadstroom te bepalen en het laden te beëindigen.

Voor Ni-Cd- en NiMH-batterijen neemt de spanning over de batterij tijdens het laadproces langzaam toe, totdat de batterij volledig is opgeladen. Daarna neemt de spanning af, wat voor een intelligente lader een teken is dat de batterij volledig is opgeladen. Dergelijke laders worden vaak aangeduid als een ΔV, “delta-V,” of soms “delta peak” lader, waarmee wordt aangegeven dat zij de spanningsverandering in de gaten houden.

Het probleem is dat de grootte van de “delta-V” zeer klein of zelfs onbestaande kan worden als oplaadbare batterijen met een (zeer) hoge capaciteit worden opgeladen. Dit kan ertoe leiden dat zelfs een intelligente batterijlader niet merkt dat de batterijen eigenlijk al volledig zijn opgeladen, en doorgaat met opladen. Overladen van de batterijen is in sommige gevallen het gevolg. Veel zogenaamde intelligente laders maken echter gebruik van een combinatie van onderbrekingssystemen, die bedoeld zijn om overladen in de overgrote meerderheid van de gevallen te voorkomen.

Een typische intelligente lader laadt een batterij snel op tot ongeveer 85% van de maximale capaciteit in minder dan een uur, en schakelt dan over op druppellading, wat enkele uren duurt om de batterij weer op te laden tot de volledige capaciteit.

Door beweging aangedreven opladerEdit

Lineaire inductie-zaklamp, opgeladen door langs zijn lange as te schudden, waardoor magneet (zichtbaar rechts) door een draadspoel (midden) glijdt om elektriciteit op te wekken

Er zijn verschillende bedrijven begonnen met het maken van apparaten die batterijen opladen op basis van menselijke bewegingen. Eén voorbeeld, gemaakt door Tremont Electric, bestaat uit een magneet die tussen twee veren wordt gehouden en die een batterij kan opladen wanneer het apparaat op en neer wordt bewogen, zoals bij het lopen. Dergelijke producten hebben nog geen significant commercieel succes.

Een pedaal aangedreven oplader voor mobiele telefoons, gemonteerd in bureaus is gemaakt door een Belgisch bedrijf WeWatt, voor installatie in openbare ruimten, zoals op luchthavens, treinstations en universiteiten zijn geïnstalleerd in een aantal landen op verschillende continenten.

Pulse chargerEdit

Sommige laders maken gebruik van pulstechnologie, waarbij een reeks spannings- of stroompulsen aan de batterij wordt toegevoerd. De gelijkstroompulsen hebben een strikt gecontroleerde stijgtijd, pulsbreedte, pulsherhalingsfrequentie (frequentie) en amplitude. Deze technologie werkt naar verluidt met accu’s van elke grootte, spanning, capaciteit of chemische samenstelling, met inbegrip van auto- en klepgeregelde accu’s.

Met pulsladen kunnen hoge momentane spanningen worden toegepast zonder dat de accu oververhit raakt. In een loodzuur-batterij breekt dit de loodsulfaatkristallen af, waardoor de levensduur van de batterij sterk wordt verlengd.

Verschillende soorten pulsladen zijn gepatenteerd. Andere zijn open source hardware.

Sommige laders gebruiken pulsen om de huidige toestand van de batterij te controleren wanneer de lader voor het eerst wordt aangesloten, gebruiken dan constante stroom tijdens het snelladen, en gebruiken dan pulsladen als een soort druppellading om de lading op peil te houden.

Sommige laders gebruiken “negatief pulsladen”, ook wel “reflexladen” of “burp laden” genoemd.Dergelijke laders gebruiken zowel positieve als korte negatieve stroompulsen. Er is echter geen significant bewijs dat negatief pulsladen effectiever is dan gewoon pulsladen.

ZonneladerEdit

Varta Solar Charger Model 57082 met twee 2100 mAh Ni-MH oplaadbare batterijen

Zonneladers zetten lichtenergie om in laagspanningsgelijkstroom. Ze zijn meestal draagbaar, maar kunnen ook vast worden gemonteerd. Vast opgestelde zonneladers worden ook wel zonnepanelen genoemd. Zonnepanelen zijn vaak aangesloten op het elektriciteitsnet via controle en interface circuits, terwijl draagbare zonne-laders worden gebruikt off-the-grid (dat wil zeggen auto’s, boten, of RV’s).

Hoewel draagbare zonne-laders verkrijgen energie van de zon alleen, kunnen ze nog steeds (afhankelijk van de technologie) worden gebruikt in weinig licht (dat wil zeggen bewolkt) toepassingen. Draagbare zonne-laders worden vaak gebruikt voor druppellading, hoewel sommige zonne-laders (afhankelijk van het wattage), kan volledig opladen batterijen. Er kunnen andere apparaten bestaan die dit combineren met andere energiebronnen voor extra oplaadefficiëntie.

Timer-gebaseerde opladerEdit

De uitgang van een timerlader wordt na een vooraf bepaalde tijd afgesloten. Eind jaren negentig waren timerladers bijvoorbeeld het meest gebruikte type voor Ni-Cd-cellen met een hoge capaciteit (Ni-Cd-cellen met een lage capaciteit werden gewoonlijk met een eenvoudige lader opgeladen).

Vaak kon een timerlader en een set batterijen als pakket worden gekocht en werd de tijd van de lader op die batterijen ingesteld. Als batterijen met een lagere capaciteit werden opgeladen, werden ze overladen, en als batterijen met een hogere capaciteit werden opgeladen, werden ze slechts gedeeltelijk opgeladen. Met de tendens van de batterijtechnologie om de capaciteit jaar na jaar te verhogen, zou een oude timerlader de nieuwere batterijen slechts gedeeltelijk opladen.

Timergebaseerde laders hadden ook het nadeel dat het opladen van batterijen die niet volledig ontladen waren, zelfs als deze batterijen de juiste capaciteit hadden voor de specifieke timerlader, zou resulteren in overladen.

DruppelladerEdit

Een druppellader is typisch een acculader met lage stroomsterkte (meestal tussen 5-1.500 mA) of een die een druppellaadbedrijfsmodus heeft. Een druppellader wordt meestal gebruikt voor het opladen van accu’s met een kleine capaciteit (2-30 Ah). Deze types van batterijladers worden ook gebruikt om grotere capaciteitsbatterijen (> 30 Ah) te handhaven die typisch op auto’s, boten, RVs en andere verwante voertuigen worden gevonden. Bij grotere toepassingen volstaat de stroom van de batterijlader slechts om een onderhouds- of druppelstroom te leveren (druppelstroom is meestal de laatste laadfase van de meeste batterijladers). Afhankelijk van de technologie van de druppellader, kan deze voor onbepaalde tijd aan de batterij gekoppeld blijven. Sommige acculaders die op de accu aangesloten kunnen blijven zonder de accu te beschadigen, worden ook slimme of intelligente laders genoemd. Sommige accutypes zijn niet geschikt voor druppelladen. Zo kunnen de meeste Li-ion-batterijen niet veilig druppelladen, en de schade die daardoor wordt veroorzaakt kan voldoende zijn om een brand of zelfs een explosie te veroorzaken.

Universele batterijlader-analysatorEdit

De meest geavanceerde types worden gebruikt in kritische toepassingen (b.v. militaire of luchtvaartbatterijen). Deze “intelligente” automatische oplaadsystemen voor zware toepassingen kunnen worden geprogrammeerd met complexe oplaadcycli die door de batterijfabrikant worden gespecificeerd. De beste zijn universeel (d.w.z. kunnen alle batterijtypen laden), en omvatten ook automatische capaciteitstest- en analysefuncties.

USB-gebaseerde laderEdit

Australisch en Nieuw-Zeelands stopcontact met USB-laadcontact

Aangezien de Universal Serial Bus-specificatie voorziet in een stroomvoorziening van vijf volt (met een beperkt maximaal vermogen), is het mogelijk een USB-kabel te gebruiken om een apparaat op een stroomvoorziening aan te sluiten. Producten op basis van deze aanpak zijn onder meer opladers voor mobiele telefoons, draagbare digitale audiospelers en tabletcomputers. Het kunnen volledig compatibele USB-randapparaten zijn die zich houden aan de USB-vermogensdiscipline, of ongecontroleerd op de manier van USB-decoraties.

Power bankEdit

Ééncellige USB powerbank

Powerbank met digitaal laadstatusdisplay

Een powerbank is een draagbaar apparaat dat stroom kan leveren vanuit de ingebouwde batterij via een USB-poort.

Power banks zijn populair voor het opladen van kleinere apparaten op batterijen met USB-poorten, zoals mobiele telefoons en tabletcomputers, en kunnen worden gebruikt als voeding voor diverse accessoires met USB-voeding, zoals lampen, kleine ventilatoren en externe batterijladers voor digitale camera’s. Ze worden meestal opgeladen met een USB-voeding. De powerbank bevat een regelcircuit dat zowel het opladen van de batterij regelt als de batterijspanning omzet in 5,0 volt voor de USB-poort.

Sommige powerbanks zijn in staat om draadloos stroom te leveren.

Sommige powerbanks hebben een pass-through oplaadfunctie waarmee stroom kan worden geleverd via hun USB-poorten terwijl ze tegelijkertijd zelf worden opgeladen.

Sommige grotere power banks hebben DC-connector (of barrel connector) voor hogere macht eisen, zoals laptopcomputers.

Batterij gevallenEdit

Batterij gevallen zijn kleine power banken bevestigd aan de achterkant van een mobiele telefoon als een case. De stroom kan worden geleverd via de USB-laadpoorten, of draadloos.

Batterijhouders bestaan ook in de vorm van een camera grip accessoire, zoals was voor de Nokia Lumia 1020.

Voor mobiele telefoons met afneembare achtercover, bestaan verlengde batterijen. Dit zijn grotere interne batterijen die worden bevestigd met een speciale, ruimere achterklep die de standaardklep vervangt. Een nadeel is de onverenigbaarheid met andere telefoonhoesjes wanneer deze zijn bevestigd.