Batteriladdare

Enkel laddareRedigera

En enkel laddare fungerar genom att leverera en konstant likströmskälla eller pulsad likströmskälla till ett batteri som laddas. En enkel laddare ändrar vanligtvis inte sin utgång baserat på laddningstiden eller laddningen i batteriet. Denna enkelhet innebär att en enkel laddare är billig, men det finns kompromisser. En noggrant utformad enkel laddare tar vanligtvis längre tid att ladda ett batteri eftersom den är inställd på att använda en lägre (dvs. säkrare) laddningshastighet. Trots detta kommer många batterier som lämnas på en enkel laddare för länge att försvagas eller förstöras på grund av överladdning. Dessa laddare varierar också genom att de kan leverera antingen en konstant spänning eller en konstant ström till batteriet.

Enkla växelströmsdrivna batteriladdare har vanligtvis mycket högre rippelström och rippelspänning än andra typer av batteriladdare eftersom de är billigt konstruerade och byggda. I allmänhet, när rippelströmmen ligger inom den nivå som tillverkaren rekommenderar för ett batteri, kommer rippelspänningen också att ligga väl inom den rekommenderade nivån. Den maximala krusningsströmmen för ett typiskt 12 V 100 Ah VRLA-batteri är 5 ampere. Så länge krusningsströmmen inte är för hög (mer än 3-4 gånger batteritillverkarens rekommenderade nivå) kommer den förväntade livslängden för ett VRLA-batteri med krusningsladdning att ligga inom 3 % av livslängden för ett konstant likströmsladdat batteri.

SnabbladdareRedigera

Snabbladdare använder sig av styrkretsar för att snabbt ladda batterierna utan att skada någon av cellerna i batteriet. Styrkretsen kan vara inbyggd i batteriet (i allmänhet för varje cell) eller i den externa laddningsenheten, eller uppdelad mellan båda. De flesta sådana laddare har en kylfläkt som hjälper till att hålla cellernas temperatur på en säker nivå. De flesta snabbladdare kan också fungera som vanliga nattladdare om de används med vanliga NiMH-celler som inte har den speciella styrkretsen.

TrestegsladdareRedigera

För att påskynda laddningstiden och ge kontinuerlig laddning försöker en intelligent laddare att upptäcka batteriets laddningstillstånd och kondition och tillämpar ett 3-stegs laddningsschema. Följande beskrivning utgår från ett förseglat traktionsbatteri med blysyra vid 25 °C. Det första steget kallas ”bulkabsorption”; laddningsströmmen hålls hög och konstant och begränsas av laddarens kapacitet. När spänningen i batteriet når sin avgasningsspänning (2,22 volt per cell) växlar laddaren till det andra steget och spänningen hålls konstant (2,40 volt per cell). Den levererade strömmen kommer att minska vid den bibehållna spänningen, och när strömmen når mindre än 0,005 C går laddaren in i sitt tredje steg och laddarens utgång hålls konstant vid 2,25 volt per cell. I det tredje steget är laddningsströmmen mycket liten 0,005C och vid denna spänning kan batteriet bibehållas vid full laddning och kompensera för självurladdning.

Induktionsdriven laddareRedigera

Induktiva batteriladdare använder elektromagnetisk induktion för att ladda batterier. En laddningsstation skickar elektromagnetisk energi genom induktiv koppling till en elektrisk anordning som lagrar energin i batterierna. Detta uppnås utan behov av metallkontakter mellan laddaren och batteriet. Induktiva batteriladdare används ofta i elektriska tandborstar och andra apparater som används i badrum. Eftersom det inte finns några öppna elektriska kontakter finns det ingen risk för elstötar. Numera används den för att ladda trådlösa telefoner.

Intelligent laddareRedigera

Exempel på en smart laddare för AA- och AAA-batterier

En ”smart laddare” ska inte förväxlas med ett ”smart batteri”. Ett smart batteri definieras i allmänhet som ett batteri som innehåller någon form av elektronisk anordning eller ”chip” som kan kommunicera med en smart laddare om batteriets egenskaper och tillstånd. Ett smart batteri kräver i allmänhet en smart laddare som det kan kommunicera med (se Uppgifter om smarta batterier). En smart laddare definieras som en laddare som kan reagera på ett batteris tillstånd och ändra sina laddningsåtgärder därefter.

Vissa smarta laddare är utformade för att ladda:

• ”smarta” batterier med interna skydds-, övervaknings- eller styrkretsar.
• ”dumma” batterier, som saknar interna elektroniska kretsar.

Utgångsströmmen för en smart laddare beror på batteriets tillstånd. En intelligent laddare kan övervaka batteriets spänning, temperatur eller tid under laddning för att bestämma den optimala laddningsströmmen och avsluta laddningen.

För Ni-Cd- och NiMH-batterier ökar spänningen över batteriet långsamt under laddningsprocessen, tills batteriet är fulladdat. Därefter sjunker spänningen, vilket indikerar för en intelligent laddare att batteriet är fulladdat. Sådana laddare är ofta märkta som ΔV-, ”delta-V-” eller ibland ”delta peak”-laddare, vilket anger att de övervakar spänningsförändringen.

Problemet är att storleken på ”delta-V” kan bli mycket liten eller till och med obefintlig om uppladdningsbara batterier med (mycket) hög kapacitet laddas. Detta kan leda till att även en intelligent batteriladdare inte känner av att batterierna faktiskt redan är fulladdade och fortsätter att ladda. Överladdning av batterierna kan i vissa fall bli följden. Många så kallade intelligenta laddare använder dock en kombination av avstängningssystem som är avsedda att förhindra överladdning i de allra flesta fall.

En typisk intelligent laddare snabbladdar ett batteri upp till cirka 85 % av dess maximala kapacitet på mindre än en timme, och övergår sedan till träckladdning, vilket tar flera timmar att fylla på batteriet till dess fulla kapacitet.

Rörelsedriven laddareRedigera

Linear induktionsficklampa, som laddas genom att den skakas längs sin långa axel, vilket gör att magneten (synlig till höger) glider genom en trådspole (i mitten) för att generera elektricitet

Flera företag har börjat tillverka apparater som laddar batterier baserat på mänskliga rörelser. Ett exempel, tillverkat av Tremont Electric, består av en magnet som hålls mellan två fjädrar som kan ladda ett batteri när enheten rör sig upp och ner, t.ex. när man går. Sådana produkter har ännu inte nått någon större kommersiell framgång.

En pedaldriven laddare för mobiltelefoner, som monteras i skrivbord har skapats av det belgiska företaget WeWatt, för installation i offentliga utrymmen, t.ex. på flygplatser, järnvägsstationer och universitet har installerats i ett antal länder på flera kontinenter.

PulsladdareRedigera

Vissa laddare använder sig av pulsteknik där en serie spännings- eller strömpulser matas till batteriet. Likströmspulserna har en strikt kontrollerad stigningstid, pulsbredd, pulsrepetitionsfrekvens (frekvens) och amplitud. Denna teknik sägs fungera med alla typer av batterier, oavsett storlek, spänning, kapacitet eller kemi, inklusive bilbatterier och ventilreglerade batterier.

Med pulsladdning kan höga momentana spänningar tillföras utan att batteriet överhettas. I ett bly-syrabatteri bryter detta ner bly-sulfatkristaller, vilket avsevärt förlänger batteriets livslängd.

Flera typer av pulsladdning är patenterade. Andra är hårdvara med öppen källkod.

Vissa laddare använder pulser för att kontrollera det aktuella batteritillståndet när laddaren först ansluts, använder sedan konstantströmsladdning under snabbladdning och använder sedan pulsladdning som en slags droppladdning för att bibehålla laddningen.

Vissa laddare använder ”negativ pulsladdning”, som också kallas ”reflexladdning” eller ”burp-laddning”.Sådana laddare använder både positiva och korta negativa strömpulser. Det finns dock inga betydande bevis för att negativ pulsladdning är effektivare än vanlig pulsladdning.

SolcellsladdareRedigera

Varta solcellsladdare modell 57082 med två uppladdningsbara Ni-MH-batterier på 2100 mAh

Solcellsladdare omvandlar ljusenergi till lågspänd likström. De är i allmänhet bärbara, men kan också vara fast monterade. Fast monterade solcellsladdare kallas också för solpaneler. Solpaneler är ofta anslutna till elnätet via styr- och gränssnittskretsar, medan bärbara solcellsladdare används utanför elnätet (dvs. i bilar, båtar eller husbilar).

Och även om bärbara solcellsladdare endast erhåller energi från solen kan de fortfarande (beroende på tekniken) användas i tillämpningar med svagt ljus (dvs. molnigt). Bärbara solcellsladdare används ofta för drogladdning, även om vissa solcellsladdare (beroende på effekt) kan ladda batterier helt och hållet. Det kan finnas andra anordningar som kombinerar detta med andra energikällor för ökad laddningseffektivitet.

Timerbaserad laddareRedigera

Utgången från en timerladdare avslutas efter en förutbestämd tid. Timerladdare var den vanligaste typen för Ni-Cd-celler med hög kapacitet i slutet av 1990-talet till exempel (Ni-Cd-celler för konsumenter med låg kapacitet laddades vanligen med en enkel laddare).

Ofta kunde en timerladdare och en uppsättning batterier köpas som ett paket och laddningstiden ställdes in så att den passade till dessa batterier. Om batterier med lägre kapacitet laddades skulle de överladdas, och om batterier med högre kapacitet laddades skulle de bara laddas delvis. Eftersom batteritekniken tenderar att öka kapaciteten år för år skulle en gammal timerladdare endast delvis ladda de nyare batterierna.

Timerbaserade laddare hade också den nackdelen att laddning av batterier som inte var helt urladdade, även om dessa batterier hade rätt kapacitet för just den timerbaserade laddaren, skulle resultera i överladdning.

Trickle chargerRedigera

Huvudartikel: En trickle charger är vanligtvis en batteriladdare med låg strömstyrka (vanligtvis mellan 5-1 500 mA) eller en som har ett driftläge för trickle charging. En träckladdare används i allmänhet för att ladda batterier med liten kapacitet (2-30 Ah). Dessa typer av batteriladdare används också för att underhålla batterier med större kapacitet (> 30 Ah) som vanligen finns i bilar, båtar, husbilar och andra liknande fordon. I större tillämpningar räcker batteriladdarens ström bara till för att ge en underhålls- eller trilström (trilström är vanligen det sista laddningssteget i de flesta batteriladdare). Beroende på tekniken i batteriladdaren kan den lämnas ansluten till batteriet på obestämd tid. Vissa batteriladdare som kan lämnas anslutna till batteriet utan att orsaka skador på batteriet kallas också smarta eller intelligenta laddare. Vissa batterityper lämpar sig inte för droppladdning. Till exempel kan de flesta Li-ion-batterier inte laddas säkert genom en trickle-laddning, och de skador som orsakas kan vara tillräckliga för att orsaka en brand eller till och med en explosion.

Universal battery charger-analyzerEdit

De mest sofistikerade typerna används i kritiska tillämpningar (t.ex. militär- eller flygbatterier). Dessa tunga automatiska ”intelligenta laddningssystem” kan programmeras med komplexa laddningscykler som specificeras av batteritillverkaren. De bästa är universella (dvs. de kan ladda alla batterityper) och innehåller även automatiska funktioner för kapacitetstestning och analys.

USB-baserad laddareRedigera

Detta avsnitt kan avvika från artikelns ämne. Hjälp gärna till att förbättra det här avsnittet eller diskutera den här frågan på diskussionssidan. (Juli 2019)

Australiensiskt och nyzeeländskt eluttag med USB-laddareuttag

Se även: Eftersom specifikationen för Universal Serial Bus föreskriver en strömförsörjning på fem volt (med begränsad maximal effekt) är det möjligt att använda en USB-kabel för att ansluta en enhet till en strömförsörjning. Bland de produkter som bygger på detta tillvägagångssätt finns laddare för mobiltelefoner, bärbara digitala ljudspelare och surfplattor. De kan vara helt kompatibla USB-periferienheter som följer USB-strömdisciplinen, eller okontrollerade på samma sätt som USB-dekorationer.

Power bankEdit

Detta avsnitt behöver utökas. Du kan hjälpa till genom att komplettera det. (September 2020)

USB-kraftbank med en enda cell

Kraftbank med digital display för laddningsstatus

En kraftbank är en bärbar enhet som kan leverera ström från sitt inbyggda batteri via en USB-port.

Power banks är populära för att ladda mindre batteridrivna enheter med USB-portar, t.ex. mobiltelefoner och surfplattor, och kan användas som strömförsörjning för olika USB-drivna tillbehör, t.ex. lampor, små fläktar och externa batteriladdare för digitalkameror. De laddas vanligtvis med en USB-strömförsörjning. Powerbanken innehåller en styrkrets som både reglerar laddningen av batteriet och omvandlar batterispänningen till 5,0 volt för USB-porten.

Vissa powerbanks kan leverera ström trådlöst.

Vissa powerbanks har en funktion för genomgångsladdning som gör det möjligt att leverera ström genom deras USB-portar samtidigt som de själva laddas samtidigt.

En del större power banks har DC-kontakt (eller barrel connector) för högre effektbehov, t.ex. för bärbara datorer.

BatterihöljenRedigera

Batterihöljen är små power banks som fästs på baksidan av en mobiltelefon som ett fodral. Strömmen kan levereras via USB-laddningsportarna eller trådlöst.

Batteriväskor finns också i form av ett tillbehör till ett kameragrepp, vilket var fallet för Nokia Lumia 1020.

För mobiltelefoner med avtagbart bakre hölje finns det förlängda batterier. Dessa är större interna batterier som fästs med ett särskilt, rymligare bakre hölje som ersätter standardhöljet. En nackdel är att de är inkompatibla med andra telefonfodral när de är monterade.