Руководство по выбору портативного аккумулятора
Классификация и основные характеристики
Особенности хранения и эксплуатации
Портативный аккумулятор позволяет своевременно обеспечить питанием электронные устройства в дальней дороге и в других ситуациях, когда подключиться к внешним источникам электроэнергии по тем или иным причинам невозможно. В этой статье мы собрали рекомендации по выбору подходящего по характеристикам и цене компактного хранилища электричества.
Энергетический кризис
Активному пользователю современных гаджетов вряд ли нужно долго объяснять, зачем нужен портативный аккумулятор. С каждым годом процессоры мобильных устройств становятся всё мощнее, увеличиваются физические размеры и разрешение встроенных дисплеев, повышается нагрузка на модули беспроводной связи. Всё это неизбежно приводит к росту потребления электроэнергии.
Ситуация усугубляется еще и тем, что капризная мода диктует разработчикам свои требования: потребители голосуют кошельками за смартфоны и планшеты, выполненные в максимально тонких и легких корпусах. При этом очевидно, что уместить в подобном устройстве крупногабаритный аккумулятор в принципе невозможно. А значит, придется мириться с тем, что подзаряжать модные гаджеты необходимо практически каждый день.
Портативный источник питания —
удобный способ увеличить время автономной работы
мобильных устройств в полевых условиях
Конечно, для городского жителя это не является серьезной проблемой. Дома или в офисе можно подключиться к ближайшей электрической розетке или к порту USB работающего компьютера, а в распоряжении тех, кто перемещается по каменным джунглям на автомобиле, имеется бортовая сеть. Однако стоит даже ненадолго удалиться от очагов цивилизации (не говоря уже о продолжительном путешествии), как сразу становится понятно, сколь неразрывно жизнь обитателя современного мегаполиса связана с бесперебойным функционированием различных электронных устройств, что, в свою очередь, немыслимо без регулярного подключения к внешним источникам электроэнергии.
Ситуация усугубляется еще и тем, что в последние годы прогресс в области развития технологий малогабаритных аккумуляторных батарей всё больше отстает от стремительных темпов роста «аппетита» мобильных устройств. До тех пор пока производители не приступят к внедрению принципиально новых источников питания в серийно выпускаемых устройствах, активным пользователям гаджетов не обойтись без вспомогательных приспособлений.
Унификация во благо
Было время, когда в большинстве электронных устройств применялись батарейки стандартных форматов. Это позволяло без какихлибо проблем переставлять элементы питания из одного аппарата в другой — скажем, из портативного радиоприемника в магнитофон или, к примеру, в походный фонарь. Однако с наступлением эры миниатюризации и литиевых аккумуляторных батарей о подобной взаимозаменяемости пришлось забыть навсегда.
Сейчас в портативных устройствах используется огромное количество аккумуляторов, которые отличаются по типу, размерам, электрическим характеристикам, количеству и схеме расположения контактов. А значит, вероятность того, что хотя бы два из множества имеющихся в вашем распоряжении гаджетов оснащены взаимозаменяемыми аккумуляторными батареями, ничтожно мала. И эта одна из причин, в силу которых приобретение дополнительных аккумуляторов для каждого из эксплуатируемых устройств является (за редкими исключениями) весьма затратным и малоэффективным решением.
Куда более удобный и подходящий для современных условий вариант — приобретение универсального портативного источника питания. Важным фактором, который обеспечил возможность широкого использования подобных устройств, стал переход к единому стандарту подключения внешнего питания. В начале минувшего десятилетия крупные производители постепенно начали отказываться от нестандартных фирменных разъемов в пользу набирающего популярность USB. Результат налицо: подавляющее большинство ныне выпускаемых малогабаритных электронных устройств (таких как портативные цифровые медиаплееры, GPS-навигаторы, мобильные телефоны, смартфоны и т.д.) можно подзарядить, подключив к USB-порту ПК или специального адаптера.
Преимущества такого подхода очевидны. Вопервых, можно использовать для зарядки гаджетов не только соответствующие адаптеры, но и любой работающий компьютер (как настольный, так и портативный). Вовторых, для обслуживания даже многочисленного парка устройств достаточно иметь в своем распоряжении всего один адаптер. В-третьих, нет необходимости комплектовать каждое устройство уникальным источником питания, что позволяет конечным пользователям избежать путаницы при подключении. Приятным «побочным эффектом» является уменьшение количества «электронного мусора»: ведь раньше при поломке какого-либо аппарата вслед за ним на свалку отправлялся еще вполне работоспособный штатный адаптер.
Основным недостатком шины USB (применительно к использованию для питания и подзарядки внешних устройств) является ограничение по максимальной нагрузке на порт. В спецификации USB 2.0 ограничение по максимальному току составляет 500 мА на порт; для USB версии 3.0 этот лимит был увеличен до 900 мА. Несложно подсчитать, что максимальная потребляемая мощность ограничена величиной 2,5 и 4,5 Вт соответственно. Этого вполне достаточно для подзарядки таких устройств, как портативные MP3-плееры, простые мобильные телефоны или беспроводные гарнитуры. Однако в случае гаджетов с аккумуляторами относительно высокой емкости — в частности планшетных ПК и топовых моделей смартфонов — уже возникают проблемы. Штатные блоки питания таких устройств обычно обеспечивают на выходе ток до 2 А, что позволяет минимизировать время зарядки аккумулятора. При соблюдении требований стандарта USB этот процесс будет более длительным. Впрочем, далеко не все производители аксессуаров считают необходимым строго придерживаться требований стандарта: в продаже можно встретить адаптеры с розеткой USB, позволяющие питать нагрузку, потребляющую ток до 2 А.
Естественно, в силу ограниченной мощности шина USB (даже в наиболее современной на момент написания этих строк версии) совершенно непригодна для питания столь мощных устройств, как портативные ПК. Впрочем, и в этом сегменте в последние годы наметилось движение производителей в сторону унификации — как электрических характеристик блоков питания (напряжения и максимального тока на выходе), так и конструкции разъемов.
Итак, унификация электрических характеристик внешних источников питания портативных устройств и разъемов, применяемых для их подключения, сделала жизнь владельцев современных гаджетов проще. Именно благодаря такой стандартизации стало возможным широкое использование универсальных портативных источников питания.
Классификация и основные характеристики
Сейчас в продаже представлено множество портативных источников питания, которые отличаются как по сфере применения, так и по характеристикам. Поэтому прежде чем отправиться в магазин, имеет смысл ознакомиться с классификацией этих устройств и составить список минимальных требований к искомой модели.
Всё многообразие представленных в продаже универсальных портативных источников питания можно условно разделить на две категории. Первая предназначена для работы с относительно маломощными мобильными устройствами, рассчитанными на подзарядку от порта USB (МР3-плеерами, сотовыми телефонами, смартфонами, беспроводными гарнитурами, электронными ридерами и т.д.). Основные характеристики наиболее популярных моделей, доступных на российском рынке, приведены в табл. 1.
iconBIT FTB2600LED —
компактный и легкий источник питания
для подзарядки маломощных устройств
Модели второй категории способны питать гораздо более мощную нагрузку — в частности портативные ПК. Такие источники питания оборудованы аккумуляторными батареями более высокой емкости и имеют отдельные выходы для подключения устройств высокой и малой мощности. Сведения о некоторых моделях такого типа, которые можно приобрести в отечественных розничных магазинах, приведены в табл. 2.
Определившись с категорией портативного источника питания, имеет смысл составить примерную спецификацию подходящей модели. Итак, приступим.
Энергоемкость
Одной из важнейших характеристик портативного источника питания является энергоемкость установленного в нем аккумулятора. Чем больше численное значение этого параметра, тем больше электроэнергии способен хранить аккумулятор, а следовательно, тем дольше можно будет эксплуатировать имеющиеся с собой устройства.
Хотя на первый взгляд всё кажется очевидным, здесь есть свои подводные камни. Дело в том, что в большинстве случаев в спецификации указана емкость встроенного аккумулятора, выраженная в миллиампер-часах (мА·ч) — например 2000 мА·ч. Это означает, что в идеальных условиях такой аккумулятор способен питать нагрузку, потребляющую ток 1 А, в течение 2 ч (либо 0,5 А в течение 4 ч и т.д.). Однако подобные расчеты верны лишь в том случае, когда номинальное напряжение аккумуляторной батареи равно напряжению в цепи нагрузки.
Внешний аккумулятор Energizer XP 8000
позволит увеличить время автономной работы портативного ПК
В ныне выпускаемых портативных источниках питания устанавливаются литийионные либо литийполимерные аккумуляторы. В зависимости от типа и варианта конструкции номинальное напряжение на выходе аккумуляторной батареи может быть разным (3,7; 4,2 или 7,4 В), в то время как стандартное напряжение шины питания USB составляет 5 В постоянного тока. Очевидно, что в этом случае аккумулятор емкостью 2000 мА·ч с номинальным напряжением 3,7 В даже в идеальных условиях не проработает и полутора часов при питании внешней нагрузки, подключенной по шине USB и потребляющей ток 1 А. Кроме того, количество электроэнергии, которое позволяют запасти аккумуляторные батареи, имеющие одинаковую емкость, но различное напряжение, будет различаться.
Для лучшего понимания этого можно провести аналогию со стаканами, имеющими разную площадь основания. Если заполнить их некой жидкостью до одинакового уровня (скажем, до 2 см от дна), то ее объем в разных стаканах будет различным.
Именно поэтому с практической точки зрения куда полезнее знать энергоемкость аккумулятора (в приведенном выше примере — аналог объема жидкости), которую обычно выражают в ватт-часах (Вт·ч). Зная емкость и номинальное напряжение встроенной аккумуляторной батареи, нетрудно вычислить величину данного параметра. Для этого достаточно умножить емкость, выраженную в амперчасах (1 А·ч = 1000 мА·ч), на напряжение батареи, выраженное в вольтах. Например, энергоемкость батареи с номинальным напряжением 3,7 В и емкостью 2000 мА·ч составляет 7,4 Вт·ч. Проблема заключается в том, что производители не всегда указывают в спецификации номинальное напряжение используемой аккумуляторной батареи, и эти сведения приходится искать в других источниках.
Рассчитать минимальное значение энергоемкости аккумулятора портативного источника питания не так уж и сложно. Например, некое устройство подключается к источнику питания по шине USB и потребляет ток 0,5 А, а полный цикл его зарядки занимает около 3 ч. Нетрудно подсчитать, что одна полная подзарядка этого гаджета «съест» порядка 7,5 Вт·ч (5 В×0,5 А×3 ч = 7,5 Вт·ч), две — 15 Вт·ч и т.д. Обладая информацией о потребляемой мощности и периодичности подзарядки каждого из имеющихся устройств, можно болееменее точно подсчитать примерный расход электроэнергии в день, в неделю и т.д.
Выбор оптимальной энергоемкости портативного аккумулятора — это в большинстве случаев поиск компромисса. С одной стороны, понятно, что емкость портативного аккумулятора должна быть достаточной для поддержания работоспособности имеющихся устройств в течение определенного времени. Кроме того, вполне естественным выглядит желание многих пользователей иметь некоторый запас на случай непредвиденных обстоятельств. С другой стороны, чем выше емкость аккумулятора, тем он больше и тяжелее, да и дороже. Таким образом, выбор в пользу аккумулятора с большей или меньшей энергоемкостью во многом будет зависеть от того, как расставлены приоритеты. Комуто нужно иметь дополнительный (пусть даже в большинстве ситуаций невостребованный) запас электроэнергии, а ктото предпочтет обойтись разумным минимумом и не переплачивать за лишние ватт-часы.
Способ подзарядки
Важный момент, на который следует обратить внимание, — способ зарядки аккумулятора портативного источника питания.
Наиболее компактные модели с аккумуляторами небольшой емкости обычно рассчитаны на подзарядку от порта USB и поставляются без штатного адаптера. Для пополнения запаса электроэнергии достаточно подключить такое устройство к имеющемуся под рукой адаптеру с выходом USB либо к USB-порту работающего компьютера. В большинстве подобных моделей подключение к внешнему источнику питания осуществляется через стандартный разъем miniUSB и microUSB. Некоторые устройства (к примеру, ряд моделей, выпускаемых компанией FSP под брендом Amacrox) оборудованы встроенным кабелем с вилкой USB типа А, что позволяет обойтись без дополнительных проводов.
Модели с аккумуляторами небольшой емкости
обычно рассчитаны на подзарядку от порта USB
(на фото — устройство GP XPB20)
Приобретая портативный источник питания, не укомплектованный штатным адаптером, следует обратить внимание на указанный в спецификации ток заряда. В подобных моделях он обычно варьируется в пределах от 500 мА до 1 А. Чем больше ток, тем меньше времени потребуется для зарядки встроенного аккумулятора при той же емкости батареи. Однако необходимо учитывать, что далеко не все адаптеры с выходом USB (как бытовые, так и автомобильные) рассчитаны на питание нагрузки, потребляющей ток 1 А. То же самое относится к портам USB портативных и стационарных компьютеров (особенно когда приходится иметь дело с моделями, построенными на базе относительно старых аппаратных платформ). Таким образом, в случае приобретения модели, рассчитанной на зарядку током более 500 мА, желательно иметь в своем распоряжении адаптер, способный обеспечить полноценное питание портативного аккумулятора в процессе подзарядки.
Портативный источник питания Energizer SP 1001
оснащен встроенной панелью солнечных батарей
Конечно, в крайнем случае можно подзарядить портативный источник питания, рассчитанный на зарядку током в 1 А, от адаптера, выдающего не более 500 мА. Однако при этом возникает пара проблем. Вопервых, значительно увеличивается время, требуемое для подзарядки. Вовторых, батарею в подобной ситуации вряд ли удастся зарядить полностью (потеря может составить 20-30% номинальной емкости).
Что касается портативных источников питания с аккумуляторными батареями высокой емкости, то они обычно укомплектованы штатным адаптером. Большой ток в цепи нагрузки (2 А и более) обеспечивает более быструю (по сравнению с USB-подключением) зарядку. Главный недостаток этого варианта — нестандартный коаксиальный разъем, конструкция которого у разных устройств различается. Вследствие этого при утере или поломке штатного блока питания придется искать аналог с такими же электрическими характеристиками и разъемом, что может оказаться не самой простой задачей. Кроме того, в длительные поездки придется брать с собой не только портативный аккумулятор, но и прилагаемый к нему адаптер.
Некоторые модели портативных аккумуляторов
подключаются к внешнему источнику питания
посредством встроенного кабеля
с вилкой USB типа А
В некоторых моделях предусмотрена возможность подзарядки не только от внешних источников питания, но и от встроенных панелей солнечных батарей. Такое решение теоретически позволяет пополнять запас электроэнергии даже при отсутствии поблизости привычных источников электропитания. Правда, необходимо учитывать, что эффективность работы солнечных батарей зависит от неподвластных пользователю факторов, и даже в идеальных условиях вырабатываемая встроенной панелью мощность не превышает десятых долей ватта. Так что всерьез рассчитывать на такой вариант можно лишь с определенными оговорками.
Что касается моделей, предназначенных для работы с портативными ПК, то все они комплектуются штатным адаптером, выдающим на выходе 12-19 В постоянного тока.
Мощность нагрузки
Следующий пункт, на который обязательно надо обратить внимание, — максимально допустимая мощность нагрузки. В спецификации портативных источников питания с выходом USB обычно указывается максимальный ток нагрузки на выходе — например 1 А. Для зарядки многих маломощных устройств, подключаемых по USB (таких как MP3-плееры или беспроводные гарнитуры), вполне достаточно тока в 500 мА. Однако в последнее время постепенно увеличивается доля устройств, рассчитанных на зарядку током 1 А. Для максимально быстрой зарядки мобильных устройств, оснащенных экранами большого размера и аккумуляторными батареями высокой емкости (таких как смартфоны, портативные медиапроигрыватели и планшетные ПК), требуется ток 2-2,1 А.
Таким образом, решающим фактором при выборе являются особенности эксплуатируемого парка мобильных устройств, а точнее требования к питанию наиболее мощного из них. Например, если портативный источник питания планируется задействовать для увеличения времени автономной работы планшетного ПК, то выбор автоматически сужается до моделей, способных обеспечивать на выходе ток не менее 2 А.
Более сложной задачей является выбор портативного источника питания, предназначенного для использования с нетбуком или ноутбуком. Для начала необходимо заглянуть в спецификацию имеющегося портативного ПК, чтобы узнать электрические характеристики шины питания — в частности напряжение и ток. Как правило, в портативных аккумуляторах этого типа предусмотрена возможность переключать напряжение на основном выходе, выбирая нужное из нескольких фиксированных значений (например, 12, 16 и 19 В). Кроме того, нелишне убедиться в том, что выбранный источник питания способен поддерживать необходимый ток в цепи нагрузки при выбранном напряжении. Ну и, разумеется, следует проверить наличие в комплекте поставки кабеля или переходника с разъемом соответствующей конструкции.
Тип и количество выходов
В наиболее простых моделях портативных источников питания для подключения заряжаемого устройства имеется один порт USB. Что касается более мощных модификаций, то многие из них оснащаются парой выходов. Это позволяет в случае необходимости заряжать одновременно два устройства (например, мобильный телефон и беспроводную гарнитуру).
Модели с двумя выходами позволяют подзаряжать
два устройства одновременно
Выбирая модель с двумя выходами USB, необходимо обратить внимание на важный нюанс. У большинства устройств максимальная мощность (например, 2,1 А на порт) обеспечивается только при подключении одного устройства; если же задействовать оба выхода одновременно, то ограничение по максимальному току будет ниже (например, не более 1 А на порт или же 2,1 А на одном выходе и не более 1 А на другом).
Нелишне обратить внимание и на тип выходных разъемов. Самым распространенным в настоящее время решением является подключение кабеля от заряжаемого устройства к стандартной розетке USB, установленной на корпусе портативного источника питания. Это наиболее универсальный вариант: ведь в таком случае можно использовать как стандартные, так и фирменные кабели (которые прилагаются к устройствам, оснащенным нестандартными разъемами). Некоторые модели портативных аккумуляторов оборудованы встроенным кабелем со штекером miniUSB или microUSB. Такое решение позволяет обойтись без дополнительных проводов, однако не подходит для подключения гаджетов, оснащенных нестандартными разъемами питания.
Портативный аккумулятор iconBIT FTB16000M
с набором сменных насадок для подключения
к разъемам питания разных моделей портативных ПК
и других устройств
Портативные источники питания, рассчитанные на работу с нетбуками и ноутбуками, обычно позволяют одновременно заряжать и маломощное устройство, подключенное к USB-выходу. Для подсоединения к разъемам питания портативных ПК в комплект поставки обычно входит универсальный кабель с набором сменных насадокпереходников.
Дополнительные функции
Сейчас даже в недорогих моделях портативных источников питания реализован ряд дополнительных функций, которые обеспечивают защиту устройств и позволяют предотвратить непроизводительный расход запасенной электроэнергии в процессе эксплуатации.
Хотя современные электронные устройства вполне надежны и безопасны, в полевых условиях риск возникновения разного рода неисправностей, вызванных теми или иными факторами (высокой температурой и влажностью, резким изменением погодных условий и т.п.), значительно увеличивается. Именно поэтому при выборе модели нелишне обратить внимание на наличие систем защиты от перегрузки и короткого замыкания на выходе, перегрева и т.д.
Нередко устройства оставляют подключенными к портативному аккумулятору на всю ночь. В подобной ситуации будет полезной функция автоматического отключения питания на выходе по окончании подзарядки. Дело в том, что алгоритм работы системы управления питанием многих современных устройств предусматривает использование электроэнергии от внешнего источника не только для подзарядки автономного источника питания, но и для работы. Таким образом, устройство даже по окончании подзарядки продолжает потреблять электроэнергию от внешнего источника — в данном случае от портативного аккумулятора.
Предотвратить непроизводительный расход электроэнергии в подобной ситуации позволяет функция автоматического отключения нагрузки. Ее работа основывается на том, что в процессе подзарядки устройство потребляет значительно больший ток, чем при работе. Как только ток в цепи нагрузки снижается до определенного значения, автоматика отключает подачу электричества на соответствующий выход.
Далеко не лишними являются индикаторы, позволяющие контролировать процесс подзарядки и оценить запас энергии, имеющийся в портативном аккумуляторе. В простейшем случае эту функцию выполняет один светодиод, начинающий мигать или меняющий цвет в том случае, когда заряд аккумулятора подходит к концу и требуется подзарядка. Во многих ныне выпускаемых моделях применяется индикатор уровня заряда, представляющий собой линейку светодиодов (обычно три или четыре). Это позволяет приблизительно оценить количество энергии, оставшейся в батарее. Естественно, что в силу ограниченного количества элементов подобные индикаторы не отличаются высокой точностью. Например, если загораются два индикатора из четырех, то это не значит, что аккумулятор заряжен ровно наполовину: реальный уровень заряда может составлять и 40, и 60% от номинального.
Особенности хранения и эксплуатации
Завершая рассказ о портативных источниках питания, нелишне будет напомнить несколько простых правил, соблюдение которых позволит использовать эти устройства максимально эффективно и долго.
Самым дорогим компонентом портативных источников питания является встроенная аккумуляторная батарея. Наиболее опасными врагами литийионных и литийполимерных аккумуляторов (а соответственно, и оснащенными ими устройств) в процессе эксплуатации являются высокая влажность, холод и перегрев. Длительное пребывание на морозе и в условиях высокой влажности приводит к снижению емкости, а также негативно отражается на долговечности и ресурсе аккумуляторной батареи.
Литий-полимерные аккумуляторы не рекомендуется эксплуатировать при температуре ниже 0 °С, поскольку в таких условиях замерзает электролит, и портативный источник питания может перестать работать.
Литий-ионные аккумуляторы переносят морозы несколько лучше, однако и они по мере снижения температуры начинают терять емкость. Например, емкость исправного полностью заряженного аккумулятора при охлаждении от 20 до 0 °С уменьшается примерно на 20%.
Впрочем, при необходимости портативные источники питания всё-таки можно задействовать и в условиях небольших отрицательных температур. Дело в том, что аккумулятор, подключенный к достаточно мощной нагрузке, нагревается в процессе работы и, таким образом, обеспечивает поддержание более высокой (по сравнению с окружающей средой) температуры внутри корпуса источника питания. Но хранить и перевозить портативный аккумулятор в этом случае необходимо в тепле (например, во внутреннем кармане куртки).
Еще более опасным является перегрев аккумуляторных батарей. При 70 °С электролит литийполимерных аккумуляторов становится жидким и в нем начинается цепная реакция, которая может привести к возгоранию устройства. Именно поэтому у многих ныне выпускаемых портативных источников питания предусмотрена функция защиты от перегрева, автоматически отключающая устройство, когда температура внутри корпуса превышает 60 °С.
В списке опасных факторов можно было бы также упомянуть перезаряд батареи, а также перегрузку и короткое замыкание на выходе, однако с этими проблемами вполне эффективно справляется автоматическая электронная система защиты, имеющаяся у подавляющего большинства современных моделей.
Конструкция литийионных и литийполимерных аккумуляторов, которые используются для хранения электроэнергии в подавляющем большинстве ныне выпускаемых портативных источников питания, позволяет без заметных последствий подзаряжать их даже в том случае, когда заряд израсходован не полностью. Однако из-за того, что аккумуляторные батареи этих типов имеют ограниченное количество циклов заряда-разряда (обычно около 500), неполное использование накопленной энергии неизбежно приводит к уменьшению жизненного цикла устройства.
При длительном (в течение нескольких месяцев и более) хранении неиспользуемых литийионных и литийполимерных аккумуляторов в разряженном состоянии в них происходят необратимые процессы, следствием которых является деградация (невосстанавливаемая потеря емкости). Во избежание деградации необходимо хранить аккумуляторы в заряженном состоянии, даже если вы не планируете эксплуатировать их в ближайшее время. Это особенно актуально при нерегулярном использовании портативного источника питания (например, пару раз в год во время отпуска или только летом).
Перед тем как убрать такое устройство на длительное хранение, полностью зарядите его. Эффективным средством профилактики деградации встроенного аккумулятора является проводимая не реже одного раза в пару месяцев процедура разрядки и полной зарядки. Оптимальные условия для хранения временно неиспользуемых аккумуляторов — комнатная температура (около 20 °С) и низкая влажность.
Заключение
Итак, мы рассмотрели наиболее важные аспекты, которые необходимо принимать во внимание при выборе портативного источника питания. В настоящее время в продаже представлен широкий ассортимент подобных устройств, и мы надеемся, что приведенная в этой статье информация поможет читателям лучше ориентироваться в их многообразии и позволит выбрать оптимальный вариант с учетом специфики имеющегося парка гаджетов.
 |
|
