Pandora Charger – зарядное устройство для автомобиля, источник питания, тест

Компания ООО «НПО Телеметрия» многие годы представляет инновационные продукты на рынке Car Security. Охранные системы, телематические комплексы, новые технологии – это все, на чем компания сделала себе имя и репутацию. Все системы, выпускаемые под маркой Pandora, разрабатываются и производятся в Калуге. За счет собственного производства и конструкторского бюро ООО «НПО Телеметрия» быстрее всех реагирует на запросы не только конечных потребителей продукции, но и специалистов, которые занимаются ее установкой и обслуживанием. Например, очень показательным является выпуск автомобильного пробника-тестера Pandora ALT-205, помогающего в инсталляции охранной системы и решающего множество специфических и сложных задач.

Одна из таковых для установщиков – поддержка питания в бортовой сети автомобиля. Вроде бы, нет ничего проще: заведи двигатель или подай внешнее питание в системы… Но первый случай исключен, так как все работы с охранной системой производятся в боксе. Дышать выхлопными газами не самая лучшая перспектива, а качественные системы газоотведения стоят очень дорого. Подача внешнего питания решает проблему, но и тут не все гладко. Почему? Давайте разбираться!

Почему не подходит простое зарядное устройство для АКБ?

Самое первое, что приходит в голову, – приобрести зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов с функцией источника питания. Недорого и просто. Тем более что на рынке есть множество устройств с выходным током 10 А. Это не такой уж и маленький ток, и если использовать его параллельно АКБ, то все должно получиться.

Но если сделать таким образом, то возникают две проблемы. Первая: включить источник питания параллельно аккумуляторной батарее не получится. Почему? Да потому что напряжение на выходе ИП – 13,6 В, а напряжение батареи – 12 В. При подключении зарядное устройство уйдет в защиту и отключится, так как источник питания будет пытаться сравнять напряжение на батарее со своим и на АКБ пойдет максимально возможный ток. Защита будет это идентифицировать это как короткое замыкание и отключит источник.

Вдумчивый читатель, заглянув в технические характеристики зарядных устройств, обнаружит, что в режиме хранения на батарею подается 13,6 В и с этим у ЗУ не возникает никаких проблем. Как же так? Почему в режиме хранения зарядка может подавать на аккумулятор 13,6 В, а у нас не получается?

Ответ прост: мы имеем дело с разными аккумуляторами. Нет, вы неправильно поняли, батарея может быть одной и той же, но находиться в разном состоянии.

Во втором случае, когда у нас все хорошо, АКБ полстью заряжена. Электронов в нее залито даже немного «с верхом», так что на поддержание напряжения 13,6 В не требуется больших энергетических затрат. Батарея только что закончила цикл зарядки, во время которого напряжение на ее клеммах было доведено до 14, 5 В, и теперь нужно ее только немного поддержать.

В первом же случае мы подключаем питание к недозаряженной АКБ. Напряжение на ней 12,0–12,2 В, и она сразу же начинает заряжаться. Именно поэтому и срабатывает защита. Чтобы защита не срабатывала, можно сначала зарядить АКБ, а потом поддерживать на ней напряжение, но это тоже не оптимально. Получается, что сервис теряет время на зарядку батареи, так как работа с электроникой автомобиля во время зарядки не разрешается…

Таким образом, приходим к выводу, что имеющиеся на рынке бытовые и «полубытовые» зарядные устройства для наших задач не подходят.

Какое напряжение нужно?

Еще один вопрос, который мы еще не рассмотрели: какое нужно напряжение в бортовой сети для полноценной работы с дополнительным оборудованием? Общеизвестно, что напряжение бортовой сети автомобиля 12 В. Но, как мы уже видели, зарядные устройства выдают 13,6 В, а при движении автомобиля оно поднимается до 14,5 В. Вроде бы, близко, но при включении какого-либо электрического привода оказывается, что разница между токами потребления может достигать 2 А (в зависимости от напряжения), и это уже существенно.

Но это не самое главное. Самое сложное, если приходится заниматься перепрограммированием бортового компьютера. Тогда нужно обеспечить стабильные напряжение и силу тока. Причем напряжение, как правило, нужно 14 В, а ток – несколько десятков ампер. При этом важно, чтобы при изменении силы тока напряжение питания оставалось стабильным, в противном случае компьютер может выйти из строя.

Зачем нужен большой ток?

Большие токи для источника питания нужны, например, для режима программирования бортового компьютера (как мы уже говорили выше). Но это еще не все. Еще большой ток позволяет быстро зарядить аккумуляторную батарею, выровнять напряжение, чтобы при необходимости тратить запас мощности не на зарядку АКБ, а на питание бортовой сети автомобиля. При этом современные аккумуляторы, предназначенные для работы в машинах, могут принимать десятки ампер зарядного тока без последствий для себя. Есть единственное «но»: нужно вовремя отключить зарядку и не допустить перезаряда батареи.

Зачем нужно мерить напряжение на клеммах АКБ?

В современных автомобилях бортовая сеть сама контролирует процесс заряда за счет точного измерения напряжения на клеммах. Как только напряжение достигает нужного значения, батарея отключается. Если же мы заряжаем аккумулятор от внешнего источника, то напряжение измеряется на проводах внутри ЗУ. И в этом кроется главная проблема для быстрой зарядки батареи.

Чтобы понять причину, вспомним курс физики. Представьте, что у нас есть два бассейна: один большой, другой маленький, и они, как обычно, соединены трубой. Большой бассейн – это зарядное устройство, маленький – аккумулятор. Уровень воды в них – это напряжение, а количество воды, перетекающее из одного в другой, – это ток. Нам необходимо заполнить маленький бассейн, но очень-очень точно. До краев, но так. чтобы он не перелился.

Измерение напряжения в этом случае можно сравнить с замерами уровня воды в обоих бассейнах. Если мы пытаемся заполнить маленький бассейн и следим при этом за уровнем большого бассейна, то контролировать точность заполнения возможно только если соединяющая труба – малого диаметра (т.е. если зарядка идет малым током). В этом случае нет особой разницы, где проводить измерения: со стороны зарядного устройства или же батареи. А вот при большом токе измерения нужно проводить со стороны малого бассейна, иначе большой поток воды либо перельется за края, либо заполнит бассейн не полностью. То есть следить нужно за напряжением на самом аккумуляторе.

Приведенная аналогия может кому-то показаться слишком упрощенной, однако она довольно наглядно отображает описываемый процесс.

Если мы посмотрим на профессиональные зарядные станции, предназначенные для работы с АКБ, то обнаружим, что на них используются отдельные измерительные входы для контроля напряжения именно на клеммах батареи. К тому же при измерениях должно учитываться сопротивление самих проводов, которое возрастает при больших токах.

Большой ток зарядки требует еще и больших энергетических возможностей от источника, особенно если речь идет о работе в режиме программирования. Нельзя допустить просадки напряжения из-за роста потребления, и это накладывает особые требования к источнику питания.

Гибкие настройки

Еще от подобных устройств требуется возможность гибкой настройки, и прежде всего это касается уровня напряжения. Так, в стандартном зарядном устройстве уровень выходного напряжения 13,6 В, а для работы с бортовым компьютером нужно 14 В. При этом нет гарантии, что не выйдет какая-нибудь новая модификация программируемых модулей памяти, которым будет требоваться напряжение, отличное от 14 В.

Таким образом, еще один аспект требований – изменение параметров выходного напряжения с учетом конкретного автомобиля.

Pandora Charger – зарядное устройство для автомобиля, источник питания, тест

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Мы постарались как можно шире сформулировать задачу, которая стояла перед разработчиками из ООО «НПО Телеметрия». Для ее решения потребовался опыт, полученный компанией не на разработке охранных систем, а на производстве светодиодных промышленных светильников. Именно для драйверов (преобразователей напряжения) светодиодных светильников требуется стабильное напряжение при больших токах.

В ходе тестов зарядных устройств мы неоднократно сталкиваемся с тем, что реальные мощностные показатели устройств оказываются далекими от заявленных паспортных характеристик. В качестве примера назовем ЗУ «Агрессор» AGR/SBC-080 Brick, которое перегревалось и уменьшало зарядный ток в четыре раза, а также ЗУ «ВЫМПЕЛ-3», у которого при включении максимального тока плавилась изоляция на проводах и дымилась плата…

Основой корпуса Pandora Charger выступает алюминиевый профиль, играющий роль радиатора. Внутри него располагается мощный импульсный преобразовать с микропроцессорным управлением. На одном из торцов устройства мы видим вентилятор охлаждения. Рядом с ним располагаются сетевой провод и выключатель питания.

На противоположном торце профиля находятся кнопки управления, дисплей и силовые выходы. Из корпуса выходят силовые провода, которые припаяны непосредственно к плате. Рядом с ними располагаются разъемы, с которых при необходимости можно также снимать напряжение. Измерительные провода идут в одной оболочке вместе с силовыми, что исключает механическое повреждение более тонкой измерительной линии.

Силовые провода заканчиваются необычными разъемами-крокодилами, которые не прямые, как у всех остальных зарядных устройств на рынке, а загнутые. Это тоже специфика работ по установке охранных комплексов: такая форма позволяет закрыть капот без прерывания питания бортовой сети. Сами крокодилы сделаны из толстой латуни и очень ухватистые. Сверху они полностью зарыты пластиком, так что оголенный метал находится только внутри зева.

На передней панели, несмотря на небольшие размеры, уместились вентиляционные отверстия, пять кнопок управления, индикаторы и многострочный дисплей, который позволяет полностью настраивать режимы работы зарядного устройства, но намного удобнее делать это при помощи мобильного приложения. Оно называется Pandora Charger, и после установки на смартфон позволяет подключиться к ЗУ по Bluetooth.

Видеообзор зарядного устройства Pandora Charger. 

ПАРАМЕТРЫ РАБОТЫ

Удаленное управление зарядным устройством – одна из интересных особенностей устройства. Начнем обзор с режимов зарядки.

На специализированных форумах бурно обсуждаются алгоритмы работы зарядных устройств и их эффективность. Каким током лучше заряжать? Как лучше восстанавливать АКБ? До какого напряжения доводить батарею того или иного типа?

Разработчики Pandora Charger подошли к этой теме как всегда нестандартно: они снабдили ЗУ возможностью внесения комплексных настроек. То есть пользователь может выбрать тип и емкость АКБ и просто включить режим зарядки, а может самостоятельно выставить все параметры заряда АКБ: и максимальное напряжение (от 1 до 20 В), и силу тока (от 1 до 20 А). Также доступна настройка поведения ЗУ при окончании цикла заряда: следить за током, который принимает батарея, или отключить заряд при достижении определенного напряжения на клеммах.

В Pandora Charger также реализован очень редкий для зарядных устройств режим – заряд асимметричным импульсным током. Пользователь может задать силу тока разряда (от 1 до 5 А), а также длительность импульса перезаряда (от 1 до 20 секунд).

Таким образом, Pandora Charger дает очень широкие возможности по работе с аккумуляторами любого типа.

Если нет желания разбираться в напряжениях, токах и импульсах, можно воспользоваться предустановленными режимами: задать тип АКБ (стандартная свинцово-кислотная, гелевая или AGM), ввести ее емкость и указать, использовать или нет режим восстановления. Этих данных достаточно, чтобы зарядить любую автомобильную батарею.

По окончании цикла зарядки Pandora Charger переходит в режим поддержания напряжения на клеммах аккумулятора.

МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение называется так же, как и управляемая им модель – Pandora Charger, и доступно для iOS и Android. Единственное ограничение: используемая в смартфоне технология Bluetooth должна быть версии 4.0 и выше. После скачивания и установки необходимо активировать на зарядном устройстве Bluetooth и подключиться к нему. После этого в программе открывается меню управления.

На основном экране две красные кнопки включения режимов «Заряд» и «Booster» (при включении последнего на выходные клеммы подается напряжение). Выходное напряжение на них также регулируется через меню. На экране приложения отображается график тока и напряжения.

Включение и выключение режимов работы сопровождается звуковым сигналом.

При активации режима заряда возникает меню быстрой настройки, в котором выбирается емкость АКБ (от 6 до 100 А·ч), тип батареи (жидкостная, гелевая или AGM), а также тип зарядки и режим восстановления (или без него).

Если этих настроек достаточно, можно начинать зарядку. Если же нужно настроить режимы более тонко, следует нажать на пиктограмму с шестеренкой, чтобы перейти к настройкам. Многие из доступных здесь функций уже описаны выше, так что упомянем те, о которых еще не говорили.

Можно задать ток окончания заряда. Снижение тока показывает, что АКБ уже не может принимать электроны, и при правильно выставленном конечном напряжении является индикатором окончания цикла заряда.

Доступна настройка длительности режима импульсной зарядки от 0 до 400 минут, а также параметр напряжения снижения тока – т.е. напряжение, при достижении которого начинается режим абсорбции.

Можно задать ток, который будет выдерживать устройство в режиме перезаряда. Его значение варьируется от 1 до 5 А. Этот режим нужен для работы с глубоко разряженными АКБ. В этом же режиме можно отрегулировать длительность импульсов, а также паузу между ними.

Может выставить значение напряжения, при фиксировании которого батарея будет считаться глубоко разряженной. Если к Pandora Charger подключить батарею с более низким напряжением, то включится режим импульсного предварительного заряда, способствующий десульфатации пластин аккумулятора.

Аналогичным образом можно настроить и режим асимметричного заряда. Устанавливается длительность импульсов отрицательного тока, длительность паузы.

Пользователь может также задать напряжение поддержания заряда и силу тока в этом режиме.

Согласно европейским нормам, устройство самостоятельно выключается через 48 часов работы. При необходимости этот интервал можно уменьшить в настройках.

ЦИКЛ ЗАРЯДКИ

Рассмотрим теперь реальный цикл работы зарядного устройства Pandora Charger. При тестировании был включен режим асимметричного заряда, который работал на протяжении всего цикла зарядки АКБ, обеспечивая «встряхивание» электролита на разных этапах зарядной кривой. Хорошо видны импульсы разрядки батареи в 2 А.

При этом если в целом смотреть на зарядную кривую, то виден запуск небольшим током в 1 А, а после этого плавный рост зарядного тока. В нашем случае максимальный зарядной ток был выставлен на 10 А, хотя ЗУ может при необходимости давать и 20 А. Но так можно работать только на АКБ большой емкости. Видно, что при достижении напряжения 12,2 В режим зарядки был автоматически изменен и зарядный ток поднялся до максимально выставленной величины (10,5 А).

Зарядка максимальным током шла до того момента, пока напряжение не достигло выставленного в меню значения 14,4 В, и далее пошел процесс абсорбции с постепенным понижением силы тока.

При напряжении 14,8 В ЗУ перешло в режим хранения и стало поддерживать на клеммах напряжение 13,2 В.

Таким образом, зарядная кривая подтверждает все заявленные производителем характеристики. Единственное замечание: выставленные напряжения переключение режимов зарядки в устройстве не совсем оптимальны, но это можно легко подправить через меню.

Зарядные кривые Pandora Charger в режиме асинхронной зарядки стартерного аккумулятора. Верхняя кривая – ток, нижняя – напряжение.

Режим источника питания

Собственно, это основной режим Pandora Charger. Рискнем предположить, что изначально разработчики задумали устройство как источник питания, и лишь потом решили ввести дополнительный функционал. В итоге получилось не просто качественное ЗУ, а еще и мощный источник постоянного напряжения с током до 25 А. Он не может похвастать множеством настроек, характерных для ЗУ, зато именно он является базой, на которую нанизан остальной функционал.

При выборе соответствующего режима работы через мобильное приложение на экране смартфона отображается как выходное напряжение, так и потребляемый ток. Все фиксируется в виде графика, по которому можно отследить все нештатные «всплески», возникшие при работе с машиной.

РЕЗЮМЕ

ДОСТОИНСТВА

Высокий выходной ток. Максимально гибкие настройки режимов работы зарядного устройства. Управление через мобильное приложение.

НЕДОСТАТКИ

По нашему мнению, не совсем удачно выбраны конечные напряжения в настройках по умолчанию, но это всегда можно изменить.

ОБЩАЯ ОЦЕНКА

Автомобильное зарядное устройство Pandora Charger – уникальный и оригинальный продукт на рынке. Уверены, что он займет достойное место в автосервисах и не только.