[027]

Миф №1.
"Правильный зарядник переключается на режим фиксированного напряжения строго при 4,2 В."

Вариант первый, самый ходовой. Какая-нибудь "народная" зарядка, только не подделка, а нормальный, добротный китай. А хоть бы и не китай, в брендовых автоматических зарядниках стоят те же самые серийные контроллеры, что и в китайских. Возьмем типичную такую микросхемку, ну, например, TP4054, и посмотрим в ее даташит.

Заявленная точность нашей сакральной цифры составляет 1%. То есть, допустимое отклонение, зависящее от экземпляра чипа, температуры и заданного рабочего тока будет гулять от 4,158 до 4,242 вольта. Что и подтверждается строчкой из таблицы:

Regulated Output (Float) Voltage T=0...85 I =40mA 4.158(min) 4.2(typ) 4.242(max) V

Вариант второй, продвинутый. Моделистский зарядник с настройкой порогового напряжения. Например, один из обсуждаемых в теме про умную зарядку. Что там про него пишут?

Range: 3.90V – 4.20V, Step: 0.01V

На первый взгляд, круто. Ажнак 0,01 вольта! Вот только одно "но" - это ни разу не точность уставки* напряжения, а всего лишь ее шаг. Эта штука иначе называется "разрешающая способность". А какова точность уставки? Цена этого сложного прибора 30-50 баксов, и ждать от него чудес не приходится. В лучшем случае там 0,5-1%, типичные для недорогих серийных источников образцового напряжения. И так же точно, выставленное напряжение будет немного "гулять" в зависимости от экземпляра, температуры и рабочего тока.


Миф №2.
"Я измеряю мультиметром, а он показыает 4,15. Зарядник недозаряжает!!!"
"Я измеряю мультиметром, а он показыает 4,25. Зарядник перезаряжает!!!"

Небольшой экскурс в метрологию.

Проделаем мысленный эксперимент. Возьмем "идеально" заряженный литиевый аккумулятор с фактическим напряжением холостого хода строго 4,200 вольта и попробуем энто самое напряжение чем-нить померить.

Вариант первый, опять-таки самый ходовой. Имеется что-то типа "народного" мультиметра Mastech M-832.
Погрешность измерения постоянного напряжения 0,25% и 2 цифры младшего разряда. Измерение проводится на пределе 20 В. Абсолютная погрешность при этом составляет:
- базовая абсолютная погрешность: 20 В х 0,25% = 0,05 В
- диапазон показаний (при истинном значении 4,2 В): 4,15...4,25 В
- с учетом законного возможного отклонения еще на 2 цифры: 4,13...4,27 В.

Это значит, что абсолютно исправный народный мультиметр, соответствующий заявленным характеристикам, имеет полное право показать вам от 4,13 до 4,27 вольта! Напомню, что мы замеряем гипотетическую банку, на которой сейчас точнехонько 4,200 вольта.

Вариант второй, почти не встречается: точный буржуинский мультиметр, навроде Fluke 179, купленный за антигуманную цену 400 баксов.
Тут, конечно, покруче будет. Дисплей полноценный четрехразрядный, стало быть прибор переключится на предел 10 В. Заявленная погрешность +-0,09% и те же 2 цифры. Посчитаем максимальные отклонения:
- базовая абсолютная погрешность: 10 В х 0,09% = 0,009 В
- диапазон показаний (при истинном значении 4,2 В): 4,191...4,209 В
- с учетом законного возможного отклонения на 2 цифры: 4,189...4,211 В.

Но на самом деле сплошь и рядом меряют чем попало, в основном дешевенькими "китаеметрами", которые настроены неизвестно как, и ни разу в жизни не поверялись. Достоверность этих измерений весьма сомнительна, и пытаться ловить таким тестером плюс-минус 10 милливольт на фоне 4200 - занятие безнадежное.

Только имея весьма точный прибор, такой, как Fluke 179, можно пытаться рассуждать с умным видом об этих ваших недозарядах/перезарядах. Но этого делать все равно не стоит, ибо...


Миф №3.
"Напряжение 4,15 В это жуткий недозаряд, а 4,25 В - это страшный перезаряд."

Ну-с, давайте еще немного посчитаем. Отклонение 0,05 вольта, это много или мало?

Остаток заряда в литиевом аккумуляторе приблизительно описывается соотношением 10% => 0,12 В. Таким образом, отклонение от идеала на 0,05 В означает плюс-минус 4% емкости. Или, в любимых наших миллиампер-часах, для типичной банки литий-ионного аккумулятора типа 18650 — разброс от 2400 до 2600. А теперь посмотрим, что сообщают нам люди, тестирующие аккумуляторы сотнями. Разброс реальной емкости у однотипных аккумуляторов при соблюдении одинаковых условий заряда не меньше, а то и заметно больше - в зависимости от экземпляра, температуры, режима заряда, предшествующего состояния и возраста аккумулятора. Даже у банок из одной партии.

А в реальной практике эксплуатации сотни миллионов людей заряжают литий автоматическими зарядками и не парятся. Если не миллиарды - про мобильники не забываем. И в подавляющем большинстве, один хрен - типичный литий помрет через 2-3 года, просто от старости. Как ни старайся выставить пресловутые 4,2 вольта с астрономической точностью.

Об опасности перезаряда на пару десятых вольта.

Потрогайте аккумулятор пальцем по окончанию заряда. Не горячий? Всего лишь теплый? Вот и забейте на то, что ваш любимый маненький приборчик показывает 4,5 китайских вольта. Ничего с этой банкой не сделается. Если она не бракованная и не изношенная, спокойно отработает положенный срок и много-много радости детишкам принесет.

Что касается повышенного износа от небольшого регулярного перезаряда. Если говорить о действительном перезаряде, а не фиктивном.

Поверхностный гуглеж среди лавины ссылок на торговцев выдал несколько официальных документов, из которых удалось извлечь только одно: порог перехода на фиксированное напряжение должен быть 4,2 +-0,05 В. Так, в частности, пишет Varta в даташите на 18650. Что с успехом и обеспечивает типичный дешевый контроллер (см. Миф №1).

Нашлись также популярные статьи, в которых написано о снижении ресурса из-за перезаряда. Объясняется химия процессов для различнейших систем литий-ионных аккумуляторов. Но ни один популяризатор не сказал мне главного: сколько, блин?!

Зато англоязычная педивикия угостила ссылкой на любопытную статью. И в этой статье нашлось таки искомое! Уж не знаю, насколько достоверны эти графики, но других у меня нету.



Итак, внимание. Едва заметный вред от регулярного заряда до 4,25 В наступает примерно через 350 циклов. Именно едва, потому что 70% от 80% на глаз не отличишь, только приборами. К тому же это различие сопоставимо с разбросом характеристик конкретных экземпляров, а ведь еще и температура на емкость сильно влияет, и возраст.

В каких случаях есть смысл опасаться регулярного перезаряда на 0,05 В? В смартфонах, особенно на андроиде, планшетах всяких. В мобилках, по которым болтают часами. Впрочем, вопрос этот сугубо академический, ибо вмешаться в зарядный процесс мы не можем.

Еще для подземных рабочих, где фонари заряжаются каждый день, а то и каждую смену. Для кого еще? Для профессиональных фотографов, наверное. Там вполне реально выйти на 200-400 циклов в год. А в обычном, бытовом применении аккумуляторов? Для туристов, спортсменов, охотников и просто любителей пожить на природе - фонари, фотоаппараты, навигаторы, радиостанции, то, что заряжается от внешних зарядных устройств.

Полагаю, среднепотолочный фонаревщик вряд ли превысит 10-15 циклов в год на каждую банку. Если он светит только по необходимости, даже единственной батарейки хватит не на одну неделю. А если он любит светить сильно и много, у него этих батареек два ведра и еще три стаканчика. Чтобы заряжать все это богатство триста раз в году... так и видится флешоголик, увешанный фонарями, как новогодняя елка, и все они светят, светят, светят! А в красном углу свисает гроздь из полусотни зарядников, и все они заряжают, заряжают, заряжают! К ним то и дело подбегает очумелый фонаревщик и переставляет аккумуляторы пачками. Феерическая картина.

И пусть даже по 30 циклов достанется каждой батарейке за год. Чтобы добраться до цифры 300, рекомому флешоголику понадобится 10 лет упорного труда. Вот только фиг он доберется, литий протухнет гораздо раньше.

Отсюда следует вывод, огорчительный для экономных товарищей, жалеющих свои ненаглядные аккумуляторы. Которые, по сути, есть не более, чем расходный материал. Все, чего вы добьетесь ограничением заряда до 4,1 вольта, это снижения реальной отдачи по емкости на 5-10%, и настолько же более частого переставления из зарядника в дивайс и обратно.

"Перестаньте беспокоиться и начните жить" - как завещал нам товарищ Карнеги. Чего вам всем и желаю.

...

И вот, прошло два года с момента написания этой статьи.

Наш камрад andyz провел натурный эксперимент, за что ему огромное спасибо. Он испытывал аккумуляторы на многократный перезаряд +0,1...0,15 В. Никаких признаков ускоренной деградации обнаружить не удалось.

Такие дела.
_________________________________
* Примечание: слово "уставка" - это не опечатка, а точный технический термин. Никакая это вам не "установка"!

[Scratch]

всегда интересно было - а почему именно 4.2? почему не 4, не 5 ?

[vaska]

 Сообщение от 027 :

* Примечание: слово "уставка" - это не опечатка, а точный технический термин.

Да, технический термин, только употребить его правильно у Вас не получилось. "Уставка" - синоним термину "порог срабатывания", в Вашем же контексте

 Сообщение от 027 :

точность уставки* порога

получилась тавтология. Так что либо "точность уставки", либо "точность установки порога".
Такой вот "порог порога"

ЗЫ
А по сути треда - малацца!

[fnksb]

Спасибо, интересно

Или, в любимых наших миллиампер-часах, для типичной банки от 2400 до 2600.

Здесь, наверное, конец фразы пропал?

 Сообщение от 027 :

Уж не знаю, насколько достоверны эти графики, но других у меня нету.

С другой стороны: если китайские банки, как говорят, часто дохнут через 10-20 циклов - то не сократит ли даже небольшой перезаряд их жизнь еще на пяток?

[MOHAPX]

Если б у меня была возможность поставить более одной "Спасибки" за статью, я б незамедлительно клацнул раз десять! А поскольку немогу, напишу в посте Вам огромное СПАСИБО!!!

[galex]

 Сообщение от 027 :

Погрешность измерения постоянного напряжения 0,25% и 2 цифры младшего разряда. Измерение проводится на пределе 20 В. Абсолютная погрешность при этом составляет:
- базовая абсолютная погрешность: 20 В х 0,25% = 0,05 В

хм... я, конечно, уже основательно подзабыл курс метрологии, но, сдается мне, что Ваши расчеты справедливы если исходить из класса точности, а не процента погрешности.
для цифровых приборов указан процент погрешности от измерения ,а не шкалы.
и, таким образом, если хзаглянуть в паспорт прибора Uni-t UT61E для предела 22В имеем на постоянном токе погрешность 0.1% (от измеренного значения ) и 2 единицы младшего разряда (разрешение на этом диапазоне 0.001В)
т.е для гипотетических 4.2В имеем разброс от 4,1938 до 4,2062

 Сообщение от 027 :

4,189...4,211 В.

не так все страшно

[Admin]

Отличная работа!

[Form]

Теперь знаю гораздо больше про лит. аккумуляторы. Спасибо.

[John Jack]

 Сообщение от fnksb :

то не сократит ли даже небольшой перезаряд их жизнь еще на пяток?

С другой стороны, а не проще ли такие банки выкинуть сразу? Толку от них всё равно не будет никак.

Статья хорошая, правильная. Умными вычислениями доказывается то, что всё работает так, как оно должно работать и не надо этому мешать.

[027]

 Сообщение от vaska :

Да, технический термин, только употребить его правильно у Вас не получилось. "Уставка" - синоним термину "порог срабатывания", в Вашем же контексте

Ага, спасибо. Это при переписывании фразы вылезло. Недоперередактировал. Уставка напряжения, конечно. "Флешоголики редактировали, редактировали, да не выредактировали")))

 Сообщение от fnksb :

Здесь, наверное, конец фразы пропал?

Переписал, углУбил и расширил. Теперь лучше читается?

 Сообщение от galex :

хм... я, конечно, уже основательно подзабыл курс метрологии, но, сдается мне, что Ваши расчеты справедливы если исходить из класса точности, а не процента погрешности.
для цифровых приборов указан процент погрешности от измерения ,а не шкалы.

Дык я же ж тоже ж подзабыл изрядно. Не на метролога учился, а на простого "эксплуататора". Однако, насколько помню, базовая погрешность, указываемая в паспорте у всех мультиметров, это именно от шкалы. И даже не просто шкалы, а только для одного предела, который совпадает с максимально возможным показанием АЦП. Например, 1 В. На других пределах добавляется еще и погрешность делителя и/или УПТ. Так что на самом деле все немного печальнее.
Что касается точности интегрирующего АЦП (тоже ведь подзабыл нюансы). Теоретически, можно достигнуть сколь угодно высокой точности, но для этого понадобится наращивать время измерения. У простых приборов время тупо фиксировано, и относительная погрешность будет расти при уменьшении измеряемой величины. У сложных и дорогих - не знаю, может быть они адаптивно меняют время интегрирования, чтобы увеличить точность "в начале шкалы". Тут надо рассматривать конкретные потроха конкретного прибора.

Спасибо всем за поправки и замечания.

[027]

 Сообщение от fnksb :

С другой стороны: если китайские банки, как говорят, часто дохнут через 10-20 циклов - то не сократит ли даже небольшой перезаряд их жизнь еще на пяток?

А стоит ли дохлая банка не то, чтобы заботы о ней, а даже разговора? В мусорку ее, и больше такого не покупать!

[galex]

 Сообщение от 027 :

базовая погрешность, указываемая в паспорте у всех мультиметров, это именно от шкалы.

вот прямо за все мультиметры не скажу.
но тут http://www.uni-trend.com/ma... на странице 43 явно написано - от измеренного, а не от шкалы. а далее по диапазонам уже расписано.
думаю от флюка инструкцию тоже найти не составит труда

[027]

В этом мануале НЕ указана базовая погрешность.

 Сообщение от galex :

думаю от флюка инструкцию тоже найти не составит труда

Можно, наверное. Только зачем? Ну хорошо, вот вам цитата с оф. сайта Fluke:

the Fluke 177 and 179 provide higher 0.09% basic accuracy

P.S. Ссылку на флюк в статье поправил, туда странным образом прокрался российский торговец. Простудифилис у меня, котелок глючит и сбоит...

[027]

Ладно, эти тонкости не имеют значения в контексте вопроса. Предлагаю дискуссию о погрешностях на этом завершить - ну, или перенести в "Приборы и инструменты". Может, придет кто знающий, у которого метрология из головы не выветрилась, и расскажет нам, как оно там на самом деле.

[galex]

нет термина базовая погрешность. есть основная. которую и указывают по по умолчанию. может быть указана также дополнительная, зависящая от изменения внешних параметров, выходящих за диапазон оговоренный для основной.
basic, кстати как раз не базовую, а основную означает.
значения в контексте вопроса это в принципе да, не имеет. но уж больно меня ужаснули Ваши цифры, полученные из-за неправильного толкования терминологии.
выходило что любая древняя цешка с классом точности 1.5 и то более достоверные измерения даст

[AVSel]

Я правильно понял, что надо просто подобрать мультиметр под зарядку, чтоб показывал ровно 4.20В и все будет хорошо?

[Li-Ion]

 Сообщение от AVSel :

Я правильно понял, что надо просто подобрать мультиметр под зарядку, чтоб показывал ровно 4.20В и все будет хорошо?

Не обязательно под зарядку, главное чтобы 4,2В всегда показывал

[dgin]

рекомому флешоголику понадобится 10 лет упорного труда. Вот только фиг он доберется, литий протухнет гораздо раньше.

Отсюда следует огорчительный для экономных товарищей, жалеющих свои ненаглядные аккумуляторы.

Обращаю внимание автора статьи, что тут что-то не так со смыслом предложений.

[027]

 Сообщение от galex :

нет термина базовая погрешность. есть основная

Если ничего не путаю, основная погрешность - это общая характеристика, для сферического прибора в вакууме, так сказать. Базовая погрешность - это специфическая характеристика для узкого класса многофункциональных приборов типа мультиметра. Это основная погрешность АЦП. Максимально возможная точность реализуется только в одном случае - на пределе 1 или 2 вольта, когда измеряемое постоянное напряжение фтыкается АЦП непосредственно в морду лица.

На других пределах напряжения, а также измерениях тока, сопротивления, емкости и т.п. в дело вступают преобразователи "измеряемая величина - постоянное напряжение", которые вносят дополнительную погрешность. Как-то так.

Еще раз хочу сказать, что все эти разрозненные сведения застряли в голове со времен института и несколько более поздних - одно время увлекался конструированием разных приборчиков. Так что прошу снисхождения к моему склерозу и старческому слабоумию.

 Сообщение от galex :

выходило что любая древняя цешка с классом точности 1.5 и то более достоверные измерения даст

Такое вполне может случиться, если, скажем, измерять 2,1 В зеркальной цешкой на пределе 3 В и простеньким 3,5-разрядным мультиметром на пределе 20.

 Сообщение от AVSel :

Я правильно понял, что надо просто подобрать мультиметр под зарядку, чтоб показывал ровно 4.20В и все будет хорошо?

AVSel, вы зрите в корень проблемы!

 Сообщение от dgin :

Обращаю внимание автора статьи, что тут что-то не так со смыслом предложений.

Спасибо, поправил.

[galex]

 Сообщение от 027 :

Базовая погрешность - это специфическая характеристика

смешались в кучу - люди, кони...
все-таки, погуглите термины, там все понятно станет.
а документацию на флюк я нашел: http://assets.fluke.com/man...
на 4 старинце четко написано как считается погрешность. так же как и у юнитов: - % от измеренного +- цифры последнего разряда. на 5-й странице расписаны значения основной погрешности по диапазонам.
таким образом показания флюка 179 для 4.2В будут имет разброс 4,1952-4,2048
у в 10раз более дешевого uni-t ut61e - 4,1938-4,2062
для мастеча мне лень искать англоязычную инструкцию, потому оставим как есть. мне безразлично