температуры не все аккумуляторы портативных электронных устройств работают одинаково.

Для того чтобы правильно подбирать и заменять аккумуляторы к различной радиоаппаратуре, далее приведен их сравнительный анализ и обзорные данные, призванные помочь в выборе источников питания портативной аппаратуры для эксплуатации в различных климатических условиях.

Владельцы аппаратуры радиосвязи сталкиваются с проблемами, связанными с отсутствием в продаже аккумуляторных батарей для портативных радиостанций, сотовых телефонов и подобных им изделий. Нередки случаи, когда в свободной продаже невозможно приобрести оригинальные аккумуляторные батареи (в том числе для снятой с производства аппаратуры). Актуальные проблемы могут иметь место и при необходимости установить вместо штатного – аккумулятор повышенной емкости (для увеличения времени работы). Штатные (посадочные) места аккумуляторов у различной аппаратуры не являются универсальными, поэтому часто при необходимости заменить аккумулятор, например, у портативной радиостанции, приходится искать именно оригинальный – ведь никакой другой по размерам и конструктивным особенностям корпуса просто не подойдет.

Свинцовые кислотные (Lead-Acid) аккумуляторные батареи 

Свинцовые кислотные (Lead-Acid) аккумуляторные батареи являются основной «рабочей лошадкой» в системах связи в тех случаях, когда требуется значительная емкость (например, в качестве резервных источников питания базовых станций). Существуют герметичные (гелевые) батареи, и батареи с жидким электролитом (свинцовые). Все они имеют примерно одинаковые электрические характеристики при низких температурах. При 25 °C (без подключения к устройству нагрузки) oни длительное время сохраняют 95 % своей емкости. При понижении температуры до –20 °C емкость падает значительно.

Свинцовые батареи с жидким электролитом имеют более высокую плотность энергии относительно герметичных гелевых, но уступают по этой характеристике другим типам аккумуляторных батарей. 

Модификация свинцовых батарей – AGM(AbsorptionGlassMat)

В этих батареях электролитом пропитан наполнитель из материала, напоминающего стекловату с очень тонкими стеклянными волокнами. По электрическим характеристикам они занимают промежуточное положение между гелевыми батареями и батареями с жидким электролитом, и данный тип батарей практически лишен одного из наиболее неприятных недостатков гелевых батарей – необратимого увеличения внутреннего сопротивления батареи при небрежной эксплуатации, когда в силикагеле, используемом для фиксации электролита, образуются разрывы из-за пузырей газа.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы показывают неплохие характеристики при низких температурах. Большинство производителей специфицирует этот тип батарей до –20 °C, при этом под малой нагрузкой батареи способны отдать до 70 % своей емкости при комнатной температуре, а при больших токах нагрузки – до 40 %. При температуре около 0 °C уменьшение емкости мало заметно.

Эти элементы (с напряжением 3,5–3,7 В) имеют хорошую плотность энергии по отношению к своей массе и габаритам и популярны в малогабаритной носимой аппаратуре, в том числе в носимых радиостанциях.

Литиeвые аккумуляторы

Литиeвые (Li-Metal) аккумуляторы имеют напряжение элемента 3 В и специфицируются для использования при температурах окружающей среды до –30 °C. Их рекламируют к применению (как имеющие наиболее высокую плотность энергии при комнатной температуре по сравнению с любыми другими типами аккумуляторов), однако это преимущество постепенно «сходит на нет» при понижении температуры. При температуре около 0 °C емкость этих батарей падает примерно до 70 % их емкости при комнатной температуре, при –20 °C – до 55 %, а при – 30 °C можно рассчитывать примерно на 40 % емкости. Эти аккумуляторы до сих пор считаются небезопасными при разгерметизации, и производители продолжают работать над их усовершенствованием.

Ввиду специальных требований к режиму заряда и по соображениям безопасности все выпускаемые типы литиевых аккумуляторов доступны только в виде законченных батарей для определенных типов аппаратуры, в которые встроены предохранительные устройства и, зачастую, контроллеры заряда.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы специфицируются для разряда при температурах до –20 °C и имеют оптимальные характеристики при низких температурах. Под небольшой нагрузкой элементы с напряжением 1,2 В при 0 °C отдают около 95 % своей емкости. При той же температуре под большой нагрузкой емкость уменьшается до 90 %. При понижении температуры до –20 °C можно рассчитывать на 60 % емкости, хотя при малых токах батарея способна отдать до 80 % емкости. При –40 °C можно ожидать до 40 % емкости при малых токах нагрузки, но батарея будет практически неспособна отдать большой ток (например, при переходе портативной радиостанции в режим передачи). Никель-кадмиевые батареи имеют малое внутреннее сопротивление и умеренный саморазряд.

Никель-металлгидридные аккумуляторы

Никель-металлгидридные (Nickel-Metal Hydride, Ni-MH) аккумуляторы считаются работоспособными до температуры окружающей среды –20 °C.

Под малой нагрузкой они способны обеспечить до 90 % своей емкости при комнатной температуре (25 °C), однако под большой нагрузкой при этой же температуре стоит рассчитывать всего лишь на 40 % емкости. При температурах порядка 0 °C и малых токах разряда эти аккумуляторы обеспечивают порядка 95 % своей емкости при комнатной температуре и около 90 % – при больших токах.

Несмотря на значительное снижение емкости под большой нагрузкой при низких температурах, эти аккумуляторы рекомендованы при отрицательных температурах (до –30 °C) при малых токах разряда.

Основной недостаток этих батарей – высокий саморазряд.

Перезаряжаемые щелочные батареи

Перезаряжаемые щелочные батареи (Rechargeable Alkaline – не путать с аккумуляторами, которые в старых публикациях до 1990 г. назывались «никель-кадмиевыми щелочными батареями») имеют высокое внутреннее сопротивление уже при комнатной температуре, что приводит к серьезному падению напряжения при использовании их в передающей аппаратуре с мощностью свыше 0,1 Вт (максимальный рекомендуемый ток разряда не превышает 400–500 мА). При низких температурах проблема усиливается, поэтому их использование в передающей аппаратуре зимой нецелесообразно. При низких температурах эти батареи подходят только для маломощных устройств, обеспечивая при малых токах разряда около 75 % емкости при комнатной температуре и при 0 °C, и менее 20 % при –20 °C.

Привлекательной для потребителя особенностью этих батарей является их весьма малый (для аккумуляторов) саморазряд. Основным недостатком батарей, выполненных по этой технологии, является их недолговечность (малое число циклов заряд-разряд, которые они способны отработать при допустимой потере емкости).

Типичные сроки сохранности заряда различных типов батарей и аккумуляторов (при условии полного заряда)

• Никель-металлгидридные (Ni-MH) аккумуляторы – 2 недели (саморазряд 30 % в месяц).

• Никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы – 3 недели (саморазряд 20 % в месяц).

• Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы – 6 недель (саморазряд 10 % в месяц).

• Свинцовые кислотные аккумуляторы – 3 месяца (саморазряд 5 % в месяц).

• Литиевые (Li-Metal) аккумуляторы – 1 год.

Анализаторы/кондиционеры батарей

Одним из электронных изделий современной промышленности, способных значительно упростить эксплуатацию носимых радиостанций, является анализатор батарей, предназначенный для контроля состояния батарей и реализующий автоматическую тренировку аккумуляторов. При помощи этого прибора можно оперативно оценить степень потери емкости (износа) аккумуляторных батарей, а также произвести тренировку для устранения последствий неоптимальной эксплуатации и снятия «эффекта памяти».

Портативные «лазерные» телескопические указки китайского производства (рис. 3.13), сочетающие в себе магнит, фонарик, ручку и инфракрасный подсвечивающий луч, сегодня можно недорого приобрести практически на каждом углу мегаполиса – особенно охотно их распространяют за символическую цену на рынках, в метро и электропоездах, то есть там, где не требуется показывать свидетельство о сертификации устройства, даже если бы оно у продавцов и было. Тем не менее, указка, включающая в себя псевдолазер, может быть применена не только по назначению, но и оказаться опасной игрушкой.

Рис. 3.13. Портативная «лазерная» указка

Устройство со слабым по мощности лучом имеет мощность всего 0,5–1 милливатт (мВт), но даже этот лучик опасен для зрения человека и животного, если его направить в глаза фронтально. Дело не столько в мощности, сколько в маленьком, но весьма концентрированном диаметре луча, который необратимо повреждает отдельные клетки глазной сетчатки даже при кратковременной экспозиции.

Если направить такой луч на кожу, к примеру, руки, ничего не случится. Неплохой вариант применения указки с лазерным диодом может быть реализован дома – для