Nabíječka pro NiCd a NiMH akumulátory. Jak nabíjet Ni-Cd baterie: popis procesu Obvod sledování nabití baterie ni cd lm393

Díky zdokonalení výroby se nyní Ni-Cd baterie používají ve většině přenosných elektronických zařízení. Díky rozumné ceně a vysokému výkonu je tento typ baterií oblíbený. Taková zařízení se dnes hojně používají v nástrojích, fotoaparátech, přehrávačích atd. Aby baterie vydržela dlouho, je třeba se naučit nabíjet Ni-Cd baterie. Dodržováním pravidel provozu takových zařízení můžete výrazně prodloužit jejich životnost.

Hlavní charakteristiky

Abyste pochopili, jak nabíjet Ni-Cd baterie, musíte se seznámit s funkcemi takových zařízení. Vynalezl je V. Jungner již v roce 1899. Jejich výroba však byla tehdy příliš nákladná. Technologie se zlepšily. Dnes jsou na prodej snadno použitelné a relativně levné nikl-kadmiové baterie.

Prezentovaná zařízení vyžadují rychlé nabíjení a pomalé vybíjení. Kromě toho musí být kapacita baterie zcela vybitá. Dobíjení se provádí pomocí pulzních proudů. Tyto parametry by měly být dodrženy po celou dobu životnosti zařízení. Znáte-li Ni-Cd, můžete prodloužit jeho životnost o několik let. Navíc lze takové baterie použít i v těch nejtěžších podmínkách. Charakteristickým rysem prezentovaných baterií je „paměťový efekt“. Pokud se baterie periodicky zcela nevybíjí, na deskách jejích článků se vytvoří velké krystaly. Snižují kapacitu baterie.

Výhody

Abyste pochopili, jak správně nabíjet Ni-Cd baterie pro šroubovák, fotoaparát, fotoaparát a další přenosná zařízení, musíte se seznámit s technologií tohoto procesu. Je to jednoduché a nevyžaduje speciální znalosti a dovednosti od uživatele. I po dlouhodobém skladování lze baterii rychle dobít. To je jedna z výhod prezentovaných zařízení, díky nimž jsou populární.

Nikl-kadmiové baterie mají velký počet cyklů nabíjení a vybíjení. V závislosti na výrobci a provozních podmínkách může toto číslo dosáhnout více než 1 tisíc cyklů. Výhodou Ni-Cd baterie je její výdrž a schopnost pracovat v náročných podmínkách. I při provozu v chladném počasí bude zařízení správně fungovat. Jeho kapacita se za takových podmínek nemění. Při jakékoli úrovni nabití lze baterii skladovat po dlouhou dobu. Jeho velkou výhodou je nízká cena.

Nedostatky

Jednou z nevýhod prezentovaných zařízení je fakt, že uživatel musí studovat jak správně nabíjet Ni-Cd baterie. Prezentované baterie, jak je uvedeno výše, se vyznačují „paměťovým efektem“. Proto musí uživatel pravidelně provádět preventivní opatření k jeho odstranění.

Energetická hustota prezentovaných baterií bude o něco nižší než u jiných typů autonomních zdrojů energie. Kromě toho se při výrobě těchto zařízení používají toxické materiály, které nejsou bezpečné pro životní prostředí a lidské zdraví. Likvidace takových látek vyžaduje dodatečné náklady. Proto je v některých zemích používání takových baterií omezeno.

Po dlouhodobém skladování vyžadují Ni-Cd baterie nabíjecí cyklus. To je způsobeno vysokou mírou samovybíjení. To je také nevýhoda jejich konstrukce. Nicméně vědět jak správně nabíjet Ni-Cd baterie, pokud jsou správně používány, mohou poskytnout vašemu zařízení autonomní zdroj energie po mnoho let.

Typy nabíječek

Chcete-li správně nabít nikl-kadmiovou baterii, musíte použít speciální zařízení. Nejčastěji se dodává kompletní s baterií. Pokud z nějakého důvodu nemáte nabíječku, můžete si ji zakoupit samostatně. Dnes jsou v prodeji automatické a reverzibilní pulzní odrůdy. Při použití prvního typu zařízení to uživatel nemusí vědět na jaké napětí mám nabíjet? Ni-Cd baterie. Proces se provádí automaticky. Současně můžete nabíjet nebo vybíjet až 4 baterie.

Pomocí speciálního spínače se zařízení nastaví do režimu vybíjení. V tomto případě bude barevný indikátor svítit žlutě. Po dokončení tohoto postupu se zařízení automaticky přepne do režimu nabíjení. Rozsvítí se červený indikátor. Jakmile baterie dosáhne požadované kapacity, zařízení přestane do baterie dodávat proud. Indikátor se rozsvítí zeleně. Oboustranné patří do skupiny profesionálních zařízení. Jsou schopny provést několik cyklů nabíjení a vybíjení s různou dobou trvání.

Speciální a univerzální nabíječky

Mnoho uživatelů se zajímá o otázku jak nabíjet baterii šroubováku typ Ni-Cd. V tomto případě nebude fungovat běžné zařízení určené pro AA baterie. Ke šroubováku je nejčastěji dodávána speciální nabíječka. To je to, co by se mělo používat při servisu baterie. Pokud není k dispozici nabíječka, měli byste si zakoupit zařízení pro baterie prezentovaného typu. V tomto případě lze nabíjet pouze baterii šroubováku. Pokud používáte baterie různých typů, vyplatí se zakoupit univerzální zařízení. Umožní vám servis autonomních zdrojů energie pro téměř všechna zařízení (fotoaparáty, šroubováky a dokonce i baterie). Bude umět například nabíjet Ni-Cd baterie iMAX B6. Jedná se o jednoduché a užitečné zařízení v domácnosti.

Vybíjení lisované baterie

Lisované Ni- se vyznačují speciální konstrukcí a vybíjecí výkon prezentovaných zařízení závisí na jejich vnitřním odporu. Tento indikátor je ovlivněn některými konstrukčními prvky. Pro dlouhodobý provoz zařízení se používají baterie diskového typu. Mají ploché elektrody dostatečné tloušťky. Během procesu vybíjení jejich napětí pomalu klesá na 1,1 V. To lze zkontrolovat vynesením křivkového grafu.

Pokud bude baterie nadále vybíjena na 1 V, její vybíjecí kapacita bude 5-10 % původní hodnoty. Pokud se proud zvýší na 0,2 C, napětí výrazně klesá. To platí i pro kapacitu baterie. To se vysvětluje nemožností vybíjet hmotu rovnoměrně po celém povrchu elektrody. Proto se dnes jejich tloušťka snižuje. Zároveň konstrukce diskové baterie obsahuje 4 elektrody. V tomto případě je lze vybíjet proudem 0,6 C.

Válcové baterie

Dnes jsou široce používány baterie s kovokeramickými elektrodami. Mají nízký odpor a poskytují vysoký energetický výkon zařízení. Nabité napětí Tento typ Ni-Cd baterie je udržován na 1,2 V, dokud se neztratí 90 % své specifikované kapacity. Při následném vybití od 1,1 do 1 V se z ní ztratí asi 3 %. Prezentovaný typ baterie lze vybíjet proudem 3-5 C.

Elektrody válcového typu jsou instalovány ve válcových bateriích. Lze je vybíjet proudem o vyšších rychlostech, který je na úrovni 7-10 C. Ukazatel kapacity bude maximální při teplotě +20 ºC. Jak se zvyšuje, tato hodnota se nevýznamně mění. Klesne-li teplota na 0 ºС a méně, klesá vybíjecí kapacita přímo úměrně s nárůstem vybíjecího proudu. Jak nabíjet Ni- CD baterie, typy které jsou prezentovány k prodeji, je třeba podrobně zvážit.

Obecná pravidla účtování

Při nabíjení nikl-kadmiové baterie je nesmírně důležité omezit přebytečný proud tekoucí k elektrodám. To je nutné kvůli nárůstu tlaku uvnitř zařízení během tohoto procesu. Při nabíjení se uvolňuje kyslík. To má vliv na aktuální faktor využití, který se bude snižovat. Existují určité požadavky, které vysvětlují, jak nabíjet Ni- CD baterie. Parametry Proces berou v úvahu výrobci speciálních zařízení. Nabíječky při svém provozu hlásí do baterie 160 % jmenovité kapacity. Teplotní rozsah během celého procesu musí zůstat mezi 0 a +40 ºС.

Standardní režim nabíjení

Výrobci musí uvést v pokynech kolik účtovat Ni-Cd baterie a jaký proud by měl být použit. Nejčastěji je režim provádění tohoto procesu standardní pro většinu typů baterií. Pokud má baterie napětí 1 V, měla by být nabita během 14-16 hodin. V tomto případě by měl být proud 0,1 C.

V některých případech se mohou charakteristiky procesu mírně lišit. To je ovlivněno konstrukčními vlastnostmi zařízení a také zvýšeným zatížením aktivní hmoty. To je nezbytné pro zvýšení kapacity baterie.

Uživatele může také zajímat jakým proudem nabíjet baterii? Ni-Cd. V tomto případě jsou dvě možnosti. V prvním případě bude proud během celého procesu konstantní. Druhá možnost umožňuje nabíjet baterii po dlouhou dobu bez rizika jejího poškození. Obvod zahrnuje použití postupného nebo hladkého snižování proudu. V první fázi výrazně překročí 0,1 C.

Rychlé nabíjení

Existují i ​​jiné metody, které akceptují Ni- CD baterie. Jak nabíjet baterie tohoto typu ve zrychleném režimu? Je zde celý systém. Výrobci zvyšují rychlost tohoto procesu uvolněním speciálních zařízení. Lze je nabíjet vyššími úrovněmi proudu. V tomto případě má zařízení speciální řídicí systém. Zabraňuje přebíjení baterie. Takovým systémem může být buď samotná baterie, nebo její nabíječka.

Válcové typy zařízení se nabíjejí konstantním proudem, jehož hodnota je 0,2 C. Proces bude trvat pouze 6-7 hodin. V některých případech je možné nabíjet baterii proudem 0,3 C po dobu 3-4 hodin. V tomto případě je nezbytná kontrola procesu. Při zrychleném postupu by rychlost nabíjení neměla být vyšší než 120-140 % kapacity. Existují dokonce baterie, které lze plně nabít za pouhou 1 hodinu.

Zastavte nabíjení

Při učení, jak nabíjet Ni-Cd baterie, je nutné zvážit dokončení procesu. Poté, co proud přestane protékat elektrodami, tlak uvnitř baterie stále roste. K tomuto procesu dochází v důsledku oxidace hydroxylových iontů na elektrodách.

Po určité době dochází k postupnému vyrovnávání rychlosti uvolňování a absorpce kyslíku na obou elektrodách. To vede k postupnému snižování tlaku uvnitř baterie. Pokud bylo dobití značné, bude tento proces probíhat pomaleji.

Nastavení režimu

Na správně nabíjet Ni-Cd baterie, musíte znát pravidla pro nastavení zařízení (pokud je výrobce poskytuje). Jmenovitá kapacita baterie musí mít nabíjecí proud do 2 C. Je nutné zvolit typ pulzu. Může to být Normal, Re-Flex nebo Flex. Práh citlivosti (snížení tlaku) by měl být 7-10 mV. Říká se mu také Delta Peak. Je lepší ji nastavit na minimální úroveň. Čerpací proud je potřeba nastavit v rozmezí 50-100 mAh. Abyste mohli plně využít energii baterie, musíte nabíjet vysokým proudem. Pokud je požadován jeho maximální výkon, baterie se v normálním režimu nabíjí nízkým proudem. Když se podíváte na to, jak nabíjet Ni-Cd baterie, každý uživatel bude moci tento proces správně dokončit.

Kadmiová baterie je oblíbeným zdrojem energie, která se používá pro kompletaci domácích spotřebičů. Jsou klasifikovány jako alkalické typy. Jsou vybaveny těmi jednotkami a zařízeními, do kterých nelze zařadit jiné modely.

Nikl-kadmiové baterie obsahují záporné a kladné vodivé póly, k jejichž oddělení se používá separátor. Vnitřní část je vyplněna alkalickou elektrolytickou kompozicí. Pouzdro pro nikl-kadmiové baterie je připraveno ze speciálního kovu a hermeticky uzavřeno.

Pro zajištění lepšího kontaktu se k přípravě elektrod používá fólie, která je tenká. Ke konstrukci separátoru, který je soustředěn mezi vývody v nikl-kadmiových bateriích, se používají tkané suroviny. Koneckonců, neinteraguje s alkalickým elektrolytem.

Borne se používá k připojení baterie k jiným nikl-kadmiovým zdrojům energie. Konstrukce nikl-kadmiové baterie obsahuje svařované spoje pro zajištění těsného spojení.

Výhody nikl-kadmiového napájecího zdroje

• Počet cyklů vybití a nabití dosahuje 1 000 nebo více.
• Doba skladování takových zařízení je dlouhá. Stupeň nabití jednotky přitom tento indikátor neovlivňuje.
• Technologie nabíjení nikl-kadmiových baterií je poměrně jednoduchá. Implementovat jej mohou i začínající motoristé.
• Takové zdroje energie lze použít i v zimě, v náročných podmínkách.
• Kapacita neklesá ani při teplotách pod nulou.

Negativní stránky

• Zařízení mají vlastnost zvanou „paměťový efekt“. K jeho odstranění je potřeba provést určitá opatření.
• Zvyšuje se úroveň samovybíjení.
• Pokud porovnáte CD baterie s jinými zdroji energie, můžete zdůraznit jejich nízkou energetickou hustotu.
• K přípravě byly použity toxické složky. Některé státy proto takové baterie nepoužívají a nevyrábějí.
• K likvidaci takových jednotek se používá vhodné vybavení. U nás se připravují instalace pro recyklaci a recyklaci pro nikl-kadmiové jednotky.

Nabíjení a vybíjení nikl-kadmiových baterií

Proces vypouštění

Parametry vybíjení napájecího zdroje do značné míry závisí na konstrukčních prvcích, vlastnostech elektrod a proudových přívodech. Předurčují také velikost napětí a vnitřního odporu.

Bitové parametry závisí na:

• Vlastnosti a konstrukce separátoru.
• Stavte kvalitu.
• Množství elektrolytické směsi, kterou je pouzdro naplněno.
• Jiný.

Při dlouhodobém vybíjení zdroje nicd odborníci doporučují používat diskové baterie, které jsou doplněny velkorozměrovými lisovanými přívody. Proto s mírným nárůstem proudu klesá vybíjecí kapacita, stejně jako napětí. Aby se tento indikátor optimalizoval, tloušťka vývodů se zmenší a počet se zvýší.

Maximální hodnota kapacity je pozorována při pokojové teplotě. Další zvýšení teploty tento parametr neovlivňuje. Záporné teploty vyvolávají pokles vybíjecího napětí a zvýšení vybíjecího proudu.

Používání šroubováků vybavených nikl-kadmiovými zdroji v zimě vyžaduje opatrnost.

Proces nabíjení

Při nabíjení ni cd baterií je nutné zavést omezení nabíjení. Během procesu dobíjení se totiž uvnitř pouzdra zvyšuje tlak, vzniká kyslík a klesá aktuální aplikační koeficient.

Jak nabíjet ni cd baterii? Pro úplné obnovení nabití je třeba zajistit kapacitu 150–160 procent. Teplotní rozsah – 0-+35 stupňů. Pokud nezohledníte teplotní rozsah, tlak se zvýší. Přes nouzový ventil se uvolní směs kyslíku. Proto je důležité předem určit, jak správně nabíjet baterii.

Vybitá nikl-kadmiová baterie se nabíjí v různých režimech. Doba nabíjení závisí na zvoleném režimu.

1. Proud 0,2 z celkové kapacity po dobu 7 hodin.
2. Proud 0,3 z celkové kapacity po dobu ne delší než 4 hodiny.

Při nabíjení jednotky ve zrychleném režimu (proudem 0,4 dostupné kapacity) je přebíjení zakázáno, protože to povede ke snížení kapacity. Pomocí příslušných zařízení můžete nastavit, jak moc se zdroj nabíjí. Při práci s proudy se používá ampérmetr. K určení počtu voltů použijte voltmetr nebo multimetr.

Nabíječka pro nikl-kadmiové baterie

K nabíjení ni cd baterií se používají reverzibilní a automatické nabíječky.

Automatická ni cd nabíječka se snadno používá. S jeho pomocí dobijete 2–4 baterie do šroubováku nebo jiných domácích spotřebičů. Po vložení baterie do paměti se nastaví režim a číslo. Poté je jednotka připojena k síti.

Automatické modely jsou vybaveny indikátory, které pomáhají určit stav nabíjecích zdrojů při práci s proudem. Taková zařízení jsou vhodná i pro vybíjení ni cd baterií.

Pulzní nabíječky mají složitější konstrukci. Lze je použít při práci se značným proudem. Vzhledem k tomu, že jsou klasifikovány jako profesionální jednotky, před použitím se naučíte, jak zdroj nabíjet a jak nastavit požadované parametry.

Reverzní (pulzní) modely jsou vhodné pro cyklické napájení nabíjecího a vybíjecího proudu. Při vybíjení a nabíjení jsou předem určeny parametry proudu a napětí.

Vlastnosti použití

Dlouhodobý provoz ovlivňuje fungování a výkon kadmium-niklových baterií. Zhoršení výkonu a selhání jsou způsobeny:

• Pracovní plocha vodivých svorek je zmenšena.
• Aktivní hmotnost vodivých koncovek je výrazně snížena.
• Alkalické elektrolytické složení mění složení a je nesprávně přerozděleno v celém zdroji energie.
• K úniku dochází podél vodivých prvků. V důsledku toho dochází k vybíjení nabitého zdroje energie poměrně rychle.
• Zvyšuje se spotřeba kapalin a kyslíku. Pokud se kyslík uvolňuje nadměrně, proces se stává nevratným.
• Organické sloučeniny se začnou rozpadat.

Repase nikl-kadmiových baterií

Postup obnovy nikl-kadmiových baterií, které se používají k dokončení šroubováku nebo jiné přenosné jednotky, nějakou dobu trvá. Vzhledem k tomu, že náklady na takové baterie jsou vysoké, měly by být před implementací prostudovány vlastnosti.

V podstatě obnovujeme nikl-kadmiovou baterii šroubováku pulzním proudem, který je dodáván po dobu 2-4 sekund. Aktuální hodnota přesahuje kapacitní parametry 10 nebo vícekrát.

Před obnovením baterie jsou připraveny určité prvky a nástroje:

1. Efektivní napájecí zdroj se silnými jmenovitými proudy. Jako baterie se používá autobaterie.
2. Svorky.
3. Dráty.
4. Multimetr, který monitoruje napětí.
5. Ochranné předměty.

Postup obnovy zahrnuje určité činnosti:

• Stanoví se kladný a záporný pól přenosné nástrojové jednotky nebo samostatné baterie.
• Pomocí svorek nebo aligátorových svorek, stejně jako kusů drátu, jsou připojeny zápory.
• Druhý konec drátu je přitlačen ke kladnému kontaktu. Délka drátového kontaktu je 1–2 sekundy (lze zvýšit na 3 sekundy). Takové akce zaberou trochu času. Při navazování kontaktu se ujistěte, že se vodiče nepřilepí k jednotce nebo baterii.

Po jednom cyklu se pomocí multimetru změří úroveň napětí. Jakmile je napětí obnoveno, přistoupí ke zvýšení kapacity. Za účelem obnovení a opravy napájení se provedou 2–4 cykly.

Tato technika přináší očekávaný efekt pouze na krátkou dobu. Mění se totiž elektrolytické složení a mění se i jeho objem. V důsledku toho nelze baterie dlouhodobě používat jako zdroje.

Modernizovaná technika

Chcete-li obnovit nikl-kadmiové baterie vlastníma rukama a zajistit jejich dlouhodobý provoz, proveďte následující kroky:

• Všechny baterie jsou pečlivě zkontrolovány a je změřeno napětí. Ty prvky, na kterých je napětí blízké nule, jsou odstraněny.
• Pomocí vhodného nástroje se v těle připraví otvory pro naplnění 1 cm3 destilované vody.
• Napájecí zdroje se nechají na krátkou dobu usadit a poté se znovu zkontroluje napětí.
• Pokud dojde k obnovení funkčnosti baterie, pak jsou vytvořené otvory ošetřeny tmelem a pájením.
• Jednotka je vybavena bateriemi a je dobíjecí. Přenosný nástroj je připraven k použití, jakmile indikátor na nabíječce změní barvu. Pro tyto účely se vyplatí používat pulzní nabíječky, které se vyznačují rozsáhlou funkčností a vysoce kvalitním vybavením.
• Při nulovém napětí je destilovaná voda znovu vstřikována do baterie.
• Postup se opakuje, dokud není dosaženo pozitivního výsledku.

Funkce úložiště

Návod k obsluze kadmiových baterií byl připraven odborníky. Pokyny popisují, jak uchovávat napájecí zdroje. Bylo zdůrazněno několik základních pravidel.

Zdroje Ni cd lze skladovat pouze zcela vybité. Pro tyto účely se používají nabíječky, které jsou vybaveny příslušnou funkcí. Pro vyprazdňování se používají i žárovky s příslušným počtem ampér.

Správně připravené baterie lze skladovat po dlouhou dobu. Změny teploty nemají vliv na stav a výkon.

Prostory slouží ke skladování nikl-kadmiových baterií. Kolísání teplot totiž nevyvolává vybíjení ani spouštění nevratných procesů.

Přestože jsou nikl-kadmiové baterie skladovány po dlouhou dobu, v určité fázi je potřeba likvidace. Chcete-li to provést, měli byste kontaktovat organizaci, která provádí podobné procesy.

Účinnost nikl-kadmiových baterií je těžké přeceňovat. Jsou vybaveny přenosnými nástroji používanými v každodenním životě i v průmyslu. Při správné manipulaci, dodržování bezpečnostních opatření a provozních podmínek přesahuje doba používání pět let.

Video o nikl-kadmiových bateriích

Nabíječka je určena pro nabíjení nikl-kadmiových (NiCd) a nikl-metal hydridových (NiMH) baterií velikostí AA a AAA.Nenárokuje si originalitu ani novost. Nabíjecí obvod je jednoduchý a spolehlivý. Během provozu více než 10 let nedošlo k žádným provozním poruchám. V obvodu nejsou žádné regulační prvky, nabíjecí proud se nastavuje automaticky. Nabíječka umožňuje nabíjet jak jednu baterii, tak baterii několika baterií. V tomto případě se nabíjecí proud mírně změní.

Zvláštností systému je jeho galvanické připojení k elektrické síti 220 V, které vyžaduje dodržování elektrických bezpečnostních opatření. Jako diody D1 - D7 se používají diody KD 105 nebo podobné. LED D8 - AL307 nebo podobná, požadovaná barva záře. Diody D1 - D4 lze nahradit sestavou diod KTs405A. Rezistorem R3 lze zvolit požadovaný jas LED.

Kondenzátor C1 nastavuje požadovaný nabíjecí proud. Kapacita kondenzátoru se vypočítá pomocí následujícího empirického vzorce:

V = (220 - Uemf) / J

kde: Cl v uF; Uemf - napětí baterie ve V; J je požadovaný nabíjecí proud v A.

Příklad - je nutné vypočítat kapacitu kondenzátoru pro nabití baterie 8 nikl-kadmiových baterií o kapacitě 700 mAh. Nabíjecí proud (J) bude 0,1 kapacity baterie - 0,07 A. Uemf 1,2 x 8 = 9,6 V. Proto B = (220 - 9,6) / 0,07 = 3005,7. Dále A = 3005,7 - 200 = 2805,7. Kondenzátor kapacita bude C1 = 3128 / 2805,7 = 1,115 µF. Je akceptována nejbližší jmenovitá hodnota - 1 µF.

Provozní napětí kondenzátoru musí být minimálně 400 V. Kondenzátor musí být pouze papírový, použití elektrolytických kondenzátorů není povoleno.

Ztrátový výkon rezistoru R2 je určen velikostí nabíjecího proudu. Pro nabíjecí proud 0,07 A to bude 0,98 W (P= JxJxR). Je zvolen rezistor se ztrátovým výkonem 2 W.

Kondenzátor může být složen z několika kondenzátorů v paralelních, sériových nebo smíšených obvodech.

Nabíječka se nebojí zkratu. Po sestavení nabíječky můžete zkontrolovat nabíjecí proud připojením ampérmetru místo baterie.

Před připojením nabíječky do elektrické sítě k ní musíte připojit baterii. Pokud je baterie připojena opačně, rozsvítí se LED D8 (před připojením nabíječky do elektrické sítě). Při správném připojení akumulátoru a připojení nabíječky do elektrické sítě indikuje LED průchod nabíjecího proudu akumulátorem.
Ke stažení: Nabíječka pro NiCd a NiMH baterie
Pokud najdete nefunkční odkazy, můžete zanechat komentář a odkazy budou co nejdříve obnoveny.

Jak nabíjet Ni-Cd baterie, nabíječky, parametry

Dnes se Ni─Cd baterie používají ve většině přenosných nástrojů a různých elektronických zařízení (fotoaparáty, přehrávače atd.). V poslední době se však objevuje tendence nahrazovat je lithium-iontovými bateriemi. Aby baterie vašeho zařízení sloužila dlouhou dobu, musíte nikl-kadmiové baterie používat správně, včas je nabíjet a čas od času provádět cykly vybíjení a nabíjení. Pak vám Ni─Cd baterie bude sloužit dlouhou dobu. Dnes si povíme, jak nabíjet nikl-kadmiové baterie podle všech pravidel.

Typy nabíječek pro nikl-kadmiové baterie

Dnes jsou na trhu dvě hlavní skupiny zařízení určených k nabíjení nikl-kadmiových baterií:

• Automatické nabíječky;
• Reverzibilní pulzní paměť.

Automatická nabíječka pro Ni-Cd baterie. Jedná se o jednoduchá a cenově dostupná zařízení. Jsou méně složité a přicházejí v provedení, které umožňuje nabíjet dvě nebo 4 baterie najednou. Chcete-li zahájit nabíjení nikl-kadmiových baterií, vložte baterie do nabíječky. Pomocí přepínače nabíječky nastavte počet baterií k nabití a připojte zařízení k síti.

Automatická nabíječka pro nikl-kadmiové baterie má zpravidla následující barevné označení. Červená barva indikátoru znamená, že se baterie nabíjejí. Pro vybití baterií má přístroj „vybíjecí“ spínač. Během procesu vybíjení indikátor zežloutne. Po vybití se nabíječka pro Ni─Cd akumulátory začne sama nabíjet. Zelená barva indikátoru znamená, že cyklus vybíjení a nabíjení je dokončen.

V tomto případě mluvíme o samostatném nabíjení nikl-kadmiových baterií. Pokud se jedná o baterie do šroubováku nebo jiného elektrického nářadí, pak jsou dodávány se standardní nabíječkou, která umožňuje nabít celou baterii najednou z domácí elektrické zásuvky.

Reverzibilní pulzní paměť. Tato zařízení jsou složitější a dražší než modely prvního typu. Výrobci je obvykle staví jako profesionální. Taková nabíječka pro Ni─Cd baterie se cyklicky vybíjí a nabíjí v různých časových intervalech.

Baterie je nainstalována, režim je nastaven a práce začíná. Indikátor bude signalizovat dokončení nabíjení. Pomocí takových nabíječek můžete nejen nabíjet nikl-kadmiové baterie, ale také je udržovat v provozuschopném stavu. Příkladem je hojně používaná univerzální nabíječka.

Nikl-kadmiové baterie jsou méně náročné na vlastnosti nabíječky než. Ale nemůžete na tom ušetřit, protože levná zařízení zkracují životnost baterií. Nyní pojďme zjistit, jak nabíjet nikl-kadmiovou baterii.

Proces vybíjení a nabíjení Ni─Cd baterií

Proces vybíjení nikl-kadmiových baterií

U tohoto typu baterie (stejně jako u ostatních) závisí vybíjecí charakteristika na vlastnostech baterie, které určují její vnitřní odpor. Mezi těmito vlastnostmi lze zaznamenat strukturu a tloušťku elektrod. Vlastnosti výboje jsou ovlivněny:

• tloušťka separátoru a jeho konstrukce;
• hustota sestavy;
• objem elektrolytu;
• některé konstrukční vlastnosti.

Při provozu v podmínkách dlouhodobého vybíjení se používají diskové baterie s lisovanými elektrodami velké tloušťky. U nich vybíjecí křivka ukazuje konstantní pomalý pokles napětí na hodnotu 1,1 voltu. Vybíjecí kapacita v případě dalšího vybíjení na 1 volt se rovná 5 až 10 procentům jmenovité hodnoty. Charakteristickým rysem tohoto typu baterie je výrazný pokles vybíjecí kapacity a napětí při zvýšení proudu na 0,2*C. Vysvětlení je celkem jednoduché: nemožnost vybíjet aktivní hmotu rovnoměrně po celé elektrodě.

Pokud zmenšíte tloušťku elektrod a zvýšíte jejich počet na čtyři, pak lze vybíjecí proud pro diskovou baterii zvýšit na 0,6*C.

Nabíjecí baterie s cermetovými elektrodami mají nízký vnitřní odpor a vysoké energetické charakteristiky. Jejich vybíjecí charakteristiky vykazují znatelně nižší úbytek napětí. U tohoto typu baterie zůstává hodnota napětí nad 1,2 voltu, dokud výstup nedosáhne 0,9 jmenovité kapacity. Při dalším vybíjení a poklesu napětí z 1,1 na 1 volt se uvolní asi 3 procenta jmenovité kapacity. Tento typ baterie je povoleno vybíjet vybíjecími proudy do 3-5*C.

Válcové Ni-Cd baterie lze vybíjet vyššími proudy. Používají rolovací elektrody, což umožňuje jejich vybíjení maximálním proudem 7-10*C.

Na obrázcích níže můžete vidět vliv vybíjecího proudu a teploty na hodnotu vybíjecí kapacity.

Nejvyšší hodnoty kapacity je dosaženo při teplotě 20 stupňů Celsia. Kapacita se při zvýšení teploty prakticky nesnižuje. Ale když je teplota OS pod nulou, hodnota vybíjecí kapacity klesá úměrně s nárůstem vybíjecího proudu. Pokles kapacity při nízkých teplotách se vysvětluje poklesem vybíjecího napětí v důsledku zvýšení odporu.

Nárůst odporu se vysvětluje omezeným objemem elektrolytu v utěsněné baterii. Složení a koncentrace elektrolytu značně ovlivňuje vlastnosti. Teplota tvorby pevné fáze na nich přímo závisí. Mohou to být krystalické hydráty, led, soli atd. Když je elektrolyt zmrzlý, nedochází k žádnému výboji. Výkon Ni─Cd je ve většině případů omezen na teplotu minus 20 stupňů Celsia. V některých případech, při úpravě složení elektrolytu a jeho koncentrace, výrobci vyrábějí modely Ni─Cd baterií, které jsou v provozu při minus 40.

Proces nabíjení nikl-kadmiových baterií

V procesu nabíjení nikl-kadmiových baterií je důležitým bodem omezení nadměrného nabíjení. To je důležitý bod, protože při nabíjení nikl-kadmiových baterií se tlak uvnitř nich zvyšuje. Během procesu nabíjení se uvolňuje kyslík a míra využití proudu se postupně snižuje. Na grafu níže vidíte závislost kapacity vybíjení na rychlosti nabíjení. Uvedené údaje platí pro cylindrické baterie.

Aby byla baterie plně nabitá, musí dosáhnout 160 procent své jmenovité kapacity. Nabíjení nikl-kadmiových baterií by mělo být prováděno v teplotním rozsahu 0-40 C. Doporučený interval je 10-30 C. S klesající teplotou na záporné elektrodě klesá absorpce kyslíku a zvyšuje se tlak. V důsledku toho se při silném přeplnění může nouzový ventil otevřít v důsledku zvýšení tlaku. S rostoucí teplotou se zvyšuje potenciál a na kladné elektrodě se velmi brzy uvolňuje kyslík, což zkracuje proces nabíjení v normálním režimu.

Pokud je teplota udržována stabilní, nabíjecí proces je značně ovlivněn proudem. Jeho zvýšení způsobuje zvýšení rychlosti uvolňování kyslíku. Rychlost jeho absorpce se však nemění, protože závisí na konstrukčních vlastnostech baterie. Absorpce plynu je ovlivněna uspořádáním, strukturou, tloušťkou elektrod, materiálem separátoru a objemem elektrolytu.

Zejména čím větší je hustota elektrodového uspořádání a čím menší je jejich tloušťka, tím rychleji dochází k nabíjení. Proto se cylindrické baterie nabíjejí vysokou rychlostí. Na nabíjecích křivkách můžete vidět, že u takových modelů Ni─Cd baterií při proudu 0,1─1C zůstává účinnost nabíjení téměř nezměněna. Snížení nabíjecího proudu způsobí výrazné snížení kapacity, které se baterie při vybití vzdá.

Standardní režim nabíjení je považován za následující. Nikl-kadmiová baterie o napětí 1 volt se nabije přibližně za 14-16 hodin proudem 0,1C. Podrobnosti o procesu nabíjení specifikují výrobci baterií. Mohou se lišit v důsledku konstrukčních prvků nebo zvýšeného aktivního zatížení hmoty (to se provádí za účelem zvýšení kapacity). U Ni-Cd baterií lze po celou dobu používat nabíjení konstantním proudem. Pro postupné nebo plynulé snižování nabíjecího proudu během procesu lze použít schéma. To umožňuje dlouhodobé nabíjení bez rizika poškození baterie. V takových režimech může nabíjecí proud na prvním stupni výrazně překročit hodnotu 0,1*C.

Často je potřeba zvýšit rychlost nabíjení. Výrobci tento problém řeší výrobou baterií, které se dokážou efektivně nabíjet vysokými proudy. V tomto případě se používají různé řídicí systémy k ochraně nikl-kadmiové baterie před nadměrným přebíjením. Tyto monitorovací systémy mohou obsahovat jak samotné baterie, tak nabíječku pro nikl-kadmiové baterie.

U válcových Ni-Cd baterií se doporučuje nabíjet konstantním proudem 0,2 C po dobu 6-7 hodin. Používá se také proudový režim 0,3 C po dobu 3-4 hodin. V druhém případě je kontrola doby nabíjení povinná. Pokud se provádí zrychlené nabíjení, mělo by být nabití až 120-140 procent kapacity a ne více. V tomto případě Ni─Cd baterie získá vybíjecí kapacitu, která není menší než jmenovitá. Pro provoz ve zrychlených režimech nabízejí výrobci dokonce baterie, které lze nabít za jednu hodinu. Tento režim využívá různé prostředky pro regulaci teploty a napětí, aby se zajistilo, že nikl-kadmiové baterie nebudou degradovat v důsledku náhlého zvýšení tlaku.

Navržená univerzální nabíječka zajišťuje jak zrychlené nabíjení nikl-kadmiových (Ni-Cd) a nikl-metal hydridových (Ni-MH) akumulátorů zvýšeným proudem, tak jejich nabíjení v tzv. normálním režimu nižším nabíjecím proudem. V prvním případě se nabíjení ukončí při poklesu napětí baterie. Pomocí čipu MC33340D tato nabíječka umožňuje sledovat pokles napětí s citlivostí 4 mV. Pomocí propojek si navíc můžete předem nastavit konkrétní dobu nabíjení. V případě potřeby je sledováno nejen napětí na baterii v režimu zrychleného nabíjení, ale také napětí napájecího zdroje

zařízení. Nabíjení se také zastaví, pokud teplota baterie stoupne nad nastavenou mez. Nabíječka je napájena ze zdroje konstantního napětí 5-18V s maximálním proudem 1,5A.

Tato univerzální nabíječka pro NiCd a NiMH baterie je regulátor vyrobený na čipu typu MC33340D. Schematické schéma zařízení je na Obr. 7.

Ihned po připojení napájecího napětí začne univerzální nabíječka pracovat v režimu zrychleného nabíjení.

Pokud baterie není připojena nebo je vadná, napětí na kolíku 1 (VSEN) IC2 (MC33340D) bude buď menší než 1 V, nebo větší než 2 V. V tomto případě se nabíječka automaticky přepne do normálního režimu. Tato nabíječka se přepne do normálního provozního režimu i v případě, že během 177 s je na svorkách nabíjené baterie detekován pokles napětí o určité hodnotě, což znamená konec nabíjecího procesu. Kromě toho může přepnutí do normálního režimu

provedete na konci zvolené doby nabíjení nebo když teplota baterie stoupne nad povolenou normu.

Doba nabíjení baterie se volí instalací nebo odstraněním propojek T1-TZ. Závislost doby nabíjení na instalaci propojek je uvedena v tabulce. 1.

Tabulka 1. Závislost doby nabíjení baterie na poloze propojky

Při volbě režimu nabíjení s vypnutím, když teplota baterie stoupne nad povolenou normu, pro měření teploty baterie by měl být připojen 10 kOhm termistor na pin 6 (T2) čipu IC2. V tomto případě musí být na piny 7 (T1) a 5 (T3) mikroobvodu IC2 připojeny odpory R7 a R8, pomocí kterých se nastavuje rozsah přípustných teplot baterie. Hodnota odporu rezistoru R7 určuje maximální přípustnou teplotu a hodnota odporu rezistoru R8 určuje minimální přípustnou teplotu baterie. Pokud je při nabíjení baterie její teplota ve zvoleném rozsahu, baterie se bude nabíjet zrychlenou rychlostí. V tomto případě bude napětí na pinech 7 (T1), b (T2) a 5 (T3) čipu IC2 v rozsahu od 0 V do hodnoty (Vcc - 0,7) V, kde Vcc je napájecí napětí. čipu IC2 (pin 8) . Pokud se během nabíjení změní teplota baterie a

ze zvoleného rozsahu se změní napětí na pinu 7 (T1) nebo 5 (T3) čipu IC2 a nabíječka přejde do normálního režimu.

Protože proud protékající kolíky 7 (T1), 6 (T2) a 5 (T3) IC2 je přibližně 30 μA, je výpočet hodnot odporu rezistorů R7 a R8 poměrně jednoduchý. Pokud je tedy například odpor termistoru R10 při minimální zvolené teplotě 8,2 kOhm, pak by hodnota odporu rezistoru R8 měla být 8,2 kOhm. Pokud je odpor termistoru R10 při maximální zvolené teplotě 15 kOhm, pak by hodnota odporu rezistoru R7 měla být 15 kOhm.

Při volbě režimu nabíjení s vypnutím při zvýšení teploty baterie tedy navržené schéma zajišťuje zrychlené nabíjení baterie pouze v případě, že její teplota nepřekročí stanovené limity. Pokud během nabíjení klesne teplota baterie pod minimální limit, nabíječka se přepne do normálního režimu a baterie se bude nabíjet nízkým pohotovostním proudem, dokud se její teplota nevrátí do normálu. Pokud teplota baterie stoupne nad maximální limit, nabíječka se také přepne do normálního režimu, ale neopustí jej, dokud nebude baterie odpojena.

Pokud je zvolen režim, ve kterém je konec nabíjení určen uplynutím určité doby, odpory R7, R8 a termistor R10 nejsou instalovány a doba nabíjení se volí nastavením propojek T1-TZ podle tabulky . 1. Tato možnost nabíjení se používá jako záložní, to znamená, pokud z nějakého důvodu není možné dokončit nabíjení sledováním poklesu napětí na baterii.

Jako stejnosměrný zdroj je v navrhovaném provedení použit IC1 (LM317). Tento spojovací obvod by měl poskytovat konstantní napětí

hodnotu 1,2 V mezi piny ADJ a OUT tohoto mikroobvodu. Jelikož je mezi těmito vývody zapojen rezistor R3, kterým protéká nabíjecí proud, bude mít tento proud vždy hodnotu, při které je úbytek napětí na rezistoru R3 1,2 V.

Pro správné rozpoznání okamžiku ukončení nabíjení baterie při poklesu napětí na jejích kontaktech je nutné zajistit, aby na pinu 1 (Vsen) mikroobvodu IC2 bylo napětí odpovídající napětí jednoho článku baterie. K tomu slouží dělič napětí z rezistorů R1 a R2. Pokud tedy například zvolíte hodnotu odporu rezistoru R1 rovnou 10 kOhm, měla by se hodnota odporu rezistoru R2 vypočítat podle následujícího vzorce:

VAKK je celkové jmenovité napětí baterie;

VSEN je napětí na pinu 1 IC2, které by mělo být 1,2 V.

V tomto případě se celkové napětí baterie vypočítá podle vzorce:

N je počet prvků v baterii; Uj je napětí jednoho prvku, které je obvykle 1,2 V.

Takže například s hodnotou odporu rezistoru R1 rovnou 10 kOhm pro baterii sestávající ze šesti článků bude hodnota odporu rezistoru R2:

R2 = 10 000x (7,2/12 -1) = 50 kOhm

Pokud máte v úmyslu nabíjet jeden prvek, pak rezistor R1 není nainstalován a hodnota odporu rezistoru R2 by měla být 10 kOhm.

Zároveň změna počtu prvků v náboji

baterie vyžaduje změnu napětí UnMV dodávaného z napájecího zdroje tohoto zařízení. V tomto případě se minimální hodnota napětí zdroje energie vypočítá pomocí vzorce:

ipit = 3 + 2 M,

N je počet článků v baterii.

Závislost hodnot rezistorů R1 a R2, stejně jako napájecího napětí, na počtu nabitých prvků je uvedena v tabulce. 2.

Tabulka 2. Závislost hodnot rezistorů R1, R2 a napájecího napětí na počtu nabitých prvků

Je třeba poznamenat, že odpovídající hodnoty napětí UnHT při nabíjení jsou uvedeny v tabulce. 2 může být počet prvků vyšší, ale to bude vyžadovat dodatečné chlazení čipu IC1, například jeho instalací na radiátor.

Napájecí napětí mikroobvodu IC2 by mělo být v rozmezí 3-18 V. V případě, že je potřeba současně nabíjet větší počet prvků, je nutné zajistit, aby napájecí napětí mikroobvodu na pinu 8 mikroobvod IC2 nepřesahuje 18 V. V tomto případě by napětí na pinech 2 a 3 čipů IC2 nemělo překročit hodnotu 20 V. g

Hodnota nabíjecího proudu v normálním režimu (1OP) se vypočítá podle vzorce:

1nebo - nabíjecí proud v normálním režimu (A);

UmT - napájecí napětí (V);

UD2 - úbytek napětí na diodě D2 (přibližně 0,6V);

UAKK - napětí baterie (V);

R5 je hodnota odporu rezistoru R5 (Ohm).

Obvykle je nabíjecí proud v normálním režimu zvolen rovný 1/100 kapacity baterie. V tomto případě je hodnota výkonu rozptýleného rezistorem R5 určena vzorcem:

Při nabíjení baterie ve zrychleném režimu se hodnota nabíjecího proudu (Iyp) vypočítá podle vzorce:

1^- nabíjecí proud ve zrychleném režimu (A);

UICJ - výstupní napětí mikroobvodu IC1 (V);

IADJ je svodový proud IC1 (přibližně 50 µA).

Velikost nabíjecího proudu ve zrychleném režimu by měla být zvolena v závislosti na typu baterie. Obvykle by tento proud měl být v rozmezí 1-2násobku kapacity baterie. Nabíjecí proud ve zrychleném režimu lze upravit změnou odporu nastavovacího rezistoru R4 v mezích určených hodnotou odporu rezistoru R3 a maximální hodnota tohoto proudu (Ij^c) nesmí překročit maximální přípustnou hodnotu proudu. pro čip IC1, tedy 1,5 A.

Minimální nabíjecí proud ve zrychleném režimu určuje hodnotu odporu rezistoru R3. Hodnotu odporu rezistoru R3 lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

Pokud tedy například zvolíte hodnotu minimálního nabíjecího proudu ve zrychleném režimu rovnou 0,45 A, pak bude odpor rezistoru R3 2,7 Ohm. V tomto případě je hodnota výkonu rozptýleného rezistorem R3 určena vzorcem:

Aby bylo možné regulovat minimální nabíjecí proud v určitých mezích, je vhodné do navrhovaného zařízení osadit rezistor R3 o výkonu alespoň 2W.

Maximální nabíjecí proud ve zrychleném režimu, s ohledem na zvolené množství energie rozptýlené rezistorem R3 (v našem příkladu 2 W), je určen vzorcem:

Výsledkem je, že pro zvolené parametry bude maximální nabíjecí proud 1MAX ve zrychleném režimu 0,86 A. Při odporu rezistoru R3 rovném 2,7 Ohmů a výkonu na něm rozptýleného 2 W lze nabíjecí proud měnit pomocí nastavovacího rezistoru R4 v rozsahu od 0,45 A do 0,86 A. Tento proud je považován za optimální pro AA baterie s kapacitou 450-850 mA.

Pomocí jednoduchých výpočtů můžete určit hodnoty minimálního a maximálního nabíjecího proudu ve zrychleném režimu v závislosti na ztrátovém výkonu a hodnotě odporu rezistoru R3. Tyto údaje jsou uvedeny v tabulce. 3.

Tabulka 3. Hodnoty minimálního a maximálního nabíjecího proudu ve zrychleném režimu v závislosti na ztrátovém výkonu a hodnotě odporu rezistoru R3

Všechny díly univerzální nabíječky jsou umístěny na desce plošných spojů o rozměrech 52x40 mm. Deska plošných spojů je na Obr. 8.

Rýže. 8. Deska plošných spojů univerzální nabíječky

Uspořádání dílů na desce plošných spojů zařízení je na Obr. 9.

Rýže. 9. Umístění dílů na desce plošných spojů univerzální nabíječky

Na díly použité v tomto zařízení nejsou žádné zvláštní požadavky. Přirozeně se doporučuje použít jakékoliv odpory a kondenzátory malých rozměrů, které lze bez problémů umístit na desku plošných spojů.

Při výrobě nabíječky můžete použít například odpory typu MLT-0,125. Docela vhodné

a další malé odpory. Současně by hodnota ztrátového výkonu rezistoru R3 v souladu s předchozími výpočty měla být 2 W. Kondenzátory C1 a C2 mohou být kovokeramické nebo keramické.

Diodu 1N4148 (D1) lze nahradit domácími diodami KD510, KD521 nebo KD522, přičemž zvláštní pozornost věnujte označení vývodů katody a anody. Místo diody 1N4007 (D2) můžete nainstalovat domácí diody KD105, KD208, KD209 nebo KD243. LED D4 - libovolná pro proud 20 mA.

Instalace prvků na desku plošných spojů by měla začít instalací čipu IC1 na straně tištěných vodičů. V tomto případě musíte nejprve opatrně připájet jeden z kolíků mikroobvodu k odpovídající kontaktní dráze a poté všechny ostatní kolíky. Zbývající prvky jsou instalovány v obvyklém pořadí, to znamená, že se nejprve připájejí pasivní malé díly, pak polovodičové prvky a poté velké díly.

Neměli bychom zapomínat, že je vhodné instalovat čip IC1 na radiátor. Tepelný odpor radiátoru se vypočítá podle následujícího vzorce:

1ur - nabíjecí proud ve zrychleném režimu (A); UniiT - napájecí napětí (V); ^auG napětí baterie (V); Dg - maximální přípustný rozdíl mezi teplotou radiátoru a teplotou okolí (obvykle přibližně 80 °C).

Pokud je během provozu zvolen režim, ve kterém nabíjení po určité době skončí, pak se požadovaný limit nastaví pomocí propojek T1-TZ. V tomto případě nejsou nainstalovány termistor R10, stejně jako odpory R7 a R8.

Při výběru režimu nabíjení s regulací teploty baterie musíte nainstalovat termistor R10 a také odpory R7 a R8. V tomto případě by měl termistor R10

mít dobrý tepelný kontakt s nabíjenou baterií. V tomto případě nejsou instalovány propojky T1-TZ. Při použití nabíječky v uvedeném režimu k nabíjení baterií starších typů mobilních telefonů můžete jako termistor R1G použít termistor obsažený v baterii. Tento termistor je připojen k obvodu přes odpovídající kontakty baterie. Současně je žádoucí přepočítat hodnoty odporu rezistorů R7 a R8 s přihlédnutím k parametrům termistoru pro každý typ nabíjené baterie.

Po instalaci všech součástí na desku s plošnými spoji byste měli ještě jednou zkontrolovat správnou instalaci. Nakonec jsou k desce plošných spojů připájeny vodiče pro připojení zdroje napájecího napětí; a také kontakty pro připojení dobíjecí baterie.

Deska s na ní umístěnými díly je umístěna v jakékoli vhodné plastové krabičce.

Bezchybně sestavená nabíječka z opravitelných dílů nevyžaduje dodatečné seřízení. Před zapnutím zařízení a připojením baterie však musíte ještě jednou zkontrolovat, zda hodnoty odporu rezistorů děliče R1R2 odpovídají napětí připojené baterie. Poté lze univerzální nabíječku připojit k síti a zkontrolovat její funkčnost.

Při připojení napájení (při odpojené baterii) by se měla rozsvítit LED D4. Pokud se tak nestane, pak je nutné vypnout napájecí napětí a ještě jednou zkontrolovat správnou instalaci a provozuschopnost konstrukčních prvků. Pokud se rozsvítí LED D4, můžete připojit baterii k nabíječce. Jakmile je baterie připojena, LED by měla začít blikat.

Konec nabíjení baterie je určen podle zvoleného provozního režimu.