Собираем по схеме автоматическое зарядное устройство ni-cd и ni-mh аккумуляторов
Никель-кадмиевые и Никель-металлогидридные аккумуляторы требуют зарядного устройства, которое автоматически отключается после завершения заряда. Порог устанавливается по возросшему напряжению аккумулятора. Такая схема электричества может быть реализована по-разному.
Импульсная схема с компаратором напряжения
Работу такой схемы можно представить так:
- На аккумулятор поступает зарядный импульс низкого напряжения большой длительности, например 1 сек;
- Источник тока импульса отключается от аккумулятора и подключается измеритель напряжения;
- Измеритель напряжения определяет степень заряда и подключает источник импульса вновь, или отключает его в случае, если напряжение превысило заранее определенный уровень.
Лучше всего подобная схема реализована на специализированных микросхемах. Их выпускается большое число вариантов. Сборка ведется по спецификациям из даташитов.
Преимущество такого решения — не требуется предварительная градуировка зарядного устройства, (точная установка уровней срабатывания напряжения). ЗУ на специализированной микросхеме работает сразу после сборки при отсутствии ошибок в монтаже.
Между тем, специализированные микросхемы не всегда есть возможность достать. Тогда есть вариант — собрать автоматическое зарядное устройство на транзисторах. При этом желательно наличие цифрового мультиметра, чтобы точно выставить порог отключения после полной зарядки.
Схема на транзисторах
Рассмотрим лучшую схему, предложенную Андреем Шарым. Схема обеспечивает щадящий режим заряда никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов. Транзисторы — любые с током коллектора не ниже чем на схеме. ОУ — тоже почти любой со схожими характеристиками К140УД. Трансформатор и диодный мостик – тоже любые на напряжение 6 – 12 вольт и ток 0,5 – 2 А. Дроссель — готовый. При наличии измерителя индуктивности может быть намотан самостоятельно.
Режим работы схемы — импульсный. Обеспечивается высокий КПД. Радиаторы транзисторов во многих случаях не требуются. Схема — низкочастотная, поэтому требования к монтажу минимальны.
Настройка схемы
- Подобрать R5 и установить 4,9 вольт в точке указанной на схеме;
- Подобрать R9 и установить образцовое напряжение 1,4 вольт на выходе;
- Подключить разряженный аккумулятор/секцию аккумуляторов и установить ток на выходе 0,1 от емкости подбором R13.
После наладки устройство готово к работе.
Похожие радиосхемы и статьи:Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Очень простое
РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Очень простое
Так, товарищи. Сейчас мы с вами будем заряжать аккумуляторы, просто, качественно, а главное – быстро.
Для чего воспользуемся микросхемой
MAX713 от компании
MAXIM.
Это специализированная микросхема, заточенная именно под зарядку указанных типов аккумуляторов.
Итак, что же она умеет – подходите ближе, сейчас увидите.
Итак MAX713 позволяет:
- заряжать Никель-Кадмиевые и Никель-МеталлоГидридные аккумуляторы в количестве от 1 до 16 штук одновременно;
- в режиме быстрого заряда регулировать ток заряда от С/3 до 4С, где С – емкость аккумулятора;
- в режиме медленного заряда доводить аккумуляторы до кондиции током С/16;
- отслеживание состояния аккумулятора и автоматический переход от быстрого заряда к медленному;
- в отсутствии зарядного тока через микросхему “утекает” всего 5мкА от аккумуляторов;
- возможность отключения заряда по температурным датчикам или по таймеру;
Ну и хватит – и так вон сколько получилось.
Как обычно, чтобы разговаривать предметно, смотрим на схему:
Вообще говоря, как мы помним еще со староглиняных времен, заряжать аккумуляторы рекомендовалось током 0,1С,
где С – емкость аккумулятора. Однако, с тех пор утекло много пива и производители научились делать
более совершенные аккумуляторы, позволяющие учинять над собой такое безобразие,
как быстрый заряд (Fast Charge).
Разумеется, чем больший зарядный ток используется в процессе зарядки,
тем меньше времени нужно на эту самую зарядку. Однако, все же, увлекаться сильно не стоит -
ток током, а долговечность аккумулятора тоже не последнее дело.
Поэтому, в MAX713 реализован не только быстрый, но и медленный заряд (Trickle Charge),
который включается по достижении аккумулятором полного заряда большим зарядным током.
Схема, показанная выше позволяет заряжать два аккумулятора,
ёмкостью по 1000мА/ч каждый, током С/2, то есть 500мА.
Имеется индикация включения питания – HL1 и индикация быстрого заряда – HL2.
Аккумуляторы включаются последовательно.
Что? Вам надо заряжать четыре аккумулятора сразу? И не 1000мА/ч, а 1200?
Ну ладно, тогда не бежим за паяльником, а слушаем дальше.
Как я уже говорил, эта микросхема позволяет заряжать до 16 аккумуляторов, током до 4С. Итак, что же от нас требуется, чтобы спроектировать зарядное устройство под наши конкретные цели?
- Определиться с зарядным током аккумуляторов. Неплохо было бы узнать, какой максимальный
зарядный ток рекомендует производитель. Ну а если не узнали, тогда уж на свой страх и риск.
Для начала, я бы не стал превышать С/2.
- Решить сколько аккумуляторов нужно заряжать одновременно. После этого, согласно Таблице 1 определить, куда припаивать выводы PGM0 и PGM1. Разумеется, чтобы не перепаивать каждый раз микросхему, нужно предусмотреть переключатель, если нужно заряжать разное количество аккумуляторов.
- Подобрать входное напряжение на зарядное устройство. Оно может быть рассчитано по формуле:
U=2+(1,9*N),
где N – количество аккумуляторов
Но это напряжение не может быть меньше 6 вольт.
То есть, если вы будете заряжать даже один аккумулятор – входное напряжение должно составлять 6 вольт. - Определить мощность выходного транзистора, после чего по справочнику подобрать подходящий.
Мощность определяется так:
P=(Uin – Ubatt)*Icharge,
где:
Uin – максимальное входное напряжение,
Ubatt – напряжение заряжаемых аккумуляторов – суммарное, разумеется,
Icharge – зарядный ток. - Посчитать сопротивление R1. R1=(Vin-5)/5 – сопротивление получается в килоомах, чтобы получить Омы надо посчитанное значение умножить на 1000.
- Определить сопротивление R6. R6=0.25/Icharge Если Icharge подставляется в амперах, сопротивление мы получим в Омах, если а миллиамперах, то в килоомах. Не теряйтесь.
- Выбираем время заряда. Это нужно для того, чтобы в случае неисправного аккумулятора, зарядное устройство не гоняло его, бедолагу бесконечное число часов, а отключило по таймеру, даже если аккумулятор и не зарядился. Для выбора времени заряда пользуемся Таблицей 2. И прикручиваем ноги PGM2 и PGM3 согласно этой таблице. Разумеется, не забудьте учесть при этом зарядный ток, который был выбран, а то может случиться так, что устройство отключится раньше, чем зарядится аккумулятор.
Собственно говоря и все. Дальше будут таблицы.
Таблица 1.
Задание количества заряжаемых аккумуляторов.
Количество аккумуляторов |
Соединить PGM 1 с… |
Соединить PGM 0 с… |
1 |
V + |
V+ |
2 |
Не подсоединять |
V+ |
3 |
REF |
V+ |
4 |
BATT- |
V+ |
5 |
V+ |
Не подсоединять |
6 |
Не подсоединять |
Не подсоединять |
7 |
REF |
Не подсоединять |
8 |
BATT – |
Не подсоединять |
9 |
V+ |
REF |
10 |
Не подсоединять |
REF |
11 |
REF |
REF |
12 |
BATT- |
REF |
13 |
V+ |
BATT- |
14 |
Не подсоединять |
BATT – |
15 |
REF |
BATT- |
16 |
BATT- |
BATT- |
Таблица 2.
Задание максимального времени заряда.
Время заряда (мин) |
Выключение по падению напряжения |
Соединить PGM 3 с… |
Соединить PGM 2 с… |
22 |
Выключено |
V + |
Не подсоединять |
22 |
Включено |
V + |
REF |
33 |
Выключено |
V + |
V+ |
33 |
Включено |
V + |
BATT- |
45 |
Выключено |
Не подсоединять |
Не подсоединять |
45 |
Включено |
Не подсоединять |
REF |
66 |
Выключено |
Не подсоединять |
V+ |
66 |
Включено |
Не подсоединять |
BATT- |
90 |
Выключено |
REF |
Не подсоединять |
90 |
Включено |
REF |
REF |
132 |
Выключено |
REF |
V+ |
132 |
Включено |
REF |
BATT- |
180 |
Выключено |
BATT – |
Не подсоединять |
180 |
Включено |
BATT- |
REF |
264 |
Выключено |
BATT – |
V+ |
264 |
Включено |
BATT – |
BATT- |
См.
так же: Хождение под мухой или две недели с MAX713.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
| Зарядное устройство предназначено для зарядки никель-кадмиевых (NiCd ) и никель-металгидридных (NiMH) аккумуляторов типоразмера АА и ААА .Оно не претендует на оригинальность или новизну. Схема зарядного устройства отличается простотой и надежностью. За время эксплуатации более 10 лет отказов в работе не было. В схеме нет каких-либо регулирующих элементов, зарядный ток устанавливается автоматически. Зарядное устройство позволяет заряжать, как один аккумулятор, так и батарею из нескольких аккумуляторов. При этом зарядный ток изменяется незначительно. Особенность схемы является гальваническая связь с электрической сетью 220 В ,что требует соблюдения мер электробезопасностии . В качестве диодов D1 – D7 используются диоды КД 105 или им подобные . Светодиод D8 – АЛ307 или ему подобный ,желаемого цвета свечения. Диоды D1 – D4 могут быть заменены на диодную сборку КЦ405А .Резистором R3 можно подобрать необходимую яркость свечения светодиода . Конденсатор С1 задает необходимый зарядный ток. Емкость конденсатора рассчитывается по следующей эмпирической формуле: C1= 3128 / А , А = В – R2 , В = (220 – Uедс) / J где : C1 в мкФ ; Uедс – напряжение на аккумуляторной батареи в В ; J – необходимый зарядный ток в А . Пример – необходимо рассчитать емкость конденсатора для зарядки батареи из 8 никель-кадмиевых аккумуляторов емкостью 700 mAh . Зарядный ток ( J ) будет составлять 0.1 емкости аккумулятора – 0.07 А . Uедс 1.2 х 8 =9.6 В .Следовательно В = (220 – 9.6) / 0.07 = 3005.7 .Далее А = 3005.7 – 200 = 2805.7 .Емкость конденсатора составит С1 = 3128 / 2805.7 = 1.115 мкФ. Принимается ближайший по номиналу – 1мкФ. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 400 В .Конденсатор должен быть только бумажный , использование электролитических конденсаторов не допускается . Рассеиваемая мощность резистора R2 определяется величиной зарядного тока. Для зарядного тока 0.07 А она будет 0. Случайные материалы сайта |
|
Gazeta-rm.Ru
98 Вт ( P= JxJxR ). Выбирается резистор с рассеиваемой мощность 2 Вт . Конденсатор может быть составлен из нескольких конденсаторов по параллельной, последовательной или смешанной схемам . Зарядное устройство не боится коротких замыканий. После сборки зарядного устройства можно проверить заряный ток ,подключив вместо аккумуляторной батарей амперметр. Перед включением зарядного устройства в электрическую сеть необходимо подключить к нему аккумуляторную батарею. Если аккумуляторная батарея подключена с нарушением полярности, то будет светиться светодиод D8 (до подключения зарядного устройства к электрической сети). При правильном подключении аккумуляторной батареи и подключении зарядного устройства к электрической сети светодиод сигнализирует о прохождении зарядного тока через аккумуляторную батарею.Простое универсальное зарядное устройство для малогабаритных аккумуляторов
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.
ru. Для питания носимой малогабаритной радиоаппаратуры широко применяют литий-ионные (Li-Ion), никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металлгидридные (Ni-Mh) аккумуляторы. При соблюдении правил заряда они служат несколько лет и выдерживают около 1000 циклов зарядка-разрядка.
Однако для аккумуляторов на основе никеля, например Ni-Cd, нужен особый подход, так как они обладают эффектом «депрессии напряжения», который еще называют «эффектом памяти». «Эффект памяти» возникает в процессе эксплуатации аккумулятора, если его систематически подзаряжать, не разрядив до напряжения 0,9 — 1 В [1].
Т.е. если зарядить не полностью разряженный аккумулятор, то он отдаст энергию только до того уровня, с которого началась зарядка. А так как в основном их так и подзаряжают, не проходя полные циклы зарядки-разрядки, то со временем этот уровень только увеличивается, из-за чего емкость аккумулятора уменьшаться, отчего пользователь приходит к выводу, что аккумулятор начинает приходить в негодность.
Однако не стоит бояться этого электрохимического процесса, так как он накапливающийся, является обратимым и легко устраняется.
Чтобы уменьшить возникновение «эффекта памяти» производители рекомендуют периодически разряжать аккумуляторы до напряжения 0,9 — 1 В, а потом заряжать до 1,45 – 1,48 В.
Предлагаемое простое универсальное зарядное устройство позволяет частично автоматизировать этот процесс и проводить зарядку и разрядку Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторов током до 260 мА.
1. Описание работы и схема устройства
В процессе работы зарядное устройство постоянно контролирует напряжение на заряжаемом аккумуляторе и автоматически отключает ток при достижении полной зарядки. Оно позволяет одновременно и независимо заряжать и разряжать два аккумулятора типоразмера АА или ААА.
Принципиальная схема устройства изображена на рисунке.
Функционально оно выполнено в виде двух каналов с общим питанием, имеющих по одному узлу зарядки и разрядки.
Все переключения для осуществления процессов зарядки и разрядки производятся переключателями SA1 и SA2, а в качестве источника питания применено ЗУ сотового телефона с выходным стабилизированным напряжением 5 В и током не менее 1 А.
Рассмотрим работу одного канала и начнем с узла зарядки [2].
В процессе зарядки контроль напряжения на заряжаемом аккумуляторе происходит непрерывно. На транзисторах VT1 и VT2 собран триггер Шмитта, который сравнивает напряжение на заряжаемом аккумуляторе GB1 или GB2 с образцовым, поступающим на базу VT1 с движка подстроечного резистора R2.
Образцовое напряжение образовано стабилитроном VD1, резисторами R1 и R2. Резистором R1 задается рабочий ток стабилитрона (около 10 mA), а резистором R2 устанавливают нужное пороговое напряжение.
При подключении к зарядному устройству разряженного аккумулятора транзистор VT2 закрыт, а VT1 и VT3 открыты. Коллекторный ток транзистора VT3 через замкнутый контакт SA2.1 выключателя SA2 заряжает аккумулятор.
Как только напряжение на аккумуляторе достигнет заданного порогового значения сработает триггер и транзисторы VT1, VT3 закроются, а VT2 откроется и включит светодиод HL1, сигнализирующий об окончании зарядки.
Выключателем SА1 выбирают типоразмер аккумулятора и задают необходимый зарядный ток равный 110 или 260 mA.
В замкнутом положении контакта SA1.2 зарядка осуществляется током 110 mA, позволяющим заряжать аккумуляторы емкостью 850, 1100 и 1600 mA/ч. В замкнутом положении контакта SA1.1 зарядка осуществляется током 260 mA, позволяющим заряжать аккумуляторы емкостью 2100, 2600, 2700 и 2850 mA/ч.
Выключателем SА2 устройство переводят в режимы зарядки или разрядки.
Кнопочный выключатель SB1 предназначен для принудительного запуска зарядного устройства, если аккумулятор разряжен не до конца. Нажатие выключателя приводит к установке триггера в состояние, соответствующее режиму зарядки.
Теперь рассмотрим работу узла разрядки, который питается от разряжаемого аккумулятора и при достижении на нем напряжения 0,9 — 1.1 В автоматически прекращает процесс разрядки [3].
При кратковременном нажатии кнопки SB2 на базу транзистора VT5 через резистор R11 подается напряжение с аккумулятора GB1 или GB2. Если оно превышает порог открывания транзистора VT5 (примерно 0,6 В), он открывается и открывает транзистор VT4, через участок коллектор-эмиттер которого происходит разрядка аккумулятора.
По мере разрядки аккумулятора напряжение на нем снижается, и когда оно упадет ниже порога открывания транзистора VT5, тот закрывается и закрывает VT4. Процесс разрядки прекращается. В качестве нагрузки и индикатора работы блока разрядки применена лампа накаливания HL3 с номинальным напряжением 1 В. Также можно применить лампы на напряжение 1,5 и 2 В.
Вместо лампы можно установить резистор сопротивлением 20 – 30 Ом. В этом случае не будет индикации и придется периодически смотреть напряжение на разряжаемом аккумуляторе.
2. Конструкция и детали
Зарядно-разрядное устройство смонтировано на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 60×45 мм и помещено в пластмассовый корпус. В виду простоты схемы устройство можно собрать на макетной плате или же вообще навесным монтажом.
Печатная плата разработана для двух каналов и ее рисунок предоставлен. Маркировка элементов показана только для одного канала, так как второй канал идентичен.
На следующем рисунке показано расположение деталей на плате, а также их маркировка согласно принципиальной схеме.
Батарейные отсеки, светодиоды и лампы накаливания, а также переключатели и кнопочные выключатели размещены на внешней части корпуса. Батарейные отсеки сначала приклеиваются к корпусу клеем, а затем дополнительно крепятся винтами. Винты используются с головкой впотай.
Монтаж батарейных отсеков и переключателей выполнен навесным монтажом непосредственно внутри корпуса. Кнопочные выключатели расположены в задней части корпуса и гибким проводом соединены с печатной платой.
В устройстве применены резисторы мощностью 0,125 Вт. Резистор R2 подстроечный многооборотный любого типа. Вместо транзисторов КТ315Б (VT1, VT2) и КТ814Б (VT3) можно использовать любые с подобными параметрами. Транзисторы КТ814 снабжены теплоотводами.
Транзистор КТ502 (VT4) заменим на любой кремниевый с максимальным током коллектора не менее 150 mA. Транзистор КТ3102Г (VT5) выбран с повышенным коэффициентом по току и заменим на любой с похожими параметрами.
С блоком питания устройство соединяется обычным USB кабелем. Разъем, который используется для соединения с телефоном, отрезается, а жилки красного и черного цвета используются для подачи питания. Красная жилка – плюс, а черная — минус.
3. Налаживание
Если устройство собрано правильно и из исправных деталей, налаживание сводится лишь к установке уровня образцового напряжения и, если требуется, настройке токов зарядки для пальчиковых и мизинчиковых аккумуляторов.
Для настройки устройства необходимо иметь пальчиковый и мизинчиковый аккумуляторы. Пальчиковый должен быть заряжен до напряжения 1,48 – 1.49 В.
Если зарядного устройства нет, то аккумулятор заряжается этим зарядным устройством до величины напряжения 1,48 – 1.49 В. В процессе зарядки напряжение на аккумуляторе контролируется измерительным прибором. Как только он зарядится до указанной величины, можно приступать к настройке.
Настройка уровня образцового напряжения
При подаче питания на устройство должны загореться светодиоды HL1 и HL2 обоих каналов. В батарейный отсек вставляется пальчиковый аккумулятор, заряженный до напряжения 1,48 – 1,49 В и производится настройка уровня образцового напряжения первого канала.
Вращением движка подстроечного резистора R2 добиваются погасания светодиода HL1. Затем медленным вращением движка в обратную сторону добиваются включения светодиода. Для точности настройки эту операцию повторяют 2 — 3 раза.
Теперь аккумулятор вставляют в отсек второго канала и производят его настройку таким же образом.
Настройка тока зарядки аккумуляторов
Для удобства настройки в процессе монтажа выводы силового транзистора VT3 временно припаивают к плате отрезками монтажного провода длиной 70 — 80 мм. Провод вывода коллектора разрезают пополам и к его концам подключают миллиамперметр с пределом измерения не менее 500 mA.
Переключатель SA2 первого канала переводят в положение «Заряд», а SA1 в положение «260» и на устройство подают питание.
Далее берут разряженный аккумулятор емкостью 2100 — 2850 mA/ч, вставляют в соответствующий бокс и по миллиамперметру контролируют ток зарядки. Если ток находится в пределах 250 — 270 mA, то ничего не делают. Если ток ниже предела, сопротивление резистора R3 увеличивают на несколько десятков Ом, если выше – уменьшают.
Затем переключатель SA1 переводят в положение «110», в соответствующий бокс вставляют разряженный мизинчиковый аккумулятор емкостью 850 — 1100 mA/ч и таким же образом производят настройку зарядного тока резистором R4, чтобы он находился в пределах 100 – 120 mA.
Таким же образом настраивается второй канал. Теперь снимают питание с зарядного устройства и силовой транзистор VT3 впаивают на место как положено.
Настройка тока разрядки аккумуляторов
Осталось проверить и по необходимости настроить ток разрядки.
Питание на устройство не подается. Переключатель первого канала SA2 переводится в положение «Разряд», а цепь эмиттера транзистора VT4 разрывается и в разрыв включается миллиамперметр с пределом измерения не менее 200 mA.
Кнопкой «Пуск» запускается устройство и по миллиамперметру контролируют ток разрядки аккумулятора, который должен быть в пределах 80 — 100 mA. Если разрядный ток выше, то параллельно лампе включают резистор сопротивлением 15 – 47 Ом. Таким же образом настраивается второй канал.
Если возникли вопросы, обязательно посмотрите этот ролик.
Вот и все. Удачи!
Литература:
1. Б. Степанов, «Радио», 2006г, №5, стр. 34, Продлим «жизнь» Ni-Cd аккумуляторов!
2. В. Косолапов, «Радио», 1999 г, №2, стр. 36, Простое зарядное устройство.
3. А. С. Партин и Л. Партина, «Радиомир», 2007, №11, стр. 13, Автоматическая «разряжалка».
Простое зарядное устройство для никель-цинковых аккумуляторов на TP4056. Радиотехника, электроника и схемы своими руками
*Примечание:
К сожалению маркетинговые игры в завышение емкости аккумуляторов стали уже нормой для производителей. Вообще говоря,производители аккумуляторов предлагают поставщикам завышать емкость, по крайней мере на 30%, при маркировке этикеток аккумуляторов 1800мАч 2300мАч и даже больше! В этом может быть ничего страшного для магазина игрушек, но такая тактика маркетинга способна выжить 1 неделю в нашем магазине с отзывами и обзорами клиентов, и именно поэтому мы гарантируем нашим Turnigy 1500mAh Ni-Zn аккумуляторам по меньшей мере, 1500мАч емкости.
примечание переводчика:
http://habrahabr.ru/post/89264/
Turnigy Ni-ZN (Nickel-Zinc) batteries offer high voltage and excellent cycle life when compared with Ni-CD/Ni-MH batteries.
The nominal voltage of these Turnigy Ni-ZN cells is 1.6V compared to that of only 1.2V with Ni-CD/Ni-MH. This means more power for your device and longer usable capacity. Our Ni-ZN cells provide on average 50% more usable capacity per cycle compared to a standard Ni-CD/Ni-MH cell of the same rated capacity.
Category: Rechargeable AA battery
Capacity: 1500mAh
Voltage: 1.6V
Chemistry: Ni-ZN High Voltage
Weight: 25g
Dimensions: 49x14mm
*Note: When charging these Ni-ZN cells, set your charger to Ni-CD/Ni-MH mode using CV (constant voltage) charge function. Set the cutoff voltage to 1.9V per cell.
We guarantee our cells are true to their capacity!
Sadly battery marketing is an evil game, with overstated capacity being the industry norm. Generally speaking, battery factories will suggest vendors to overstate the capacity by at least 30%, marking 1800mAh cells with 2300mAh labels or more!
While this might work for toy stores, such marketing tactics wouldnt survive 1 week in our store with customer feedbacks and reviews, and thats why we guarantee our TURNIGY 1500mAh Ni-ZN cells to be at least 1500mAh!
Turnigy Ni-Zn (никель-цинковые) батареи обеспечивают высокое напряжение и отличный жизненный цикл по сравнению с Ni-CD/Ni-MH батареями.
Номинальное напряжение этих Turnigy Ni-Zn аккумуляторов 1,6В в отличии от 1,2В у Ni-CD/Ni-MH. Это означает больше мощности и больше полезной емкости. Наши Ni-Zn аккумуляторы обеспечивают в среднем на 50% больше полезной емкости за один цикл по сравнению со стандартным Ni-CD/Ni-MH аккумулятором той же номинальной мощности.
*Примечание: При зарядке этих Ni-Zn аккумуляторов, установить зарядное устройство в режим Ni-CD/Ni-MH функции заряда CV (постоянное напряжение) . Установить напряжение отсечки 1,9 В на “банку”.
Мы гарантируем что наши аккумуляторы соответствуют заявленной емкости!
К сожалению маркетинговые игры в завышение емкости аккумуляторов стали уже нормой для производителей. Вообще говоря,производители аккумуляторов предлагают поставщикам завышать емкость, по крайней мере на 30%, при маркировке этикеток аккумуляторов 1800мАч 2300мАч и даже больше!
В этом может быть ничего страшного для магазина игрушек, но такая тактика маркетинга способна выжить 1 неделю в нашем магазине с отзывами и обзорами клиентов, и именно поэтому мы гарантируем нашим Turnigy 1500mAh Ni-Zn аккумуляторам по меньшей мере, 1500мАч емкости.
примечание переводчика: беглый поиск выдал много разного, вот ссылка на обзор аналогичного аккумулятора другого производителя:
http://habrahabr.ru/post/89264/
В течение целых пятидесяти лет портативные устройства для автономной работы могли полагаться исключительно на никель-кадмиевые источники питания. Но кадмий очень токсичный материал, и в 1990-х на смену никель-кадмиевой технологии пришла более экологичная никель-металл-гидридная. По сути эти технологии очень схожи, и большинство характеристик никель-кадмиевых аккумуляторов передались по наследству никель-металл-гидридным. Но тем не менее, для некоторых применений никель-кадмиевые аккумуляторы остаются незаменимыми и используются по сей день.
1. Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd)Изобретенный Вальдмаром Юнгнером в 1899 году, никель-кадмиевый аккумулятор имел несколько преимуществ по сравнению со свинцово-кислотным, единственным существовавшим тогда аккумулятором, однако был более дорогим из-за стоимости материалов. Развитие этой технологии было довольно медленным, но в 1932 году был сделан значительный прорыв – в качестве электрода стал использоваться пористый материал с активным веществом внутри. Дальнейшее усовершенствование было сделано в 1947 году и решило проблему газопоглощения, что позволило создать современную герметичную необслуживаемую никель-кадмиевую батарею.
На протяжении многих лет именно NiCd батареи служили в качестве источников питания для двухсторонних радиостанций, экстренной медицинской техники, профессиональных видеокамер и электроинструмента. В конце 1980-х были разработаны ультраемкие NiCd аккумуляторы, которые потрясли мир своей емкостью, на 60% превышающей показатель стандартной батареи. Это было достигнуто благодаря размещению большего количества активного вещества в батарее, но добавились и недостатки – повысилось внутреннее сопротивление и уменьшилось количество циклов заряда/разряда.
NiCd стандарт остается одним из самых надежных и непритязательных среди аккумуляторных батарей, и авиационная отрасль остается верной этой системе. Тем не менее, долговечность этих аккумуляторов зависит от надлежащего обслуживания. NiCd, и отчасти NiMH аккумуляторы, подвержены эффекту “памяти”, который приводит к потере емкости, если периодически не делать полный цикл разряда. При нарушении рекомендованного режима зарядки аккумулятор будто помнит, что в предыдущие циклы работы его емкость не была использована полностью, и при разряде отдает электроэнергию только до определенного уровня. (Смотрите: Как восстановить никелевый аккумулятор ). В таблице 1 перечислены преимущества и недостатки стандартного никель-кадмиевого аккумулятора.
| Преимущества | Надежный; большое количество циклов при правильном обслуживании Единственный аккумулятор, способный к ультрабыстрой зарядке с минимальным стрессом Хорошие нагрузочные характеристики, прощает их преувеличение Длительный срок хранения; возможность хранения в разряженном состоянии Отсутствие специальных требований к хранению и транспортировке Хорошая производительность при низких температурах Самая низкая стоимость одного цикла работы среди всех аккумуляторов Доступен в широком диапазоне размеров и вариантов исполнения |
| Недостатки | Относительно низкая удельная энергоемкость в сравнении с более новыми системами Эффект “памяти”; необходимость периодического обслуживания для его избежания Кадмий является токсичным материалом, необходима специальная утилизация Высокий саморазряд; нуждается в подзарядке после хранения Низкое напряжение ячейки в 1,2 вольта, требует построения многоячеечных систем для обеспечения высокого напряжения |
Таблица 1: Преимущества и недостатки никель-кадмиевых батарей.
2. Никель-металл-гидридные аккумуляторы (NiMH)Исследования никель-металл-гидридной технологии начались еще в 1967 году. Однако нестабильность металл-гидрида тормозила разработку, что в свою очередь привело к развитию никель-водородной (NiH) системы. Новые гидридные сплавы, обнаруженные в 1980-х, решили проблемы с безопасностью, и позволили создать аккумулятор с удельной энергоемкостью на 40% большей, чем у стандартного никель-кадмиевого.
Никель-металл-гидридные аккумуляторы не лишены недостатков. Например, их процесс зарядки более сложен, чем у NiCd. С саморазрядом в 20% за первые сутки и последующей ежемесячной в 10%, NiMH занимают одну из лидирующих позиций в своем классе. Модифицируя гидридный сплав, можно добиться снижения саморазряда и коррозии, но это добавит недостаток в виде уменьшения удельной энергоемкости. Но в случае использования в электротранспорте, эти модификации весьма полезны, так как повышают надежность и увеличивают срок службы батарей.
3. Использование в потребительском сегментеNiMH батареи в данный момент являются одними из самых легкодоступных. Такие гиганты отрасли как Panasonic, Energizer, Duracell и Rayovac признали необходимость присутствия на рынке недорогого и долговечного аккумулятора, и предлагают никель-металл-гидридные источники питания разных типоразмеров, в частности АА и ААА. Производителями тратятся большие усилия, чтобы отвоевать часть рынка у щелочных батарей.
В этом сегменте рынка никель-металл-гидридные батареи являются альтернативой перезаряжаемым щелочным батареям , которые появились еще в 1990 году, но из-за ограниченного жизненного цикла и слабых нагрузочных характеристик не снискали успеха.
В таблице 2 сравниваются удельная энергоемкость, напряжение, саморазряд и время работы батареек и аккумуляторов потребительского сегмента. Представленные в АА, ААА и других типоразмерах, эти источники питания могут использоваться в портативных устройствах. Даже если у них может немного различается номинальный вольтаж, состояние разряда, как правило, наступает при одинаковом для всех фактическом значении напряжения в 1 В. Эта широта значений напряжения допустима, так как портативные устройства имеют некоторую гибкость в плане диапазона напряжений. Главное – необходимо вместе использовать только однотипные электрические элементы. Проблемы безопасности и несовместимость напряжения препятствуют развитию литий-ионных батарей в АА и ААА типоразмере.
Таблица 2: Сравнение различных батарей типоразмера АА.
* Eneloop является торговой маркой корпорации Sanyo, основанной на NiMH системе.
Высокий показатель саморазряда NiMH является причиной продолжающейся озабоченности потребителей. Фонарь или портативное устройство с батареей NiMH разрядится, если не пользоваться им несколько недель. Предложение заряжать устройство перед каждым использованием навряд ли найдет понимание, особенно в случае с фонарями, которые позиционируются как источники резервного освещения. Преимущество щелочной батареи со сроком хранения в 10 лет тут видится бесспорным.
В никель-металл-гидридной батарее от Panasonic и Sanyo под торговой маркой Eneloop удалось значительно уменьшить саморазряд. Eneloop может храниться без подзарядки в шесть раз дольше чем обычная NiMH. Но недостатком такой улучшенной батареи является немного меньшая удельная энергоемкость.
В таблице 3 приведены преимущества и недостатки никель-металл-гидридной электрохимической системы. В таблице не учтены характеристики Eneloop и других потребительских торговых марок.
| Преимущества | На 30-40 процентов большая емкость по сравнению с NiCd Менее склонны к эффекту “памяти”, могут быть восстановлены Простые требования к хранению и транспортировке; отсутствие регулирования этих процессов Экологически чистые; содержат только умеренно токсичные материалы Содержание никеля делает утилизацию самоокупающейся Широкий диапазон рабочих температур |
| Недостатки | Ограниченный срок службы; глубокие разряды способствуют ее уменьшению Сложный алгоритм зарядки; чувствительны к перезаряду Особые требования к режиму подзарядки Выделяют тепло во время быстрой зарядки и разряда мощной нагрузкой Высокий саморазряд Кулоновская эффективность на уровне 65% (для сравнения у литий-ионных – 99%) |
Таблица 3: Преимущества и недостатки NiMH батарей.
4. Железо-никелевые аккумуляторы (NiFe)После изобретения в 1899 году никель-кадмиевого аккумулятора шведский инженер Вальдмар Юнгнер продолжил исследования и пытался заменить дорогой кадмий более дешевым железом. Но низкая эффективность заряда и чрезмерное газообразование водорода заставили его отказаться от дальнейшего развития NiFe батареи. Он даже не стал патентовать эту технологию.
Железо-никелевый аккумулятор (NiFe) использует в качестве катода гидрат окиси никеля, анода – железо, а электролита – водный раствор гидроксида калия. Ячейка такого аккумулятора генерирует напряжение в 1,2 В. NiFe устойчив к излишнему перезаряду и глубокому разряду; может эксплуатироваться в качестве резервного источника питания в течение более чем 20 лет. Устойчивость к вибрациям и высоким температурам сделали этот аккумулятор самым используемым в горной промышленности в Европе; также он нашел свое применение для обеспечения питания железнодорожной сигнализации, также используется как тяговой аккумулятор для погрузчиков. Можно отметить, что во время Второй мировой войны именно железо-никелевые батареи использовались в немецкой ракете “Фау-2”.
NiFe имеет низкую удельную мощность – примерно 50 Вт/кг. Также к недостаткам стоит отнести плохую производительность при низких температурах и высокий показатель саморазряда (20-40 процентов в месяц). Именно это, вкупе с высокой стоимостью производства, побуждает производителей оставаться верными свинцово-кислотным батареям.
Но железо-никелевая электрохимическая система активно развивается и в недалеком будущем способна стать альтернативой свинцово-кислотной в некоторых отраслях. Перспективно выглядят экспериментальная модель ламельной конструкции, в ней удалось снизить саморазряд аккумулятора, он стал практически невосприимчив к пагубному воздействию пере- и недозарядки, а его срок службы ожидается на уровне 50 лет, что сопоставимо с 12-летним сроком службы свинцово-кислотной батареи в режиме работы при глубоких циклических разрядах. Ожидаемая цена такой NiFe батареи будет сравнима с ценой литий-ионной, и всего в четыре раза превышать цену свинцово-кислотной.
NiFe аккумуляторы, равно как и NiCd и NiMH , требуют особых правил зарядки – кривая напряжения имеет синусоидальную форму. Соответственно, использовать зарядное устройство для свинцово-кислотного или литий-ионного аккумулятора не выйдет, это даже может навредить. Как и все батареи на основе никеля, NiFe боятся перезаряда – он вызывает разложение воды в электролите и приводит к ее потере.
Сниженную в результате неправильной эксплуатации емкость такого аккумулятора можно восстановить путем приложения высоких токов разрядки (соразмерных значению емкости аккумулятора). Данную процедуру необходимо проводить до трех раз с длительностью периода разряда в 30 минут. Также следует следить за температурой электролита – она не должна превышать 46°С.
5. Никель-цинковые аккумуляторы (NiZn)Никель-цинковый аккумулятор похож на никель-кадмиевый тем, что использует щелочной электролит и никелевый электрод, но отличается по напряжению – NiZn обеспечивает 1,65 В на ячейку, в то время как NiCd и NiMH имеют показатель в 1,20 В на ячейку. Заряжать NiZn аккумулятор необходимо постоянным током с значением напряжения 1,9 В на ячейку, также стоит помнить, что этот вид аккумуляторов не рассчитан для работы в режиме подзарядки. Удельная энергоемкость составляет 100Вт/кг, а количество возможных циклов – 200-300 раз. NiZn не имеет в своем составе токсичных материалов и может быть легко утилизирован. Выпускается в различных типоразмерах, в том числе в АА.
В 1901 году Томас Эдисон получил патент США на перезаряжаемую никель-цинковую батарею. Позже его разработки были усовершенствованны ирландским химиком Джеймсом Драммом, который установил эти аккумуляторы на автомотрисы, которые курсировали по маршруту Дублин-Брей с 1932 по 1948 год. NiZn не получил должного развития из-за сильного саморазряда и короткого жизненного цикла, вызванного образованиями дендритов, что также часто приводило к короткому замыканию. Но совершенствование состава электролита уменьшило эту проблему, что дало повод снова рассматривать NiZn для коммерческого использования. Низкая стоимость, высокая выходная мощность и широкий диапазон рабочих температур делают эту электрохимическую систему крайне привлекательной.
6. Никель-водородные аккумуляторы (NiH)Когда в 1967 началась разработка никель-металл-гидридных батарей, исследователи столкнулись с нестабильностью гидритов металла, что вызвало сдвиг в сторону развития никель-водородного (NiH) аккумулятора. Ячейка такого аккумулятора включает в себя инкапсулированный в сосуд электролит, никелевый и водородный (водород заключен в стальной баллон под давлением в 8207 бар) электроды.
Откопал свой старенький Olympus Camedia C-500 Zoom , который я долго считал не рабочим, из-за одного глюка, если можно его так назвать… При включении фотоаппарата он быстро разряжался или вообще не включался. Но до недавнего времени, проверяя его на различных батарейках и аккумуляторах, я определил, что дело вовсе не в фотоаппарате, а низком напряжении в Ni-Mh аккумуляторах.
Olympus C-500 отлично работает на щелочных батарейках, а вот с аккумуляторами Ni-Cd и Ni-Mh он отказывает включаться, точнее, не со всеми аккумуляторами. Проверяя различия технических характеристик и сравнивая с эталонными (работающими аккумуляторами), было замечено, что у многих элементов питания сильно проседает напряжение при нагрузке, так как у Ni-Cd и Ni-Mh оно составляет 1,2 Вольт. И тут я задумался об их замене на альтернативные перезаряжаемые источники питания на NIZN аккумуляторы + отзыв от меня.
NIZN (NI-ZN) аккумуляторы – никель-цинковые аккумуляторы в отличии от Ni-Cd и Ni-Mh:
- выдают 1,6 Вольт а не 1,2, что делает их идеальным решением для
- NiZn имеет высокое напряжение и в конце разряда
- небольшой ресурс (250-370 циклов заряд-разряд)
- отдают 80-85 % от указанной энергии
- для достижения MAX числа циклов рекомендуется заряжать на 80-90 %
- маленькое внутреннее сопротивление (единицы миллиом) = большие зарядные и разрядные токи
- штатная зарядка за 2 часа
- заряжать до 1,8 Вольт и ждать пока упадет до 1,6 – НЕ ДО ЗАРЯЖАТЬ !
Имеют NIZN аккумуляторы память
Нет! У NIZN аккумуляторов отсутствует эффект памяти , который присутствовал в Ni-Cd, теперь не придется контролировать процесс заряда – разряда и до разряжать батареи если в потребителе (например фотоаппа)
NIZN аккумуляторы купить
Сегодня можно купить на китайских торговых площадках. На aliexpress есть неплохой проверенный продавец элементов питания под маркой PKCELL (оф. сайт производителя www.pkcell.net), который уже попал под тест-обзор на сайте mysku.ru пользователей Rimlyanin и Melafon :
Зарядка NIZN
Производитель PKCELL предлагает свое решение зарядного устройства для своих NIZN аккумуляторов, но я настаиваю обойтись без них, и прочитать несколько рекомендаций по зарядке NIZN без предлагаемого производителем зарядного устройства:
- По максимальному напряжению. Если ваше зарядное устройство поддерживает, выставить значение ограничения по напряжению 1,9 Вольт. (Voltage Cut-Off).
- Так же как в первом случае, установить зарядное устройство в режим Ni-CD/Ni-MH функции заряда CV (постоянное напряжение) . Установить напряжение отсечки 1,9 В на “банку”.)
- Ограничение по емкости заряда, тут все просто, выключить режим и указать рекомендуемую 80-90% емкости.
- Можно заряжать используя режим для заряда LiFe аккумуляторов, но будьте внимательны – при этом режиме количество аккумуляторов Ni-Zn должно быть два на одну банку LiFe.
- Зная постоянный ток заряда зарядного устройства, можно отслеживать процесс зарядки по времени.
Зарядное устройство для Ni-Zn можно собрать саму по очень простой схеме:
В схеме можно произвести замену, что сделает ее дешевле и проще:
- Стабилитрон 2С107А заменить на резистор 240 Ом 0.125 Вт
- Резистор k47 (470 Ом) оставить 0.125 Вт
- конденсатор m1 (0,1 мкФ) убрать
- Сопротивление 1.0E (1 Ом) замкнуть, тем самым исключив его из схемы
При этом напряжение на выходе составит 1,888 Вольт, что еще лучше. При полном заряде аккумулятора ток заряда будет стремиться к нулю.
Мне же удалось зарядить Ni-Zn с помощью китайской интеллектуальной зарядки BM110, не смотря на обещанные продавцом поддержку только Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторов, в процессе заряда BM110 закончила заряд при достижении напряжения на NiZn аккумуляторе 1,9 вольт.
ОДНО НО, мы вставляем аккумуляторы и BM110 показывает Full , но стоит кнопкой MODE включить режим CHARGE и запустится процесс заряда учитывающий NiZn аккумулятор, который продлится до достижения напряжения 1,9 вольт.
Зарядное устройство BM110 было приобретено на Aliexpress у продавца Shenzhen City Boda International Trading Co.,Ltd. ссылка на товар BM110 Intelligent Digital Battery Charger Tester LCD Multifunction for 4 AA AAA Rechargeable AKKU +free shipping . (покупал за 31.29$, на сегодня цена товара 24.34$)
Разрядка пока не проверялась, но есть отзыв реального пользователя:
Лучше использовать специальную от хоббитов. Но при эксперименте BM110 зарядила NiZn полностью и потом разрядила, показав заявленную емкость. Правда, нет гарантий, что она не убьет их при долгой эксплуатации. Но как временную можно использовать.
– guru (пользователь форума forum.trackchecker.ru)
Не допускать напряжения разряда ниже 1,5 Вольт , дальше напряжение стремительно падает и 1.3 похоже предел, но доводить до этого не рекомендую. На эту тему есть хороший график разряда Ni-Zn аккумуляторов
Здесь представлен:
- разряд 10 шт. Ni-Zn аккумуляторов PowerGenix (голубые графики)
- разряд 10 шт. Ni-Mh аккумуляторов Eneloop (черные графики)
Приобретенные мною Ni-Zn аккумуляторы PKCELL показали 1,74 Вольт, продавцом поставляются в упаковке показанной выше или как в моем случае в прозрачный термоусаживающий пакет.
Реальная емкость приобретенных мною аккумуляторов PKCELL 1500 мА, по замерам заряд – разряд BM110:
На фото тот самый момент, когда разрядка на некоторых аккумуляторах уже закончилась, а другие вот вот начнут заряжаться или уже начали.
Возможно это сделано, что бы конкурировать с емкостью Ni-Mh аккумуляторов. Показатели неплохие, судя по информации из других источником, так как это нормальные показатели их емкости (см.
Исследования свойств покрытия, полученного с помощью кислого электролита. Покрытие цинк-никель можно получить как с помощью щелочного, так и с помощью кислого электролита.
Щелочные процессы для нанесения сплава цинк-никель придают поверхности блеск, отличаются высокой рассеивающей и кроющей способностью даже при обработке деталей сложной конфигурации. Эти свойства делают щелочные электролиты цинкования экономически выгодными и удобными в использовании.
Катодный выход по току щелочных процессов обычно варьируется в пределах 40-60% для свежих растворов, по мере использования электролита этот показатель снижается в силу скопления в ванне продуктов органического распада, а также образования углекислого натрия. Как правило, никель вводится в раствор посредством запатентованных добавок, что удорожает стоимость процесса получения покрытия.
Катодный выход по тока кислотных процессов для осаждения сплава цинк-никель составляет около 95%. Никель, входящий в состав раствора для обработки, содержится в солях, широко доступных на отраслевом рынке. Корректировка электролита (с целью увеличения концентрация никеля) выполняется с помощью растворимых никелевых анодов либо никелевых солей. В связи с этим стоимость кислотного процесса оказывается гораздо более низкой, чем стоимость щелочного, с учетом потребления химикатов. Кроме того, кислотный электролит обеспечивает большую производительность благодаря более высокому выходу по току. И, как известно, кислые растворы для нанесения сплава цинк-никель идеально подходят для осаждения покрытия на изделия из чугунного литья под действием постоянного тока, например, для осаждения гальванического покрытия на тормозные скобы.
Процесс получения покрытия цинк-никель из кислого электролита отличается определенными сложностями, что делает его менее удобным для применения в промышленных условиях. Цинковые аноды растворяются в кислых хлористых электролитах, вызывая трудности с контролированием концентрации цинка в растворе.
Чтобы сделать возможным использование растворимых никелевых анодов, применяется двойное выпрямление тока. В последнее время появились запатентованные нерастворимые аноды, позволяющие избежать двойного выпрямления. При обеднении электролита цинком или никелем используются специальные соли. Применение этих мер увеличит стоимость процесса (по сравнению с методом, использующим растворимые аноды), однако в первом случае значительно упрощается процедура получения покрытия в целом, а общая ее общая стоимость составит половину стоимости щелочного процесса.
Распределение сплава при заданной плотности тока в кислом электролите зависит от типа проводящей соли и наличия в растворе комплексообразователя. Чтобы добиться состава сплава, необходимого в соответствии с требованиями автомобильной отрасли в отношении коррозионной стойкости, на обрабатываемые изделия необходимо нанести слой, на 12-15% состоящий из никеля, равномерно распределенного по поверхности детали. По мнению Болдвина и его коллег, сплав, в котором содержание никеля превышает 21%, не способен обеспечить катодную защиту стальной поверхности. Что касается внешнего вида, сплав цинк-никель с содержанием никеля более 21% образует при электрохимическом осаждении слой черного цвета.
ОПЫТЫ И ВЫВОДЫ
В ходе экспериментов были исследованы три различных щелочных процесса нанесения сплава цинк-никель, описанных в Таблице I. Все они широко используются на современных производственных предприятиях. Раствор I был приготовлен на основе хлористого аммония, раствор II, не содержащий комплексообразователя, – на основе хлористого калия. В основе раствора III также использовался хлористый калий, однако в электролит был также добавлен мягкий комплексообразователь.
Таблица I.
Результаты исследования кислых электролитов для осаждения сплава цинк-никель
| Электролит 1 | Электролит 2 | Электролит 3 | |
| Zn, г/л | 32 | 55 | 36 |
| Ni, г/л | 25 | 29 | 30 |
| Nh5Cl , г/л | 253 | – | – |
| KCl, г/л | – | 245 | 232 |
| Гидроксид аммония, мл/л | 60 | – | – |
| Борная кислота, г/л | – | 20 | 20 |
| рН | 5,7 | 5,4 | 5,5 |
| Запатентованные добавки | 60 мл/л | 180 мл/л | 25 мл/л |
| Комплексообразователь | – | – | 200-350 мл/л |
Катоды из малоуглеродистой стали, размерами 20 на 8 см, подвергли электрохимической обработке в 500-миллилитровой ячейке Тосея (также известной, как длинная ячейка Хула) при магнитном перемешивании. Продолжительность обработки составила 10 минут, плотность тока – 10 А. Содержание сплава было исследовано посредством рентгенографии с помощью спектрометра Seiko, модель SE 5120. Замеры делались в нескольких точках, расположенных на расстоянии 2 см друг от друга на участке высокой плотности тока.
Результаты исследований образца, обработанного в электролите 1 на основе хлористого аммония, приведены на рисунке 1. Как видно из таблицы, образец демонстрирует отклонение от нормы, типичное при осаждении цинка с элементами группы железа. При снижении плотности тока отмечается сокращение содержания никеля в осажденном слое. Повышение температуры раствора увеличивает содержание никеля в покрытии, но не изменяет характеристик покрытия.
Рисунок 1.
Электролит 1. Отношение распределения сплава к плотности тока.
С практической точки зрения, участки на катоде, начинающиеся от края высокой плотности и заканчивающиеся на расстоянии 10 см от него, являются индикатором плотности тока обрабатываемой поверхности. Это свойство позволяет наносить сплав с содержанием от 10 до 15 %, который обеспечивает необходимый уровень коррозионной стойкости и так называемую протекторную защиту стали.
Результаты исследований образца, обработанного в электролите 2, приведены в рисунке 2. Поведение раствора 2 при осаждении сплава отличается от поведения раствора 1. Электролит 2 характеризуется отклонением от нормы при любых плотностях тока, однако при минимальной плотности тока ему свойственно поведение, близкое к нормальному осаждению. При повышении температуры это свойство усиливается.
Таблица II. Зависимость состава сплава от плотности тока
| 4,0 ASD | 2,0 ASD | 1,0 ASD | 0,2 ASD | ||
| Электролит 1 | % Ni | 12,0 | 12,3 | 4,3 | 1,2 |
| (хлористый аммоний) | Толщина слоя, µм | 13,8 | 7,0 | 4,3 | 1,2 |
| Электролит 2 | % Ni | 12,1 | 12,2 | 13,4 | 15,5 |
(хлорид калия с/без комплексообразователя) |
Толщина слоя, µм14,38,23,81,1
Что касается практического применения, электролит 2 экономически не выгоден. Содержание никеля в слое, полученном при стандартной плотности тока, варьируется от 6 до 15%.
Несмотря на то, что этот раствор обеспечивает высокую коррозионную стойкость и протекторную защиту стали, он представляет собой определенные сложности с точки зрения соответствия требованиям к осажденным сплавам согласно стандартам автомобилестроения. Кроме того, при выполнении процесса необходимо поддерживать рабочую температуру раствора на уровне 33 ±2°C во избежание превышения 20%-ной концентрации никеля, которое негативно сказывается на внешнем виде осажденного слоя, равно как на его способности обеспечивать протекторную защиту стали.
На рисунке 3 отображены результаты испытаний образцов, обработанных в растворе 3. Характеристики полученного покрытия схожи с результатами испытаний покрытий, полученных с помощью электролита 2, однако склонность к стандартному поведению подавляется путем увеличения концентрации комплексообразователя. Чтобы получить покрытие, соответствующее требованием автопроизводителей, следует тщательно контролировать концентрацию никеля и комплексообразователя в растворе. Как показывает практический опыт, электролит 3 позволяет осадить в подвесочной линии слой с содержанием никеля, варьирующимся от 12 до 14%. Способность раствора осаждать сплавы с содержанием никеля от 12 до 14% без добавления черных высоколегированных сплавов при низких плотностях тока в барабанах зависит от конфигурации изделия, силы тока и перемешивания.
Рисунок 2. Электролит 2. Распределение сплава.
Для проведения рентгенографии образцы из малоуглеродистой стали были обработаны электрохимическим способом в стандартной ячейке Хула с перемешиванием «пропеллером» при 2 А в течение 10 минут. Составы сплавов в зависимости от плотности тока приведены в Таблице II. Химический состав и толщина осажденного сплава были определены с помощью рентгенографии с помощью дифрактомера D8 Discover, оснащенного детектором GADDS, производства компании «Bruker Analytical X-Ray Systems, Inc.».
Рисунок 4.
На Рис. 4 представлен результат рентгенографии образца, обработанного в электролите 1. Вне зависимости от плотности тока в сплаве зафиксированы фазы Ni 5 Zn 21. Изменения плотности тока никак не отражаются на фазах сплава, лишь незначительно меняя текстуру образуемого сплава. Качественный анализ рентгеновского снимка выявил единственно просматриваемую при 4 ASD ориентацию – ориентацию (330). При увеличении плотности тока появляется ориентация (600), которая продолжает рост даже при снижении плотности тока.
Рисунок 5.
Рис. 5 представляет собой результат рентгенографии сплава цинк-никель, осажденного из электролита 2. При любой плотности тока присутствует единственная фаза Ni 5 Zn 21. Изменения плотности тока значительно сказываются на текстуре поверхности. Качественный анализ снимка показал, что ориентация (600) является доминирующей, среди тех, которые удалось зафиксировать при 4 ASD. При снижении плотности тока усиливается ориентация (330). При 0,2 ASD ориентация 330 преобладает над ориентацией (600).
Слой, осажденный из раствора на основе калия, обладает характеристиками, противоположными характеристикам покрытия, полученного с помощью электролита на основе хлористого аммония.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Слой, полученный путем осаждения сплава цинк-никель из кислого электролита, имеет фазу Ni 5 Zn 21 при массовой доле никеля от 12 до 15%. Покрытия, осажденные из хлористого аммония, обладают кристаллической ориентацией по отношению к плотности тока, противоположной ориентации, зафиксированной у покрытий, полученных с помощью раствора на основе хлорида калия. Влияние этого фактора на такие свойства покрытия, как внутреннее напряжение и пластичность, а также возможность последующего осаждения, нуждается в дополнительном исследовании.
Растворы хлористого аммония для осаждения сплава цинк-никель позволяют получить покрытия, содержание никеля в которых при заданной плотности тока являются более предпочтительными для предприятия с экономической точки зрения. Кроме того, электролиты на основе хлористого аммония, подходят как для обработки в барабанах, так и для применения на подвесочной линии. В случаях, когда в силу каких-либо причин использование хлористого аммония запрещено, предприятие может эффективно заменить его раствором на основе хлорида калия, предлагаемого многими поставщиками.
Чтобы контролировать состав сплава на участках минимальной плотности тока, рекомендуется использовать мягкий комплексообразователь. Несмотря на то, что на отраслевом рынке имеется большое количество технологий на основе хлорида калия, не требующих использования комплексообразователя, они не нашли широкого применения на промышленных предприятиях в силу повышенного содержания никеля под воздействием минимальной плотности тока и необходимости поддерживать строго определенную температуру.
Вконтакте
Одноклассники
Google+
Зарядное для никель кадмиевых аккумуляторов своими руками
Предлагаю вариант несложного зарядного устройства. Для его сборки можно использовать детали из отслужившей свой век отечественной аппаратуры.
Прибор представляет собой регулируемый стабилизированный источник тока, позволяющий поддерживать заданное значение зарядного тока в течение всего процесса зарядки аккумуляторов. Схема устройства приведена на рис. 1.
Сетевое напряжение понижает трансформатор Т1, выпрямляет диодный мост VD1 и сглаживает конденсатор С1. Выпрямленное и сглаженное напряжение поступает на стабилизатор тока, собранный на транзисторах VT1, VT2, стабилитроне VD2 и резисторах R2—R6.
Принцип действия стабилизатора тока весьма прост: на транзисторе VT1 собран обычный стабилизатор напряжения, на базу которого подано образцовое напряжение со стабилитрона VD2, а в цепь эмиттера включены резисторы R4—R6, которые задают ток зарядки аккумуляторов. Поскольку напряжение на базе транзистора VT1, а значит, и на этих резисторах стабилизировано, то и ток, протекающий через них и участок эмиттер—коллектор транзистора VT1, стабилен. Следовательно, стабилен и ток базы транзистора VT2, который регулирует зарядный ток аккумуляторов. Резисторами R5 и R6 осуществляют соответственно грубую и точную регулировки тока зарядки. Зарядный ток контролируют по показаниям миллиамперметра РА1. Диод VD3 предотвращает разрядку подключенных аккумуляторов при выключении устройства. Светодиод HL1 индицирует подключение зарядного устройства к сети.
В устройстве вместо указанных на схеме можно использовать любые транзисторы серий КТ315 (VT1), КТ814, КТ816 (VT2). Транзистор VT2 желательно установить на небольшой теплоотвод площадью 8. 10 см2. Допустимый прямой ток диодов VD1 и VD3 должен быть не менее максимального тока зарядки аккумуляторов. Стабилитрон VD2 — любой на напряжение 10. 12 В. Постоянные резисторы — МЛТ-0,5, переменные — любые. Конденсатор С1 — любой оксидный, емкостью не менее указанной на схеме и номинальным напряжением не менее амплитудного значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т1.
Трансформатор — выходной трансформатор кадровой развертки лампового телевизора ТВК-70Л2. Его магнитопровод необходимо перебрать встык, удалив бумажную изолирующую прокладку в зазоре между торцами пластин магнитопровода. Первичная обмотка остается, а вторичную необходимо перемотать. Первичная обмотка содержит 3000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,12 мм, вторичная (перемотанная) — 330 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,23 мм. Сечение магнитопровода — 18×23 мм. Напряжение на вторичной обмотке доработанного трансформатора должно находиться в пределах 22. 25 В. Миллиамперметр постоянного тока — любой с током полного отклонения 50 мА.
Все детали зарядного устройства, за исключением трансформатора Т1, светодиода HL1, переменных резисторов R5 и R6, миллиамперметра РА1 и регулирующего транзистора VT2, собирают на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 2.
Внешний вид собранного устройства показан на рис. 3.
Алгоритм зарядки весьма прост: разряженные аккумуляторы подключа ют к зарядному устройству и заряжают в течение 16 ч. Зарядный ток выбирают исходя из номинальной емкости аккумулятора. Для этого емкость аккумулятора (в А-ч) умножают на 100 и получают зарядный ток в миллиамперах. Например, для аккумулятора ЦНК-0,45 зарядный ток равен 45 мА, а для батареи 7Д-0,125 — 12,5 мА.
Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Очень простое
Автор:
Опубликовано 01.01.1970
Так, товарищи. Сейчас мы с вами будем заряжать аккумуляторы, просто, качественно, а главное — быстро. Для чего воспользуемся микросхемой MAX713 от компании MAXIM. Это специализированная микросхема, заточенная именно под зарядку указанных типов аккумуляторов.
Итак, что же она умеет — подходите ближе, сейчас увидите.
Итак MAX713 позволяет:
- заряжать Никель-Кадмиевые и Никель-МеталлоГидридные аккумуляторы в количестве от 1 до 16 штук одновременно;
- в режиме быстрого заряда регулировать ток заряда от С/3 до 4С, где С — емкость аккумулятора;
- в режиме медленного заряда доводить аккумуляторы до кондиции током С/16;
- отслеживание состояния аккумулятора и автоматический переход от быстрого заряда к медленному;
- в отсутствии зарядного тока через микросхему “утекает” всего 5мкА от аккумуляторов;
- возможность отключения заряда по температурным датчикам или по таймеру;
Ну и хватит — и так вон сколько получилось.
Как обычно, чтобы разговаривать предметно, смотрим на схему:
Вообще говоря, как мы помним еще со староглиняных времен, заряжать аккумуляторы рекомендовалось током 0,1С, где С — емкость аккумулятора. Однако, с тех пор утекло много пива и производители научились делать более совершенные аккумуляторы, позволяющие учинять над собой такое безобразие, как быстрый заряд (Fast Charge).
“It”s okey”, говорят они — вы можете заряжать наши аккумуляторы гораздо большим током — главное не превышать значение 4С, иначе может случиться big-bada-bum.
Разумеется, чем больший зарядный ток используется в процессе зарядки, тем меньше времени нужно на эту самую зарядку. Однако, все же, увлекаться сильно не стоит — ток током, а долговечность аккумулятора тоже не последнее дело. Поэтому, в MAX713 реализован не только быстрый, но и медленный заряд (Trickle Charge), который включается по достижении аккумулятором полного заряда большим зарядным током.
Схема, показанная выше позволяет заряжать два аккумулятора, ёмкостью по 1000мА/ч каждый, током С/2, то есть 500мА.
Имеется индикация включения питания — HL1 и индикация быстрого заряда — HL2.
Аккумуляторы включаются последовательно.
Входное напряжение должно быть равно 6 вольтам. Вы еще тут? А ну бегом за паяльником!
Что? Вам надо заряжать четыре аккумулятора сразу? И не 1000мА/ч, а 1200?
Ну ладно, тогда не бежим за паяльником, а слушаем дальше.
Как я уже говорил, эта микросхема позволяет заряжать до 16 аккумуляторов, током до 4С. Итак, что же от нас требуется, чтобы спроектировать зарядное устройство под наши конкретные цели?
- Определиться с зарядным током аккумуляторов. Неплохо было бы узнать, какой максимальный зарядный ток рекомендует производитель. Ну а если не узнали, тогда уж на свой страх и риск. Для начала, я бы не стал превышать С/2.
- Решить сколько аккумуляторов нужно заряжать одновременно. После этого, согласно Таблице 1 определить, куда припаивать выводы PGM0 и PGM1. Разумеется, чтобы не перепаивать каждый раз микросхему, нужно предусмотреть переключатель, если нужно заряжать разное количество аккумуляторов.
- Подобрать входное напряжение на зарядное устройство. Оно может быть рассчитано по формуле:
U=2+(1,9*N),
где N — количество аккумуляторов
Но это напряжение не может быть меньше 6 вольт.
То есть, если вы будете заряжать даже один аккумулятор — входное напряжение должно составлять 6 вольт. - Определить мощность выходного транзистора, после чего по справочнику подобрать подходящий. Мощность определяется так:
P=(U in — U batt )*I charge ,
где:
U in — максимальное входное напряжение,
U batt — напряжение заряжаемых аккумуляторов — суммарное, разумеется,
I charge — зарядный ток. - Посчитать сопротивление R1. R1=(V in -5)/5 — сопротивление получается в килоомах, чтобы получить Омы надо посчитанное значение умножить на 1000.
- Определить сопротивление R6. R6=0.25/I charge Если I charge подставляется в амперах, сопротивление мы получим в Омах, если а миллиамперах, то в килоомах. Не теряйтесь.
- Выбираем время заряда. Это нужно для того, чтобы в случае неисправного аккумулятора, зарядное устройство не гоняло его, бедолагу бесконечное число часов, а отключило по таймеру, даже если аккумулятор и не зарядился. Для выбора времени заряда пользуемся Таблицей 2. И прикручиваем ноги PGM2 и PGM3 согласно этой таблице. Разумеется, не забудьте учесть при этом зарядный ток, который был выбран, а то может случиться так, что устройство отключится раньше, чем зарядится аккумулятор.
Собственно говоря и все. Дальше будут таблицы.
Таблица 1. Задание количества заряжаемых аккумуляторов.
Количество аккумуляторов
Соединить PGM 1 с…
Соединить PGM 0 с…
Изготовление зарядного устройства (ЗУ) для NiCd аккумуляторов
Зарядные устройства для NiCd аккумуляторов достаточно дешевы. Обычно изготовление внешнего зарядного устройства под популярные размеры аккумуляторов, таких как ААА, АА, C и D, не отнимет много сил и времени. Умение сконструировать подобное устройство окажется полезным и тем, кто захочет встроить ЗУ в робота. В отличие от большинства дешевых ЗУ, которые продолжают заряжать аккумулятор током порядка C/10 даже после его полной зарядки, наше устройство уменьшает зарядный ток до порядка С/30 после того, как батареи оказались полностью заряженными. Такая процедура рекомендована для NiCd аккумуляторов и поможет обеспечить их длительную работоспособность.
Следующая информация позволит вам самостоятельно изготовить ЗУ для стандартного NiCd аккумулятора.
Зарядное устройство представляет собой отдельный блок, схема его подключения приведена на рис. 3.7 в иллюстративных целях. Такую схему легко разместить в корпусе робота, при этом потребуется разъем для соединения с ЗУ. Кроме того, необходим двухполюсный двухпозиционный переключатель, помещенный между разъемом и остальной схемой. Этот переключатель соединяет источник питания (аккумулятор) либо с остальной схемой робота, либо с ЗУ. Обесточивание робота необходимо потому, что в противном случае ток заряда аккумулятора уменьшится (см. рис. 3.7).
Рис. 3.7. Двухпозиционный переключатель, управляющий зарядом АКБ
Питание зарядного устройства можно осуществлять, используя либо обычный трансформатор, либо портативный блок питания, совмещенный со штекерной вилкой (типа используемых для питания плееров). Я предпочитаю последний, поскольку он дает на выходе постоянный ток. Если вы используете трансформатор, то вам дополнительно потребуются сетевой предохранитель, диодный мост, сглаживающий конденсатор и соединительные провода.
В любом случае вы должны подобрать характеристики трансформатора или выпрямителя под тип заряжаемой батареи. Подбор выпрямителя по выходному напряжению и току снизит рассеиваемую мощность на регуляторе LM317; например, не стоит использовать трансформатор на 12 В для зарядки 6-вольтовых батарей.
На рис. 3.8 показана схема блока питания ЗУ. Выходное напряжение может равняться 6, 12, 18, 24 или 36 В в зависимости от типа используемого трансформатора, диодного моста и конденсатора.
Рис. 3.8. Сетевой трансформатор и выпрямительный блок
Схема зарядного устройства приведена на рис. 3.9. Она включает в себя регулятор напряжения LM317 и ограничивающий ток резистор. Величина сопротивления ограничительного резистора зависит от силы тока, необходимого для зарядки аккумуляторной батареи.
Рис. 3.9. Схема зарядного устройства
Ограничительный резистор
Большинство производителей NiCd аккумуляторов рекомендуют заряжать их током, равным 1/10 от их емкости, что обозначается C/10. Таким образом, батарея размера АА емкостью 0,85 Ач необходимо заряжать током C/10 или 85 мА в течение 14 часов. После полной зарядки батареи производители рекомендуют снизить ток до уровня порядка C/30 (1/30 емкости батареи) для поддержания батареи в полностью заряженном состоянии без риска перезаряда или иных повреждений.
В нашем случае рассчитаем характеристики ЗУ для зарядки аккумулятора, состоящего из 4 последовательно соединенных элементов С-типа. Емкость каждого элемента составляет 2000 мАч. Таким образом, ток C/10 составит 200 мА. Стандартное напряжение каждого элемента составляет приблизительно 1,3 В, следовательно, напряжение батареи 4 х 1,3 = 5,2 В. Следовательно, можно использовать 6-вольтовый трансформатор, поддерживающий ток не менее 200 мА.
Для расчета сопротивления ограничивающего ток резистора используется формула:
R=1,25/Icc
Где Icc необходимый ток. Подставляя в формулу 200 мА (0,2 А) получаем:
1,25/0,2=6,25 Ом
Таким образом, сопротивление ограничительного резистора должно быть порядка 6,25 Ом. На схеме (рис. 3.9) этот резистор обозначен R2. Заметим, что на схеме резистор R2 имеет номинал 5 Ом. Это ближайший стандартный номинал резистора по отношению к рассчитанному.
C/30 резистор
Чтобы уменьшить силу тока до значения C/30, мы последовательно включаем еще один резистор, номинал которого составляет 2R или около 12,5 Ом. На схеме этот резистор обозначен как R3. Также подбирается резистор ближайшего стандартного номинала. В нашем случае его значение равно 10 Ом.
Принцип работы ЗУ
В ЗУ в качестве источника постоянного тока используется регулятор напряжения LM317. Ограничительный резистор для значения тока C/10 обозначен на схеме R2 (см. рис. 3.9). Значение R2 равно 5 Ом в сравнении с расчетным значением 6,25 Ом. Использование стандартного резистора близкого номинала не нарушит правильную работу ЗУ. Резистор для значения тока C/30 обозначен как R3. Стандартный номинал этого резистора также близок к расчетному и не нарушает нормальной работы ЗУ. Позже вы увидите, что ЗУ способно осуществлять и «быструю» зарядку аккумуляторов, поскольку имеет устройство контроля выходного потенциала.
V1 представляет собой переменный резистор номиналом 5 кОм. Он предназначен для отпирания тиристора после полной зарядки NiCd батареи. Тиристор в свою очередь переключает двухпозиционное реле, имеющее две группы контактов.
При подаче напряжения на схему ток протекает через регулятор LM317, заряжая батарею током порядка C/10. Резистор R3 при этом закорочен одной из групп контактов реле. Ток также протекает через резистор R1, ограничивающий ток светодиодов D1 и D2. После включения питания загорается красный светодиод D1, который сигнализирует о том, что происходит зарядка.
В процессе зарядки напряжение на потенциометре V1 возрастает. После 14 часов напряжение оказывается достаточным для отпирания тиристора. Через открытый тиристор напряжение поступает на обмотку двухпозиционного реле. Реле включается, красный светодиод гаснет и зажигается зеленый светодиод. Зеленый светодиод показывает, что батарея полностью заряжена. Другая группа контактов реле размыкает закороченный резистор R3. Включение резистора R3 уменьшает зарядный ток до порядка C/30. Диод D3 блокирует протекание тока из аккумулятора в схему ЗУ.
Определение напряжения срабатывания V1
Для нормальной работы схемы необходимо, чтобы тиристор отпирался только после полной зарядки NiCd батареи. Наиболее просто это сделать следующим образом: вставить полностью разряженную батарею в ЗУ, заряжать ее в течение 14 часов, а потом подрегулировать V1. После завершения процесса зарядки медленно поворачивать движок потенциометра V1 до срабатывания реле. При этом должен зажечься светодиод зеленого цвета.
Особенности конструкции
При самостоятельном конструировании ЗУ обратите внимание на следующее. Наиболее критичным является подбор ограничительных резисторов для значений тока C/10 и C/30. Для расчета их номиналов воспользуйтесь приведенными формулами. Рассеиваемая мощность этих резисторов порядка 2 Вт.
Если зарядный ток достаточно велик (более 250 мА), то для отвода тепла снабдите схему LM317 радиатором. Если ЗУ включить до соединения с батареей, то моментально сработает реле, включится зеленый светодиод и зарядный ток окажется равным C/30.
Если ЗУ будет использоваться при более высоких значениях напряжений – пропорционально увеличьте сопротивление R1, ограничивающее ток, протекающий через светодиоды. Например, для напряжения 12 В сопротивление R1 будет равно 680 Ом, для напряжения 24 В – 1,2 кОм соответственно.
При больших значениях напряжения может потребоваться резистор, ограничивающий ток обмотки реле. Полезно измерить реальные значения тока C/10 и C/30, протекающего через заряжаемую батарею, что позволит судить о правильности работы устройства.
Последовательное и параллельное соединение
Способ соединения элементов в батарею определяет необходимые характеристики трансформатора по напряжению и току. Если батарея состоит из 8 элементов типа С, соединенных параллельно, то необходимо умножить необходимый для каждого элемента ток на 8. Если емкость отдельного элемента составляет 1200 мАч, то зарядный ток C/10 будет равен 120 мА. Для 8 параллельных элементов ток составит около 1 А (8х 120 мА=960 мА=0,96 А). Необходимое напряжение составит 1,5 В. Соответственно, необходим трансформатор, выдающий напряжение 1,5 В при токе 1 А. Если эти элементы соединены последовательно, то необходимое напряжение составит 12 В при токе 120 мА.
Быстрое ЗУ
Многие современные NiCd аккумуляторные батареи можно заряжать быстрее при условии, что после их полной зарядки ЗУ переключится в режим C/30. Типичным является удвоение зарядного тока при сокращении времени зарядки в два раза. Таким образом, можно заряжать батарею током C/5 в течение 7 часов.
Хотя я не пробовал использовать данную схему ЗУ для быстрой зарядки, но не вижу оснований, почему она не должна работать. Если вы хотите это сделать, необходимо сперва подстроить потенциометр под значение тока C/10, а потом уменьшить номинал резистора R2 в два раза.
Список деталей
• U1 регулятор напряжения LM317
• L1 двухпозиционное реле с двумя группами контактов
Простая схема зарядного устройства для аккумуляторов nicad по маленькой детали
Вы используете аккумулятор на 9 В? Многие проекты используют его как источник энергии. Аккумулятор nicad хорош, обычно используется. Мы можем перезарядить их, когда умрет. Если у вас нет зарядного устройства.
Я рекомендую это простая схема зарядного устройства nicad. Подходит для новичков. Но все равно отлично работает. В цепи обычно используются зарядные батареи, потому что это дешево.
Потому что на самом деле мы используем простое маленькое устройство.Можно использовать схему зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов, при этом аккумулятор будет заряжаться с током 4,8 В, 800 мА, используя его в течение примерно пяти часов, «что служит R1 для ограничения протекания тока.
В схему зарядного устройства никель-кадмиевых аккумуляторов, где R2 и LED1 сообщают, что состояние зарядного устройства полностью или чтобы показать, что если LED1 при питании от аккумулятора не заполнен.Простая схема зарядного устройства NiMH-Nicd на 9 В
Вот схема простого зарядного устройства NiMH-Nicd на 9 В, показанная на Рисунке 2. Входное напряжение 12 В от обычного адаптера постоянного тока и подключите 9-вольтовую батарею к разъему Snap. Рис. 2 Схема зарядного устройства NiHM-Nicd на 9 В очень проста. Рисунок 3 Реальные для использования простые проекты. Что еще? Мало того, что мы должны учиться.
Как разрядить никель-кадмиевую батарею
Я собираюсь показать вам схему разрядки никель-кадмиевой батареи. Зачем вам это использовать?
Ni-Cad аккумулятор имеет преимущества, которые можно перезаряжать для повторного использования. И дешевле, чем другие типы аккумуляторных батарей, такие как Ni-HM аккумулятор.
Обожаю никель-кадмиевые батареи.Потому что они сетевые 4 причины:
- Трудно повредить более долговечные, чем свинцово-кислотные или литиевые батареи.
- Намного более терпимо к длительным циклам глубокого разряда.
- Может хорошо работать в тяжелых условиях.
- Имеют высокую энергию, как у щелочных батарей (не заряжаются).
Но у них есть важный недостаток – это эффект памяти. Перед зарядкой этого аккумулятора. Он должен иметь только нулевую мощность.
Если заряжать, пока остается мало энергии.Это вызовет состояние эффекта памяти.
Есть 2 недостатка: Он запомнит это напряжение или уровень энергии. Это приводит к невозможности высвободить максимум энергии. И, что немаловажно, срок службы аккумулятора этого типа также короче.
Читайте также: Простая схема зарядного устройства NiMH NiCd батареи
Хорошим решением является постоянное использование цепи разрядной батареи Nicd. Перед зарядкой обычным зарядным устройством.
Запрещение: Не допускать короткого замыкания аккумулятора.Это повредит аккумулятор.
У нас есть 2 схемы, которые нужно сделать:
Простая схема с реле
Это простой разряд аккумуляторной батареи на 6 В (1,2 В x 4). Эта схема поможет увеличить срок ее службы на большее количество раз.
Как это работает
Когда подключаем аккумуляторы 6В (последовательно 1,2В) на разряд. Оба диода D1 и D2 включены последовательно, они определят напряжение батареи.
Рекомендуется: Простая батарея 1,2 В AA Схема солнечного зарядного устройства
Если напряжение батареи больше 1.4В. Это заставляет RY1 работать. Контактный переключатель из NC в NO. Он заставляет L1 течь вверх, пока напряжение не упадет. Отрегулируйте VR1 так, чтобы он перестал работать, чтобы контакт NO – NC. Затем L1 гаснет. Закончил разряженный процесс.
Разрядите Ni-Cd аккумулятор при большом количестве напряжений
Мы можем использовать эту схему для многих уровней заряда аккумулятора от 3 В до 15 В.
Эта схема используется для разряда батареи при смещении напряжения на Q1, регулируемом с помощью VR1, подает напряжение смещения на базовый вывод Q1, подходящее для вывода батареи, если в батарее есть остаточное напряжение лампы.Горит, пока не разрядится батарея. Лампа постепенно гаснет, если нет заряда батареи. Индикатор оставшегося заряда не загорается.
Детали, которые вам понадобятся
VR1: Потенциометр 1K Q1: TIP3055, NPN транзистор L1: Лампочки 12 В 10 Вт
Осторожно: При использовании, если возможно, Q1 также должен быть прикреплен к радиатору.
CR: изображение StonyCreek
Вот несколько связанных сообщений, которые вы, возможно, захотите прочитать дальше:
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
зарядка аккумулятора – NiCad зарядное устройство своими руками
Возможно, этот аккумулятор не разряжен. Скорее всего, он глубоко разряжен и закорочен внутри, но это не значит, что он мертв. Многие этого не знают, но клетки можно легко «оживить». Разберите батарею, чтобы получить доступ к ячейкам и измерить напряжение каждой из них, когда напряжение показывает 0,00 В, ячейка находится в коротком замыкании. Ячейки NiCD, в основном старые в плохом состоянии, имеют тенденцию к внутреннему короткому замыканию при глубоком разряде в течение некоторого времени, там между электродами растут токопроводящие мостики, вызывая короткое замыкание.Нам нужно сжечь их большим током, потому что такой мертвый элемент нельзя зарядить – весь зарядный ток проходит через эти мостики, как по проводу, а не заряжает элемент. Найдите источник высокого тока, раньше я использовал конденсаторы емкостью 5 мФ, но для некоторых ячеек этого недостаточно, теперь я использую последовательно 3 литий-ионных элемента от старого аккумулятора ноутбука, они почти разряжены и бесполезны, но все же могут доставить более 10 усилители на короткое время, идеально подходящие для этой цели. Можно использовать любую другую батарею, напряжение не имеет значения, но важна способность к сильному току.Подключите + источника тока к + мертвой ячейки и ненадолго подключите – к -, он должен вызвать искру, не позволяйте ему подключаться более секунды! И никогда не подключайте + к – и наоборот, иначе вы повредите ячейку. После этой процедуры снова измерьте напряжение ячейки, теперь оно должно быть нормальным или, по крайней мере, отличным от нуля. Если по-прежнему абсолютный ноль, попробуйте еще раз или используйте более сильный источник тока. После того, как вы восстановите все «мертвые» элементы, дайте аккумулятору отдохнуть несколько минут, а затем вы можете нормально его зарядить, и он должен работать почти как раньше.Я делаю это регулярно и пока сэкономил много батареек. Но да, так что старая батарея может быть несколько слабой и малой для дрели сейчас и, вероятно, не будет держать заряд долго, но лучше, чем ничего.
А насчет зарядки: да, вы можете создать простое зарядное устройство, лучше и безопаснее всего использовать ток 1/10 C в течение 16 часов, как было сказано ранее, или использовать более высокий ток, но у вас все получится, если вы будете использовать таймер в целях безопасности ( и срок службы батареи). Это самый простой способ. Но есть способы получше, если я могу вам что-то порекомендовать, купите какое-нибудь зарядное устройство, которое используют люди в RC, оно достаточно дешевое, может заряжать почти любую батарею в мире, имеет автоматический конец цикла зарядки, когда батарея полностью заряжена, большая безопасность функции, регулируемый зарядный ток, показывает напряжение, ток, емкость, время, может измерять емкость аккумулятора, некоторые также внутреннее сопротивление, может циклически повторять или восстанавливать аккумулятор… и имеет очень простое и удобное использование. Я использую HobbyKing ECO 8 и выбросил все остальные зарядные устройства от дрелей, ламп … этот заряжает все.
Удачи, надеюсь, это поможет. LQd
Другие аккумуляторные батареи | Введение в химию
Цель обучения
- Обсудить общие характеристики аккумуляторов
Ключевые моменты
- Перезаряжаемые батареи накапливают энергию за счет обратимой химической реакции, которая позволяет снова сохранять заряд после того, как батарея разряжена.
- Перезаряжаемые батареи имеют более низкую общую стоимость использования и меньшее воздействие на окружающую среду, чем одноразовые батареи, что может быть причиной того, что спрос на аккумуляторные батареи в США растет намного быстрее, чем спрос на неперезаряжаемые батареи.
- Обычными типами аккумуляторных батарей являются свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионные полимерные (LiPo) и перезаряжаемые щелочные батареи.
Условия
- Плотность энергии Количество энергии, которое может храниться в зависимости от объема батареи. Вторичный элемент
- Электрический элемент, который можно перезаряжать, поскольку он преобразует химическую энергию в электрическую с помощью обратимой химической реакции.
Аккумуляторы
Перезаряжаемый аккумулятор – это тип электрического аккумулятора, который состоит из одного или нескольких электрохимических элементов. Он известен как вторичный элемент, потому что его электрохимические реакции электрически обратимы. Другими словами, после того, как накопленный заряд был истощен, химические реакции батареи могут произойти снова, в обратном порядке, чтобы сохранить новый заряд.Спрос на аккумуляторные батареи в США растет вдвое быстрее, чем спрос на неперезаряжаемые батареи, отчасти потому, что аккумуляторные батареи оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и общую стоимость использования, чем одноразовые.
Сетевые накопители энергии используют перезаряжаемые батареи для выравнивания нагрузки. Выравнивание нагрузки включает в себя хранение электроэнергии для использования в период пиковой нагрузки. Заряжая батареи в периоды низкого потребления электроэнергии для использования в периоды высокого спроса, выравнивание нагрузки помогает устранить необходимость в дорогостоящих пиковых электростанциях и помогает снизить стоимость генераторов в течение большего количества часов работы.
Конструкция аккумуляторной батареи
Как и все батареи, аккумуляторные батареи состоят из анода, катода и электролита. Во время зарядки материал анода окисляется, образуя электроны, а катод восстанавливается, потребляя электроны.
Зарядка аккумулятора Схема зарядки аккумулятора.Эти электроны составляют ток во внешней цепи. Электролит может служить простым буфером для внутреннего потока ионов между электродами, как в литий-ионных и никель-кадмиевых элементах, или он может быть активным участником электрохимической реакции, как в свинцово-кислотных элементах.
Типы аккумуляторных батарей
В аккумуляторных батареях обычно используется несколько различных комбинаций химикатов. Различные типы включают свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионные полимерные (LiPo) и перезаряжаемые щелочные батареи.
Свинцово-кислотные батареи
Свинцово-кислотные батареи, изобретенные в 1859 году французским физиком Гастоном Планте, являются старейшим типом аккумуляторных батарей. Их способность обеспечивать высокие импульсные токи означает, что элементы поддерживают относительно большое отношение мощности к весу.Эти особенности, наряду с их низкой стоимостью, делают их привлекательными для использования в автомобилях, требующих больших токов.
Никель-металлогидридные батареи
Никель-металлгидридная батарея, сокращенно NiMH или Ni-MH, очень похожа на никель-кадмиевый элемент (NiCd). В NiMH батареях используются положительные электроды из оксигидроксида никеля (NiOOH), как и в NiCd, но в отрицательных электродах вместо кадмия используется сплав, поглощающий водород. Аккумулятор NiMH может иметь емкость в два-три раза больше, чем аккумулятор NiCd аналогичного размера, а его плотность энергии приближается к плотности литий-ионного элемента.
Литий-ионные батареи
Литий-ионный аккумулятор – это семейство аккумуляторных батарей, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке. Отрицательный электрод обычного литий-ионного элемента сделан из углерода. Положительный электрод представляет собой оксид металла, а электролит – соль лития в органическом растворителе. Это один из самых популярных типов аккумуляторных батарей для портативной электроники, с одной из лучших плотностей энергии и лишь медленной потерей заряда, когда они не используются.Литий-ионные аккумуляторы дороже никель-кадмиевых аккумуляторов, но работают в более широком диапазоне температур, при этом они меньше и легче. Они хрупкие и поэтому нуждаются в защитной цепи для ограничения пиковых напряжений.
Литий-ионные полимерные батареи
Литий-ионные полимерные (LiPo) батареи обычно состоят из нескольких идентичных вторичных ячеек, включенных параллельно, чтобы увеличить ток разряда. Они часто доступны в серии «упаковок» для увеличения общего доступного напряжения.Их основное отличие от литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что их электролит из литиевой соли не содержится в органическом растворителе. Вместо этого он находится в твердом полимерном композите, таком как полиэтиленоксид или полиакрилонитрил. Преимущества LiPo по сравнению с литий-ионной конструкцией включают потенциально более низкую стоимость производства, приспособляемость к большому разнообразию форм упаковки, надежность и прочность. Их главный недостаток – меньший заряд.
Щелочные батареи
Существуют также перезаряжаемые формы щелочных батарей, которые представляют собой тип первичных батарей, зависящих от реакции между цинком (Zn) и диоксидом марганца (MnO 2 ).Они производятся полностью заряженными и способны сохранять заряд в течение многих лет, дольше, чем большинство никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, которые саморазряжаются. Перезаряжаемые щелочные батареи также могут иметь высокую эффективность перезарядки и оказывать меньшее воздействие на окружающую среду, чем одноразовые элементы.
Показать источникиBoundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:
Перезаряжаемые батареи – Chemistry LibreTexts
Перезаряжаемые батареи (также известные как вторичные элементы) – это батареи, которые потенциально состоят из обратимых реакций ячеек, которые позволяют им перезаряжаться или восстанавливать свой потенциал ячеек за счет работы, выполняемой путем прохождения электрических токов.В отличие от первичных элементов (необратимых), аккумуляторные батареи могут заряжаться и разряжаться много раз.
Введение
Вторичные клетки имеют тот же механизм, что и первичные клетки, с той лишь разницей, что окислительно-восстановительную реакцию вторичной клетки можно обратить вспять с помощью достаточного количества энергии, помещенной в уравнение. На рисунке ниже показан механизм зарядки вторичного элемента. Зарядное устройство, показанное в верхней части диаграммы, тянет отрицательные заряды к правой стороне сепаратора.Это создает впечатление, что положительные заряды накапливаются на другой стороне ячейки, которая не может пройти через разделитель. Это неравновесие является представлением потенциала ячейки, который, если его допустить, может снова приблизиться к равновесию через перенос электронов.
Различные аккумуляторные батареи выполняют различные функции. Для длительного использования (с последующей разрядкой и зарядкой), длительным хранением, когда они не используются, дистанционная активация и использование в суровых погодных условиях – лишь несколько препятствий для создания таких вторичных ячеек.К сожалению, нет батарей, которые могли бы выполнять все функции, упомянутые выше. Поэтому пользователь должен решить, какое приложение является наиболее важным для конкретной задачи, чтобы определить наиболее совместимую версию аккумуляторных батарей.
Свинцово-кислотные батареи
Свинцово-кислотные батареи – одни из наиболее распространенных вторичных батарей, используемых в основном для хранения потенциала больших ячеек. Обычно они используются в автомобильных двигателях. Его преимущества включают невысокую стоимость, высокое напряжение и большой запас потенциала ячейки; а к недостаткам относятся большая масса, некомпетентность при низких температурах и неспособность сохранять свой потенциал в течение длительных периодов времени из-за неиспользования.+ _ {(aq)} \ rightarrow 2PbSO_ {4 (s)} + 2H_2O _ {(l)} \ label {19.92} \]
Разряд происходит при запуске двигателя, когда потенциал ячейки равен 2,02 В. Зарядка происходит, когда автомобиль находится в движении и потенциал электрода равен -2,02 В, а это не спонтанная реакция, для которой требуется внешний источник электричества. Во время зарядки происходит обратная реакция.
Никель-кадмиевый аккумулятор
Никель-кадмиевый (NiCd) аккумулятор – еще одна распространенная вторичная батарея, которая подходит для работы в условиях низких температур с длительным сроком хранения.- \ label {19.87} \]
\ [Cd _ {(s)} + 2NiO (OH) _ {(s)} + 2H_2O _ {(l)} \ rightarrow Cd (OH) _ {2 (s)} + 2Ni (OH) _ {2 (s) )} \ label {19.88} \]
Преимущества никель-цинковой батареи заключаются в ее длительном сроке службы, высоком напряжении и достаточном соотношении энергии к массе и объему. Эти характеристики делают никель-цинковые батареи более привлекательными, чем некоторые из них. Однако в опломбированном виде он пока не изготовлен.
Авторы и авторство
Никель-кадмиевые батареивсе еще работают через 28 лет
Endeavour Business Media объявляет о приобретении ряда брендов средств массовой информации для индустрии и инфраструктуры и автозапчастей компании Informa, включая Machine Design , Hydraulics & Pneumatics и Electronic Design .Приобретение усиливает позиции Endeavour как одной из самых быстрорастущих компаний B2B. Щелкните здесь, чтобы просмотреть список приобретенных брендов.
С упором на предоставление исключительного контента и бизнес-возможностей, эти бренды Informa присоединятся к дополнительному портфелю брендов и мероприятий Endeavour, чтобы создать новые многоканальные платформы для своей аудитории и рекламодателей.
«Endeavour очень рада тому, что в бизнес войдут медиа-бренды Industry & Infrastructure Intelligence и Auto Aftermarket, чтобы расширить то, что мы уже предлагаем на этих растущих рынках.Мы с нетерпением ждем возможности инвестировать в эти бренды, чтобы вывести их на новый уровень для долгосрочного устойчивого успеха, используя сильные стороны платформы Endeavour в области печати, цифровых технологий, мероприятий и маркетинговых решений », – сказал Крис Феррелл, генеральный директор Endeavour Business Media.
«Мы уверены, что объединение брендов Informa и Endeavour на этих рынках обеспечит больший масштаб и новые инновационные возможности как для клиентов, так и для аудитории. Культура и организационная структура Endeavour, основанные на принципах информированности о данных и ориентации на клиента, создадут убедительное рыночное преимущество и новые возможности для всего портфеля.Благодаря инвестициям Endeavour в новые и передовые продукты и услуги, эта возможность привнести согласованные возможности и таланты маркетинговых услуг из Informa в Endeavour будет очень подходящей для всех », – прокомментировала Сью Бёльке, президент Informa Intelligence. Информацию предоставил JEGI (www.jegi.com), ведущий независимый инвестиционный банк, специализирующийся на СМИ, маркетинге, информации и технологиях.
Благодаря этому приобретению в Endeavour Business Media теперь 600 сотрудников, которые производят более 80 брендов, 59 мероприятий в прямом эфире и более 50 инновационных маркетинговых решений, способствующих повышению осведомленности и конверсии.
Приобретение этих ведущих брендов продвигает инициативу компании по активному росту и инвестированию в высококачественные медиа-бренды B2B, которые предоставляют отличный контент и уникальные ценные впечатления для ее аудитории и партнеров.
Компания Endeavour Business Media, LLC со штаб-квартирой в Нэшвилле, штат Теннесси, была создана в конце 2017 года для приобретения и управления отраслевыми публикациями, веб-сайтами и мероприятиями. Компания нацелена на B2B-аудиторию в сфере бухгалтерского учета, авиации, стоматологии, технического обслуживания, пожарной и общественной безопасности, промышленности, технологий, медицины, нефти и газа, коммунальных услуг, безопасности, строительства, ремонта автомобилей, торговли и водоснабжения и водоотведения.Нажмите сюда, для получения дополнительной информации.
Свинцово-кислотные или никель-кадмиевые батареи?
Свинцово-кислотные или никель-кадмиевые батареи?Свинцово-кислотные или никель-кадмиевые батареи?
Марти Гудман
Примечание: статья устарела. Литий-ионные батареи теперь используются в велосипедном освещении.
НО – совет здесь относится к более старым батареям и другим приложениям.
Герметичные свинцово-кислотные батареи по-прежнему широко используются в приложениях, где вес не является проблемой.
Какой тип аккумуляторной батареи лучше всего подходит для ваших ночных поездок на велосипеде? Люди часто спрашивают меня, какую батарею использовать в своих системах освещения велосипеда: свинцово-кислотные или никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) батареи. Это задумано как «шаблонный» первый ответ на такие вопросы.
Двумя наиболее распространенными технологиями перезаряжаемых аккумуляторов, используемых в системах велосипедных фар, являются герметичные свинцово-кислотные («SLA») и никель-кадмиевые («NiCd»). В системах с низкой и средней ценой (от 70 до 150 долларов) будут использоваться батареи SLA, а в системах со средней и высокой ценой (от 140 до 400 долларов) будут использоваться никель-кадмиевые батареи.
Краткая версия моего совета:
Если вы много ездите ночью, например, много раз в неделю ездите на работу, вам следует приобрести систему на основе никель-кадмиевых батарей. Если вы совершаете лишь изредка ночные поездки, вы, вероятно, справитесь с системой на основе SLA. Но в любом случае вам, вероятно, будет очень разумно инвестировать в зарядное устройство стороннего производителя, а не использовать зарядное устройство, поставляемое с системой, которую вы покупаете.
Полная версия моего совета:
Характеристики батареи
Затраты / выгоды
Свинцово-кислотные батареи на момент покупки примерно в 2–4 раза дешевле, чем никель-кадмиевые батареи.
Однако никель-кадмиевые батареи при правильном уходе (это ключевая рабочая квалификация!) Можно заряжать в 3-5 раз больше, чем они могут изнашиваться, чем батареи SLA.
Стоимость высококачественного зарядного устройства стороннего производителя для любой системы примерно одинакова (от 45 до 90 долларов). Обратите внимание, что для аккумуляторов SLA требуется другое зарядное устройство, чем для никель-кадмиевых аккумуляторов.
В целом, никель-кадмиевые батареи как минимум такие же недорогие и, вероятно, несколько менее дорогие источники питания, чем батареи SLA, если вы используете их часто в течение всего срока их службы.
Однако, если вы используете аккумулятор нечасто, скажем, 20 поездок в год, то более дорогой никель-кадмиевый аккумулятор, вероятно, умрет из-за истечения срока его годности до того, как вы израсходуете все имеющиеся у него заряды.
Никель-кадмиевые батареи в целом примерно на 30% легче при заданной мощности, чем батареи SLA. Существенная, но не очень большая разница.
Характеристики хранения
Батареи SLA сохраняют почти свой полный заряд в течение двух или более месяцев, просто сидя на полке, без зарядного устройства.Никель-кадмиевые батареи теряют около 1% своего заряда в день, когда они находятся на полке, из-за внутреннего «саморазряда».
Характеристики разряда
Никель-кадмиевые батареи имеют более пологую кривую зависимости напряжения от времени во время разряда, чем батареи SLA. Это означает, что ваши огни будут оставаться относительно более яркими в течение всего срока полезной разрядки батареи с данной системой освещения, чем в случае батареи SLA с сопоставимой емкостью и напряжением в ампер-часах.
[Это относится к системам с лампами накаливания. Светодиодные фонари включают регулировку мощности для поддержания постоянного входного сигнала светодиода – до тех пор, пока батарея не перестанет обеспечивать необходимое количество энергии – Джон Аллен]
Это и хорошо, и плохо: хорошо, что они остаются яркими, но эта же характеристика означает, что они почти или совсем не предупреждают, когда собираются покакать.
Не разряжайте полностью любой тип
И NiCd, и SLA батареи могут быть серьезно повреждены, если они будут глубоко разряжены до уровня ниже 75% от их номинального напряжения.В любой системе никогда нельзя запускать батарею «в землю», позволяя свету переключиться с желтого на оранжевый и тускло-оранжевый. Выключайте свет, когда он становится заметно желтым, иначе вы рискуете навсегда повредить аккумулятор.
Многие невежественные люди заявляют, что никель-кадмиевые батареи подвержены «зарядовой памяти». Это неправда. Никель-кадмиевые аккумуляторы, используемые велосипедистами для ночного освещения, не вызывают проблем с «памятью заряда». Период. (Подробнее см. Ниже.)
Некоторые производители, которые поставляют батареи SLA со своими системами освещения (например, VistaLite с системами VL4xx), выбирают батареи SLA типа Cyclon от Hawker Industries (ранее называвшиеся «Gates»).Эта конкретная марка и модель батареи SLA значительно превосходит ВСЕ другие батареи SLA. Если вы заменяете батарею SLA в существующей системе освещения, приобретите батарейный блок Hawker Industries Cyclon (доступны модули на 2,5 А / ч и 5,0 А / ч на шесть вольт). Они предлагают большую полезную емкость батареи для данного номинала в ампер-часах, способны выдерживать глубокую разрядку несколько лучше, чем обычные батареи SLA, и выдерживают большее количество циклов перезарядки, чем обычные батареи SLA. Интересно, что розничная цена на батарею Hawker Cyclon SLA не так уж сильно отличается от цены аналогичной обычной батареи SLA.Power Sonic (штаб-квартира в Редвуд-Сити, Калифорния) продает батареи Hawker Cyclon. Компания Al Lashers может заказать и продать эти батареи в Беркли.
Проблемы с зарядным устройством
За исключением систем освещения Nite Rider Digital Pro 6 и Xcell Pro (ранее называвшихся NiteHawk), практически все системы освещения велосипедов на рынке поставляются по непозволительно дешевым, часто весьма разрушительным для зарядных устройств типам батарей. Проблема в том, что большинство поставляемых зарядных устройств заряжают батарею довольно медленно (требуется 10 или более часов для полной зарядки), а затем продолжают подавать ток в батарею после ее полной зарядки, нагревая ее и в конечном итоге разрушая.Многие велосипедисты разрушили свою никель-кадмиевую батарею для бутылок с водой за 140 долларов, оставив ее подключенной к зарядному устройству на несколько дней или недель.
Хотя системы NiteRider Xcell Pro и Digital Pro 6 не являются «умной» системой зарядки, они имеют достаточно безопасную систему зарядки «установил и забыл», но только при использовании с прилагаемой батареей. Их система заряжает батарею со скромной скоростью в течение 10 часов, затем таймер переключается на 3-кратную более медленную скорость зарядки для обслуживания батареи.Их система не является «умным зарядным устройством» в том смысле, что она никоим образом не определяет фактическое состояние батареи.
Относительно легко сделать дешевое, но безопасное зарядное устройство типа «установил и забыл» для аккумуляторов SLA. Все, что нужно, – это стабилизатор напряжения, который добавляет от 1,00 до 2,00 долларов в момент производства или максимум 10,00 долларов во время или при розничной продаже к стоимости существующих систем освещения для велосипедистов. Удивительно, но мало, если вообще есть коммерческие системы, обеспечивают это, а вместо этого предоставляют нерегулируемый источник питания постоянного тока, который может (фактически, с большой вероятностью) разрушить батарею SLA, если ее оставить.NiteRider МОЖЕТ предоставить такое безопасное зарядное устройство SLA в своем новом продукте Trail Rat. У меня еще не было возможности проанализировать этот новый продукт на своем лабораторном столе.
Для более быстрой зарядки аккумуляторов SLA или NiCd (полная зарядка за 2–4 часа) необходимо «умное зарядное устройство». Такое зарядное устройство определяет состояние батареи во время зарядки, подает ток в батарею до тех пор, пока батарея в нем нуждается, определяет, когда батарея полностью заряжена, а затем снова переключается на значительно уменьшенный ток (или импульсы тока через определенные промежутки времени), чтобы сохранить заряд батареи. аккумулятор залил, не повредив его.
Этот вид очень умного зарядного устройства является приятным удобством с батареей SLA, но не обязательно, поскольку простое зарядное устройство с регулируемым напряжением «капельного» заряда обычно отлично справляется с этой задачей для велосипедистов. Зарядные устройства Smart SLA можно приобрести в Power Sonic по цене от 50 до 80 долларов за зарядные устройства, подходящие для существующих систем освещения велосипеда. Конечно, вы должны добавить свой собственный кабель, чтобы подключить зарядное устройство к вашей конкретной системе. Мастерам следует отметить, что подходящим зарядным устройством для батарей SLA является регулируемый источник питания, установленный на 6.От 90 до 6,95 В для батареи SLA «6 В» и от 13,8 до 13,9 В для батареи SLA «12 В».
Никель-кадмиевые аккумуляторы действительно выигрывают от правильного интеллектуального зарядного устройства. К сожалению, если кому-то нужно умное зарядное устройство для системы освещения велосипеда, приходится использовать зарядные устройства, предназначенные для других целей. Или сделать себя с нуля. Я сделал и то, и другое, успешно. Некоторые зарядные устройства для электроинструментов DeWalt и Black & Decker можно превратить в очень эффективные интеллектуальные зарядные устройства для аккумуляторов системы освещения велосипеда.В частности, DW9106 и DW9104 – хороший выбор. Некоторые зарядные устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов на 6 В для видеокамер и сотовых телефонов могут использоваться в качестве интеллектуальных зарядных устройств для 6-вольтных никель-кадмиевых аккумуляторов для велосипедистов. Я построил с нуля два интеллектуальных зарядных устройства для своих аккумуляторных систем, используя микросхему контроллера интеллектуального зарядного устройства Maxim MAX 713. Оба работают очень хорошо. Некоторые использовали более современную микросхему контроллера интеллектуального зарядного устройства NiCd 2002 года производства Maxim, Benchmarq и Unitrode. Свяжитесь со мной для подробностей, если интересно.
Миф о никель-кадмиевой “памяти”
Обсуждение МИФа о «зарядовой памяти» в никель-кадмиевых аккумуляторах
(из обсуждения в списке рассылки BikeCurrent)
Дата: 12 января 1997 г. 13:59:24 +1300
От: Стив Кристалл ([электронная почта защищена])
Тема: Re: Сообщение Charge Memory (снова!
Из GE Tech Notes….
«Среди многих пользователей аккумуляторов как в промышленном, так и в потребительском секторах идея феномена памяти в никель-кадмиевых батареях широко использовалась и понималась неправильно. Термин« память »стал универсальным« модным словечком ». для описания множества прикладных проблем, которые чаще всего путают с простым понижением напряжения.
Однако для хорошо информированных «память» – это термин, применяемый к определенному явлению, которое очень редко встречается в полевых условиях.В частности, термин «память» произошел от никель-кадмиевого применения в аэрокосмической отрасли, в котором элементы неоднократно разряжались до 25% доступной емкости (плюс-минус 1%) с помощью компьютерного управления, а затем перезаряжались до 100% емкости БЕЗ ПЕРЕЗАГРУЗКИ в оригинале]. Этот длительный режим повторяющихся циклов, не предусматривающий перезарядки, привел к потере емкости сверх точки разряда 25%. Отсюда рождение феномена «памяти», когда никель-кадмиевые батареи якобы теряют емкость при многократной разрядке до определенного уровня емкости.
«Явление« памяти », наблюдавшееся в этом оригинальном аэрокосмическом приложении, было устранено простым перепрограммированием компьютера, чтобы учесть избыточную зарядку. [Обратите внимание, что не упоминается добавление преднамеренной * разрядки * для устранения проблемы – RLM] Фактически,« память » ‘всегда является полностью обратимым состоянием; даже в тех редких случаях, когда невозможно избежать’ памяти ‘, ее можно легко стереть. К сожалению, идея связанной с памятью потери емкости не покидала нас с тех пор. ‘не может существовать, если выполняется одно из следующих условий:
- Аккумуляторы полностью заряжены.
- Разряд не совсем одинаковый каждый цикл – плюс-минус 2-3%
- Разряд менее 1,0 В на элемент.
«Помните, что наличие любого ОДНОГО из этих условий исключает возможность« памяти ». GE не проверила истинную« память »ни в одном полевом приложении, за единственным исключением упомянутого выше спутникового приложения. Несмотря на отсутствие эмпирических данных,« память » ‘по-прежнему регулярно обвиняют в плохой работе аккумулятора, которая вызвана рядом простых, исправимых проблем с приложениями.”
Конец цитаты …
В основном память (потеря емкости) из-за разрядки – это миф.
Снижение емкости ваших никель-кадмиевых / никель-металлгидридных аккумуляторов из-за перезарядки (нагрева) и переворота элементов в аккумуляторных блоках с пониженным напряжением убивает ваши батареи.
Питер Людвиг добавляет:
14 января 1997 г., 12:09:44 +0002
От: Питер Людвиг ([электронная почта защищена])
Тема: Re: Сообщение Charge Memory (снова! Ах!)
Стив писал об эффекте памяти:
«В частности, термин« память »произошел от никель-кадмиевого применения в аэрокосмической отрасли, в котором элементы неоднократно разряжались до 25% доступной емкости (плюс-минус 1%) с помощью компьютерного управления, а затем перезаряжались до 100% емкости БЕЗ ПЕРЕЗАРЯДКИ.”[курсив в оригинале]
Чтобы быть правильным, это появилось в спутнике, который вращается вокруг Земли, поэтому зарядка и разрядка в каждом цикле одинаковы. Температура очень постоянна в течение каждого цикла, и абсолютно отсутствуют механические удары, вибрации и т. Д.
«Этот длительный режим повторяющегося цикла, не предусматривающий перезарядки, привел к потере емкости сверх точки разряда 25%».
Также, чтобы быть правильным: эффект памяти вызывает более низкое напряжение с этой точки, чем ожидалось.Это привело к преждевременному отключению программы. Ячейки ни в коем случае не пусты на этом этапе, но, как мы знаем, когда напряжение на никель-кадмиевых элементах начинает падать, оставшейся емкости почти не остается. Итак, настоящая «потеря» была вызвана отключением.
В любом случае, AFAIK не знает другого подтвержденного случая, когда эффект памяти оказал бы какое-либо влияние на применение в полевых условиях.
Марти Гудман в октябре 1997 года добавляет:
Я считаю, что Питер пытался сказать в последнем большом абзаце, что обычно, при отсутствии развития «колена напряжения», когда напряжение NiCd элемента начинает значительно падать, он очень быстро умирает.Вот почему для этих спутников было написано управляющее программное обеспечение, которое отключало их, когда напряжение упало ниже того или иного. Однако, если возникло колено напряжения (как это было в случае), у вас есть ситуация, когда напряжение падает относительно быстро, но оно будет оставаться на этом низком уровне с потреблением мощности в течение длительного времени … общая выходная мощность ( амперы время вольт = ватты), который вы можете получить от элемента с изгибом напряжения, не уменьшается, а только напряжение, при котором он будет выдавать эту мощность. Таким образом, управляющее программное обеспечение как бы без нужды и ненадлежащим образом выключало спутник (потому что оно не «знало» о перепадах напряжения и считало, что это обычно разряженные батареи, которые собирались разряжаться настолько глубоко, что могли повредить сами постоянно из-за обращения клеток).
Но суть в том, что «зарядовая память» не существует практически для всех целей применения никель-кадмиевых батарей здесь, на Земле. В тех чрезвычайно необычных случаях, когда происходит явление, которое невежественные люди называют «зарядовой памятью», это явление не связано с потерей полной мощности батареи, а скорее с тем, что батарея выдает свою полную мощность при несколько более низком напряжении в течение большей части времени. цикл разряда. Следовательно, это явление более правильно называть «развитием излома напряжения на кривой зависимости напряжения разряда от времени», чем «памятью заряда».
Но для использования в системах освещения велосипеда, сотовых телефонах, видеокамерах и портативных компьютерах «зарядная память» не существует, несмотря на то, что вам могут сказать невежественные продавцы и авторы рекламы этих продуктов.
ПОЧЕМУ миф о «памяти заряда» в никель-кадмиевых батареях сохранился так сильно, учитывая, насколько ложна эта концепция?
Это правда, что никель-кадмиевые (и SLA-батареи тоже) в некоторых ситуациях выигрывают от «циклирования» (почти полностью разряжаются, а затем перезаряжаются).Если никель-кадмиевый аккумулятор поврежден из-за того, что он был закорочен и разряжен до нуля вольт и оставлен там какое-то время, он МОЖЕТ испытать некоторую степень восстановления, если он “циклически повторяется”. Точно так же никель-кадмиевые (и SLA) батареи, которые долгое время хранились на полке и потеряли часть своей емкости, могут частично или полностью восстановить свою емкость после двух-четырех циклов включения. Таким образом, в некоторых случаях ЕСТЬ причины «циклически» разряжать батарею до умеренной степени разряда, а затем заряжать ее, чтобы «кондиционировать» ее.Но так бывает только в особых случаях, а не после каждой обычной выписки. И дело не в «зарядной памяти» (которой, опять же, не существует), а в других, более сложных вопросах.
ВНИМАНИЕ, что такую «езду на велосипеде» нужно делать очень осторожно !!! Скорее всего, никель-кадмиевые батареи будут повреждены из-за полного разряда до нуля вольт. Правильная езда на велосипеде предполагает использование устройства, которое разряжает аккумулятор только до определенного напряжения (обычно 1,0 вольт на элемент или около того для никель-кадмиевого аккумулятора, что означает снижение только до 10 вольт для номинального 12-вольтного никель-кадмиевого аккумулятора).
Ограничение напряжения, которое вы разряжаете батарею SLA во время езды на велосипеде, во всяком случае, даже более важно (ограничение от 1,8 до 1,9 В на элемент хорошо работает при умеренной скорости разряда). Поскольку батареи SLA даже более уязвимы, чем никель-кадмиевые, они могут быть повреждены, если их полностью довести до нуля вольт: это, скорее всего, приведет к разрушению батареи SLA прямо сейчас. Итак, если вы пытаетесь «включить цикл» батареи, используйте оборудование, предназначенное для этого правильно и безопасно … не просто подключайте какую-то нагрузку к батарее и уходите, а возвращайтесь через несколько часов или на следующий день!
Никель-кадмиевые батареи могут быть (я думаю, чаще всего) повреждены из-за перезарядки.Они могут самоуничтожиться из-за роста внутренних шорт («дендритов»), оставленных на полке. Они могут быть повреждены повторной слишком глубокой разрядкой до уровня более 85% от их номинальной емкости (некоторые другие утверждают, что это наиболее частая причина преждевременного выхода из строя NiCd батарей). Дело в том, что с никель-кадмиевыми батареями обычно случается много плохих вещей. И произошло то, что на протяжении многих лет, когда у кого-то была никель-кадмиевая батарея, которая вышла из строя или потеряла большую часть своей емкости, люди имели тенденцию говорить: «Ах! Эта батарея страдает от« памяти заряда », когда на самом деле ) «Зарядная память» не существует и (б) батарея была разрушена в одной из вышеупомянутых ситуаций, обычно такой, которую можно было бы предотвратить, если бы была известна настоящая причина.
Я считаю, что по вышеуказанным причинам сохранился миф о «зарядовой памяти». Это фантомное ложное объяснение приводилось всякий раз, когда у кого-то возникала проблема с никель-кадмиевым аккумулятором. К сожалению, это ложное «знание» не позволяет людям распознать настоящие причины проблем с системами NiCd и что-то предпринять.
Статьи Шелдона Брауна и других
Если вы хотите сделать ссылку или добавить закладку на эту страницу, URL-адрес:
https: // www.sheldonbrown.com/article.html
Последнее обновление: Харриет Фелл Цепь зарядного устройства для нескольких NiCd и NiMH аккумуляторов
NiMH и NiCd аккумуляторы на химической основе в основном имеют одинаковые атрибуты с точки зрения характеристик и свойств зарядки и разрядки. Нормальное напряжение средней точки эквивалентно 1,2 В. Их разрядное напряжение составляет 0,9 В (75% от 1,2 В). Эти батареи обычно заряжаются постоянным током и позволяют батарее подняться до уровня заряда.
[спонсор_1]В этом уроке «Сделай сам» мы демонстрируем проект схемы автоматического зарядного устройства для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов. Безопасная быстрая зарядка зависит от цикла зарядки при умном наблюдении. Теперь это эффективно достигается в этом дизайне. Эта конфигурация зарядного устройства подходит для зарядки никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов. Интригующий и ценный дизайн различных схем зарядного устройства для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, которые могут заряжать широкий спектр никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов.
Оборудование Компоненты [inaritcle_1] Принципиальная схема Работа контураС помощью диаграммы входного напряжения вы можете заряжать различные аккумуляторы напряжения.Например, если вам нужно зарядить аккумулятор 1,2 В, в этот момент базовое напряжение должно быть 6,5 В, а самое крайнее – 10 В.
