Зарядка никель кадмиевых аккумуляторов: Зарядное устройство для nimh nicd аккумуляторов схема. Самодельное зарядное устройство для аккумуляторов аа. Процесс разряда никель─кадмиевых батарей

Содержание

Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов

материалы в категории

Автоматическое зарядное устройство для Никель-кадмиевых аккумуляторов

Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи получили довольно широкое распространение.

известно много способов эффективной зарядки никель-кадмиевых (аккумуляторных) батарей, описываемая схема уникальна тем, что объединяет почти все их преимущества. Так, она вырабатывает постоянный зарядный ток, значение которого может лежать в диапазоне 0,4-1,0 А.

Схема может работать либо от сети переменного тока 220 В, либо от 12-В батареи.

Заряжаемая батарея защищена от перезаряда благодаря автоматическому отключению схемы при достижении заданного уровня напряжения на батарее. Более того, этот уровень можно подстраивать. Наконец, схема недорога и защищена от коротких замыканий.

Если батарея разряжена, то напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя U1 будет ниже напряжения на неинвертирующем входе, устанавливаемом посредством потенциометра R1 (см.

рисунок). Вследствие этого выходное напряжение U1 будет примерно равно положительному напряжению питания, что приведет к отпиранию транзистора Q1, а также транзистора Q2, который будет работать в режиме генератора постоянного зарядного тока. Уровень этого тока можно найти из соотношения (Vd-Vbe)/R6, где Vd-напряжение между его базой и эмиттером. Этим током, протекающим далее через диод D8, и заряжается Ni-Cd-батарея. При этом будет гореть светодиод D7, индицируя тем самым протекание процесса зарядки, и являясь индикатором рабочего режима.

По мере зарядки батареи напряжение на ней увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения на инвертирующем входе U1, пока оно не сравняется с Vin. В этот момент выходное напряжение U1 падает до потенциала земли, и транзисторы Q1 и Q2 запираются, предотвращая тем самым перезаряд батареи. Задаваемый предельный уровень выходного напряжения, Vout, можно вычислить из соотношения Vout=Vin(R7+R8)/R8.

При приведенных значениях компонентов схема вырабатывает зарядный ток 400 мА, который можно изменять, подбирая R6 до достижения максимального значения, равного 1 А. Задаваемый уровень зарядного напряжения следует устанавливать при отключенной батарее.

Диод D8 предотвращает разряд в обратном направлении в случае отключения сети или 12-В источника питания. Для 7,2-В Ni-Cd-батареи, задаваемое значение зарядного напряжения равно 7,9-8,0 В. Мощный транзистор Q2 следует установить на большой радиатор.

Обсудить на форуме

Зарядное для никель- кадмиевых аккумуляторов. Автоматика в быту. Электронные устройства автоматики.

ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Схемы зарядных устройств и источников питания довольно часто публикуются на страницах популярных изданий. Эти конструкции рассчитаны на определённого пользователя и имеют соответствующую схемотехнику. Элементная база также очень сильно различается, но каждая схема по своему уникальна и вносит свою лепту в развитие направления.

Автор сайта разработал много схем источников питания и зарядных устройств, в разной степени оригинальных. В основном это схемы специализированного назначения, но многие прекрасно подходят для широкого применения . Эти схемы и представлены в разделе. Начнём с зарядных устройств. Первой конструкцией будет зарядное устройство для малогабаритных никель – кадмиевых аккумуляторов.

Зарядное устройство обеспечивает стабильный ток заряда и автоматически отключается при достижении заданного напряжения на аккумуляторе. Работа схемы оригинальна и автору пока не попадались подобные – дело в том, что в обычных схемах окончание зарядки по достижении заданного напряжения определяется во время протекания зарядного тока. Из-за наличия внутреннего сопротивления аккумуляторов напряжение полного заряда будет меняться при изменении зарядного тока, что затрудняет определение момента окончания зарядки. Предлагаемая схема работает иначе – в течение нескольких секунд на аккумулятор подаётся зарядный ток, затем он автоматически отключается примерно на 1 сек и производится замер ЭДС на аккумуляторе.

Известно, что ЭДС полностью заряженного никель – кадмиевого аккумулятора составляет 1,35 В – если на аккумуляторе достигнута эта величина, переключается компаратор и срабатывает RS триггер, отключающий зарядный ток и включающий светодиод “Аккумулятор заряжен”. Зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторные батареи с максимальным напряжением до 18 В. Ток зарядки регулируется переменным резистором в пределах 10 – 200 мА, а требуемое значение ЭДС аккумуляторной батареи, при которой зарядка прекращается также устанавливается переменным резистором. Во время протекания зарядного тока периодически мигает светодиод “Заряд”. Выходной транзистор необходимо установить на небольшой радиатор, площадь которого зависит от величины требуемого тока заряда и напряжения аккумуляторной батареи. На оси переменных резисторов желательно насадить регулировочные ручки с указателями, и, с помощью мультиметра, произвести калибровку с нанесением указательных рисок на лицевой панели устройства.

Смотри остальные схемы:

1. Зарядное устройство с использованием таймера AN6780

2. Зарядное устройство с компаратором напряжения

3. Зарядное устройство с таймером на К561ИЕ16

4. Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов ( главная страница раздела зарядных устройств для автомобилей)

Уважаемые посетители!
Все материалы сайта в случае их некоммерческого использования предоставляются бесплатно, хотя автор затрачивает достаточно большие средства на их обновление расширение и размещение.
Если Вы хотите, чтобы автор отвечал на Ваши письма, обновлял и добавлял новые материалы – активней используйте контекстную рекламу, размещённую на страницах – для себя Вы узнаете много нового и полезного,
а автору позволит частично компенсировать собственные затраты чтобы уделять
Вам больше внимания.

ВНИМАНИЕ!

Вам нужно разработать сложное электронное устройство?

Тогда Вам сюда.

Правила эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторов | Сайт об электромобилях

Несмотря на то, что никель-кадмиевые аккумуляторы с этого года запрещены к производству в странах Евросоюза, эти неустанные труженики до сих пор используются во многих недорогих и мощных автономных устройствах (шуруповерты, электробритвы, фонари).

Даже если в инструкции по эксплуатации о типе аккумулятора устройства ничего не сказано, определить то, что именно никель-кадмиевый аккумулятор служит источником тока достаточно просто — чаще всего время зарядки указывается в диапазоне 5-12 часов и присутствует указание на необходимость самостоятельного отключение зарядного по истечению времени заряда.

Для никель-кадмиевых батарей предпочтительнее быстрая импульсная зарядка чем медленная постоянным током. Эти батареи могут выдать большую мощность, что что определяет их выбор для мощных автономных устройств.

Никель-кадмиевые батареи единственный тип батарей, который выдерживает полную разрядку при большой нагрузке без каких-либо последствий. Остальные типы батарей требуют неполной разрядки при относительно невысоких мощностных нагрузках.

Никель-кадмиевые батареи не любят длительной зарядки при эпизодической небольшой нагрузке. Периодическая полная разрядка необходима для них как воздух для человека – при отсутствии полной разрядки на электродах образуются большие кристаллы металла (что приводит к проявлению так называемого “эффекта памяти”) – аккумулятор скачкообразно теряет свою емкость. Для долгой и эффективной работы NiCd батарей необходимы циклы обслуживания батареи – полная разрядка с последующей полной зарядкой, исходя из большинства рекомендаций – раз в месяц, в крайнем случае раз в 2-3 месяца.

Никель-кадмиевые аккумуляторы являются самыми «дуракоустойчивыми» из современных массовых аккумуляторов — для их использования не требуется даже системы мониторирования параметров аккумулятора, что определяет их использование в недорогих и мощных устройствах.

Зарядка малыми токами за 5-12 часов позволяет обойтись без каких-либо предосторожностей в виде систем контроля заряда-разряда. При перезаряде аккумулятор просто медленно будет терять емкость (на радость производителя). Необходимо помнить об этом при использовании «bad-boy» зарядных устройств (зарядных без механизма автоматического контроля заряда). Поэтому, лучше всего заряжать полностью разряженный аккумулятор и строго соблюдать время зарядки, что позволит сохранить емкость NiCd аккумулятора достаточно долгое время.

При использовании «быстрой» зарядки (со временем заряда менее 5 часов) желательно иметь зарядное устройство с температурным датчиком, поскольку при заряде повышается температура аккумулятора, вместе с температурой растет емкость, с ростом емкости зарядный прибор может перезарядить батарею свыше необходимого уровня, что приводит к еще большему росту температуры (явление «терморазгона» аккумулятора) и, как минимум, к ухудшению параметров батареи. Подобная ситуация существует и при заряде батареи при низких температурах.

Температурный датчик позволяет сдвинуть параметры заряда в зависимости от температуры аккумулятора, а также отключить батарею от заряда при превышении скорости роста температуры выше 1 градуса Цельсия в минуту или по достижении температуры батареи в 60 градусов Цельсия что позволяет избежать трагических последствий терморазгона.

В качестве иллюстрации необходимости термодатчика в зарядном могу привести пример двухлетней давности заряда никель-кадмиевой батареи для профессионального шуруповерта на зарядном без термодатчика (на фото – это самое зарядное устройство), позволяющего заряжать батарею ускоренным темпом – за час. В то время была температура в квартире около 30°C, зарядное автоматически должно заряжать аккумулятор до достижения целевого напряжения и автоматически отключаться, что английским по-белому было сказано в инструкции в разделе безопасность. Утром первый аккумулятор из комплекта был заряжен без всяких эксцессов – через 50 минут зарядное отключилось, ближе к вечеру второй аккумулятор при заряде преподнес сюрприз: из-за отсутствия термодатчика в зарядном, батарея вошла в режим терморазгона.

Так как заряд был ускоренным проблема была замечена поздно – когда аккумулятор пошел дымом и стал разбрызгивать горячий электролит. Быстро отключенный от сети зарядник удалось спасти. Аккумулятор же еще долго сопел в агонии, пытаясь причинить как можно больше вреда при отходе в мир иной, однако ему это не удалось и вред ограничился стоимостью самого аккумулятора – 15USD. С тех пор зарядное подключается к сети через таймер.

Несмотря на свои недостатки, никель-кадмиевые аккумуляторы до сих пор существуют среди нас. Надеюсь, немного теории и практического опыта, изложенного в статье, позволят читателю получить от никель-кадмиевого аккумулятора своего устройства максимум того, на что он способен.

Зарядка для никель кадмиевых аккумуляторов. Схема и описание

В предыдущей статье мы рассмотрели схему зарядки для литий ионных аккумуляторов. Эта же зарядка для никель кадмиевых аккумуляторов предназначена для зарядки двух никель-кадмиевых аккумуляторов постоянным током. Устройство имеет 2 режима зарядки, автоматическое отключение зарядки и звуковой сигнал окончания зарядки.

Описание работы зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов

Схема питания зарядного устройства состоит от понижающего трансформатора, имеющего на выходе вторичной обмотки 12 вольт, двух выпрямительных диодов (VD1 и VD2) и сглаживающего конденсатора C1 на 1000 мкФ. Далее напряжение поступает на DA1 — трехвыводной стабилизатор напряжения 7806 создающего 6 вольт для питания схемы.

Транзистор VT1 и светодиод HL1 являются основой источника постоянного тока. Прямое напряжение красного светодиода (около 1,5 вольт) минус напряжение база-эмиттер транзистора VT1 (около 0,6 В) проходит через резистор сопротивлением 6,8 Ом или 15 Ом в зависимости от положения переключателя SA1. При выборе резистора 15 Ом в цепи эмиттера зарядный ток составляет около 60 мА, в то время как с резистором 6,8 Ом ток равен 130 мА.

Этого достаточно, чтобы зарядить никель-кадмиевый аккумулятор емкостью 600 mAh (AA) за 14 часов и 5 часов соответственно. Если нет подходящего сопротивления, то его можно получить путем параллельного соединения нескольких резисторов, либо последовательным соединением резисторов.

Компаратор LM393 (DD2) используется для режима автоматического отключения зарядки. На его инвертирующем входе при помощи подстроичного резистора установлено 2,9 вольт (номинальное), в то время как его неинвертирующий входе отслеживает напряжение на аккумуляторе.

В то время, когда никель кадмиевый аккумулятор заряжается, внутренний выходной транзистор (в LM393) открыт и, следовательно, открыт транзистор VT1 источника тока. После того, как аккумулятор зарядится примерно на 80% или более от своей емкости, напряжение на клеммах аккумулятора превысит 1,45 вольт.

Напряжение на неинвертирующем входе (вывод 3) DD2 превысит опорное напряжение на инвертирующем входе (вывод 2). Это приведет к тому, что на выходе компаратора сигнал изменяется на противоположный, транзистор VT1 закроется и отключится источник тока.

Для того чтобы исключить постоянное переключение компаратора на границе порогового напряжения, в схему добавлен конденсатор на 0,1 мкФ обеспечивающий обратную связь между выходом и инвертирующим входом компаратора.

Четыре логических элемента И-НЕ микросхемы DD1 используются для построения двух простых генераторов с разными частотами. При соединении сигналов с этих генераторов образуется тональный сигнал, который воспроизводится пьезоэлектрическим элементом в момент, когда заряд закончен.

Как правильно заряжать аккумуляторный электроинструмент | Аксессуары к инструментам | Блог

Процесс зарядки аккумуляторного инструмента довольно тривиален и достаточно неинформативен: аккумулятор устанавливается в зарядное устройство, после чего последнее включается в розетку. Как только индикатор укажет на полный заряд — все, процесс можно считать завершенным.

Это видимая сторона медали. На самом деле, в зависимости от типа используемых источников питания, в паре «аккумулятор/зарядное устройство» протекают процессы, сильно разнящиеся друг от друга. Рассмотрим их более детально.

Как правильно заряжать NiCd аккумуляторы

Никель-кадмиевые источники питания до сих пор можно встретить во многих видах аккумуляторного инструмента. Они достаточно дешевы, неприхотливы и просты в использовании.

К сильным сторонам NiCd батарей можно смело отнести:

долговечность. Аккумуляторы этого типа способны без особых потерь выдержать порядка 1000 циклов заряда/разряда без существенной потери емкости, позволяя ей оставаться на уровне 80 %. Пик производительности NiCd элемента питания приходится на первые 300-400 циклов заряда/разряда;
высока нагрузочная способность. Источник питания выдает стабильный ток разряда практически во всем диапазоне своей емкости.

Из графика видно, что при токе разряда величиной 1С стабильность напряжения на клеммах аккумулятора сохраняется в диапазоне 80 % его емкости. Падение напряжения проявляется при расходе оставшихся 20 % заряда.

Здесь следует сделать одно очень важное отступление.

Ток заряда и ток разряда аккумулятора принято «привязывать» к емкости источника питания, которая обозначается символом «С». К примеру, у аккумулятора емкостью 1000 мА∙ч ток разряда, обозначенный как 1С, составит 1 А.

сохранение рабочих характеристик при отрицательных температурах. Пожалуй, это единственные представители аккумуляторных систем, которые без проблем могут как работать, так и заряжаться на морозе;
длительное хранения без потери рабочих характеристик. Только NiCd аккумуляторы позволительно хранить долгое время полностью разряженными;
невысокая стоимость аккумуляторных элементов.

К недостаткам никель-кадмиевых источников питания относятся:

необходимость в первоначальном обслуживании. Для «вывода» аккумулятора на номинальное значение его емкости потребуется произвести 5–7 полных циклов заряда/разряда;
наличие «эффекта памяти», существенно снижающего емкость аккумулятора. Источник питания не рекомендуется заряжать при его неполном разряде, поскольку это чревато деградацией элемента и существенной потерей эксплуатационных характеристик.

«Эффект памяти» — потеря емкости аккумулятора вследствие кристаллизации электролита, ведущей к уменьшению площади активной поверхности для протекания электрохимических реакций.

высокий саморазряд. Неиспользуемая аккумуляторная батарея теряет до 10 % заряда в первые сутки хранения, и до 20 % своей емкости в течение месяца;
необходимость технического обслуживания. Чтобы аккумуляторы долгое время сохраняли свои эксплуатационные характеристики, их нужно раз в три месяца подвергать циклу полного заряда/разряда, даже если они не используются;
рост давления при высокой температуре. При нагреве «банки» элемента до 70˚С в области электродов активно выделяется кислород. В конструкции элемента предусмотрен защитный клапан, стравливающий чрезмерное давление, но характеристики аккумулятора при его срабатывании безвозвратно снижаются;
токсичность кадмия. Элементы этого типа требуют соблюдения особых условий утилизации.

Для качественного заряда и использования имеющейся мощности NiCd аккумулятора по максимуму, его следует заряжать малым зарядным током, величина которого составляет порядка 0,1С. Да, подготовка аккумулятора к работе займет уйму времени (порядка 14–16 часов), но это исключит его нагрев и порчу.

Ускорить зарядку можно используя следующую схему:

первые 10 % емкости — зарядка током 2С;
с 10 % до 70 % — током 1,5С;
остаток до 100 % — током 0,5С.

Такая схема позволит получить полностью заряженный источник питания по прошествии 5–6 часов. Главное, чтобы зарядное устройство было качественным и обеспечивало такой алгоритм зарядки (умело отслеживать наполнение емкости банок аккумулятора по росту температуры и/или росту напряжения на выводах элемента) и своевременно меняло величины зарядных токов.

Как правильно заряжать NiMH аккумуляторы

Довольно схожи с NiCd источниками питания по параметрам и эксплуатационным характеристикам никель-металл гидридные аккумуляторы. Но они более экологичны, поскольку не содержат кадмия.

NiMH источники питания обладают практически теми же «плюсами», что и их предшественники. При этом «эффект памяти» у них менее выражен, им присуща большая емкость при тех же массогабаритных показателях.

Без нескольких ложек дегтя тоже не обошлось. Во-первых, NiMH аккумуляторы несколько дороже никель-кадмиевых собратьев. Во-вторых, жизненный цикл источников питания ограничен 500 циклами. В-третьих, у металл гидридных аккумуляторов больший саморазряд, достигающий 30 % потерь в месяц.

Чтобы сохранить работоспособность элементов, неиспользуемых длительное время, хранить их нужно в полностью заряженном состоянии, периодически устраивая им полный цикл разряда с последующим зарядом.

Методология зарядки NiMH аккумуляторов схожа с зарядкой никель-кадмиевых элементов, но имеет свои особенности. Во-первых, заряжать их малыми токами (0,1С–0,3С) довольно проблематично, поскольку зарядному устройству сложно «отследить» полный заряд батареи, а большие токи приводят к чрезмерному нагреву элемента и его ускоренной деградации. Оптимальным считается зарядка аккумуляторов токами 0,5С. Во-вторых, следует четко контролировать время заряда рекомендованное производителем. Дело в том, что никель-металл гидридные аккумуляторы очень любят перезаряд и возникающий вследствие него перегрев.

Нужно четко контролировать температуру аккумуляторов! При ее превышении значения в 45 ˚С зарядку следует прервать полностью или остановить на время, необходимое для остывания элементов. Это действие существенно продлит их срок службы.

Поскольку NiMH аккумуляторы более привередливы к режиму зарядки, категорически запрещается использовать для их пополнения энергией зарядное устройство, предназначенное для NiCd аккумуляторов. Его более «топорные» алгоритмы заряда гарантированно выведут металл-гидридный элемент из строя.

Обратная совместимость зарядок позволительна. Никель-кадмиевые источники питания без проблем заряжаются зарядными станциями от NiMH аккумуляторов.

Как правильно заряжать Li-Ion аккумуляторы

Новые модели электроинструмента, в большинстве своем оснащаются Li-Ion источниками питания. Сильными сторонами литиевых аккумуляторов являются:

малый вес. Это очень важное свойство, поскольку речь идет о ручном инструменте, который приходится держать в руках по несколько часов кряду;
высокая удельная емкость литиевых элементов. При одинаковых габаритных размерах с аккумуляторами предыдущих поколений, емкость Li-Ion батареи будет превышать их в 1,5–3 раза;
низкий саморазряд. При длительном хранении неиспользуемый аккумулятор разряжается ориентировочно на 5 % в месяц;
практически отсутствует «эффект памяти», что дает конечному пользователю возможность подзаряжать аккумулятор по мере необходимости, не особо заморачиваясь с контролем остатка заряда;
высокая энергоэффективность. Пиковые токи нагрузки могут превышать 30С, хотя наилучшие результаты в плане отдачи энергии достигаются при значениях, не превышающих 10С.

Недостатки тоже имеются:

крайне плохая переносимость низких температур. Емкость падает просто катастрофически;
высокая стоимость, обусловленная ценой материалов, используемых при изготовлении элементов и необходимостью наличия в схеме BMS-контроллера батареи (BMS — Battery Monitoring System), отслеживающего параметры «здоровья» аккумулятора;

BMS-контроллер отслеживает уровень напряжения на каждом элементе аккумуляторной сборки и принудительно отключает его при достижении значения 4,2 В. Превышение этого порога может привести к возгоранию аккумулятора.

ограниченный жизненный цикл. Li-Ion аккумулятор, как правило, может пережить 1000 циклов заряда/разряда без существенной потери емкости.

На длительное хранение литиевые аккумуляторы рекомендуется отправлять наполовину заряженными.

Для зарядки Li-Ion источников питания применяется так называемый алгоритм CC/CV (constant current/constant voltage), означающий сначала зарядку постоянным по величине током, а затем напряжением с постоянным значением.

На первом этапе поддерживается постоянное значение тока заряда, которое находится в диапазоне 0,5С-1С.

Производители Li-Ion аккумуляторов рекомендуют заряжать их изделия током 0,8С и ниже, для продления срока службы элементов.

На этом этапе напряжение на контактах довольно быстро растет. При достижении значения в 4,2 В на один элемент, что составляет порядка 80 % от полной емкости батареи, начинается второй этап зарядки, при котором напряжение поддерживается на достигнутом уровне, а ток постепенно снижается до значений 0,05С–0,1С. При их достижении зарядка считается оконченной.

Как правило, стандартное время зарядки Li-Ion аккумулятора составляет 2–3 часа, но оно во многом зависит от емкости используемой в электроинструменте батареи и имеющегося в арсенале мастера зарядного устройства.

Чтобы ориентировочно оценить время зарядки, нужно емкость аккумулятора разделить на ток заряда, выдаваемый зарядным устройством.

Быстрая зарядка аккумуляторного инструмента

Теоретически, возможность быстрой зарядки присутствует во всех рассмотренных типах аккумуляторов. В случае с NiCd и NiMH источниками питания, возможна быстрая зарядка большими токами (1С–3С) до 70 % от заявленной емкости, но краеугольным камнем является необходимость контроля температуры заряжаемых источников питания, поскольку существует огромная вероятность лавинообразного роста давления внутри элемента и его физического повреждения.

В лагере литиевых аккумуляторов ситуация несколько иная. В продаже можно встретить достаточное количество «быстрых зарядок», с номинальными значениями зарядных токов 8 А и даже 16 А.

Но здесь важно понимать, что их максимальные величины будут использоваться лишь на первом этапе зарядки, до достижения элементами порога в 4,2 В, а далее зарядка идет по обычному сценарию.

Конечно, быстрые зарядки существенно экономят время, но производители крайне неохотно идут по пути увеличения тока, прекрасно понимая, что такие режимы (зарядные токи достигают 2С или даже 3С) существенно снижают жизненный цикл аккумулятора. Репутация дороже.

Внимательный читатель возразит, что, мол, в мобилках давно и повсеместно используются технологии быстрой зарядки, и они практически никак не сказываются на снижении жизненного цикла аккумулятора! И будет прав, но лишь отчасти. Здесь мы сталкиваемся с большой маркетинговой уловкой, которая под видом «быстрой зарядки» предлагает пользователю щадящую аккумулятор технологию с зарядными токами уровня 0,9С–1,1С (при стандартных 0,5С–0,8С). Когда как в настоящей «быстрой зарядке» речь идет о значениях зарядных токов, начиная от 2С.

Но пора остыть и вернуться к последнему графику, чтобы понять, что производителю просто невыгодно «убивать» аккумулятор смартфона, ставя под сомнение надежность своей марки.

Более наглядно о технологии быстрой зарядки рассказано в видеоблоге:

Хотя в ролике речь идет о мобильных устройствах, озвученные в нем тезисы, справедливы и для литий-ионных аккумуляторов для электроинструмента.

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).
“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=(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.

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?

Схема зарядного устройства для никель-металлгидридных и никель-кадмиевых аккумуляторов

Данное зарядное устройство можно применить как для заряда никель-кадмиевых, так и для никель-металлгидридных аккумуляторов. Если у вас li-ion аккумулятор, то вам скорее нужна зарядка для литий-ионных аккумуляторов.

Описание работы зарядного для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов

Схема обеспечивает не быструю но эффективную зарядку поскольку заряд осуществляется стандартным током — одной десятой емкости батареи в комбинации с временем зарядки от 10 до 14 часов, без риска чрезмерной зарядки. Если вы уверены, что батарея разряжена только на половину, то зарядить ее полностью можно примерно за 6…7 часов.

Аккумуляторы размера AA имеют емкость от 1500 до 1800 мАч (миллиампер-час), так что ток зарядки должно быть от 150 до 180 мА. Если вы хотите зарядить несколько никель-кадмиевых аккумуляторов сразу, достаточно просто подключить их последовательно, для того же ток зарядки, который будет протекать через всю батарею аккумуляторов, заряжая их одновременно.

Вопрос теперь в том, как получить нам постоянный ток 180 мА. Самым элегантным и точным решение будет использование источника тока. В этой роли может выступить регулятора напряжения типа LM317 включенный по схеме источника тока. Микросхема LM317 достаточно известная и регулировки осуществляется путем подбора сопротивления резистора, который подключается к выводам OUT и ADJ.

В нашем случае ( для 0,18 А), сопротивление будет равно 6,94 Ом (1,25/0,18) = 6,94 Ом. Данный номинал можно набрать из несколько последовательно-параллельно соединенных резисторов, но проще взять близкое стандартное значение 6,8 Ом.

Чтобы получить ток 180 мА нужно некоторое напряжение. Максимальное напряжение во время зарядки никель-кадмиевого аккумулятора составляет 1,5 В, а источник тока требуется около 3 В. Если заряжать только один аккумулятор, напряжение питания составит 4,5 В.

Если заряжается несколько никель-кадмиевых аккумуляторов сразу, нужно 1,5 В умножить на число аккумуляторов плюс 3 В. Для четырех аккумуляторов это будет напряжение питания 9 В. Если напряжение слишком низкое, ток заряда будет слабым.

Как правильно зарядить NiCd аккумулятор?

У никель-кадмиевых аккумуляторов есть два метода зарядки: один – постоянное напряжение (ускорение + поплавок), а другой – постоянный ток.Рекомендуется использовать метод постоянного напряжения для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов, обычно с ограничением тока до C / 5 или C / 10. . Напряжение зарядки необходимо регулярно проверять. Чтобы оптимизировать работу аккумулятора, необходимо убедиться, что напряжение поддерживается в определенных пределах.

Основы зарядки NiCd:

Обычно элементы заряжаются со скоростью около C / 5.Другими словами, если их емкость составляет 1 ампер-час, они будут заряжаться со скоростью 200 мА. Время зарядки обычно превышает 10 часов, потому что не вся энергия, поступающая в элемент, преобразуется в накопленную электрическую энергию.

Установлено, что во время первой стадии зарядки, до примерно 70% от полной зарядки, процесс зарядки почти на 100% эффективен. После этого он падает.

Подготовка перед первоначальной зарядкой:
После установки и подключения аккумулятор следует как можно скорее полностью зарядить.Желательно, чтобы весь заряд проводился при постоянном токе. Время зарядки обратно пропорционально току, который устанавливается ограничением тока зарядного оборудования.
Рекомендуемые значения для первой зарядки: 0,2 C5A в течение 10 часов
0,1 C5A в течение 20 часов

Зарядка:

Каждую ячейку следует заряжать в соответствии со стандартным током 0,2C5 A для зарядки 8 часов, элементы одной модели можно заряжать вместе, а разные модели нельзя заряжать вместе.Во время зарядки температура электролита медленно повышается. Если температура поднимется выше 45 ℃, это будет вредно для аккумулятора, зарядку следует немедленно прекратить, когда температура опустится ниже 45 ℃, продолжайте зарядку. Запишите подробности зарядки.

Лечение после первоначальной зарядки:

Проверьте, в норме ли уровень электролита после зарядки, если он намного ниже макс. уровень, пожалуйста, залейте электролит до нужного уровня.

Быстрая зарядка NiCd:

Иногда оборудование, использующее никель-кадмиевые элементы, требует использования методов быстрой зарядки.Обычно зарядка происходит со скоростью около C. Однако необходимо убедиться, что зарядка NiCd выполняется правильно, и зарядка прекращается сразу после завершения зарядки.
Поскольку эффективность зарядки составляет почти 100% до примерно 70% полной зарядки, зарядка на полной скорости поддерживается до этого момента, после чего скорость зарядки уменьшается по мере увеличения температуры по мере снижения эффективности заряда.
Обнаружено, что быстрая зарядка никель-кадмиевых элементов также повышает эффективность заряда.Рекомендуется для быстрой зарядки: 0,4 C5 A в течение 2,5 часов на 0,2 C5 A в течение 2,5 часов.

Когда дело доходит до зарядки любых аккумуляторов извне, всегда разумно использовать хорошее зарядное устройство. EverExceed предлагает интегрированные высококачественные зарядные устройства для промышленных выпрямителей с уникальным дизайном и такими интеллектуальными функциями, как:

• Тиристорная технология с фазовым управлением
• Гибкое обслуживание и сокращение MTTR
• Длительный расчетный срок службы до 20+ лет
• Полная совместимость со свинцово-кислотными и никель-кадмиевыми батареями, герметичными или вентилируемыми
• Интеллектуальная связь и удаленный мониторинг

Вы ищете высококачественные никель-кадмиевые батареи или подходящие зарядные устройства для этих батарей? Пожалуйста, ознакомьтесь с нашим широким ассортиментом продукции в соответствии с вашим подходящим применением.По любым вопросам обращайтесь к нам через форму ниже.

Зарядка NiCd и NiMH аккумуляторов

Перепечатано с разрешения Vencon Technologies

Марк Венис Бакалавр наук, магистр медицины, инженер-физик. – Президент Vencon Technologies Inc.

Стандартная зарядка

В этой статье я рассмотрю два метода зарядки NiCd и NiMH – стандартный и капельный. Зарядное устройство «на ночь», которое поставляется с большинством аккумуляторов, заряжается со скоростью C / 10 (показатель C – это часовая емкость аккумулятора, т.е.е. типичный никель-кадмиевый аккумулятор AA емкостью 600 мАч имеет показатель C 600 мА и показатель C / 10 60 мА). Производитель не зря выбрал такую ставку. Если зарядное устройство использует более высокую скорость, ему придется определять, когда батареи полностью заряжены, и отключаться, иначе возникнет риск их повреждения. Это сделало бы зарядное устройство более сложным и, следовательно, более дорогим. Более низкие скорости зарядки, чем C / 10, излишне увеличивают время зарядки, и на самом деле при очень низких скоростях (ниже C / 50) батареи никогда не заряжаются полностью, независимо от того, как долго вы ждете.

Таким образом, скорость зарядки C / 10 представляет собой компромисс между простотой зарядного устройства и зарядкой аккумуляторов за приемлемое время. При скорости C / 10 аккумулятор полностью заряжается примерно через 14–16 часов. Если бы фактическая емкость аккумулятора была такой же, как его номинальное значение, а его эффективность зарядки составляла 100%, то для полной зарядки аккумулятора потребовалось бы всего 10 часов. Но фактическая емкость обычно больше номинальной, а эффективность зарядки всегда меньше 100%, поэтому от 14 до 16 часов зарядки C / 10 гарантирует полностью заряженный аккумулятор.На этом этапе любая дальнейшая зарядка приводит только к увеличению температуры и внутреннего давления в ячейке. Это не повреждает батареи, хотя ускоряет их износ и снижает их надежность.

Теперь, когда мы знаем, что такое стандартное зарядное устройство, как его использовать? Самое главное, следуйте инструкциям производителя. Типичный производитель рекомендует 15 часов зарядки для полной зарядки разряженного аккумулятора. Если ваша батарея разряжена только частично, вы можете пропорционально увеличить время зарядки.Например, аккумулятор, разряженный на одну треть, полностью зарядится всего за 5 часов. Если вы не знаете, в каком состоянии находится ваша батарея, вам следует зарядить ее в течение полных 15 часов. Что произойдет, если вы забудете отсоединить зарядное устройство и в итоге зарядите на сумму, превышающую требуемую? Если вы перезарядите всего на несколько часов, не волнуйтесь. Если вы оставите зарядное устройство подключенным на пару дней, это приведет к чрезмерной нагрузке на аккумуляторы. Если вы забывчивый или беспокойный тип, возможно, вы захотите использовать таймер.Мне нравится использовать стандартный 24-часовой таймер безопасности, который используется для включения и выключения света, когда вас нет дома. Он продается практически везде, обычно меньше 10 долларов на распродаже. Чтобы использовать таймер со съемными контактами ВКЛ / ВЫКЛ для стандартной зарядки, сначала поверните циферблат времени до полуночи. Теперь вставьте штифт ВЫКЛ в положение 3 часа дня (15 часов) и удалите все оставшиеся штифты (рисунок 1). Теперь подключите зарядное устройство к таймеру, а таймер к розетке. Поверните переключатель включения / выключения на таймере, пока зарядное устройство не включится, и оставьте его в покое.Через 15 часов ваше зарядное устройство отключится и останется в таком состоянии. Если у вас есть таймер без съемных контактов, установите его, как указано выше, но вместо того, чтобы вставлять контакт ВЫКЛ в 15:00, установите контакт ВКЛ / ВЫКЛ (или, если контакты раздельные, контакты ВКЛ и ВЫКЛ вместе) в 14:30, чтобы Таймер включится в 14:30 и выключится в 15:00 (рисунок 2). Он будет работать аналогично таймеру одного цикла, за исключением того, что в последующие дни зарядное устройство будет включаться на полчаса каждый день (на самом деле это преимущество, как мы увидим позже).

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Капельная зарядка

Я называю этот раздел «Капельная зарядка», потому что это термин, с которым мы все знакомы. Этот раздел действительно о том, чтобы ваши батареи оставались полностью заряженными. Подзарядка – это один из способов сделать это, а замена заряда – другой. Чтобы избежать путаницы, я буду использовать термин «непрерывная зарядка» для обозначения любого метода поддержания ваших аккумуляторов полностью заряженными.

Теперь, когда мы знаем, как полностью заряжать наши батареи, когда у нас возникает капельная зарядка? Если вы обычно заряжаете аккумуляторы за день до их использования, непрерывная подзарядка не требуется.Если, с другой стороны, вы похожи на меня и хотите, чтобы все ваши батареи были заряжены и готовы к работе, вам нужна система непрерывной зарядки.

никель-кадмиевых и никель-металлгидридных элементов, как и все батареи, саморазряд. NiCd и NiMH на самом деле имеют относительно высокую скорость саморазряда около 1% в день при комнатной температуре (то есть элемент на 600 мАч теряет около 6 мАч каждый день). Целью непрерывной зарядки является замена постоянно истекающего заряда.

Капельная зарядка аналогична стандартной зарядке (т.е.е. он использует непрерывный зарядный ток), используется только меньший ток, между C / 50 и C / 20 (то есть между 12 мА и 30 мА для ячейки 600 мАч). Эта скорость достаточно высока, чтобы поддерживать заряженную батарею полностью заряженной, и в то же время достаточно низкой, чтобы обеспечить непрерывную зарядку, сохраняя при этом температуру элемента и внутреннее давление элемента на безопасном уровне.

Поскольку я сомневаюсь, что в комплекте с вашей батареей идет капельное зарядное устройство, нам нужно проявить немного изобретательности, если мы хотим непрерывно заряжать наши батареи (или вы можете пойти и купить коммерческое капельное зарядное устройство).В нашем хобби используются три основных метода подзарядки.

Метод 1. Постоянный ток.

Самый простой метод непрерывной зарядки (по крайней мере, для производителя) – просто снизить ток зарядки примерно до C / 40. Если зарядное устройство уже заряжается со стандартной скоростью C / 10, то все, что нужно сделать производителю, – это добавить резистор (и, возможно, переключатель для постоянного / стандартного режима и светодиодный индикатор заряда). Этот метод используется в большинстве зарядных устройств.

Метод 2.Импульсный ток.

Если мы включим и выключим стандартное зарядное устройство C / 10 так, что оно будет работать только 10% времени, мы будем постоянно заменять любой потерянный заряд. Мы могли бы сделать это, выключив зарядное устройство C / 10 на одну секунду на девять секунд. Это похоже на метод, используемый Ultimate Battery Analyzer. Для производителя это сложнее, чем метод постоянного тока, но проще для пользователя. Если мы переключим сторону переменного тока наших стандартных зарядных устройств, мы сможем одновременно заряжать все наши батареи.К сожалению, 24-часовой таймер безопасности не может включаться и выключаться достаточно быстро для этого метода, но он может делать что-то еще, как показано ниже.

Метод 3. Ежедневная подзарядка.

Этот метод позволяет батарее саморазрядиться в течение дня, а затем заменяет потерянный заряд один раз в день. Это простой и недорогой метод. Установите таймер так, чтобы он включался не менее чем на полчаса каждый день. Подключите зарядные устройства к таймеру (здесь вам пригодится панель питания), а таймер – к розетке переменного тока.Каждый день ваши аккумуляторы будут заряжаться и будут готовы к работе.

Что произойдет, если вы случайно подключите полностью или частично разряженный аккумулятор к зарядному устройству? Метод 1 имеет то преимущество, что он заряжает аккумулятор примерно за 3 дня (хотя это не рекомендуется, поскольку аккумулятор может не достичь максимальной емкости, вам всегда следует заряжать со скоростью C / 10).
Методы 2 и 3 с их более медленной зарядкой могут занять больше месяца.Увеличение продолжительности включения в способах 2 и 3 сократит время зарядки, но за счет немного большего нагрева. Вы можете увеличить рабочий цикл метода 2 до 25% (1 секунда включения, 3 секунды выключения) с небольшими побочными эффектами. При рабочем цикле 25% полная зарядка займет в четыре раза больше времени, чем при скорости C / 10 (около 3 дней). Увеличение рабочего цикла метода 3 до 25% будет нагревать батарею в течение 6 часов каждый день.

Важным моментом при выборе метода является проверка того, что батареи находятся на подзарядке.Метод 2 имеет то преимущество, что вы можете видеть мигающие индикаторы зарядки и знать, что система работает. Метод 1 не потребляет достаточный ток от зарядного устройства, чтобы загореться его светодиоды, поэтому, если вы не установили дополнительные светодиоды зарядки, невозможно определить, заряжается ли аккумулятор на самом деле. Так как метод 3 включает зарядное устройство только на полчаса каждый день, трудно проверить его работу. Недостаток метода 1 состоит в том, что он является системой непрерывной зарядки и способствует миграции кадмия.Мы хотим избежать миграции кадмия, а импульсная зарядка (методы 2 и 3) уменьшают вероятность этого.

Какая система подзарядки подойдет вам лучше всего? Если у вас нет удобного метода импульсной зарядки, я рекомендую метод 3 из-за его простоты и экономичности (и это тот метод, который я использую).

Персональная система зарядки

Теперь давайте объединим стандартное и непрерывное зарядное устройство, чтобы собрать вашу собственную систему зарядки. Вы можете использовать таймер безопасности для зарядки батарей, а затем автоматически заряжать их.Вспомните, где для зарядки батарей использовался таймер без съемных контактов. В течение первых суток аккумуляторы заряжаются за 15 часов. В последующие дни аккумуляторы заряжаются еще полчаса. Это будет держать их полностью заряженными и готовыми к использованию. Вы можете сделать то же самое, используя таймер на один цикл. Просто вставьте контакт ON за полчаса до контакта OFF. Теперь вы можете уйти и забыть об этом.

Если вы знаете, что не собираетесь использовать аккумулятор более пары месяцев, снимите аккумуляторы с зарядного устройства и не забудьте полностью зарядить их перед использованием.Кроме того, даже если ваши батареи постоянно заряжаются, вам все равно нужно проводить тест на полную разрядку примерно раз в месяц, чтобы убедиться в их состоянии. И последнее предостережение. Первые несколько раз, используя новую систему подзарядки, убедитесь, что батареи действительно полностью заряжены, прежде чем использовать их. В идеале вы должны измерить их емкость по крайней мере за день до их использования с помощью теста разрядки, а затем полностью зарядить их.

Я надеюсь, что эта информация даст вам немного больше знаний о зарядке аккумуляторов.

Может ли никель-кадмиевое зарядное устройство заряжать литий-ионные батареи? -Battery-knowledge

Ответ – нет.

Напряжение никель-кадмиевого аккумулятора составляет 1,2 В, напряжение заряда литиевого аккумулятора составляет 3,7 В, напряжение зарядки зарядного устройства никель-кадмиевого аккумулятора составляет около 1,45 В, а зарядное устройство литиевого аккумулятора составляет около 4,2 В. Использование никель-кадмиевого зарядного устройства для зарядки литиевой батареи не только не может зарядить батарею, но также может привести к чрезмерной разрядке литиевой батареи и повреждению батареи.

Никель-кадмиевый аккумулятор и литиевая батарея изготовлены из двух разных материалов с разным номинальным напряжением, принципом работы, зарядно-разрядными характеристиками и экологичностью.Для справки: Взаимозаменяемы ли никель-кадмиевые и литий-ионные батареи

Популярность литиевых батарей в наши дни невероятна. Литиевые батареи можно найти в iPod, КПК, ноутбуках и сотовых телефонах. Они довольно распространены, потому что являются одними из самых мощных перезаряжаемых батарей, доступных сегодня.

Постоянная способность этой батареи загораться – это особенность, которая в последнее время упоминается в новостях – это не обычная проблема с литиевыми батареями – на самом деле это происходит только у трех или четырех из миллиона литиевых батарей.Но когда это происходит, часто бывает смертельно опасно.

Тогда может возникнуть вопрос, что же делает эту батарею такой популярной и энергичной? Как они воспламеняются? Можно ли что-нибудь сделать, чтобы предотвратить проблему или продлить срок службы батареи?

Вот пара ответов на это:

· Литиевые батареи в основном легче, чем другие типы аккумуляторных батарей примерно того же размера. Литиевые батареи поставляются с легкими электродами из углерода и лития.Имейте в виду, что литий – элемент с высокой реакционной способностью; это означает, что его атомная связь может хранить много энергии. Это превращается в очень высокую плотность энергии для литиевых батарей.

· Литиевые батареи могут сохранять заряд. Только 5 процентов заряда теряется в литиевой батарее каждый месяц, в отличие от 20 процентов потерь, которые испытывают никель-металлгидридные батареи.

· Еще одна хорошая вещь в литиевых батареях – это способность выдерживать циклический заряд и разрядку.

· Литиевые батареи не имеют эффекта памяти. Это означает, что вам не нужно полностью разряжать аккумулятор перед повторной зарядкой.

Это не означает, что литиевые батареи безупречны. У них есть свои подводные камни:

· Литиевые батареи очень чувствительны к температурам, особенно к высоким температурам. Литиевые батареи быстро разлагаются под воздействием тепла, чем обычно.

· Литиевые батареи начинают разлагаться, как только они покидают завод-изготовитель.Неважно, используется он или нет, часто срок его службы составляет два-три года с даты изготовления.

· Литиевая батарея полностью разряжается.

· Литиевые батареи несколько дороже, чем они есть сейчас, потому что для управления батареей требуется бортовой компьютер.

· Литиевая батарея может загореться в случае выхода из строя.

Могу ли я зарядить литиевую батарею с помощью зарядного устройства NiCad?

Что произойдет, если вы попытаетесь зарядить литиевый аккумулятор никель-кадмиевым или никель-металлгидридным аккумулятором? Что ж, даже неспециалист посоветует этого не делать, потому что это очень опасно.Зарядка литиевых батарей с помощью никель-кадмиевого зарядного устройства может вызвать ненужный фейерверк, и если ваше имущество не застраховано, вы не захотите делать это дома.

В чем разница между зарядными устройствами для литиевых аккумуляторов и никель-кадмиевых аккумуляторов?

Литиевые батареи, также известные как литий-ионные батареи, часто меньше по размеру, не требуют серьезного обслуживания и считаются более безопасными в использовании, чем никель-кадмиевые батареи. Считается, что никель-кадмиевые батареи вредны для окружающей среды, поэтому литий-ионные батареи используются чаще, чем никель-кадмиевые.Хотя они могут быть похожими, они оба отличаются по химическому составу, влиянию на окружающую среду, стоимости и даже применению.

Как правильно зарядить литий-ионный аккумулятор

Вы действительно можете продлить срок службы аккумулятора, если правильно зарядите его. Зарядка и разрядка аккумуляторов – это химическая реакция, но литий-ионные батареи считаются исключением. Эксперты по аккумуляторным батареям описывают энергию, поступающую в батарею и выходящую из нее, как часть движения ионов между катодом и анодом.

В некоторой степени это утверждение кажется верным, но если это так, то батарей хватит на вечность. В любом случае, ученые винят в угасании способность захвата ионов, но, как и в случае с другими батареями, дегенеративные эффекты, внутренняя коррозия и другие факторы, также известные как паразитные реакции на электродах и электролитах, по-прежнему играют роль.

Литиевое зарядное устройство – это устройство ограничения напряжения, которое имеет функции, аналогичные свинцово-кислотной системе. Отличие от лития заключается в более высоком напряжении, более жестких допусках по напряжению и отсутствии плавающего или непрерывного заряда, когда он полностью заряжен.

Свинцово-кислотный может обеспечивать некоторую гибкость в отношении отключения напряжения; производители литий-ионных элементов строго придерживаются соответствующих настроек, поскольку литий-ионные аккумуляторы не переносят перезарядку. Так называемого «волшебного» зарядного устройства, обещающего пользователям более длительное время автономной работы, дополнительную емкость и другие рекламные ходы, не существует. Литий-ионный аккумулятор – это чистая аккумуляторная система, которая принимает только то, что может поглотить.

Когда ток падает до определенного уровня, литий-ионный аккумулятор считается полностью заряженным.В случае непрерывного заряда и падения напряжения некоторые литий-ионные зарядные устройства применяют дополнительную зарядку. Полный период составляет от 2 до 3 часов, а рекомендуемая скорость заряда энергетического элемента составляет около 0,5 ° C и 1 ° C.

Для продления срока службы аккумуляторов производители литий-ионных аккумуляторов рекомендуют заряжать их ниже 1С. Температура литий-ионного аккумулятора может повыситься до 9 ° F (5 ° C) при приближении к полной зарядке. Это может произойти из-за повышенного внутреннего сопротивления. Если при нормальных условиях зарядки температура поднимается выше 18 ° F (10 ° C), вам необходимо прекратить использование зарядного устройства или литий-ионного аккумулятора.

Кроме того, не рекомендуется полностью заряжать литий-ионный аккумулятор, так как высокое напряжение вызывает нагрузку на аккумуляторы. Частичная или почти полная зарядка – это нормально.

Для повышения производительности аккумулятора выключайте устройство во время зарядки и заряжайте устройство при нормальной температуре. НЕ заряжайте литий-ионные аккумуляторы при отрицательных температурах.

Перед тем, как убрать аккумулятор на хранение, зарядите его примерно до 40-50%.

Вы можете обратиться к нам по любым вопросам относительно аккумуляторов.

Свинцово-кислотные или никель-кадмиевые батареи?

Сообщения о закрытии этого веб-сайта сильно преувеличены! Мы в sheldonbrown.com благодарим Harris Cyclery за поддержку на протяжении многих лет. Harris Cyclery закрылся, но мы продолжаем работу. Продолжайте посещать сайт для получения новых и обновленных статей и новостей о возможных новых членах.

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 США) будут использоваться батареи SLA, а в системах со средней и высокой ценой (от 140 до 400 долларов США) 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 эпизодические 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 аккумулятор SLA в существующей системе освещения, приобретите аккумуляторный блок Hawker Industries Cyclon (доступен в версии 2.Модули на 5 ампер-час и 5,0 ампер-час на шесть вольт). Они предлагают большую полезную емкость батареи для данного номинала ампер-часов, способны выдерживать глубокую разрядку несколько лучше, чем обычные батареи SLA, и они 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. Локально в Беркли компания Al Lashers может заказать и продать эти батареи.

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 типа аккумуляторах. Проблема в том, что большинство поставляемых зарядных устройств заряжают батарею довольно медленно (для полной зарядки требуется 10 или более часов), а затем продолжают подавлять 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 требуется, – 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 хорошим удобством с батареей SLA, но не является необходимым, поскольку простое «струйное» зарядное устройство с регулируемым напряжением 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! Arrgh!)

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 [курсив в оригинале]. Этот длительный режим повторяющегося цикла, 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:

Батареи 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 приложений.”

Конец цитаты …

В основном память (потеря емкости) из-за разряда – 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! Arrgh!)

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 нет абсолютно никаких механических ударов, вибраций и т. Д.

«Этот длительный режим повторяющихся циклов, 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 NiCd-элемента 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 отключало спутник (потому что оно не «знало» о перепадах напряжения и считало, что это обычно разряженные батареи, которые собирались разряжаться настолько глубоко, что они могли повредить сами постоянно из-за обращения ячеек).

Но суть в том, что «зарядная 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 некоторое 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 (как я полагаю, 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 более чем 85% от их номинальной емкости (некоторые другие утверждают, что это наиболее частая причина преждевременного выхода из строя никель-кадмиевых аккумуляторов). 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, как правило, говорили: «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

Сообщения о закрытии этого веб-сайта сильно преувеличены! Мы в Sheldonbrown.com благодарим Harris Cyclery за поддержку на протяжении многих лет. Harris Cyclery закрылся, но мы продолжаем работу. Продолжайте посещать сайт для получения новых и обновленных статей и новостей о возможных новых членах.

Если вы хотите сделать ссылку или добавить закладку на эту страницу, URL-адрес:
https://www.sheldonbrown.com/article.html
Последнее обновление: Харриет Фелл

(PDF) От никель-кадмиевого к никель-гидридному быстрому зарядному устройству

От никель-кадмиевого к никель-гидридному быстрому зарядному устройству

J.NICOLAI, L. WUIDART

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня многие беспроводные и портативные устройства питаются от аккумуляторных батарей (никель-

кадмиевые, никель-кадмиевые или никель-гидридные, никель-металл-гидридные). Отдельные приложения, такие как портативные телефоны, видеокамеры

, беспроводные электроинструменты, портативные приборы и аудиооборудование, подчеркивают огромный вклад

в наш комфортный образ жизни благодаря аккумуляторным батареям.

Зарядные устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов, которые заряжаются за час и даже меньше, уже широко распространены.Сверхбыстрая зарядка никель-кадмиевых аккумуляторов

менее чем за 15 минут является очень привлекательной функцией в приложениях

, где аккумулятор быстро разряжается, например, в электроинструментах, таких как аккумуляторные дрели [1].

Тем не менее, при быстрой зарядке использование неадаптированного метода прекращения зарядки

может привести к значительному сокращению срока службы аккумулятора. Это может вызвать предвзятое отношение к

имиджу производителя устройства, поскольку, когда срок службы батареи сокращается, пользователь

практически привел к дорогостоящей замене всего аккумуляторного блока.

В настоящее время наблюдается тенденция к замене никель-кадмиевых батарей более экологически чистыми никель-металлгидридными батареями

. Для некоторых зарядных устройств, таких как ноутбуки и портативные телефоны

, уже требуются зарядные устройства, совместимые с NiCd / NiMH аккумуляторами. В этом случае наиболее распространенный метод контроля заряда

, используемый для никель-кадмиевых аккумуляторов (отрицательное дельта-напряжение: [- ∆ В]), больше не подходит для никель-металлгидридных аккумуляторов.

В этом приложении метод прекращения заряда основан на обнаружении точки перегиба

на кривой напряжения батареи.Этот метод определения точки перегиба не только «совместим с NiCd-NiMH

», он также значительно увеличивает срок службы никель-кадмиевых батарей при быстрой зарядке.

Таким высокопроизводительным зарядным устройством можно полностью управлять с помощью недорогого 8-битного микроконтроллера (MCU),

SGS-THOMSON ST6210. Безопасная зарядка достигается за счет комбинации трех резервных методов прекращения заряда

: обнаружение [- ∆V], мониторинг температуры и отключение по таймеру. Дополнительное преимущество

при использовании такого стандартного 20-контактного микроконтроллера заключается в его высокой адаптируемости к функциям приложения

В предлагаемых преобразователях мощности для зарядки используется технология импульсных источников питания

(SMPS), работающих от сети переменного или постоянного тока. В этом примечании описаны зарядные устройства постоянного / постоянного тока мощностью 35 Вт / 100 кГц и

15 Вт / 100 кГц.

AN417 / 01,94

ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

Никель-кадмиевый эффект памяти – факт или вымысел? – База знаний BatteryGuy.com

В мире аккумуляторов есть несколько горячих картофелин, и эффект памяти в никель-кадмиевых батареях – один из них.История гласит, что если вы разрядите никель-кадмиевую батарею до одной и той же точки тысячи раз, а затем перезарядите ее, батарея запомнит эту точку разряда. В результате, если вы затем разрядите аккумулятор до того момента, когда он ожидает начала перезарядки, но вместо перезарядки вы продолжите разрядку, напряжение внезапно упадет.

Как зародился слух

Эффект памяти был впервые обнаружен в батареях, используемых на спутниках.

Эта идея возникла не на пустом месте.Никель-кадмиевые батареи использовались в спутниках в 1960-х годах, где их жизнь следовала очень точному шаблону – подзарядка в течение 12 часов с помощью солнечных батарей, а затем разрядка в течение 12 часов. Схемы разряда и перезарядки будут практически идентичны каждый день, и они будут повторяться тысячи раз на орбите Земли.

Пенсабене и Гулд, два ученых, работающих в GE, изучили эти батареи после того, как они использовались, и заметили падение напряжения при их разряде ниже точки, при которой зарядка обычно начиналась.В 1976 году они опубликовали статью под названием « Никель-кадмиевые клетки, вызывающие нежелательные воспоминания, », в которой изложили свои выводы.

С этого момента миф распространился, и почти в любой проблеме с никель-кадмиевым аккумулятором внезапно стали возлагать ответственность за эффект памяти.

В поисках настоящего эффекта памяти

Широко игнорируется тот факт, что Пенсабене и Гулд также пытались повторить эффект памяти в лаборатории, подвергая никель-кадмиевые элементы более 5000 циклов идентичных циклов зарядки и разрядки, но не смогли получить тот же результат, который они наблюдали в использованных спутниковых батареях.Аналогичная попытка в 1996 году ученых Сато, Аракава и Кобаякава также не смогла получить клетки, проявляющие эффект памяти.

Несмотря на это, многие люди по-прежнему указывали на эффект памяти как на недостаток никель-кадмия. General Electric попыталась исправить это в техническом уведомлении, в котором указывалось, что для того, чтобы иметь хотя бы малую вероятность возникновения эффекта памяти, необходимо выполнить три шага:

Батарея должна быть разряжена ровно на 25% (+/- 1%) от ее емкости
Затем аккумулятор необходимо зарядить точно до 100%, а затем перезарядку необходимо прекратить.
Этот шаблон должен повторяться сотни раз.

Понятно, что очень мало реальных приложений, возможно, ни одного, где могла бы возникнуть такая ситуация. Пользователи устройств с батарейным питанием никогда не разряжаются ровно на 25% сотни раз, и также часто происходит перезарядка батарей (оставшаяся зарядка даже после того, как они достигли 100%). Считается, что эта последняя практика в любом случае устраняет любые эффекты памяти.

General Electric, которая во всех смыслах начала распространять слухи, также заявила, что «идея феномена памяти в никель-кадмиевых батареях широко использовалась и понималась неправильно … [и] … стала универсальным« модным словом », т. Е. используется для описания множества прикладных проблем ».

Непоколебимый миф

Несмотря на все, что было сделано, чтобы показать, что эффект памяти не является реальной проблемой, дезинформации предостаточно. Компактный американский словарь компьютерных слов описывает эффект памяти как «свойство никель-кадмиевых аккумуляторов, в котором количество заряда, которое они принимают за один раз, определяет максимальное количество заряда, которое они могут принять при последующих подзарядках»

Даже исследовательская статья 2013 года, посвященная эффекту памяти в литий-ионных батареях, начинается со слов: «Эффекты памяти хорошо известны пользователям никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батарей.”

Короче говоря, эффекта памяти, по всей вероятности, не существует, и даже если бы он существовал, он возникает при таких конкретных обстоятельствах, что шансы того, что это произойдет в любом конкретном приложении, почти равны нулю, если не нулю.

Также стоит отметить, что истории об эффекте памяти не ограничиваются NiCad. В 2013 году Петр Новак из Института Пола Шерера, работающий вместе с Toyota Research Laboratories, заявил, что обнаружил подобное явление в литий-ионных батареях. Это еще не подтверждено другими исследователями.

Дополнительная литература:

Новый никель-кадмиевый аккумулятор Alcad Slim обеспечивает максимальное резервирование при минимально возможной занимаемой площади

Оскарсхамн, Швеция, 12 ноября 2020 г. – Компания Alcad, один из ведущих мировых производителей передовых промышленных аккумуляторов, выпустила новую линейку никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов Slim, обеспечивающую лучший в своем классе вес и экономия места для критически важных приложений резервного копирования.

Они идеально подходят для удаленных объектов, таких как нефтегазовые установки, и для приложений, где есть значительные ограничения по пространству, например для наружных шкафов для коммунальных служб и железнодорожной инфраструктуры.

Никель-кадмиевые батареи

обеспечивают более высокую надежность и более длительный срок службы, чем традиционные свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном (VRLA), что снижает общую стоимость владения (TCO).

Alcad Slim на 30 процентов легче аккумуляторов VRLA и обладает превосходной плотностью энергии. Это делает их прямой заменой батарей VRLA с дополнительными преимуществами повышенной надежности и увеличения срока службы. Кроме того, они используют ту же единую систему зарядки, что и технология VRLA.

Эрик Лопес, менеджер по продукту никель-кадмиевых аккумуляторов Alcad, сказал: «Операторы могут заменить существующие батареи VRLA с истекшим сроком службы на Alcad Slim и мгновенно повысить надежность и сократить расходы на техническое обслуживание. На удаленных объектах место и вес дороги, особенно на нефтегазовых платформах, поэтому, будучи самым компактным Ni-Cd промышленным резервным устройством на рынке, Slim поможет контролировать расходы ».

Ключом к малой занимаемой площади и малому весу тонкой никель-кадмиевой батареи является технология пенных / пластинчатых электродов (PBE).Эта технология производства позволяет создавать очень тонкие электродные пластины, которые расположены близко друг к другу в компактной конструкции, чтобы максимально использовать пространство.

Кроме того, инженеры Alcad оптимизировали Slim для зарядки в широком диапазоне напряжений. Механическая конструкция также оптимизирована для промышленного применения и отличается прочным стальным корпусом.

Alcad Slim – это не требующий обслуживания никель-кадмиевый аккумулятор, обеспечивающий высокую производительность в широком диапазоне температур от -20 до + 50 ° C.

Об ALCAD

Alcad – один из крупнейших мировых поставщиков передовых никель-кадмиевых батарей для промышленного и коммерческого применения. Компания предлагает широкий спектр передовых решений для никель-кадмиевых аккумуляторов, обеспечивающих высокую производительность, безопасность и надежность.

Имея коммерческое присутствие в более чем 80 странах по всему миру, команда Alcad поддерживает клиентов широким портфелем услуг, от первоначального консультирования до определения размеров, установки и ввода в эксплуатацию до послепродажного обслуживания с бескомпромиссным вниманием к качеству.

Давние производственные предприятия и штаб-квартира Alcad, сертифицированные по стандартам ISO 9001 и ISO 14001 в Швеции, объединяют вековые знания и опыт, чтобы предоставить передовые решения по никель-кадмиевым батареям для мирового промышленного резервного рынка. www.alcad.com

Контакты для прессы:

Алкад

Jenny SOLEBRANT, Тел .: +46 491 68 100, электронная почта: [email protected]

TopLine Comms

Эндрю Бартлетт, тел.

Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов

Автоматическое зарядное устройство для Никель-кадмиевых аккумуляторов

Зарядное для никель- кадмиевых аккумуляторов. Автоматика в быту. Электронные устройства автоматики.

Правила эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторов | Сайт об электромобилях

Зарядка для никель кадмиевых аккумуляторов. Схема и описание

Описание работы зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов

Как правильно заряжать аккумуляторный электроинструмент | Аксессуары к инструментам | Блог

Как правильно заряжать NiCd аккумуляторы

Как правильно заряжать NiMH аккумуляторы

Как правильно заряжать Li-Ion аккумуляторы

Быстрая зарядка аккумуляторного инструмента

Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Очень простое

Схема зарядного устройства для никель-металлгидридных и никель-кадмиевых аккумуляторов

Описание работы зарядного для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов

Как правильно зарядить NiCd аккумулятор?

Зарядка NiCd и NiMH аккумуляторов

Стандартная зарядка

Капельная зарядка

Метод 1. Постоянный ток.

Метод 2.Импульсный ток.

Метод 3. Ежедневная подзарядка.

Персональная система зарядки

Может ли никель-кадмиевое зарядное устройство заряжать литий-ионные батареи? -Battery-knowledge

Свинцово-кислотные или никель-кадмиевые батареи?

Примечание: статья устарела.Литий-ионные батареи теперь используются в велосипедном освещении.

Краткая версия моего совета:

Полная версия моего совета:

Характеристики батареи

Затраты / выгоды

Характеристики хранения

Характеристики разряда

Не разряжайте полностью любой тип

Проблемы с зарядным устройством

Миф о никель-кадмиевой «памяти»

ПОЧЕМУ миф о «памяти заряда» в никель-кадмиевых батареях сохранился так сильно, учитывая, насколько ложна эта концепция?

Статьи Шелдона Брауна и других

(PDF) От никель-кадмиевого к никель-гидридному быстрому зарядному устройству

Никель-кадмиевый эффект памяти – факт или вымысел? – База знаний BatteryGuy.com

Как зародился слух

В поисках настоящего эффекта памяти

Непоколебимый миф

Дополнительная литература:

Новый никель-кадмиевый аккумулятор Alcad Slim обеспечивает максимальное резервирование при минимально возможной занимаемой площади

Автор: alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики