Už viac ako 4 roky mi verne slúži domáca nabíjačka na nabíjanie batérií "aa" a "aaa" (Ni-Mh, Ni-Ca) s funkciou vybíjania batérie na pevnú hodnotu napätia (1 volt). Bola vytvorená jednotka vybíjania batérie za možnosť vedenia CTC(kontrolno-tréningový cyklus), zjednodušene povedané: na obnovenie kapacity batérie vybité nesprávnymi čínskymi nabíjačkami so vzorcom pre sekvenčné nabíjanie 2 alebo 4 batérií. Ako viete, tento spôsob nabíjania skracuje životnosť batérií, ak nie sú včas obnovené.

Špecifikácie nabíjačky:

• Počet nezávislých nabíjacích kanálov: 4
• Počet nezávislých vypúšťacích kanálov: 4
• Nabíjací prúd: 250 (mA)
• Vybíjací prúd 140 (mA)
• Vypínacie napätie 1 (V)
• Indikácia: LED

Nabíjačka nešla na výstavu, ale zlikvidovalo sa to, čo sa nazýva z improvizovaných prostriedkov, teda okolitý tovar, ktorý je škoda vyhodiť a nie je dôvod ho skladovať.

Z toho, čo si môžete vytvoriť vlastné nabíjanie batérií "AA" a "AAA":

• Puzdro z CD-Rom
• Napájací transformátor z rádia (previnutý)
• FET s základné dosky a HDD karty
• Ostatné komponenty boli buď kúpené alebo ohryzené :)

Ako už bolo uvedené, nabíjanie pozostáva z niekoľkých uzlov, ktoré môžu žiť navzájom úplne autonómne. To znamená, že môžete súčasne pracovať s 8 batériami: nabíjanie z 1 na 4 + vybíjanie z 1 na 4. Fotografia ukazuje, že batériové kazety sú inštalované vo formáte „AA“ v bežných „prstových batériách“, ak potrebujete pracovať s „AAA“ „mini-prstovými batériami“, stačí vložiť malokalibrová matica pod záporným pólom. Ak chcete, môžete duplikovať držiaky pre veľkosť "aaa". Prítomnosť batérie v držiaku je indikovaná LED diódou (sleduje sa prietok prúdu).

Nabíjací blok

Nabíjanie sa vykonáva stabilizovaným prúdom, každý kanál má svoj vlastný stabilizátor prúdu. Aby bol nabíjací prúd pri pripojení 1 aj 2,3,4 batérií nezmenený, je pred stabilizátory prúdu inštalovaný parametrický stabilizátor napätia. Prirodzene, účinnosť tohto stabilizátora nie je na rovnakej úrovni a budete musieť nainštalovať všetky tranzistory na chladič. Dopredu si naplánujte vetranie skrine a rozmery chladiča, pričom počítajte s tým, že teplota na chladiči bude v uzavretom obale vyššia ako v rozloženom stave. Obvod môžete upgradovať zavedením možnosti výberu nabíjacieho prúdu. Za týmto účelom musí byť obvod doplnený jedným spínačom a jedným rezistorom pre každý kanál, čím sa zvýši základný prúd tranzistora a podľa toho sa zvýši nabíjací prúd prechádzajúci tranzistorom do batérie. V mojom prípade je nabíjací blok zostavený povrchovou montážou.

jednotka vybíjania batérie

Vybíjacia jednotka je zložitejšia a vyžaduje presnosť pri výbere komponentov. Je založený na komparátore ako lm393, lm339 alebo lp239, ktorého funkciou je dodávať bráne signál „logická jednotka“ alebo „nula“. tranzistor s efektom poľa. Keď sa tranzistor s efektom poľa otvorí, pripojí záťaž k batérii vo forme odporu, ktorého hodnota určuje vybíjací prúd. Keď napätie na batérii klesne na nastavenú prahovú hodnotu 1 (Volt). Komparátor sa prudko vypne a nastaví svoj výstup na logickú nulu. Tranzistor vyjde zo saturácie a odpojí záťaž od batérie. Komparátor má hysterézu, čo spôsobuje opätovné pripojenie zaťaženie nie pri napätí 1,01 (V), ale pri 1,1-1,15 (V). Akciu komparátora môžete simulovať stiahnutím súboru . Výberom hodnôt rezistorov môžete zariadenie prestavať na napätie, ktoré potrebujete. Napríklad: zvýšením prahu vypnutia na 3 volty môžete vybiť li-on a Li-Po batérie.
Možno ste ho navrhli na použitie komparátora lm393 v balíku DIP. Komparátory musia byť napájané zo stabilizovaného 5 voltového zdroja, jeho úlohu zohráva TL-431 vystužený tranzistorom.

Túto nabíjačku je možné použiť pre nikel-kadmiové aj nikel-metal hydridové batérie. Ak máte li-ion batéria, potom skôr potrebujete .

Popis nabíjačky pre nikel-kadmiové a nikel-metal hydridové batérie

Okruh poskytuje pomalé, ale efektívne nabíjanie, pretože nabíjanie prebieha štandardným prúdom - jedna desatina kapacity batérie v kombinácii s dobou nabíjania 10 až 14 hodín, bez rizika prebitia. Ak ste si istí, že batéria je vybitá len do polovice, môžete ju plne nabiť za približne 6-7 hodín.

Batérie veľkosti AA majú kapacitu 1500 až 1800 mAh (miliampérhodina), takže nabíjací prúd by sa mal pohybovať medzi 150 a 180 mA. Ak chcete nabíjať niekoľko NiCd batérií naraz, jednoducho ich zapojte do série pre rovnaký nabíjací prúd, ktorý bude pretekať celou batériou, pričom ich budete nabíjať všetky súčasne.

Otázkou teraz je, ako nás získať D.C. 180 mA. Najelegantnejším a najpresnejším riešením by bolo použiť zdroj prúdu. Túto úlohu môže hrať zdroj prúdu zahrnutý v obvode. Mikroobvod LM317 je pomerne známy a nastavenie sa vykonáva výberom odporu rezistora, ktorý je pripojený na kolíky OUT a ADJ.

V našom prípade (pre 0,18 A) bude odpor 6,94 ohmov (1,25 / 0,18) = 6,94 ohmov. Toto hodnotenie je možné zvoliť z niekoľkých sériovo-paralelne zapojených odporov, ale je jednoduchšie prijať blízku štandardnú hodnotu 6,8 ohmov.

Na získanie prúdu 180 mA je potrebné určité napätie. Maximálne napätie pri nabíjaní NiCd batérie je 1,5 V a požadovaný zdroj prúdu je približne 3 V. Ak sa nabíja iba jedna batéria, napájacie napätie bude 4,5 V.

Ak nabíjate niekoľko NiCd batérií naraz, je potrebné vynásobiť 1,5 V počtom batérií plus 3 V. Pre štyri batérie to bude napájacie napätie 9 V. Ak je napätie príliš nízke, nabíjací prúd bude slabý.

Jednoduchá kompaktná nabíjačka pre NiMH a NiCd batérie s ďalšími užitočnými funkciami ako napr automatické vypnutie a reguláciu teploty.

USB vstup nachádza takmer vo všetkých moderných počítačoch a notebookoch. Prúd dodávaný USB 2.0 môže byť viac ako 500 miliampérov pri napätí 5 voltov, teda minimálne 2,5 wattu, a USB tretej generácie je ešte viac. Použitie takéhoto zdroja energie je veľmi pohodlné, pretože s ním prichádza aj veľa nabíjačiek pre smartfóny / tablety usb konektor a počítač je často po ruke. Dnes si spravíme cviky na prst (AA) a malíček (AAA) NiMH/NiCd batérie z portu USB. Priemyselné nabíjačky pre USB batérie sa dajú spočítať na prstoch a väčšinou sa nabíjajú malým prúdom, čo výrazne predlžuje dobu nabíjania. Okrem toho po zostavení jednoduchého obvodu získame vynikajúcu nabíjačku so svetelnou indikáciou a snímačom teploty, ktorej cena je veľmi malá 1-2 $.

Naša nabíjačka nabíja dve NiCd/NiMH batérie naraz prúdom viac ako 470 mA, vďaka čomu je nabíjanie veľmi rýchle. Nabíjateľné batérie sa môžu zahrievať, čo ich nepochybne negatívne ovplyvní, zníži kapacitu, špičkový prúdový výstup a normálnu dobu prevádzky. Aby sa tomu zabránilo v obvode, vykoná sa automatické prerušenie napájania, akonáhle teplota batérie dosiahne 33 alebo viac stupňov Celzia. Pre to užitočná funkcia Zodpovedný je NTC termistor s odporom 10 kΩ, pri zahriatí jeho odpor klesá. Spolu s pevným odporom R4 tvorí delič napätia. Termistor musí byť v tesnom kontakte s batériami, aby dobre vnímal zmeny teploty.

Hlavnou časťou obvodu je duálny komparátor-mikroobvod LM393.

Analógy, ktoré môžu nahradiť LM393: 1040CA1, 1401CA3, AN1393, AN6916.

Pri nabíjaní sa tranzistor zahrieva, musí byť umiestnený na radiátore. Namiesto TIP32 je možné zobrať takmer akúkoľvek štruktúru PNP s podobným výkonom, použil som KT838A. Úplným domácim analógom je tranzistor KT816, má iný vývod a puzdro.

Kábel USB je možné odrezať zo starej myši/klávesnice alebo zakúpiť. Alebo možno prispájkujte konektor USB priamo na dosku.

Ak LED svieti pri napájaní, ale obvod nič nenabíja, potom musíte zvýšiť odpor odporu R6 obmedzujúceho prúd. Na kontrolu normálnej činnosti obvodu by medzi zemou a tretím kolíkom mikroobvodu (Vref) malo byť približne 2,37 voltov a na druhom kolíku (Vtmp) LM393 1,6-1,85 voltov.

Je žiaduce nabíjať dve rovnaké batérie tak, aby ich kapacita bola približne rovnaká. A potom sa ukáže, že jeden je už úplne nabitý a druhý je len polovičný.

Nabíjací prúd je možné nastaviť nezávisle zmenou odporu odporu R1. Vzorec výpočtu: R1 = 1,6 * požadovaný prúd.

Napríklad chcem, aby sa moje batérie nabíjali prúdom 200 mA, nahradíme:

R1 = 1,6 * 200 = 320 ohmov

To znamená, že inštaláciou variabilného / trimovacieho rezistora môžeme pridať takú neobvyklú funkciu pre nabíjačky, ako je nezávislý výber nabíjacieho prúdu. Ak je napríklad potrebné nabíjať batériu prúdom nie väčším ako 0,1 C, odskrutkovaním odporu ľahko nastavíme hodnotu, ktorú potrebujeme. To je veľmi dôležité pre také miniatúrne priemyselné batérie, v ktorých je kapacita extrémne malá a vzhľadom na ich veľkosť.

Nabíjanie sa zastaví, keď sa batérie zohrejú. To môže predĺžiť dobu nabíjania, preto odporúčam inštalovať chladenie vo forme malého ventilátora.

Ak máte NiCd batérie, tak ich treba pred nabíjaním vybiť na 1 Volt, teda aby sa využilo 99% kapacity. V opačnom prípade sa prejaví negatívny pamäťový efekt.

Keď sú banky plne nabité, nabíjací prúd klesne na približne 10 mA. Tento prúd zabráni prirodzenému samovybíjaniu NiMH/Camdium batérií. Prvý typ má 100% vybitie za rok a druhý typ má asi 10%.

Plošný spoj pre nabíjačku existuje vo viacerých verziách, v jednej z nich je USB zásuvka vhodne umiestnená priamo na doske, to znamená, že je možné použiť USB kábel samec-samec.

Dosky vo formáte .lay si môžete stiahnuť tu

Vlastnosti nabíjania Ni─MH batérií, požiadavky na nabíjačku a hlavné parametre

Nikel-metal hydridové batérie sa na trhu postupne rozširujú a technológia ich výroby sa zdokonaľuje. Mnohí výrobcovia postupne zlepšujú svoje vlastnosti. Najmä sa zvyšuje počet cyklov nabíjania a vybíjania a znižuje sa samovybíjanie batérií Ni─MH. Tento typ batérie bol vyrobený ako náhrada Ni─Cd batérií a postupne ich vytláčajú z trhu. Zostávajú však niektoré použitia, kde nikel-metal hydridové batérie nemôžu nahradiť kadmiové batérie. Najmä tam, kde sú potrebné vysoké vybíjacie prúdy. Oba typy batérií vyžadujú správne nabíjanie, aby sa predĺžila ich životnosť. O nabíjaní nikel-kadmiových batérií sme už hovorili a teraz je rad na nabíjanie Ni-MH batérií.

V procese nabíjania batéria prechádza radom chemických reakcií, ku ktorým smeruje časť dodanej energie. Zvyšok energie sa premení na teplo. Efektívnosť procesu nabíjania je tá časť dodanej energie, ktorá zostáva v „rezerve“ batérie. Hodnota účinnosti sa môže líšiť v závislosti od podmienok nabíjania, ale nikdy nie je 100-percentná. Za zmienku stojí, že účinnosť pri nabíjaní Ni─Cd batérií je vyššia ako v prípade nikel-metalhydridu. Proces nabíjania Ni─MH batérií prebieha s veľkým uvoľňovaním tepla, čo má svoje vlastné obmedzenia a vlastnosti. Viac informácií nájdete v článku na uvedenom odkaze.

Rýchlosť nabíjania najviac závisí od množstva dodávaného prúdu. Aké prúdy sa majú nabíjať batérie Ni─MH, závisí od zvoleného typu nabíjania. V tomto prípade sa prúd meria v zlomkoch kapacity (C) Ni─MH batérií. Napríklad s kapacitou 1500 mAh prúd 0,5C bude 750 mA. V závislosti od rýchlosti nabíjania nikel-metal hydridových batérií existujú tri typy nabíjania:

• Odkvapkávanie (nabíjací prúd 0,1C);
• Rýchla (0,3C);
• Zrýchlené (0,5─1С).

Celkovo existujú iba dva typy nabíjania: kvapkanie a zrýchlené. Rýchle a zrýchlené sú prakticky to isté. Líšia sa iba spôsobom zastavenia procesu nabíjania.

Vo všeobecnosti je každé nabíjanie Ni─MH batérií s prúdom väčším ako 0,1C rýchle a vyžaduje sledovanie niektorých kritérií ukončenia procesu. Kvapkacie nabíjanie to nevyžaduje a môže pokračovať donekonečna.

Typy nabíjania nikel-metal hydridových batérií

Teraz sa pozrime na vlastnosti rôznych typov nabíjania podrobnejšie.

Kvapkacie nabíjanie Ni─MH batérií

Tu stojí za zmienku, že tento typ nabíjania nezvyšuje životnosť Ni─MH batérií. Keďže kvapkacie nabíjanie sa nevypne ani po plné nabitie, prúd je zvolený veľmi malý. Deje sa tak preto, aby sa batérie pri dlhšom nabíjaní neprehrievali. V prípade Ni─MH batérií môže byť hodnota prúdu dokonca znížená na 0,05C. Pre nikel-kadmium je vhodné 0,1C.

Pri kvapkacom nabíjaní neexistuje žiadne charakteristické maximálne napätie a ako obmedzenie tohto typu nabíjania môže pôsobiť iba čas. Na odhadnutie potrebného času budete potrebovať poznať kapacitu a počiatočné nabitie batérie. Ak chcete presnejšie vypočítať čas nabíjania, musíte batériu vybiť. Tým sa eliminuje vplyv počiatočného náboja. Účinnosť kvapkového nabíjania Ni─MH batérií je na úrovni 70 percent, čo je menej ako pri iných typoch. Mnoho výrobcov nikel-metal hydridových batérií neodporúča udržiavacie nabíjanie. Aj keď v poslednej dobe je čoraz viac informácií, že moderné modely Ni─MH batérií sa počas procesu kvapkania neznehodnocujú.

Rýchlonabíjacie nikel-metal hydridové batérie

Výrobcovia Ni─MH batérií vo svojich odporúčaniach uvádzajú charakteristiky pre nabíjanie s hodnotou prúdu v rozsahu 0,75─1C. Majte na pamäti tieto hodnoty pri výbere množstva prúdu na nabíjanie Ni─MH batérií. Nabíjacie prúdy nad týmito hodnotami sa neodporúčajú, pretože to môže spôsobiť otvorenie bezpečnostného ventilu na uvoľnenie tlaku. Rýchle nabíjanie nikel-metal hydridových batérií sa odporúča pri teplote 0-40 stupňov Celzia a napätí 0,8-,8 voltu.

Efektívnosť procesu rýchle nabíjanie oveľa viac ako kvapkať. Je to asi 90 percent. Na konci procesu však účinnosť prudko klesá a energia sa premieňa na teplo. Vo vnútri batérie prudko stúpa teplota a tlak. mať núdzový ventil, ktorý sa môže otvoriť pri zvýšení tlaku. V tomto prípade sa vlastnosti batérie nenávratne stratia. Áno, aj ja teplo má škodlivý vplyv na štruktúru elektród batérie. Preto sú potrebné jasné kritériá, podľa ktorých sa proces nabíjania zastaví.

Požiadavky na nabíjačku (nabíjačku) pre Ni─MH batérie sú uvedené nižšie. Zatiaľ si všimneme, že takéto nabíjačky sa nabíjajú podľa určitého algoritmu. Všeobecné kroky tohto algoritmu sú nasledovné:

• určenie prítomnosti batérie;
• kvalifikácia batérie;
• prednabíjanie;
• prechod na rýchle nabíjanie;
• rýchle nabíjanie;
• dobíjanie;
• podpora nabíjania.

V tomto štádiu sa aplikuje prúd 0,1C a vykoná sa napäťová skúška na póloch. Na spustenie procesu nabíjania by napätie nemalo byť vyššie ako 1,8 voltu. V opačnom prípade sa proces nespustí.

Je potrebné poznamenať, že kontrola prítomnosti batérie sa vykonáva v iných fázach. Je to potrebné v prípade vybratia batérie z nabíjačky.

Ak logika pamäte určí, že hodnota napätia je väčšia ako 1,8 voltu, potom sa to vníma ako neprítomnosť batérie alebo jej poškodenie.

Kvalifikácia batérie

Tu sa určí približný odhad nabitia batérie. Ak je napätie nižšie ako 0,8 voltu, nie je možné spustiť rýchle nabíjanie batérie. V tomto prípade nabíjačka zapne režim predbežného nabíjania. Batérie Ni─MH sa pri bežnom používaní zriedka vybíjajú pod 1 volt. Preto sa predbežné nabíjanie aktivuje iba v prípade hlbokého vybitia a po dlhom skladovaní batérií.

Predbežné nabitie

Ako je uvedené vyššie, predbežné nabíjanie je povolené, keď sú batérie Ni─MH hlboko vybité. Prúd v tejto fáze je nastavený na 0,1÷0,3C. Táto fáza je časovo obmedzená a trvá približne 30 minút. Ak počas tejto doby batéria neobnoví napätie 0,8 V, nabíjanie sa preruší. V tomto prípade je s najväčšou pravdepodobnosťou poškodená batéria.

Prechod na rýchle nabíjanie

V tejto fáze dochádza k postupnému zvyšovaniu nabíjacieho prúdu. K zvýšeniu prúdu dochádza plynule v priebehu 2-5 minút. V tomto prípade, rovnako ako v iných stupňoch, je teplota kontrolovaná a nabíjanie je vypnuté pri kritických hodnotách.

Nabíjací prúd v tejto fáze je v rozsahu 0,5÷1C. Najdôležitejšou vecou vo fáze rýchleho nabíjania je včasné vypnutie prúdu. Na tento účel sa pri nabíjaní batérií Ni─MH používa riadenie podľa niekoľkých rôznych kritérií.

Pre tých, ktorí nie sú oboznámení, sa pri nabíjaní používa metóda riadenia delta napätia. V procese nabíjania neustále rastie a na konci procesu začína klesať. Typicky je koniec nabíjania určený úbytkom napätia 30 mV. Ale tento spôsob ovládania s nikel-metal hydridovými batériami veľmi nefunguje. V tomto prípade nie je pokles napätia taký výrazný ako v prípade Ni─Cd. Preto, aby ste spustili výlet, musíte zvýšiť citlivosť. A so zvýšenou citlivosťou sa zvyšuje pravdepodobnosť falošných poplachov v dôsledku hluku batérie. Navyše pri nabíjaní viacerých batérií dochádza k operácii v rôznych časoch a celý proces je rozmazaný.

Ale stále je hlavné zastavenie nabíjania v dôsledku poklesu napätia. Pri nabíjaní prúdom 1C je úbytok napätia na vypnutie 2,5÷12 mV. Niekedy výrobcovia nastavujú detekciu nie poklesom, ale absenciou zmeny napätia na konci nabíjania.

Zároveň sa počas prvých 5-10 minút nabíjania vypne ovládanie delta napätia. Je to spôsobené tým, že pri spustení rýchleho nabíjania sa napätie batérie môže značne líšiť v dôsledku procesu kolísania. Preto je v počiatočnom štádiu kontrola vypnutá, aby sa eliminovali falošné pozitíva.

Kvôli nie príliš vysokej spoľahlivosti nabíjania delta napätia sa používa aj riadenie podľa iných kritérií.

Na konci procesu nabíjania Ni─MH batérie začne jej teplota stúpať. Podľa tohto parametra sa nabíjanie vypne. Na vylúčenie hodnoty teploty OS sa monitorovanie nevykonáva absolútnou hodnotou, ale delta. Zvyčajne sa za kritérium pre ukončenie nabíjania považuje zvýšenie teploty o viac ako 1 stupeň za minútu. Táto metóda však nemusí fungovať pri nabíjacích prúdoch nižších ako 0,5 C, keď teplota stúpa pomerne pomaly. A v tomto prípade je možné dobiť Ni-MH batériu.

Existuje tiež spôsob riadenia procesu nabíjania pomocou analýzy derivácie napätia. V tomto prípade sa nesleduje delta napätia, ale rýchlosť jeho maximálneho rastu. Metóda vám umožňuje zastaviť rýchle nabíjanie o niečo skôr, ako je nabíjanie dokončené. Takáto kontrola je však spojená s množstvom ťažkostí, najmä s presnejším meraním napätia.

Niektoré nabíjačky pre Ni─MH batérie nepoužívajú na nabíjanie jednosmerný prúd, ale pulzný prúd. Dodáva sa po dobu 1 sekundy v intervaloch 20 – 30 milisekúnd. Ako výhody takéhoto nabíjania odborníci označujú rovnomernejšie rozloženie účinných látok v celom objeme batérie a zníženie tvorby veľkých kryštálov. Okrem toho sa v intervaloch medzi aktuálnymi aplikáciami uvádza presnejšie meranie napätia. Ako rozšírenie tejto metódy bolo navrhnuté Reflex Charging. V tomto prípade, keď sa aplikuje impulzný prúd, striedavo sa nabíja (1 sekunda) a vybíja (5 sekúnd). Vybíjací prúd je 1-2,5 krát nižší ako nabitie. Ako výhody možno vyzdvihnúť nižšiu teplotu pri nabíjaní a elimináciu veľkých kryštalických útvarov.

Pri nabíjaní nikel-metal hydridových batérií je veľmi dôležité kontrolovať koniec nabíjacieho procesu rôznymi parametrami. Musia existovať spôsoby, ako zrušiť nabíjanie. Na tento účel možno použiť absolútnu hodnotu teploty. Často je táto hodnota 45-50 stupňov Celzia. V tomto prípade je potrebné nabíjanie prerušiť a po ochladení ho obnoviť. Schopnosť nabíjať Ni─MH batérie pri tejto teplote je znížená.

Je dôležité nastaviť časový limit nabíjania. Dá sa odhadnúť podľa kapacity batérie, veľkosti nabíjacieho prúdu a účinnosti procesu. Limit je stanovený v odhadovanom čase plus 5-10 percent. Ak v tomto prípade nefunguje žiadna z predchádzajúcich metód ovládania, nabíjanie sa v nastavenom čase vypne.

Fáza dobíjania

V tejto fáze je nabíjací prúd nastavený na 0,1─0,3C. Trvanie cca 30 minút. Dlhšie nabíjanie sa neodporúča, pretože skracuje životnosť batérie. Fáza dobíjania pomáha vyrovnávať nabitie článkov v batérii. Najlepšie je, ak po rýchlom nabití batérie vychladnú na izbovú teplotu a potom sa začne nabíjanie. Potom batéria obnoví svoju plnú kapacitu.

Nabíjačky pre Ni─Cd batérie často po dokončení procesu nabíjania prepnú batérie do režimu kvapkového nabíjania. V prípade batérií Ni-MH to bude užitočné len vtedy, ak sa použije veľmi malý prúd (približne 0,005C). To bude stačiť na kompenzáciu samovybíjania batérie.

V ideálnom prípade by nabíjanie malo mať funkciu zapnutia udržiavacieho nabíjania pri poklese napätia batérie. Záložné nabíjanie má zmysel len vtedy, ak medzi nabíjaním batérií a ich používaním uplynie dostatočne dlhý čas.

Ultra rýchle nabíjanie Ni-MH batérií

A za zmienku stojí ultrarýchle nabíjanie batérie. Je známe, že pri nabití na 70 percent svojej kapacity má nikel-metal hydridová batéria účinnosť nabíjania blízku 100 percentám. Preto v tejto fáze má zmysel zvýšiť prúd pre jeho zrýchlený prechod. Prúdy sú v takýchto prípadoch obmedzené na 10C. Hlavným problémom je určiť tých 70 percent nabitia, pri ktorých by sa mal prúd znížiť na normálne rýchle nabíjanie. To do veľkej miery závisí od stupňa vybitia, od ktorého sa začalo nabíjanie batérie. Vysoký prúd môže ľahko viesť k prehriatiu batérie a zničeniu štruktúry jej elektród. Preto sa použitie ultrarýchleho nabíjania odporúča len vtedy, ak máte príslušné schopnosti a skúsenosti.

Všeobecné požiadavky na nabíjačky pre nikel-metal hydridové batérie

V rámci tohto článku nie je vhodné rozoberať jednotlivé modely na nabíjanie Ni─MH batérií. Stačí povedať, že to môžu byť úzko zamerané nabíjačky na nabíjanie nikel-metal hydridových batérií. Majú káblový nabíjací algoritmus (alebo niekoľko) a neustále na ňom pracujú. A existujú univerzálne zariadenia, ktoré umožňujú doladiť parametre nabíjania. Napríklad, . Takéto zariadenia možno použiť na nabíjanie rôznych batérií. Vrátane a pre, ak existuje napájací adaptér s príslušným výkonom.

Je potrebné povedať pár slov o tom, aké vlastnosti a funkčnosť by mala mať nabíjačka pre Ni─MH batérie. Zariadenie musí byť schopné prispôsobiť nabíjací prúd alebo jeho automatická inštalácia v závislosti od typu batérií. Prečo je to dôležité?

Teraz existuje veľa modelov nikel-metal hydridových batérií a mnohé batérie rovnakého tvaru sa môžu líšiť v kapacite. V súlade s tým musí byť nabíjací prúd odlišný. Ak nabíjate prúdom nad normou, dôjde k vykurovaniu. Ak je pod normou, proces nabíjania bude trvať dlhšie, ako sa očakávalo. Vo väčšine prípadov sú prúdy na nabíjačkách vyrobené vo forme "predvolieb" pre typické batérie. Vo všeobecnosti platí, že pri nabíjaní výrobcovia Ni-MH batérií neodporúčajú pri type AA nastavovať prúd väčší ako 1,3-1,5 ampéra bez ohľadu na kapacitu. Ak z nejakého dôvodu potrebujete zvýšiť túto hodnotu, musíte sa postarať o nútené chladenie batérií.

Ďalší problém súvisí s prerušením napájania nabíjačky počas procesu nabíjania. V tomto prípade, keď je napájanie zapnuté, začne znova od fázy detekcie batérie. O tom, kedy sa rýchle nabíjanie skončí, nerozhoduje čas, ale množstvo ďalších kritérií. Ak teda prešiel, pri zapnutí sa preskočí. Ale fáza dobíjania prebehne znova, ak už bola. Výsledkom je, že batéria dostáva nežiaduce prebíjanie a nadmerné zahrievanie. Medzi ďalšie požiadavky na nabíjačky Ni-MH batérií patrí nízke vybíjanie, keď je nabíjačka vypnutá. Vybíjací prúd v nabíjačke bez napätia by nemal presiahnuť 1 mA.

Za zmienku stojí prítomnosť ďalšej dôležitej funkcie v nabíjačke. Musí rozpoznať primárne zdroje prúdu. Jednoducho povedané, mangánovo-zinkové a alkalické batérie.

Pri inštalácii a nabíjaní takýchto batérií v nabíjačke môžu dobre explodovať, pretože nemajú núdzový ventil na uvoľnenie tlaku. Od nabíjačky sa vyžaduje, aby dokázala rozpoznať takéto primárne zdroje prúdu a nezačala nabíjať.

Aj keď tu stojí za zmienku, že definícia batérií a primárnych zdrojov prúdu má množstvo ťažkostí. Výrobcovia pamätí preto nie vždy vybavujú svoje modely podobnými funkciami.

Kúpil som si na Ali kopu držiakov na AA batérie (alebo len batérie) ... Na farme je občas potrebná vec, najmä ak nejaké montujete alebo opravujete elektronické zariadenia alebo gadgets. Vlastne by sa k nim ani nedalo viac písať (no dobre, len zhodnotiť odpor kontaktov, zmerať dĺžku vodičov a zhodnotiť plast podľa oka a zuba - čo bude v recenzii), ale natrafil som na jeden článku na internete a zrodil sa nápad skontrolovať, či je možné obnoviť kapacitne vyčerpané NiCd a NiMh batérie, ktoré sa nahromadili na farme, a ich jednoduché vyhodenie na skládku nedvíha ruku, pretože takéto prvky treba recyklované ... Čo z toho vzniklo a či to vôbec fungovalo ... To sa dozviete v recenzii ...
Pozornosť- veľa fotiek, premávka!!!

Tu je v skutočnosti samotný článok, ktorý som spomenul v obsahu recenzie ...


Začal som hľadať ďalšie informácie o zhodnocovaní stratených NiCd a NiMh batérií a pátranie ma priviedlo k zaujímavému článku v angličtine, ktorý si môžete prečítať po kliknutí na odkaz: Kto nevie po anglicky, môže využiť príležitosti automatický preklad do ruštiny systém Google. Z článku som vytiahol to hlavné, že NiCd a NiMh prvky majú pamäť (u NiCd je to veľmi výrazné, u NiMh je to menej výrazné, ale efekt sa predsa len dostaví) a aby sa predĺžila ich životnosť, musia pred nabíjaním vybite na určité napätie.


Asi veľa ľudí o tom vie, že výrobca odporúča vybiť batérie na zvyškové napätie 0,9-1V a až potom nabiť. Ale často sa to ignoruje a prvky časom strácajú svoju kapacitu, tvoria sa v nich kryštály solí kadmia a niklu. A aby ste ich aspoň čiastočne rozbili, musíte batérie vybiť malým prúdom na zvyškové napätie 0,4-0,5V ...

Mimochodom, trochu o tom, ako funguje batéria: Základom každej batérie sú kladné a záporné elektródy. Poďme sa pozrieť na NiCd batériu. Kladná elektróda (katóda) obsahuje hydroxid nikelnatý NiOOH s grafitovým práškom (5-8%) a záporná elektróda (anóda) obsahuje kovové kadmium Cd v práškovej forme.


Batérie tohto typu sa často nazývajú zvinuté batérie, pretože elektródy sú zvinuté do valca (rolu) spolu so separačnou vrstvou, umiestnené v kovovom obale a naplnené elektrolytom. Separátor (separátor), navlhčený elektrolytom, izoluje dosky od seba. Je vyrobený z netkaného materiálu, ktorý musí byť odolný voči zásadám. Najbežnejším elektrolytom je hydroxid draselný KOH s prídavkom hydroxidu lítneho LiOH, ktorý podporuje tvorbu nikelátov lítnych a zvyšuje kapacitu o 20 %.

Nikel-metal hydridové batérie vo svojej konštrukcii sú analogické nikel-kadmiovým batériám av elektrochemických procesoch - nikel-vodíkové batérie. Špecifická energia Ni-MH batérie je výrazne vyššia ako špecifická energia Ni-Cd a Ni-H2 batérií
Batéria NiMh (Nickel Metal Hydride) je navrhnutá v podstate rovnakým spôsobom ako NiCd:


Kladné a záporné elektródy, oddelené separátorom, sú zložené do rolky, ktorá je vložená do puzdra a uzavretá tesniacim uzáverom s tesnením. Kryt má poistný ventil, ktorý pracuje pri tlaku 2-4 MPa v prípade poruchy prevádzky batérie.

Vyzbrojený vedomosťami som sa rozhodol skúsiť zostaviť niečo podobné ako v článku „Automatický vybíjač“ a v praxi pomôže skontrolovať, či to pomôže alebo nie, obnoviť aspoň čiastočne batérie, ktoré stratili svoju kapacitu . .. Zostavil som takéto testovacie zariadenie podľa schémy uvedenej v článku. V článku bola ako indikácia použitá žiarovka 1V 75mA, neviem, kde ju autor našiel. V článku bolo tiež navrhnuté použiť LED, ale tento nápad nebude fungovať, pretože všetky LED nesvietia pri 1-1,5 V ... Preto sa ako indikátor použil ampérmeter ...

Počiatočný vybíjací prúd čerstvo nabitej batérie je 250 mA a postupne klesá. Pri zvyškovom napätí 1V klesne vybíjací prúd na 30-40mA, približne rovnaký prúd je potrebný na rozbitie kryštálov "trosky" v batérii ...
Uskutočnil som malý test AAA Ni-Mh batérie „zabitej“ rádiotelefónom, celkovo boli vykonané 4 cykly nabitia a vybitia. Testovanie prebiehalo takto: Batéria bola vybitá na výrobcom odporúčané napätie 1V a bola plne nabitá pomocou automatickej nabíjačky Soshine (vďaka Číňanom)

Nabíjačka počíta množstvo náboja “napumpovaného” do akumulátora, samozrejme ide o nesprávny spôsob odhadu kapacity, pretože kapacitu akumulátora je potrebné merať pri vybíjaní, nie nabíjať (v budúcnosti budeme kapacitu správne merať ), ale nepriamo sa dá posúdiť, či sa kapacita „zabitého“ mení alebo nie batérie...

Lyrická odbočka

Mimochodom, na Muske to mnohí autori „hrešia“ a merajú kapacitu batérií pomocou obľúbeného „bieleho lekára“ ... Po zmeraní náboja „fúkajúceho“ do batérie hovoria o batérii kapacita s dôležitým vzduchom, neberúc do úvahy, že nie všetko je „nafúknuté“ môžete „fúkať“ späť, ako aj početné energetické straty na samovybíjanie, zahrievanie batérie atď. Akákoľvek recenzia zariadenia s USB portom sa považuje za neúplnú, ak neobsahuje fotografiu „bieleho lekára“. Číňania zrejme zbohatli na predajoch týchto superzariadení na testovanie ...))))

Plne nabitá batéria mala „nabitie“ 480 mAh a bola vybitá vo vyrobenom vybíjacom zariadení... K prerušeniu vybíjania došlo pri zvyškovom napätí batérie 0,5 V... Táto hodnota závisí od parametrov použitých tranzistorov vo vybíjacom zariadení … Cyklus nabíjania a vybíjania sa opakoval 4-krát ... Výsledky predbežného testovania sú uvedené nižšie:

1 nabitie - 680 mAh

2 nabitia - 726 mAh

3 nabitia - 737 mAh

4-nabitie - 814 mAh

Vidíme pozitívny trend... Do batérie sa dostáva stále viac a viac „náboja“, ale bohužiaľ ide len o nepriamy odhad kapacity a pre jej presné posúdenie je potrebné batériu vybiť o meranie kapacity...
Čo budeme robiť ďalej?
Pre správne posúdenie kapacity batérie bolo od Číňanov objednané nové nabíjacie a vybíjacie zariadenie VM200 ... Je schopné vybiť batériu a zmerať kapacitu, bude oveľa presnejšie ...

Keďže môžete hneď otestovať 4 batérie, bolo rozhodnuté prerobiť vybíjačku a urobiť z nej aj 4-kanálovú. Nabíjačka-vybíjačka VM200 je samozrejme schopná vybiť batériu sama, ale robí to na zvyškové napätie 0,9V, čo je málo, potrebujem vybiť každý prvok na 0,4V, tak som našiel schému iného vybíjacieho zariadenia na internete

Preložil som túto schému do moderných prvkov a vynásobil ju na 4 kanály ...
Ukázalo sa také vypúšťacie zariadenie:




Keďže vo všetkých 4 kanáloch som nastavil rovnaké medzné napätie komparátorov, vystačil som si s jednou zenerovou diódou a jedným konštrukčným rezistorom pre všetky štyri kanály ...
Pre tých, ktorí sa chcú zopakovať, dávam odkaz na plošný spoj, sú na ňom podpísané všetky prvky

Tu sme sa dostali k našim držiakom na batérie alebo batérie ... potreboval som 4 kusy, zvyšok pôjde “do zálohy” ... Ako to už býva, odkaz už smeruje “nikam”, tak som dal podobný produkt z iný predajca v názve. Prikladám screenshot objednávky pod spojler, inak mi neuveria, že objednávam náhradné diely od Číňanov ...))))

Snímka obrazovky objednávky

Kým mi Číňania v plnej pare, na rikšiach, v pote tváre prinášajú moje 2 balíky, dovolím si krátku lyrickú odbočku ... Určite sa nájde pár čitateľov „muška“, ktorí budú povedzte, že robím odpadky, najmä robím dosky plošných spojov, a vo všeobecnosti sa nemusíte kúpať, ale vyhodiť použité batérie ... Možno je to správne, ale každý má svoj spôsob, niekto pije vodku, niekto chodí do kúpeľov, ale ja rád niečo tvorím, aj ked sa to niekomu zda zbytocne...Hlavne ze sa mi to paci, ale prajem ti, aby si si len dobre oddýchol pri čítaní mojej recenzie, možno sa dozvedel niečo nové a rozoberal to v komentároch, len nie priviesť spory na „holivar“ ...)) )
Kým som čakal na balík, vyrobil som indikačný modul namiesto voltmetra pre prvú verziu dosky, ktorá je na dvoch tranzistoroch ...

baviť sa pod spojlerom

To všetko sa deje na čipe LM3914, takmer podľa typickej schémy z údajového listu. 5V napájanie z nejakej nabíjačky mobilný telefón... Na doske je prepojka, ktorá dokáže prepnúť mikroobvod z režimu "Bod" do režimu "Stĺpec" a naopak ...

zadná strana


Keď svieti jedna červená LED, napätie batérie je 0,2V, keď svieti celá lišta, znamená to 1,2V na batérii. Každá zhasnutá LED indikuje, že napätie na batérii kleslo o ďalších 0,1V ... Túto dosku je vhodné použiť vo forme indikačného voltmetra s pomerne vysokou presnosťou ...

Nakoniec oba balíky dorazili, nebudem popisovať vybalenie, váženie, meranie rozmerov, pretože je jasné, že držiaky na AA batérie sú o niečo väčšie ako samotné batérie... Tu je celkový pohľad na držiak.


Plast je elastický, dobre drží batériu, navyše je dosť ťažké vytiahnuť batériu prstami, musíte ju vypáčiť nejakým tenkým predmetom, napríklad skrutkovačom.
Skontrolujte odpor pružinového kontaktu. 2 miliohmy...


Dĺžka drôtikov (červený a čierny) je cca 15 cm.

Teraz nastavíme medzné napätie komparátorov, to sa dá urobiť na ktoromkoľvek zo štyroch kanálov. A skontrolujme, akým prúdom sa budú naše batérie vybíjať ... Do vybíjacieho zariadenia dodávame 5V z nejakého zdroja energie z mobilného telefónu. Vidíme, že všetky LED diódy svietia. Zelená indikuje, že je pripojené napájanie a červené 4 LED diódy nám oznamujú, že všetky komparátory sú v zatvorenom stave a nedochádza k vybíjaniu.

Popis procesu nastavenia a fotografie pod spojlerom

Na prvý kanál pripojíme laboratórny zdroj a dáme 1,2 V - to je napätie plne nabitej batérie ... Vidíme, že sa začalo vybíjanie prúdom 70 mA (vpravo je presný ampérmeter so 4 číslicami za desatinnou čiarkou)


Upozorňujeme, že LED prvého kanála zhasla, čo signalizuje, že vybíjanie v tomto kanáli začalo ...


Pri napätí batérie 0,5 V je vybíjací prúd 40 mA, v zásade práve tento prúd potrebujeme na úspešné rozbitie vytvorených kryštálov ...


Pri napätí 0,4V sa komparátor zatvorí a výboj je ukončený. Všimnite si, že prúd na ampérmetri je nulový

Pomocou krimpovača (nie lacného, ​​profesionálneho, kúpeného na Ali) krimpujeme vodiče do špeciálnych očiek pre konektory


Ukazuje sa taký zvlnený hrot ... Je pekné pracovať s profesionálnym nástrojom, aj keď to nie je lacné, ale pohodlie a výsledok stojí za to.

No ... všetko je pripravené, vyberáme kandidátov na obnovu kapacity. Čísla 1 a 2 sú NiMh batérie z elektrického holiaceho strojčeka Panasonic, počiatočná kapacita nie je známa. Po 3 rokoch v elektrickom holiaci strojček už plne nabité batérie nestačili na jedno oholenie. NiCd batérie číslo 3 a 4, počiatočná kapacita 600 mA, sa presadili v elektrokardiografe ...
Keďže batérie dlho ležali bez použitia, musíte ich najprv „rozveseliť“, to sa dá urobiť na nabíjačke BM200 zvolením režimu Gharge-Refresh - nabíjačka vykoná 3 cykly vybitia na 0,9 V a potom úplne nabite a tak ďalej 3-krát. V tomto prípade sa kapacita mierne zvyšuje. Odstránime tak chybu, mierny nárast kapacity, ktorý sa pridá po niekoľkých cykloch „trénovania“ na dlhé ležanie bez pracovných batérií. Školenie prebehlo, trvalo približne 36 hodín

Teraz môžete spustiť proces obnovy...


Všetky batérie vložíme do nabíjačky, zvolíme režim „Charging-Test“ ... a čakáme ... Potom plné nabitie prúd 200mA, nabíjačka vybije batérie do 0,9V prúdom 100mA a vypočíta danú kapacitu. Budeme s ňou operovať ako s počiatočnou kapacitou pred obnovou.


Ráno nabíjačka vydala vypočítanú kapacitu batérií, použijeme ju ako počiatočné hodnoty, Nikel-kadmiové batérie stratili polovicu pôvodnej kapacity, Nikel-metal hydridové batérie, nie je známe, koľko mali kapacít spočiatku tuším niekde okolo 1200mAh, ale to je jedno, pre nás je hlavná dynamika a obnova kapacity.


Všetky batérie vložíme do vybíjacieho zariadenia, vidíme, že všetky červené LED diódy zhasli, vo všetkých štyroch kanáloch sa batérie začali vybíjať. Po dosiahnutí zvyškového napätia 0,4V na každej batérii sa komparátory zatvoria a rozsvietia sa červené LED diódy signalizujúce koniec vybíjania. Môže to trvať dlho...


Prišiel som z práce, na vybíjacom zariadení svietia všetky 4 červené LED. Pre každý prípad som zmeral zvyškové napätie na všetkých batériách voltmetrom. Približne 0,4V na každom...

Začneme opakovať cyklus vybíjania a nabíjania. Dlhé a únavné, deň aj noc. Všetky testy trvali 4 dni. Na displeji pamäte VM200 je viditeľná pozitívna dynamika, do batérií „vstupuje“ stále viac náboja ... Je vidieť, že metóda funguje ...)))))


Ale bodky cez i zabezpečí záverečný test kapacity batérie počas vybíjania.
Prešlo 5 cyklov nabitia a vybitia ... Vložili sme batérie, aby sme určili kapacitu, toto je režim „Gharge-Test“ ... No, tu je konečný výsledok - verdikt ...


Ako vidíme, aká to bola kapacita, už to tak zostalo... Zázrak sa nestal, hoci všetko hovorilo, že batérie sa obnovujú, lebo. „vstrekovaná“ kapacita rastie ... Ale bohužiaľ ...
Na tomto mieste Muskovci, ktorí majú humanitné vzdelanie, smutne zavreli recenziu a dali mi tučné mínus ... Muskovci, ktorí majú inžinierske vzdelanie, sa chichotali a mysleli si, že zákony fyziky, chémie ešte nikto neoklamal. , staroba a stará žena s kosou ... A vedeli o tom vopred ... Ale ... Je tu jedno malé ALE ...
Ako si pamätáte, na začiatku článku som písal o obnove batérií AAA z rádiového telefónu ... Batérie fungovali 2 roky a prestali sa nabíjať. Ak odpojíte telefón z nabíjania, po 10-15 minútach na obrazovke bliká ikona slabej batérie a vyžaduje nabíjanie telefónu. Ak bola jeho žiadosť ignorovaná, telefón sa jednoducho vypol. Bolo to asi pred rokom. Po 4 cykloch nabitia-vybitia som dal znova baterky do telefonu a uz v nom rok funguju, aj ked treba telefon nabijat o nieco castejsie ako pri novych bateriach, ALE !! ! Telefón normálne funguje rok s repasovanými batériami !!! Prečo a ako, to neviem... Ale faktom zostáva...
Teraz vráťme nabité batérie do holiaceho strojčeka Panasonic ... Pred obnovením batérií to po úplnom nabití vydržalo asi 4-5 minút ... Potom holiaci strojček nevyhnutne "zomrel" ... No, skontrolujeme, ja vložte batérie späť na miesto ... oholil som ... potom som to nechal ďalších 25 minút holiaci strojček zapnutý ... Bzučí, ako keby mal nové batérie ... motor som ďalej netrápil . .. vypnutý ... mám pocit, že tieto batérie mi ešte chvíľu vystačia ...
Nebudem robiť závery, každý si ich môže urobiť sám ... Ďakujem všetkým, ktorí si prečítali moju recenziu až do konca ...
Na konci recenzie, podľa tradície, zvieratko ... Zvieratku sa páčil plast a odolnosť pružinového kontaktu, ale naozaj sa mu nepáčila dĺžka drôtov ... Treba dlhšie ... a šušťanie by malo byť na konci drôtov ...