Вход напряжения для зарядки NiMH аккумуляторов

Источник постоянного тока регулирует свое выходное напряжение в зависимости от нагрузки, чтобы поддерживать постоянный ток.

V = IR // holy s*#% it's Ohm's Law

Аккумуляторы NiMH непостоянны в зарядке, демонстрируя зависящие от температуры изменения кривых заряда и разряда. У них также нет плавающего напряжения , поэтому зарядка постоянным напряжением не работает, как вы, вероятно, уже заметили. У Energizer есть несколько рекомендаций относительно времени зарядки:

Как правило, для NiMH аккумуляторов предпочтительнее интеллектуальное зарядное устройство с умеренной скоростью (от 2 до 3 часов). Аккумуляторы защищены от перезарядки интеллектуальной схемой зарядного устройства. Чрезвычайно быстрая зарядка (менее 1 часа) может повлиять на срок службы батареи и должна осуществляться только по мере необходимости. Зарядные устройства с медленным ночным таймером также приемлемы и могут быть экономичной альтернативой умным зарядным устройствам. Зарядное устройство, которое применяет ток 0,1 °C в течение 12–14 часов, хорошо подходит для NiMH-аккумуляторов. Наконец, рекомендуется поддерживающая (или капельная) скорость заряда менее 0,025 C (C/40). Использование очень малых капельных зарядов предпочтительнее, чтобы уменьшить негативные последствия перезарядки.

Аккумуляторы AAA NiMH имеют емкость 850 мАч ^{_{[зависит от производителя]}} , поэтому зарядку со скоростью от C/2 до C/3 можно выполнять при постоянном токе...

850mAh / (2 to 3 hours) = 283mA to 425mA

Капельный заряд C/12 в течение ночи можно выполнить при постоянном токе 71 мА . На этой странице упоминается, что:

В современных элементах есть катализатор рециркуляции кислорода, который предотвращает повреждение батареи при перезарядке, но эта рециркуляция не может продолжаться, если скорость заряда превышает C/10.

Рекомендуемая ставка платы за обслуживание C/40 может быть достигнута с...

850mAh / h / 40 = 21mA

Умные зарядные устройства

Перечислены методы зарядки от Energizer , Duracell и Powerstream :

• Зарядка ΔV : заряжайте рекомендованным постоянным током, пока ячейка не достигнет пикового напряжения и не уменьшится (например, -15 мВ).
  
  Этот метод достаточно точен для безопасной зарядки от C/2 до C/3 (от 283 мА до 425 мА).

• Зарядка dT/dt : контролируйте температуру ячейки, чтобы ограничить максимальную температуру и определить характеристическую скорость нагрева.
  
  Этот метод можно использовать в сочетании с завершением заряда ΔV для более точного мониторинга и завершения процесса, что позволяет использовать более высокие токи (от C/1 до C/2 или от 425 мА до 850 мА).

• Плавный пуск : если температура выше 40 градусов C или ниже нуля градусов C, начните с заряда C/10. Если напряжение разряженной батареи меньше 1,0 В/элемент, начните с зарядки C/10. Если напряжение разряженной батареи выше 1,29 В/элемент, начните с зарядки C/10.

• Максимум 1,78 В : одна ячейка никогда не должна превышать это значение.

Но что все это значит!? Входного напряжения в цепь постоянного тока LM317 должно быть достаточно, чтобы выдержать падение напряжения на регуляторе и резисторе (1,47 Ом), обеспечить требуемый ток и превысить максимальное напряжение элемента. Для подачи тока C/1 или 850 мА на никель-металлогидридную батарею AAA, внутреннее сопротивление которой составляет не более 120 мОм, требуется (120mΩ + 1.47Ω) * 850mA + 1.2V + 1.78V = 4.3315V. Я рекомендую как минимум на 2 В больше, чтобы уменьшить влияние неравномерностей источника, таких как регулирование и шум, и учесть другие потери в цепи (например, диод, которого у вас еще нет). Если вы заряжаете 4 элемента последовательно, как показано на вашей схеме, вам потребуется не менее 9,978 В (т.е. 12 В+ ); 25,034 В (27 В +) для 12 последовательных, хотя я бы беспокоился о неравномерной зарядке.

Батареи расположены последовательно, как показано на вашем рисунке?

Если это так, ваши напряжения будут

• ~15 В (1,25 В/ячейка разряжена — эталонные зарядные устройства Roomba)
• ~ 16,8 В (1,4 В / заряженная ячейка)

Эталонное напряжение LM317 составляет 1,25 В на резисторе 68 Ом для тока заряда (1,25/68) 18 мА . Падение напряжения на LM317 для этой скорости никогда не превышает 2 В (стр. 6 из таблицы данных, связанной с tyblu, очень консервативная оценка). Таким образом, минимальное входное напряжение должно быть (консервативно) 2 В + 1,25 В + 16,8 В = 20,05 В.

Как вы выбирали номинал резистора? Безопасная скорость зарядки (если вы смотрите его, чтобы выключить) составляет C/10, что должно составлять (100 мА·ч/10) ток заряда 100 мА . Это дает значение резистора (1,25 В / 0,1 А) 12,5 Ом с номинальной мощностью (0,1 ^ 2 * 12,5) 0,125 Вт . Являются ли эти 12 ячеек последовательными или параллельными?

Характеристики зарядки одного из зарядных устройств одного из двух самых популярных производителей аккумуляторов соответствуют характеристикам зарядного устройства.

Размер батареи / Номинальная емкость (мАч) / Расчетное время зарядки

AA 1300–2000 8–12,5 ч/ AA 2100–2500 13–16 ч/AAA 850–900 11–12 ч

Характеристики тока зарядного устройства для этих трех типов аккумуляторов составляют 200 мА при последовательном подключении двух аккумуляторов при напряжении 2,8 В. Фактическое измеренное напряжение аккумуляторов 2-й серии во время зарядки составляет 2,885 вольт при токе 240 мА. Если вы взяли 10 аккумуляторов по 1,2 В последовательно, общее напряжение аккумулятора 12 В, с напряжением непрерывного заряда 13,8 В, то есть на 15% выше напряжения аккумулятора. Имея это в виду, номинальный ток заряда 200 мА при номинальном напряжении батареи 1,2 В * 1,15 (напряжение батареи плюс 15 %) будет составлять 1,4 вольта на батарею (ячейку), две последовательно будут 2,8 В, 12 последовательно будет (1,4 В * 12 батарей) при напряжении заряда 16,8 вольт в последовательном блоке батарей из 12 батарей. Исходя из опыта и консультации с инженером по батареям Panasonic, Я всегда использовал напряжение батареи плюс 15% напряжения заряда для непрерывной зарядки батарей. В промышленной системе управления 24 В постоянного тока я бы подключил источник питания к 27,6 В (24 В * 1,15) с 2 батареями AGM 12 В последовательно для резервного копирования системы. Это всегда отлично работало для резервного питания панелей управления от сети, и большинство контрольно-измерительных приборов, ПЛК и датчиков будут нормально работать до ~ 30 В постоянного тока, поэтому я никогда не считал это проблемой для элементов управления. Итак, согласно предыдущему посту, 16,8 В + 2 В + 1,25 В будет оптимальным входным напряжением 20,05 В. и датчики будут нормально работать до ~ 30 В постоянного тока, поэтому я никогда не считал, что это проблема для элементов управления. Итак, согласно предыдущему посту, 16,8 В + 2 В + 1,25 В будет оптимальным входным напряжением 20,05 В. и датчики будут нормально работать до ~ 30 В постоянного тока, поэтому я никогда не считал, что это проблема для элементов управления. Итак, согласно предыдущему посту, 16,8 В + 2 В + 1,25 В будет оптимальным входным напряжением 20,05 В.

Это относительно просто. Ваш аккумулятор имеет максимальную мощность. чб.

Ваш источник или зарядное устройство должны иметь как минимум вдвое большую мощность.

2чб.

Схема будет заряжать ваш аккумулятор с эффективностью x за время t, где t — это время, необходимое для полной зарядки аккумулятора @ x.

Теперь остальное расплывчато, прошло несколько лет с тех пор, как они освещали это в школе, но вы можете посмотреть в учебнике, чтобы узнать, как правильно настроить его для вашей скорости тока.

Bw=2Bw раз (эффективность). Обычно около 67% с линейным регулятором напряжения. Или x/t умножить на 100%. Что-то подобное. Ваша схема стандартна и не будет очень эффективной, так как вы не соответствуете импедансу батареи, который постоянно меняется, плюс зарядные устройства постоянного тока трясутся на современных батареях большой емкости, вам нужно добавить оксолятор (sp?) на низкой частоте, чтобы производят наклонный импульс высокого напряжения как для адсорбции заряда, так и для охлаждения химии вместе с постоянным током.

Например. Вы заряжаете постоянным током C/10. Каждые полсекунды вы подаете стовольтовый положительный импульс, несущий двести миллиампер в положительный электрод, используя отдельную цепь. Не нарушайте при этом постоянную скорость C/10.

Использование этого примера помогает выровнять дендриты в клетках и обеспечивает более быстрый и полный заряд, который длится дольше.

Много удачи.

Джон.