Входное напряжение для зарядки NiMH аккумуляторов

У меня 12 никель-металлогидридных батарей AAA (1000 мАч и 1,2 В на батарею), и я хочу знать, какое напряжение оптимально для их зарядки. Я использую простое зарядное устройство с постоянным током (LM317 и резистор 68 Ом (R на схеме). Но я не уверен, каким должно быть входное напряжение. В моей цепи нет диода.

Источник постоянного тока регулирует свое выходное напряжение с нагрузкой, чтобы поддерживать постоянный ток.

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

Никель-металлогидридные батареи непостоянны в зарядке, демонстрируя зависящие от температуры изменения кривых заряда и разряда. Они также не имеют плавающего напряжения , поэтому зарядка при постоянном напряжении не работает, как вы, вероятно, обнаружили. У Energizer есть несколько рекомендаций относительно времени зарядки:

Обычно для NiMH аккумуляторов предпочтительнее интеллектуальное зарядное устройство с умеренной скоростью (от 2 до 3 часов). Аккумуляторы защищены от перезарядки схемой интеллектуального зарядного устройства. Чрезвычайно быстрая зарядка (менее 1 часа) может повлиять на срок службы батареи и должна быть ограничена по мере необходимости. Зарядные устройства на основе медленного ночного таймера также приемлемы и могут быть экономичной альтернативой интеллектуальным зарядным устройствам. Зарядное устройство, работающее от 0,1 С в течение 12–14 часов, хорошо подходит для никель-металлогидридных аккумуляторов. И, наконец, рекомендуется поддерживать уровень заряда (или каплеобразования) менее 0,025 C (C / 40). Использование очень малых струйных зарядов является предпочтительным, чтобы уменьшить негативные последствия перезарядки.

Аккумуляторы AAA NiMH имеют емкость 850 мАч ^{_{[зависит от производителя]}} , поэтому зарядка со скоростью от C / 2 до C / 3 может выполняться с постоянным током ...

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

В течение ночи, С / 12 струйкой заряд может быть сделано с постоянным током 71mA . На этой странице упоминается, что:

Современные элементы имеют катализатор рециркуляции кислорода, который предотвращает повреждение батареи при перезарядке, но эта переработка не может идти в ногу, если скорость зарядки превышает C / 10.

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

850mAh / h / 40 = 21mA

Умные зарядные устройства

Перечислены методы зарядки от Energizer , Duracell и Powerstream :

• ΔV зарядка : заряжайте при рекомендованном постоянном токе, пока элемент не достигнет пикового напряжения и не уменьшится (например, -15 мВ).
  
  Этот метод достаточно точен, чтобы безопасно заряжать от C / 2 до C / 3 (от 283 мА до 425 мА).

• Зарядка dT / dt : контролируйте температуру ячейки, чтобы ограничить максимальную температуру и ищите характерную скорость нагрева.
  
  Этот метод может использоваться в сочетании с ΔV-зарядом для более точного контроля и завершения процесса, что позволяет использовать более высокие токи (от C / 1 до C / 2 или от 425 мА до 850 мА).

• Мягкий запуск : если температура выше 40 градусов C или ниже нуля градусов C, начните с зарядки 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 вашей цепи постоянного тока LM317 должно быть достаточно, чтобы выдержать падение напряжения на регуляторе и резисторе (1,47 Ом), подать необходимый ток и превысить максимальное напряжение элемента. Для источника C / 1 или 850 мА требуется батарея типа AAA NiMH, внутреннее сопротивление которой составляет максимум около 120 мОм (120mΩ + 1.47Ω) * 850mA + 1.2V + 1.78V = 4.3315V. Я рекомендую, по крайней мере, еще 2 В, чтобы уменьшить влияние неровностей источника, таких как регулирование и шум, и учесть другие потери в цепи (как у того диода, которого у вас еще нет). Если вы заряжаете 4 элемента последовательно, как показывает ваша диаграмма, вам потребуется не менее 9,978 В (т.е. 12 В + ); 25,034 В (27 В +) для 12 в серии, хотя я бы беспокоился о неравномерной зарядке.

Аккумуляторы расположены последовательно, как показано на рисунке? В таком случае ваше разряженное напряжение будет около 15 В, а заряженное напряжение будет около 16,8 В (1,25 В / элемент разряжен, 1,4 В / элемент заряжен). LM317 ссылка 1.25V через 68 Ом резистор для зарядки ток (1,25 / 68) тока заряда 18 мА . Падение напряжения на LM317 для этой частоты никогда не превышает 2 В (стр. 6 из таблицы технических характеристик, приведено в очень приблизительной оценке). Поэтому минимальное входное напряжение должно быть (консервативно) 2 В + 1,25 В + 16,8 В = 20,05 В

Как вы выбрали значение для резистора? Безопасный уровень заряда (если вы смотрите его, чтобы выключить) - это C / 10, который должен быть (100 мАч / 10) ток зарядки 100 мА . Это дает значение резистора (1,25 В / 0,1 А) 12,5 Ом при номинальной мощности (0,1 ^ 2 * 12,5). 125 Вт . Эти 12 ячеек последовательно или параллельно?

Характеристики зарядки одного из зарядных устройств одного из двух самых популярных производителей аккумуляторов следующие из характеристик зарядного устройства.

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

AA 1300-2000 8-12,5 часа / AA 2100-2500 13-16 часов / AAA 850-900 11-12 часов

Ток для зарядного устройства для этих трех типов батарей составляет 200 мА с двумя последовательно соединенными батареями при напряжении 2,8 В. Фактическое измеренное напряжение батарей 2-й серии во время зарядки составляет 2,885 В с током 240 мА. Если вы взяли 10 батарей при напряжении 1,2 В последовательно, общее напряжение батареи 12 В при напряжении подзарядки 13,8 В, что на 15% выше напряжения батареи. Имея это в виду, тогда спецификация тока зарядки 200 мА при номинальном напряжении на одну батарею 1,2 В * 1,15 (напряжение батареи плюс 15%) будет составлять 1,4 В на батарею (элемент), две последовательные будут 2,8 В, 12 последовательно будет (1,4 В * 12 батарей) при напряжении заряда 16,8 В на ряду батарей серии из 12 батарей. Из опыта и консультации с инженером батареи Panasonic, Я всегда использовал напряжение аккумуляторной батареи плюс 15% зарядное напряжение для аккумуляторной батареи. В промышленной системе управления 24 В пост. Тока, я бы использовал источник питания 27,6 В (24 В * 1,15) с 2 батареями 12 В AGM последовательно для резервного копирования системы. Это всегда отлично работало для резервного питания панелей управления от электросети, и большинство контрольно-измерительных приборов, ПЛК и датчиков будут нормально работать до ~ 30 В постоянного тока, поэтому я никогда не считал, что это проблема для органов управления. Таким образом, в соответствии с предыдущим постом, оптимальным входным напряжением 20,05 В было бы 16,8 В + 2 В + 1,25 Вольт. и датчики будут работать нормально до ~ 30 В постоянного тока, поэтому я никогда не считал, что это проблема для органов управления. Таким образом, в соответствии с предыдущим постом, оптимальным входным напряжением 20,05 В было бы 16,8 В + 2 В + 1,25 Вольт. и датчики будут работать нормально до ~ 30 В постоянного тока, поэтому я никогда не считал, что это проблема для органов управления. Таким образом, в соответствии с предыдущим постом, оптимальным входным напряжением 20,05 В было бы 16,8 В + 2 В + 1,25 Вольт.

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

Ваш источник или зарядное устройство должны производить как минимум вдвое больше мощности.

2BW.

Схема будет заряжать ваш аккумулятор с коэффициентом полезного действия x за время t, где t - время, необходимое для полной зарядки аккумулятора @ x.

Теперь все остальное расплывчато, прошло уже несколько лет с тех пор, как они покрывали его в школе, но вы можете заглянуть в учебник, чтобы узнать, как правильно настроить его для вашего текущего уровня.

Bw = 2Bw раз (эффективность). Обычно около 67% с линейным регулятором напряжения. Или х / т раз 100%. Что-то такое. Ваша схема является стандартной и не будет очень эффективной, поскольку вы не соответствуете сопротивлению батареи, которое постоянно меняется, а также зарядным устройствам с постоянным током на современных батареях большой емкости, вам необходимо добавить оксолятор (sp?) С низкой частотой, чтобы генерировать наклонный импульс высокого напряжения как для адсорбции заряда, так и для перезарядки химического процесса наряду с постоянным током.

Например. Вы заряжаете при постоянном токе C / 10. Каждые полсекунды вы посылаете положительный импульс в сто вольт, переносящий двести миллиампер в положительный электрод, используя отдельную цепь. Теперь не нарушайте постоянную скорость C / 10, пока вы это делаете.

Использование примера помогает выровнять дендриты в клетках и дает гораздо более быстрый и быстрый заряд, который длится дольше.

Много удачи.

Джон.