Nemrég kaptam egy sor nikkel-fémhidrid újratölthető (NiMH) elemet a Bosch 14.4V, 2.6Ah csavarhúzóhoz. Az akkumulátorok ténylegesen kis kapacitással rendelkeztek, bár csak rövid ideig voltak terhelés alatt működtetve, és kis számban voltak kisülési (munka) töltési ciklusaik. Ezért úgy döntöttem, hogy szétszereljük az elemeket, elvégezzük elemükönkénti mérésüket a tulajdonságok és a lehetséges visszanyerés meghatározására, és a "túlélő" elemeket házi termékek nagy áramkimenetet igényel rövid idő alatt. Ezt a munkát szakaszosan ismerteti a „Automatikus akkumulátortöltő eszköz».
Az elem leszerelése után
elvégeztük az elemek előzetes leürítését a megadott eszközön, a minimális maradék feszültség ellenőrzése mellett 0,9 ... 1,0 volt, hogy megakadályozzuk a mély kisülést. Ezután egy egyszerű és megbízható töltőre volt szükség a teljes feltöltéshez.
Töltővel szemben támasztott követelmények
A NiMH akkumulátorok gyártói azt javasolják, hogy 0,75–1,0 ° C közötti áramerősségű töltést hajtsanak végre. Ilyen körülmények között a töltési folyamat hatékonysága, a ciklus nagy részében, a lehető legmagasabb. A töltési folyamat végére azonban a hatékonyság hirtelen csökken, és az energia hőtermelésbe kerül. Az elem belsejében a hőmérséklet és a nyomás hirtelen emelkedik. Az akkumulátorok vészszeleppel rendelkeznek, amely kinyílik, ha a nyomás növekszik. Ebben az esetben az akkumulátor tulajdonságai visszavonhatatlanul elvesznek. Igen, és a hőmérséklet negatív hatással van az akkumulátor elektródáinak szerkezetére.
Ezért a nikkel-fém-hidrid akkumulátorok esetében nagyon fontos, hogy figyelemmel kísérjék az akkumulátor üzemmódjait és állapotát töltés közben, a töltési folyamat befejezésének pillanatában, hogy megakadályozzák az akkumulátor túltöltését vagy megsemmisülését.
Mint jeleztük, a NiMH akkumulátor töltési folyamatának végén hőmérséklete emelkedni kezd. Ez a fő paraméter a töltés kikapcsolásához. Általában a töltés megszűnésének kritériumának tekintik percenként 1 foknál nagyobb hőmérséklet-emelkedést. De alacsony töltési áramerősségnél (kevesebb mint 0,5 ° C), amikor a hőmérséklet elég lassan emelkedik, nehéz felismerni. Ehhez abszolút hőmérsékleti érték használható. Ezt az értéket 45-50 ° C-on vesszük. Ebben az esetben a töltést meg kell szakítani, és (szükség esetén) meg kell újítani az elem lehűtése után.
Ezenkívül meg kell határozni a töltési határidőt. Ez kiszámítható az akkumulátor kapacitása, a töltési áram mennyisége és a folyamat hatékonysága között, plusz 5-10 százalék. Ebben az esetben a normál folyamathőmérsékleten a töltő a beállított időben kikapcsol.
A NiMH akkumulátor mély lemerülésével (kevesebb mint 0,8 V) a töltési áramot korábban 0,1 ... 0,3 C-ra állították be. Ez a szakasz időben korlátozott és kb. 30 percig tart. Ha ez alatt az idő alatt az akkumulátor nem állítja vissza a 0,9 ... 1,0 V feszültséget, akkor a cella nem fékeződik. Pozitív esetben a töltést ezután megnövelt árammal hajtják végre, 0,5-1,0 ° C tartományban.
És mégis, az ultragyors akkumulátor töltésről. Ismert, hogy amikor kapacitása akár 70% -át tölti, a nikkel-fém-hidrid akkumulátor töltési hatékonysága közel 100%. Ezért ebben a szakaszban meg lehet növelni az áramot, hogy felgyorsítsa annak áthaladását. Az áramok ilyen esetekben 10 ° C-ra korlátozódnak. A nagy áramerősség az akkumulátor túlmelegedéséhez és az elektródák szerkezetének megsemmisüléséhez vezethet. Ezért az ultragyors töltés használata csak a töltési folyamat állandó ellenőrzése mellett ajánlott.
A NiMH akkumulátor töltő gyártási folyamata alább áttekintve.
1. Alapvető adatok létrehozása.
- A cella feltöltése állandó névleges áramértékkel 0,5 ... 1,0C a névleges kapacitásig.
- Kimeneti áram (állítható) - 20 ... 400 (800) ma.
- A kimeneti áram stabilizálása.
- Kimeneti feszültség 1,3 ... 1,8 V.
- Bemeneti feszültség - 9 ... 12 V
- Bemeneti áram - 400 (1000) ma.
2. A memória tápellátásaként a 220/9 Voltos, 400 ma mobilos adaptert választottuk. Lehetséges cserélni egy erősebbre is (például 220 / 1,6 ... 12 V, 1000 ma). A memória kialakításában nem kell változtatni.
3. Vegye figyelembe a töltőáramkört
Az akkumulátortöltő tervezési változata egy stabilizáló és áramkorlátozó egység, és egy operatív erősítő (OA) elemére és egy nagyteljesítményű kompozit n-p-n tranzisztorra, a KT829A-ra készül. A töltő lehetővé teszi a töltési áram beállítását. A beállított áram stabilizálása a kimeneti feszültség növelésével vagy csökkentésével történik.
Az R1 ellenállás és a VD1 zener-dióda csatlakozási pontján stabil referenciafeszültség jön létre. Megváltoztatva az ellenállás elválasztó R2 potenciométeréből vett feszültség nagyságát az operációs erősítő nem invertáló bemeneténél (3. tű), megváltoztatjuk a kimeneti feszültség nagyságát (6. érintkező) és ezáltal a VT1-en keresztüli áramot. Az R5 ellenállás korlátozza az áramot az újratölthető akkumulátor áramkörében. Az R5 feszültségcsökkenés változása, amikor a töltőáram eltér a visszacsatoláson (OOS) az op-amp erősítő invertáló bemenetére (2. tű), kijavítja és stabilizálja a töltő kimeneti áramát. A beépített R2 áramerősség ezen és az azonos típusú akkumulátorok töltésének végéig stabil marad.
Ez az áramerősség-stabilizáló áramkör nagyon sokoldalú, és felhasználható az áram korlátozására különféle kiviteleken. Az áramkört könnyen meg lehet ismételni, egyszerű és megfizethető rádióelemekből áll, és a megfelelő telepítés után azonnal működni kezdenek.
Ennek az áramkörnek a jellemzője a rendelkezésre álló működési erősítők, például 12 K tápfeszültség használatának, például K140UD6, K140UD608, K140UD12, K140UD1208, LM358, LM324, TL071 / 081. A KT829A tranzisztor a fő tápelem, és minden áram áthalad rajta, ezért feltétlenül telepítve van a hűtőbordán. A tranzisztor választását az akkumulátor feltöltéséhez szükséges töltési áram határozza meg.
4. Válassza ki a töltő házát. Meg fogja határozni a memória alakját, kialakítását, hőszigetelését és megjelenését. Ebben az esetben egy alumínium aeroszolos dobozt választottunk. Távolítsuk el annak felső részét.
5. Vágtuk le az univerzális szerelőlemezről egy olyan szélességet, amely megegyezik a henger belső átmérőjével. Előnyös, ha a táblának a hengerbe történő bejutását szorosan, dőlés nélkül kell megszorítani.
6. A memóriát részletekkel egészítjük ki a séma szerint. Az aeroszol kupak potenciométer gombjának megfelelő méretű.
7. Rögzítsük a tranzisztort a hűtőre és telepítsük a hűtőt a tábla szélére, a fénykép szerint.
8. Forrasztjuk meg a tranzisztor a tábla párnáihoz.
9. Forrasztja meg az ellenállást, korlátozva az akkumulátor maximális töltési áramát. Mivel a teljes töltőáram áthalad az R5 ellenálláson, az ellenállás legjobb hűtése érdekében a széles körben alkalmazott (MLT-1) négy, párhuzamosan csatlakoztatott 22 ohmos ellenállásból vonják ki, mindegyik 1 W teljesítményű. Ezenkívül sorozatban egy 1,8 ohm 5 wattos ellenállást telepítenek. Az R5 teljes ellenállása körülbelül 7 ohm volt (átlagos teljesítmény 4 watt). Az ellenállások ellenállása és felszereltsége a tervezett töltőáramtól és az alkatrészek gyártó általi rendelkezésre állásától függ.
10. Helyezze össze a memória vezérlőrészét a kenyérvágó táblán. Csatlakozunk a töltő gyártott egységéhez és a rakományhoz - egy újratölthető akkumulátorhoz. A működési és hibakeresési módok ellenőrzéséhez csatlakoztassa a memóriát egy állítható tápegységhez. Ellenőrizzük a töltőáram beállítási tartományát, ha szükséges, kiválasztjuk az R2 és R3 ellenállások értékét.
11. Helyezze át a memória vezérlőrészét a munkasálra
és csatlakoztassa a tápegységhez.
12. A táblára, az oldalra szerelje be a töltő tápegységének (adapter vagy más tápegység) csatlakozóaljzatát.
13. Helyezze be a memóriát a házba, helyezze a hűtőt a felső (nyitott) részébe.
Előzetesen fúrjon be egy 6 mm átmérőjű lyukat a ház alsó hengeres részébe. A töltőház munkahelyzete függőleges, ezért abban, a kéményhez hasonlóan, természetes tapadást hoz létre. Az ellenállásokkal és egy radiátorral felmelegített levegő felfelé emelkedik a házból, hidegen húzva az alsó lyukakat. Ez a szellőzés hatékonyan működik, mivel a radiátor jelentős hevítését a töltő 2-3 órás működésével gyakorlatilag nem érzi a ház hevítése.
14. A töltőt egy működőkészlettel szereljük össze és terhelés alatt teszteljük, tucat akkumulátort töltve teljesen. A memória stabilan működik. Ugyanakkor a becsült töltési időt és az akkumulátor hőmérsékletét is rendszeresen ellenőrzik, hogy a töltőt kritikus értékeknél le lehessen kapcsolni. Az "akkumulátorok" krokodilok használatával csatlakoztatható a memóriavezérlő amperméterhez (multiméter) a töltési áram beállításához. Ugyanazon típusú további elemek töltésekor nincs szükség ampermérőre.
