Ni mg акумулятори як заряджати. Заряджаємо і використовуємо NiMH акумулятори правильно. Крапельний тип зарядки

Нікель-металогідридні акумулятори поступово поширюються на ринку, і вдосконалюється технологія їх виробництва. Багато виробників поступово покращують їх характеристики. Зокрема, збільшується кількість циклів заряд-розряд і знижується саморазряд Ni-MH батарей. Цей тип батарей випускався на заміну Ni-Cd акумуляторів і потроху вони витісняють їх з ринку. Але залишаються деякі напрямки використання, де нікель-металогідридні батареї не можуть замінити кадмієві. Особливо там, де потрібні високі розрядні струми. І той і інший тип батарейок для продовження терміну служби вимагають грамотної зарядки. Ми вже розповідали про зарядку нікель-кадмієвих батарей, а тепер прийшла черга заряджати Ni-MH акумулятори.

В процесі заряду в акумуляторі проходить ряд хімічних реакцій, на які йде частина подається енергії. Інша частина енергії перетворюється в тепло. ККД процесу зарядки - це та частина подається енергії, яка залишається в «запасі» у батареї. Значення ККД може відрізнятися в залежності від умов заряду, але ніколи не буває рівним 100 відсотків. Варто зазначити, що ККД при зарядці Ni-Cd акумуляторів вище, ніж у випадку з нікель-металогідридними. Процес зарядки Ni-MH акумуляторів відбувається з великим виділенням тепла, що накладає свої обмеження і особливості. Детальніше про те, читайте в статті за вказаним URL.

Швидкість зарядки найбільше залежить від величини подається струму. Якими струмами заряджати Ni-MH батареї, залежать від типу вибраної заряду. У цьому випадку струм вимірюється в частках від ємності (С) Ni-MH акумуляторів. Наприклад, при ємності 1500 мА-ч ток 0,5С становитиме 750 мА. Залежно від швидкості заряду нікель-металогідридних акумуляторів розрізняють три види зарядки:

• Крапельна (струм заряду 0,1);
• Швидка (0,3С);
• Прискорена (0,5-1С).

За великим рахунком типів зарядки всього два: крапельна і прискорена. Швидка і прискорена - це практично одне і те ж. Відрізняються вони лише методом зупинки процесу заряду.

Взагалі, будь-яка зарядка Ni-MH акумуляторів струмом більше 0,1 є швидкою і вимагає відстеження якихось критеріїв закінчення процесу. Крапельна зарядка цього не вимагає і може тривати невизначений час.

Види зарядки нікель-металогідридних акумуляторів

Тепер, давайте, розглянемо особливості різних видів зарядки докладніше.

Крапельна зарядка Ni-MH акумуляторів

Тут варто сказати, що цей тип зарядки не сприяє збільшенню терміну служби Ni-MH акумуляторів. Оскільки крапельна зарядка не відключається навіть після повного заряду, струм вибирається дуже маленьким. Це зроблено для того, щоб при тривалій зарядці не відбувалося перегріву батарей. У разі Ni-MH батарей значення струму може бути навіть знижено до 0,05с. Для нікель-кадмієвих підійде 0,1.

При крапельної зарядці відсутній характерний максимум напруги і обмеженням цього типу зарядки може виступати тільки час. Щоб оцінити необхідний час, потрібно знати ємність і початковий заряд батареї. Щоб розрахувати час зарядки більш точно, потрібно розрядити батарею. Це виключить вплив початкового заряду. ККД при крапельної зарядці Ni-MH акумуляторів знаходиться на рівні 70 відсотків, що нижче інших видів. Багато виробників нікель-металогідридних батарей не рекомендують використовувати крапельну зарядку. Хоча останнім часом з'являється все більше інформації про те, що сучасні моделі Ni-MH акумуляторів не деградують в процесі крапельного заряду.

Швидка зарядка нікель-металогідридних акумуляторів

Виробники Ni-MH акумуляторів в своїх рекомендаціях призводять характеристики для заряду з величиною струму в інтервалі 0,75-1С. Орієнтуйтеся на ці значення, коли будете вибирати, яким струмом заряджати Ni-MH акумулятори. Значення струму заряду вище цих значень не рекомендуються, оскільки це може привести до відкриття аварійного клапана для скидання тиску. Швидку зарядку нікель-металогідридних батарей рекомендується проводити при температурі 0-40 градусів Цельсія і напрузі 0,8, 8 вольта.

ККД процесу швидкої зарядки значно більше, ніж крапельної. Він становить близько 90 відсотків. Однак до моменту закінчення процесу ККД різко знижується, і енергія переходить в виділення тепла. Усередині батарейки різко зростає температура і тиск. мають аварійний клапан, який може відкритися при збільшенні тиску. В цьому випадку властивостей акумулятора будуть безповоротно втрачені. Та й сама висока температура надає згубний вплив на структуру електродів батарейки. Тому потрібні чіткі критерії, за якими процес заряду буде зупинятися.

Вимоги до зарядного пристрою (ЗУ) для Ni-MH батарей ми представимо нижче. Поки відзначимо, що такі ЗУ ведуть заряд за певним алгоритмом. Стадії цього алгоритму в загальному вигляді наступні:

• визначення наявності акумуляторної батареї;
• кваліфікація батареї;
• пред-зарядка;
• перехід на швидку зарядку;
• швидка зарядка;
• дозарядки;
• підтримуюча зарядка.

Розглянемо ці стадії докладніше.

На цьому етапі подається струм 0,1 і виконується перевірка напруги на полюсах. Для старту процесу заряду напруга повинна становити не більше 1,8 вольта. Інакше процес не стартує.

Варто зазначити, що перевірка наявності акумулятора проводиться і на інших стадіях. Це необхідно на той випадок, якщо акумулятор виймається з зарядного пристрою.

Якщо логіка ЗУ визначає, що величина напруги більше 1,8 вольта, то це сприймається, як відсутність акумуляторної батареї або її пошкодження.

Кваліфікація батареї

Тут визначається приблизна оцінка заряд. Якщо напруга буде менше 0,8 вольта, то швидкий заряд акумулятора запускати не можна. В цьому випадку зарядний пристрій включить режим пред-зарядки. При нормальній експлуатації Ni-MH батареї рідко розряджають до напруги нижче 1 вольт. Тому перед-зарядка включається тільки в разі глибоких розрядів і після тривалого зберігання батарейок.

Пред-зарядка

Як вже говорилося вище, пред-зарядка включається при глибокому розряді Ni-MH акумуляторів. Струм на цій стадії встановлюється на рівні 0,1-0,3С. За часом цей етап обмежений і становить десь близько 30 хвилин. Якщо за цей час акумулятор не відновлює напруги 0,8 вольта, то заряд переривається. В цьому випадку батарейка, швидше за все, пошкоджена.

Перехід до швидкої зарядки

На цьому етапі відбувається плавне збільшення зарядного струму. Нарощування струму відбувається плавно протягом 2-5 хвилин. При цьому, як і на інших стадіях, ведеться контроль температури і відключення заряду при критичних значеннях.

Струм заряду на цій стадії знаходиться в інтервалі 0,5-1С. Найголовніше на стадії швидкої зарядки є своєчасного відключення струму. Для цього при зарядці Ni-MH акумуляторів використовується контроль за кількома різними критеріями.

Для тих, хто не в курсі, при зарядці використовується метод контролю за дельті напруги. В процесі зарядки воно постійно зростає, а після закінчення процесу починає падати. Зазвичай закінчення заряду визначається по падінню напруги на 30 мВ. Але цей спосіб контролю з нікель-металогідридними акумуляторами працює не дуже добре. В цьому випадку падіння напруга не так сильно виражено, як у випадку Ni-Cd. Тому для спрацьовування відключення потрібно збільшувати чутливість. А при підвищеній чутливості підвищується ймовірність помилкового спрацьовування через шумів акумулятора. Крім того, при зарядці декількох батарейок спрацьовування відбувається в різний час і весь процес розмазується.

Але все одно зупинка зарядки по падінню напруги є основною. При заряді струмом 1С падіння напруги для відключення становить 2,5-12 мВ. Іноді виробники встановлюють детектування не по падінню, а по відсутності зміни напруги в кінці заряду.

При цьому в період перших 5-10 хвилин зарядки контроль за дельті напруги відключається. Це пояснюється тим, що при старті швидкої зарядки напруга акумулятора може сильно змінюватися в результаті процесу флуктуації. Тому на початковому етапі контроль відключається, щоб виключити помилкові спрацьовування.

Через не надто високої надійності відключення зарядки по дельті напруги використовується контроль і за іншими критеріями.

В кінці процесу заряду Ni-MH акумуляторної батареї її температура починає зростати. За цим параметром і робиться відключення заряду. Щоб виключити значення температури ОС, моніторинг ведеться не по абсолютним значенням, а по дельті. Зазвичай в якості критерію припинення заряду береться зростання температури більш ніж на 1 градус за хвилину. Але цей спосіб може не спрацьовувати при токах заряду менше 0,5С, коли температура зростає досить повільно. І в цьому випадку можливий перезаряд Ni-MH батареї.

Ще існує метод контролю процесу заряду з аналізу похідною напруги. В цьому випадку ведеться моніторинг не дельти напруги, а швидкість його максимального зростання. Метод дозволяє припиняти швидку зарядку дещо раніше завершення заряду. Але такий контроль пов'язаний з низкою складнощів, зокрема, більш точного вимірювання напруги.

Деякі зарядні пристрої для Ni-MH акумуляторів застосовують для заряду не є постійним струм, а імпульсний. Він подається тривалістю 1 секунда з інтервалами 20-30 мілісекунд. Як переваги такого заряду фахівці називають більш рівномірний розподіл активних речовин за обсягом акумулятора і зниження утворення великих кристалів. Крім того, повідомляється про більш точному вимірі напруги в інтервалах між подачею струму. Як розвиток цього методу, був запропонований Reflex Charging. В цьому випадку при подачі імпульсного струму чергується заряд (1 секунда) і розряд (5 секунд). Струм розряду нижче заряду в 1-2,5 рази. Як переваги можна виділити меншу температуру при заряді і усунення великих кристалічних утворень.

При зарядці нікель-металогідридних акумуляторів дуже важливим є контролювати закінчення процесу зарядки за різними параметрами. Повинні бути передбачені способи аварійного завершення заряду. Для цього може бути використано абсолютне значення температури. Часто таким значенням буває 45-50 градусів Цельсія. В цьому випадку заряд повинен бути перерваний і відновлений після охолодження. Здатність приймати заряд у Ni-MH акумуляторів при такій температурі знижується.

Важливо встановлювати обмеження за часом заряду. Його можна прикинути по ємності батареї, величиною струму зарядки і ККД процесу. Обмеження встановлюється на рівні розрахунковий час плюс 5-10 відсотків. В цьому випадку, якщо не спрацює жоден з попередніх методом контролю, заряд відключиться за встановленим часу.

етап дозарядки

На цій стадії струм зарядки встановлюється 0,1-0,3С. Тривалість близько 30 хвилин. Більш тривала дозарядки не рекомендується, оскільки це скорочує термін служби батареї. Етап дозарядки допомагає вирівняти заряд елементів в батареї. Найкраще, якщо після швидкої зарядки, акумулятори охолонуть до кімнатної температури, а потім запуститься дозарядки. Тоді акумулятор відновить повну ємність.

Зарядні пристрої для Ni-Cd акумуляторів часто після завершення процесу заряду переводять батареї в режим крапельної зарядки. Для Ni-MH батарей це буде корисно тільки в разі подачі дуже маленького струму (близько 0,005с). Цього буде достатньо для компенсації саморозряду акумулятора.

В ідеалі зарядка повинна мати функцію включення підтримуючої зарядки при падінні напруги на батарейці. Підтримуюча зарядка має сенс тільки в тому випадку, коли між зарядом батарейок і їх використанням проходить досить тривалий час.

Надзвичайно швидка зарядка Ni-MH акумуляторів

І ще варто згадати про надшвидкому заряді акумуляторних батарей. Відомо, що при заряді до 70 відсотків своєї ємності нікель-металогідридний акумулятор має ККД зарядки близький до 100 відсотків. Тому на цьому етапі має сенс збільшити струм для прискореного його проходження. Токи в таких випадку обмежують значенням 10С. Основна проблема тут у визначенні тих самих 70 відсотків заряду, при яких слід знижувати струм до звичайної швидкої зарядки. Це сильно залежить від ступеня розряду, з якої почалася зарядка батареї. Високий струм легко може привести до перегріву акумулятора і руйнування структури його електродів. Тому використання надшвидкого заряду рекомендується тільки при наявності відповідних навичок і досвіду.

Загальні вимоги до зарядних пристроїв для нікель-металогідридних акумуляторів

Розбирати якісь окремі моделі для заряду Ni-MH акумуляторів в рамках цієї статті недоцільно. Досить зазначити, що це можуть бути вузькоспрямовані ЗУ під зарядку нікель-металогідридних батарей. Вони мають зашитий алгоритм зарядки (або кілька) і по ньому постійно працюють. А є універсальні пристрої, які дозволяють точно керувати параметрами зарядки. Наприклад, . Такі пристрої можуть бути використані для заряду різних батарей. В тому числі, і для, якщо є адаптер харчування відповідної потужності.

Потрібно сказати пару слів про те, які характеристики і функціонал має мати ЗУ для Ni-MH акумуляторів. Пристрій обов'язково повинно мати можливість регулювання струму зарядки або його автоматична установка в залежності від типу батарейок. Чому це важливо?

Зараз існує безліч моделей нікель-металогідридних акумуляторів, і багато батарейки однакового форм-фактора можуть відрізнятися ємністю. Відповідно, ток зарядки повинен бути різний. Якщо заряджати струмом вищим за норму, нагрів. Якщо нижче норми, то процес зарядки буде йти довше покладеного. У більшості випадків струми на зарядний пристрій робляться у вигляді «пресетів» для типових батарейок. В цілому ж при заряді виробники Ni-MH акумуляторів не рекомендують установку струму більш 1,3-1,5 ампера для типу АА незалежно від ємності. Якщо вам з якихось причин потрібно збільшення цього значення, то потрібно подбати про примусове охолодженні акумуляторів.

Ще одна проблема пов'язана з відключенням живлення зарядного пристрою в процесі зарядки. В цьому випадку при включенні харчування вона почнеться знову зі стадії визначення акумулятора. Момент закінчення швидкої зарядки визначається не часом, а рядом інших критеріїв. Тому якщо вона пройшла, то при включенні буде пропущена. А ось етап дозарядки пройде знову, якщо він вже був. В результаті акумулятор отримує небажаний перезаряд і зайвий нагрів. Серед інших вимог до ЗУ Ni-MH акумуляторів - низький розряд при відключенні харчування зарядного пристрою. Струм розряду в знеструмленому ЗУ не повинен перевищувати 1 мА.

Варто відзначити і наявність в зарядному пристрої ще одну важливу функцію. Воно повинно розпізнавати первинні джерела струму. Простіше кажучи, марганцево-цинкові та лужні батарейки.

При установці і зарядці таких батарейок в ЗУ вони цілком можуть вибухнути, оскільки не мають аварійного клапана для скидання тиску. Від електроенергію від, щоб воно могло розпізнавати такі первинні джерела струму і не включати зарядку.

Хоча тут варто зазначити, що визначення акумуляторів та первинних джерел струму, має ряд складнощів. Тому виробники ЗУ не завжди оснащують свої моделі подібними функціями.

Кілька порад по експлуатації нікель-металогідридних акумуляторів

Як ви зрозуміли, основні правила експлуатації Ni-MH акумуляторів - це не допускати перегріву і перезаряду. Нижче наводяться додаткові поради при експлуатації нікель-металогідридних акумуляторів, які допоможуть вам продовжити термін їх служби:

• Якщо ви залишаєте Ni-MH акумулятори на тривале зберігання, то заряд в них повинен становити 30-50 відсотків від номінальної ємності;
• Нікель-металогідридні батареї набагато чутливіші до перезарядки і нагріванню ніж нікель-кадмієві. Ці речі негативно позначаються на їх терміні служби і токоотдачи батарей. Пам'ятайте, що зарядний пристрій для Ni-MH акумуляторів може використовуватися для зарядки Ni-Cd, але не навпаки;
• Нікель-металогідридні можна, але зовсім не обов'язково піддавати тренувальним циклам. Якісне зарядний пристрій за кілька зарядів дозволяє батареї набрати ємність, втрачену при зберіганні на складі і транспортуванні. Для продукції різних виробників кількість циклів для набору ємності різниться. Для деяких акумуляторів вистачить 3-4 циклів, а для інших може не вистачити і п'ятдесяти;
• Після закінчення циклу заряду або розряду залиште акумулятор остигати. Зарядку при температурах нижче 5 і вище 50 градусів Цельсія проводити не слід. Це скорочує термін служби Ni-MH батарей;
• Намагайтеся не розряджати Ni-MH акумулятор до напруги нижче 0,9 вольта. У таких випадках багато недорогих зарядки просто не зможуть запустити зарядку. Коли зарядка не може розпізнати такий розряджений акумулятор, можна підключити батарейку до зовнішнього джерела живлення (струм 90-160 мА) і довести напруга до 0,9 вольта;
• При використанні однієї і тієї ж батареї елементів в режимі дозарядки рекомендується розряджати акумулятор до 0,9 вольта і потім повністю заряджати в ЗУ. Цей процес бажано повторювати один раз на десять раз дозарядки Ni-MH акумуляторів.

Потрібна інформація про те,? Тоді читайте статтю за посиланням.

Параметри зарядки найбільш поширених Ni-MH акумуляторів

На закінчення наводимо параметри для зарядки найбільш поширених типів нікель-металогідридних акумуляторів. Характеристики підібрані для повністю виряджених батарей. Вони зведені в таблиці нижче.

Акумуляторні батареї стали основним джерелом харчування сучасних пристроїв, що працюють на електронній основі. Найбільш популярними вважаються Ni-MH акумулятори, так як вони практичні, довговічні і можуть мати підвищену ємністю. Але для збереження технічних характеристик під час всього терміну експлуатації слід дізнатися деякі особливості роботи накопичувачів даного класу, а також правильні умови зарядки.

Стандартні Ni-MH акумулятори

Як правильно заряджати Ni-MH акумулятори

Під час заряджання будь-якого автономного накопичувача, будь це батарейка простого смартфона або високоемкостних АКБ вантажівки, в ньому починається ряд хімічних процесів, через якого відбувається накопичення електричної енергії. Отримана накопичувачем електроенергія не зникає, частина її йде на заряд, а певний відсоток - на тепло.

Параметр, за яким визначається ефективність зарядки батареї, називається коефіцієнтом корисної дії автономного накопичувача. ККД дозволяє визначити, як співвідношення корисної роботи і непотрібних її втрат, що йдуть на нагрів. І в даному параметрі, акумулятори та батареї нікель-металогідридні сильно поступаються Ni-Cd накопичувачів, так як занадто велика частина енергії, що витрачається на їх заряд, паралельно йде і на нагрів.

Нікель-металогідридний накопичувач можна відновити самостійно

Щоб швидко і коректно зарядити нікель-металогідридних батарею, необхідно встановити правильну величину струму. Дана величина визначається, виходячи з такого параметра як ємність автономного джерела живлення. Можна збільшити силу струму, але робити це слід в певні етапи зарядки.

Спеціально для нікель-металогідридних акумуляторів визначені 3 різновиди зарядки:

• Крапельна. Протікає на шкоду довговічності батареї, не припиняється навіть по досягненню 100% заряду. Але при крапельної зарядці виділяється мінімальна кількість тепла.
• Швидка. Дотримуючись назвою, можна сказати що даний вид зарядки протікає трохи швидше, обумовлено це вхідним напруга в межах 0.8 Вольта. При цьому, рівень ККД підвищується до 90%, що вважається дуже хорошим показником.
• Режим дозаряда. Необхідний для заряду накопичувача до повної його ємності. Даний режим проводиться з використанням малого струму протягом 30-40 хвилин.

На цьому особливості заряду закінчуються, тепер слід розглянути кожен режим більш докладно.

Особливості крапельної зарядки

Основною особливістю крапельної зарядки NiZn, а також Ni-MH акумуляторів, є зниження її нагрівання під час протікання всього процесу, який може тривати до відновлення повної ємності накопичувача.

Стандартний зарядний пристрій для Ni-MH батарей

Чим примітна ця різновид зарядки:

• Маленький струм, відповідно - відсутність чітких рамок по різниці потенціалів. Напруга заряду може досягати свого максимуму без будь-якого негативного впливу на термін служби накопичувача.
• Коефіцієнт корисної дії в межах 70%. Звичайно, даний показник нижче інших, і час, необхідний для повного відновлення ємності, збільшується. Але при цьому знижується нагрів батареї.

Перераховані вище показники можна віднести до категорії позитивних. Тепер слід звернути увагу на негативні якості крапельної зарядки.

• Крапельний процес відновлення не припиняється навіть після відновлення повної ємності. Постійний вплив навіть маленького струму, при повному заряді батареї, швидко приводить її в непридатність.
• Необхідно розраховувати час заряду, виходячи з таких факторів як сила струму, напруга і. Не дуже зручно, і у деяких користувачів може зайняти занадто багато часу.

Сучасні нікель-металогідридні джерела живлення не так негативно сприймають крапельний заряд, як більш старі моделі. Але виробники зарядних пристроїв поступово відмовляються від застосування подібного відновлення ємності акумулятора.

Швидкий режим заряду Ni-MH батарей

Номінальними показниками заряду нікель-металогідридних батарей є:

• Сила струму в межах 1 А.
• Напруга від 0.8 В.

Наведено ті дані, від яких слід відштовхуватися. Для швидкого режиму заряду найкраще встановлювати силу струму, яка дорівнює 0,75 А. Цього цілком достатньо, щоб за короткий проміжок часу відновити накопичувач і при цьому не знизити його експлуатаційний термін. Якщо підняти струм більше 1 А, то наслідком може бути аварійний скид тиску, при якому відкривається спусковий клапан.

ЗУ з точними свідченнями сили струму

Для того, щоб режим швидкої зарядки не зашкодив батареї, необхідно стежити за закінченням самого процесу. ККД швидкого відновлення ємності складає близько 90%, що вважається дуже хорошим показником. Але в кінці процесу зарядки ККД різко падає, і наслідком такого падіння стає не тільки виділення великої кількості тепла, але і різке збільшення тиску. Звичайно, такі показники негативно позначаються на довговічності накопичувача.

Процес швидкого заряду складається з декількох етапів, які слід розглянути більш детально.

Підтвердження наявності показників заряду

Послідовність процесу:

1. На полюса накопичувача подається попередній струм, який становить не більше 0.1 А.
2. Напруга заряду в межах 1.8 В. При більш високому показники швидка зарядка батареї не почнеться.

Нікель-металогідридний елемент середньої ємності

Логічна схема в зарядний пристрій запрограмована на відсутність батареї. Це означає, що, якщо вихідна напруга буде складати більше 1.8 В, то зарядний пристрій сприйме такий показник як відсутність джерела живлення. Висока різниця потенціалів також виникає при пошкодженні акумуляторної батареї.

Діагностика ємності джерела живлення

Перед початком відновлення ємності, ЗУ має визначити рівень зарядженості джерела живлення, так швидкий процес відновлення не може початися, якщо він повністю розряджений і різниця потенціалів становить менше 0.8 В.

Для відновлення часткової ємності нікель-металогідридного накопичувача передбачений додатковий режим - попередній заряд. Це щадний режим, який дозволяє акумулятора «прокинутися». Використовується не тільки після повного відновлення ємності, але і при довгому зберігання батареї.

Слід пам'ятати, що для збереження експлуатаційного терміну нікель-металогідридних джерел живлення, їх не можна повністю розряджати. Або, якщо іншого виходу немає, то робити це якомога рідше.

Що таке пред-зарядка? особливості процесу

Щоб знати, як правильно заряджати акумулятор, необхідно розібратися з процесом перед- заряду.

Головною особливістю режиму попереднього відновлення ємності є те, що на нього відводиться певний проміжок часу, не більше 30 хвилин. Сила струму встановлюється в межах від 0.1 А до 0.3 А. При таких параметрах відсутня небажаний нагрів, і акумулятор може спокійно «прокинутися». При перевищенні різниці потенціалів більш 0.8 В перед- заряд автоматично відключається і починається наступний щабель відновлення ємності.

Різноманітність нікель-металлогидридной продукції

Якщо після закінчення 30 хвилин напруга джерела живлення не досягло позначки в 0.8 В, даний режим припиняється, так як зарядний пристрій визначає джерело живлення як несправний.

Швидкий заряд батареї

Даний етап і є тією самою, швидкою зарядкою джерела живлення. Він протікає з обов'язковим дотриманням кількох основних параметрів:

• Контроль за силою струму, яка повинна знаходитися в межах 0.5-1 А.
• Контроль за тимчасовими показниками.
• Постійне порівняння різниці потенціалів. Відключення процесу відновлення, якщо даний показник впаде на 30 мВ.

Дуже важливо стежити за зміною параметрів напруги, так як по закінченню швидкої зарядки акумулятор починає швидко нагріватися. Тому ЗУ включають в себе окремі вузли, що відповідають за контроль напруги джерела живлення. Для цього спеціально використовується метод контролю за дельті напруги. Але деякі виробники ЗУ застосовують сучасні розробки, які відключають пристрій при тривалій відсутності будь-яких змін різниці потенціалів.

Більш дорогим варіантом є установка котроллер за зміною температури. Наприклад, при підвищенні температури Ni-MH накопичувача, швидкий режим відновлення ємності автоматично відключається. Для цього необхідно дорогі температурні датчики або радіоелектронні схеми, відповідно, підвищується ціна і на саме зарядний пристрій.

дозарядки

Даний етап дуже схожий на попередню зарядку акумуляторної батареї, при якому струм встановлюється в межах 0.1-0.3 А, а весь процес займає не більше 30 хвилин. Дозарядки необхідна, так як саме вона дозволяє вирівняти електронні заряди в джерелі живлення, і збільшити його експлуатаційний термін. Але при більш тривалому відновленні, навпаки, відбувається прискорене руйнування акумулятора.

Особливості надшвидкої зарядки

Існує ще одне важливе поняття відновлення ємності Ni-MH батарей - швидке зарядження. Яка не тільки швидко відновлює джерело живлення, але і продовжує його експлуатаційний термін. Пов'язано це з однією цікавою особливістю Ni-MH акумуляторів.

Металлогидрідниє джерела живлення можна заряджати підвищеними струмами, але тільки по досягненню 70% ємності. Якщо пропустити цей момент, то завищений параметр сили струму призведе тільки до швидкого руйнування акумулятора. На жаль, виробники ЗУ вважають установку подібних контролюючих вузлів на свої вироби дуже витратною, і використовують більш просту швидку зарядку.

Зручні пальчикові джерела живлення

Проводити надшвидку зарядку слід тільки на нових батареях. Підвищені струми приводять до швидкого нагріву, наступною стадією якого стає відкриття запірного клапана тиску. Після відкриття запірного клапана, нікелевий акумулятор не підлягає відновленню.

Вибираємо зарядний пристрій для Ni-MH батарей

Деякі виробники ЗУ роблять ухил у бік виробів, виготовлених спеціально для заряду Ni-MH батарей. І це зрозуміло, тому що даних джерел живлення найбільшу кількість у багатьох електронних пристроях.

Слід більш докладно розглянути функціонал зарядних пристроїв, створених спеціально для відновлення ємності нікель-металогідридних акумуляторів.

• Обов'язкова наявність декількох захисних функцій, які сформовані певним поєднанням деяких радіоелементів.
• Наявність ручного або автоматичного режиму регулювання сили струму. Тільки таким чином можна буде встановлювати різні етапи зарядки. Різниця потенціалів зазвичай береться постійною.
• Автоматична підзарядка акумуляторної батареї, навіть після досягнення стовідсоткової ємності. Це дозволяє постійно підтримувати основні параметри джерела живлення, не на шкоду експлуатаційного терміну.
• Розпізнавання джерел струму, які працюють за іншим принципом. Дуже важливий параметр, так як деякі різновиди акумуляторів, при занадто великому струмі заряду можуть вибухнути.

Остання функція також відноситься до розряду особливих і вимагає монтажу спеціального алгоритму. Тому багато виробників воліють відмовитися від неї.

Ni-MH джерела живлення користуються широкою популярністю через свою довговічності, простоти експлуатації, а також доступної ціни. Багато користувачів встигли оцінити позитивні якості даних виробів.

Методи заряду Ni-Cd і Ni-MH акумуляторів

Існує багато різних методів заряду NiCd або NiMH акумуляторів. Але всі їх можна розділити на 4 основні групи:

- стандартний заряд - заряд постійним струмом, рівним 1/10 від величини номінальної ємності акумулятора, протягом приблизно 15 годин.

- швидкий заряд - заряд постійним струмом, рівним 1/3 від величини номінальної ємності акумулятора протягом приблизно 5 годин.

- прискорений або дельта V заряд - заряд з початковим струмом заряду, рівним величині номінальної ємності акумулятора, при якому постійно вимірюється напруга на акумулятора і заряд закінчується після того, як акумулятор повністю заряджений. Час заряду приблизно 1 годину.

- реверсивний заряд - імпульсний метод заряду, при якому короткі імпульси розряду розподіляються між довгими зарядні імпульсами.

Кілька слів про термінологію. Ємність акумулятора часто позначається буквою "C", і Ви часто будете бачити посилання подібні 1/20 C або C / 20. Коли говорять про розряд, рівному 1/10 C, то це означає розряд струмом, рівним десятої частини від величини номінальної ємності акумулятора.

Так наприклад, для акумулятора ємністю 600 мА * год це буде розряд струмом 600/10 \u003d 60mA.

Теоретично акумулятор ємністю 600 мА * год може віддавати струм 600mA протягом однієї години, 60 мА протягом 10 годин, або 6mA протягом 100 годин. Практично ж, при високих значеннях струму розряду номінальна ємність ніколи не досягається, а при низьких токах перевищується.

Аналогічно при заряді акумуляторів, значення 1/10 C означає заряд струмом, рівним десятої частини заявленої ємності акумулятора. Повільний заряд в 1/10 C - зазвичай безпечний для будь-якого акумулятора.

Стандартний (або повільний) метод заряду

Цей метод має на увазі заряд струмом приблизно рівним 50 мА (для AA елементів) протягом 15 годин. При такому струмі, дифузія кисню більш ніж достатня, щоб робити які-небудь заходи для зменшення струму після досягнення повного заряду.

Безумовно, що в цьому випадку існує ризик отримати зменшення напруги при перезаряді.

Мал. 3

На графіку (рис.3) струм заряду підтримується постійно рівним 0. 1C протягом 16 годин. Під час заряду спостерігається підвищення напруги на елементі акумулятора. (Після закінчення заряду і при перезаряді напруга починає зменшуватися. Прим. Перекладача.)

Слід зазначити, що NiCd і NiMH акумулятори завжди заряджаються постійним струмом, на відміну від свинцево-кислотних, які заряджаються при постійній напрузі.

Метод швидкого заряду.

Різновидом повільного заряду є метод швидкого заряду, при якому використовується струм заряду від 0.3 до 1.0C. В цьому випадку істотно важливо, щоб акумулятор був повністю розряджений перед зарядом, так що такі зарядні пристрої часто починають заряд з циклу розряду для того, щоб зарядити акумулятор до його максимальної місткості.

Мал. 4

На графіку (Рис.4) заряд струмом в 1/3 C підтримувався від 4 до 5 годин. Цей метод заряду має тенденцію до перегріву акумулятора, особливо при заряді струмом близькому до 1 C.

Метод D V заряду

Найкращий метод заряду NiCd і NiMH акумуляторів - так званий метод дельта V (метод вимірювання зміни напруги). Якщо вимірювати напругу на висновках елемента протягом заряду постійним струмом, то можна помітити, що напруга повільно підвищується під час заряду. У точці повного заряду, напруга на елементі буде короткочасно зменшуватися.

Величина зменшення невелика, приблизно 10 mV на елемент для NiCd і менше для NiMH, але явно виражена. Метод дельта V заряду майже завжди супроводжується вимірюванням температури, що забезпечує додатковий критерій оцінки ступеня заряду акумулятора (а для вірності зарядні пристрої для великих акумуляторів високої ємності зазвичай мають крім цього і таймери безпеки).

Мал. 5

На графіку (Рис.5) використовувався струм заряду дорівнює 1 C і після досягнення повного заряду, струм заряду зменшився до 1/30 ... 1/50 C для компенсації явища саморозряду акумулятора.

Існують електронні схеми, розроблені спеціально для реалізації методу дельта V заряду. Наприклад MAX712 і 713. Реалізація цього методу більш дорога, ніж інші, але дає добре відтворювані результати.

Слід зазначити, що в акумуляторі з хоча б одним поганим елементом з ланцюжка послідовно з'єднаних, метод дельта V заряду може не працювати і привести до руйнування інших елементів, тому необхідно бути обережним.

Інший економічний шлях виявлення моменту повного заряду акумулятора полягає у вимірюванні температури елемента. Температура елемента різко підвищується при досягненні повного заряду. І коли вона підвищиться на 10 ° С або значно вище навколишнього середовища, припиніть заряд, або перейдіть в режим тонкоструйного заряду. При будь-якому методі заряду, якщо застосовуються великі струми заряду, потрібно запобіжний таймер. Про всяк випадок не допускайте струм заряду більше, ніж значення подвійний ємності елемента ,. (Тобто для елемента ємністю 800 мА * год, не більше, ніж 1600 мА * год заряд).

NiMH акумулятори мають специфічні проблеми з зарядом. Величина дельта V дуже мала (приблизно 2mV на елемент) і її важче виявити, ніж в разі NiCd акумуляторів.

Тому NiMH акумулятори для стільникових телефонів мають температурні датчики в якості резервного засобу для виявлення дельта V.

Одна зі специфічних проблем, пов'язаних з зарядом за цим методом полягає в тому, що при використанні в автомобілях електричні шуми і перешкоди маскують виявлення дельта V, і телефони більш схильні до управління зарядом по температурному обмеження. Це може привести до псування акумулятора в автомобілі, де телефон залишається підключеним (наприклад автомобільний комплект) і багаторазові запуски і зупинки двигуна має місце. Кожен раз, коли запалювання вимикається на кілька хвилин і потім включається назад, новий цикл заряду ініціюється.

При використанні нерегульованого зарядного пристрою, який не забезпечує виявлення моменту настання повного заряду будь-яким відомим способом, необхідно обмежити струм заряду. Практично всі NiCd елементи можуть заряджатися струмом C / 10 (приблизно 50 мА для AA елемента) невизначено довго без охолодження. При цьому, природно, не вдасться уникнути зменшення напруги після повного заряду, а й акумулятор не зіпсується. Всі зарядні пристрої, безпосередньо вбудовані в телефони, мають електронні схеми виявлення повного заряду.

Якщо хочете прискорити процес, то заряд струмом величиною C / 3 зарядить елементи приблизно через 4 години, і при такому струмі більшість елементів лише трохи перезарядиться без великих неприємностей. Тобто, якщо Ви закінчуєте процес заряду протягом години після досягнення повного заряду, то це - добре. Виняток перезарядження - ось до чого необхідно прагнути. При струмі заряду більш C / 2 необхідно використовувати тільки зарядні пристрої з автоматичними засобами виявлення повного заряду. При такому струмі і вище, елементи акумулятора можуть бути при перезаряді легко пошкоджені. Ті елементи, які містять в своєму складі поглиначі кисню, можуть не охолоджуватися, але будуть вельми гарячими.

З хорошою електронною схемою управління зарядом можуть бути використані струми заряду більш 1C - проблемою в цьому випадку стає зменшення ефективності заряду і внутрішнє нагрівання від втрат на внутрішньому опорі. Однак, якщо Ви не поспішайте, уникайте заряд струмом більшим, ніж 1C.

Реверсивний метод заряду

В аналізаторах акумуляторів Cadex 7000 і CASP / 2000L (H) використовуються реверсивні імпульсні методи заряду, при якому короткі імпульси розряду розподіляються між довгими зарядні імпульсами. Вважається, що такий метод заряду покращує рекомбінацію газів, що виникають в процесі заряду, і дозволяє проводити заряд великим струмом за менший час. Крім того, відновлюється кристалічна структура кадмієвих анодів, усуваючи тим самим "ефект пам'яті".

На рис.6 схематично зображено тимчасова діаграма реверсивного методу заряду NiCd і NiMH акумуляторів, реалізована в аналізаторі Cadex 7000. Цифрою 1 позначено навантажувальний імпульс, а цифрою 2 - зарядний.

Мал. 6

Величина зворотного імпульсу навантаження визначається у відсотках від струму заряду в діапазоні від 5 до 12%. Оптимальне значення 9%. Так наприклад, для NiCd акумулятора ємністю 1800 мА * год, зарядний струм величиною в 1С дорівнює 1800 мА. Тоді імпульс навантажувального струму буде дорівнює 1800 мА * 0.09 \u003d 162 мА. Вибирайте значення рівне 5% для NiCd ємністю 500 мА * год і менш.

Примітка перекладача:

Було проведено одиничний експеримент з вимірювання параметрів методу реверсивного заряду NiCd і NiMH акумуляторів ємністю 1000 мА * год.

Виміри проводилися за допомогою осцилографа, шляхом вимірювання параметрів імпульсу напруги на резисторі С5 -16В - 0.2 Ом ± 1%, послідовно включеному в позитивну ланцюг заряду акумулятора. За результатами вимірювань вийшло:

Тривалість імпульсу "1" становить ~ 30 мс, а період проходження ~ 200 мс;

Амплітуди імпульсів струму "1" і "2" приблизно однакові і дорівнюють значенню струму заряду.

Додаткова інформація:

Швидкий заряд NiMH акумуляторів здійснюється постійним струмом з відстеженням моменту повного заряду по моменту початку зменшення напруги на і (або) максимально допустимому збільшенню температури. Типові характеристики швидкого заряду NiMH акумуляторів в залежності від струму заряду наведено на Рис. 7. Додатково на малюнку містять графік зміни температури всередині акумулятора і зміни струму в процесі заряду.

Мал. 7. Типові характеристики швидкого заряду NiMH акумуляторів