Son zamanlarda Bosch 14.4V, 2.6Ah tornavida için bir dizi nikel metal hidrit şarj edilebilir (NiMH) pil aldım. Piller aslında sadece kısa bir süre yük altında çalıştırılmaları ve az sayıda deşarj (çalışma) - şarj döngüleri olmasına rağmen küçük bir kapasiteye sahipti. Bu nedenle, pilleri sökmeye, özelliklerini ve olası iyileşmeyi belirlemek için her bir öğe için ölçüm yapmaya karar verdim, diğerlerinde "hayatta kalan" öğeleri kullanmaya karar verdim Ev yapımı ürünler kısa sürede büyük bir akım çıkışı gerektirir. Bu çalışma “Otomatik akü deşarj cihazı».
Pili söktükten sonra
belirtilen cihaz üzerindeki elemanların hazır bir deşarjı, derin bir deşarjı dışlamak için 0.9 ... 1.0 voltluk minimum artık voltaj üzerinde bir kontrol ile gerçekleştirildi. Ardından, tamamen şarj etmek için basit ve güvenilir bir şarj cihazı gerekiyordu.
Şarj Aleti Gereksinimleri
NiMH pil üreticileri, 0.75-1.0C aralığında akım değerine sahip bir şarj yapılmasını önermektedir. Bu koşullar altında, şarj işleminin verimliliği, döngünün çoğu, mümkün olduğu kadar yüksektir. Ancak şarj işleminin sonunda verimlilik keskin bir şekilde azalır ve enerji ısı üretimine geçer. Elemanın içinde sıcaklık ve basınç keskin bir şekilde artar. Piller, basınç arttığında açılabilen bir acil durum valfine sahiptir. Bu durumda, pilin özellikleri geri döndürülemez şekilde kaybolacaktır. Evet ve çok sıcaklığın pilin elektrotlarının yapısı üzerinde olumsuz bir etkisi vardır.
Bu nedenle, nikel metal hidrit piller için, pilin aşırı şarj olmasını veya tahrip olmasını önlemek için şarj sırasında, şarj işlemi bittiğinde pil modlarını ve durumunu izlemek çok önemlidir.
Belirtildiği gibi, NiMH pil şarj işleminin sonunda sıcaklığı yükselmeye başlar. Yükü kapatmak için ana parametre budur. Genellikle, yükün sona ermesi için bir kriter olarak dakikada 1 dereceden fazla bir sıcaklık artışı alınır. Ancak düşük şarj akımlarında (0,5 ° C'nin altında), sıcaklık yeterince yavaş yükseldiğinde, tespit edilmesi zordur. Bunun için mutlak bir sıcaklık değeri kullanılabilir. Bu değer 45-50 ° C alınır. Bu durumda, eleman soğutulduktan sonra şarj kesilmeli ve (gerekirse) yenilenmelidir.
Bir şarj süresi sınırı ayarlamak da gereklidir. Pil kapasitesi, şarj akımı miktarı ve proses verimliliği artı yüzde 5-10 ile hesaplanabilir. Bu durumda, normal işlem sıcaklığında, şarj cihazı ayarlanan zamanda kapatılır.
NiMH pilinin derin bir deşarjı (0.8V'den az) ile, şarj akımı önceden 0.1 ... 0.3C'ye ayarlanır. Bu aşama zamanla sınırlıdır ve yaklaşık 30 dakika sürer. Bu süre zarfında pil 0,9 ... 1,0 V voltajını geri yüklemezse, hücre ödün vermez. Pozitif durumda, yük daha sonra 0.5-1.0C aralığında artan bir akım ile gerçekleştirilir.
Ve yine de, ultra hızlı pil şarjı hakkında. Kapasitesinin% 70'ine kadar şarj ederken, nikel metal hidrit pilin yüzde 100'e yakın bir şarj verimliliğine sahip olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, bu aşamada geçişini hızlandırmak için akımı arttırmak mümkündür. Bu gibi durumlarda akımlar 10C ile sınırlıdır. Yüksek akım, pilin aşırı ısınmasına ve elektrotlarının yapısının bozulmasına neden olabilir. Bu nedenle, ultra hızlı şarjın kullanılması sadece şarj işleminin sürekli izlenmesi ile önerilir.
NiMH pil için şarj cihazı üretim süreci aşağıda incelendi.
1. Mevcut durum verilerinin oluşturulması.
- Nominal kapasiteye 0,5 ... 1,0C sabit akım değeri ile hücrenin şarj edilmesi.
- Çıkış akımı (ayarlanabilir) - 20 ... 400 (800) ma.
- Çıkış akımının stabilizasyonu.
- Çıkış gerilimi 1.3 ... 1.8 V.
- Giriş voltajı - 9 ... 12 V.
- Giriş akımı - 400 (1000) ma.
2. Bellek için bir güç kaynağı olarak, 220/9 volt, 400 ma bir mobil adaptör seçiyoruz. Daha güçlü olanla değiştirmek mümkündür (örneğin, 220 / 1.6 ... 12V, 1000 ma). Bellek tasarımında değişiklik yapılması gerekmeyecektir.
3. Şarj devresini düşünün
Akü şarj cihazının bir tasarım çeşidi, bir stabilizasyon ve akım sınırlama birimidir ve bir operasyonel amplifikatörün (OA) ve güçlü bir kompozit n-p-n transistörün KT829A'nın bir elemanı üzerinde yapılır. Şarj cihazı şarj akımını ayarlamayı mümkün kılar. Ayarlanan akımın stabilizasyonu çıkış voltajını artırarak veya azaltarak gerçekleşir.
Direnç R1 ve zener diyot VD1'in birleşme noktasında kararlı bir referans voltajı üretilir. İşlemsel yükselticinin (pim 3) evirmeyen girişindeki direnç bölücünün potansiyometresi R2'den alınan voltaj değerini değiştirerek, çıkış voltajının (pim 6) değerini ve dolayısıyla VT1'den geçen akımı değiştiririz. Direnç R5, şarj edilebilir pilin devresindeki akımı sınırlar. Şarj akımı geri beslemeden (OOS) op-amp'in (pim 2) evirici girişine saptığında, şarj cihazının çıkış akımını düzeltir ve stabilize ederken R5'teki voltaj düşüşündeki değişiklik. Kurulu R2 akımı, bu ve aynı tipteki akülerin şarj edilmesinin sonuna kadar kararlı olacaktır.
Bu akım dengeleyici devresi çok yönlüdür ve çeşitli tasarımlarda akımı sınırlamak için kullanılabilir. Devrenin tekrarlanması kolaydır, basit ve uygun fiyatlı radyo bileşenlerinden oluşur ve doğru kurulduğunda hemen çalışmaya başlarlar.
Bu devrenin bir özelliği, 12 V besleme voltajı ile mevcut operasyonel amplifikatörleri kullanma yeteneğidir, örneğin K140UD6, K140UD608, K140UD12, K140UD1208, LM358, LM324, TL071 / 081. KT829A transistörü ana güç elemanıdır ve tüm akım içinden geçer, bu nedenle mutlaka ısı emiciye monte edilir. Transistör seçimi, pili şarj etmek için ayarlanan gerekli şarj akımı ile belirlenir.
4. Şarj cihazının mahfazasını seçin. Belleğin şeklini, tasarımını, ısı giderme koşullarını ve görünümünü belirleyecek. Bu durumda, bir alüminyum aerosol kutusu seçilmiştir. Üst kısmını kaldırıyoruz.
5. Üniversal montaj plakasından silindirin iç çapına eşit genişlikte bir parça kestik. Eğilmeden, levhanın silindire girmesini sıkılaştırmak tercih edilir.
6. Hafızayı şemaya göre parçalar ile tamamlıyoruz. Aerosol başlığı bir potansiyometre düğmesi olarak iyi boyutlandırılmıştır.
7. Transistörü radyatöre sabitliyoruz ve fotoğrafa göre radyatörü tahtanın kenarına takıyoruz.
8. Transistör uçlarını kartın pedlerine lehimleyin.
9. Mümkün olan maksimum pil şarj akımını sınırlandırarak direnci lehimleyin. Tüm şarj akımı direnç R5'ten geçtiğinden, direncin en iyi şekilde soğutulması için, her biri 1 W gücünde 22 ohm yaygın olarak kullanılan (MLT-1) dört paralel bağlı dirençten çekilir. Ek olarak, 1.8 ohm 5 watt'lık bir direnç seri olarak monte edilir. R5'in toplam direnci yaklaşık 7 ohm'dur (ortalama güç 4 watt). Dirençlerin direnci ve donanımı, planlanan şarj akımına ve üreticiden parçaların bulunmasına bağlıdır.
10. Belleğin kontrol kısmını bir devre kartı devre kartına monte edin. Şarj cihazının üretilen güç ünitesini bağlarız ve yükü şarj ediyoruz - şarj edilebilir bir batarya. Çalışma ve hata ayıklama modlarını kontrol etmek için belleği ayarlanabilir bir güç kaynağına bağlayın. Şarj akımının ayar aralığını kontrol ediyoruz, gerekirse R2 ve R3 dirençlerinin değerini seçiyoruz.
11. Belleğin kontrol parçasını çalışma parçasına aktarın
ve güç ünitesine takın.
12. Kartta, yan tarafta, şarj cihazının güç kaynağını (adaptör veya diğer güç kaynağı) bağlamak için soket takın.
13. Radyatörü üst (açık) kısmına yerleştirerek belleği muhafazaya takın.
Mahfazanın alt silindirik kısmında 6 mm çapında bir dizi delik açın. Şarj cihazı muhafazasının çalışma konumu dikeydir, bu nedenle içinde bir bacaya benzer şekilde doğal çekiş yaratılır. Dirençler ve bir radyatör tarafından ısıtılan hava, gövdeden yukarı doğru yükselir ve alt deliklere soğuk çeker. Bu havalandırma etkili bir şekilde çalışır, çünkü radyatörün şarj cihazının 2, 3 saatlik çalışmasıyla önemli ölçüde ısınması, kasanın ısıtılmasıyla neredeyse hissedilmez.
14. Şarj cihazı bir çalışma setiyle monte edilir ve bir düzine pili tamamen şarj ederek yük altında test edilir. Bellek düzgün çalışıyor. Aynı zamanda, şarj cihazını kritik değerlerde devre dışı bırakmak için tahmini şarj süresi ve pil sıcaklığı periyodik olarak izlenir. Pili bağlamak için "timsahlar" kullanılması, şarj akımını ayarlamak için bellek kontrol ampermetresine (multimetre) bağlanmanızı sağlar. Aynı türden sonraki elemanları şarj ederken, bir ampermetre gerekmez.
