Đầu vào điện áp để sạc pin NiMH

Tôi có 12 pin AAA NiMH (1000mAH và 1,2V mỗi pin) và tôi muốn biết điện áp tối ưu để sạc chúng là gì. Tôi đang sử dụng bộ sạc Hiện tại đơn giản (Điện trở LM317 và Điện trở 68 Ohm (R trong sơ đồ mạch). Nhưng tôi không chắc điện áp đầu vào cần là gì. Mạch của tôi không có diode.

Một nguồn dòng không đổi điều chỉnh điện áp đầu ra của nó với tải để duy trì dòng điện không đổi.

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

Pin NiMH là những kẻ hay thay đổi để sạc, thể hiện những thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ trong đường cong sạc và xả. Chúng cũng không có điện áp nổi , vì vậy sạc điện áp không đổi không hoạt động, như bạn có thể đã phát hiện ra. Energizer có một số khuyến nghị về thời gian sạc:

Thông thường, bộ sạc thông minh tốc độ vừa phải (2 đến 3 giờ) được ưu tiên cho pin NiMH. Pin được bảo vệ khỏi quá tải bởi mạch sạc thông minh. Sạc cực nhanh (dưới 1 giờ) có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ pin và nên được giới hạn ở mức cần thiết. Bộ sạc dựa trên bộ đếm thời gian qua đêm chậm cũng được chấp nhận và có thể là một sự thay thế kinh tế cho bộ sạc thông minh. Bộ sạc áp dụng tốc độ 0,1 C trong 12 đến 14 giờ rất phù hợp với pin NiMH. Cuối cùng, mức phí bảo trì (hoặc nhỏ giọt) dưới 0,025 C (C / 40) được khuyến nghị. Việc sử dụng các khoản phí nhỏ giọt được ưu tiên để giảm các tác động tiêu cực của việc tính phí quá mức.

Pin AAA NiMH có dung lượng 850mAh ^{_{[thay đổi tùy theo nhà sản xuất]}} , do đó, việc sạc với tốc độ từ C / 2 đến C / 3 có thể được thực hiện với dòng điện không đổi ...

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

Một lần sạc qua đêm, C / 12 có thể được thực hiện với dòng điện không đổi 71mA . Trang này đề cập rằng:

Các tế bào hiện đại có chất xúc tác tái chế oxy giúp ngăn ngừa hư hỏng pin khi sạc quá mức, nhưng việc tái chế này không thể theo kịp nếu tốc độ sạc vượt quá C / 10.

Mức phí bảo trì được đề nghị là C / 40 có thể được thực hiện với ...

850mAh / h / 40 = 21mA

Bộ sạc thông minh

Được liệt kê là các kỹ thuật sạc từ Energizer , Duracell và Powerstream :

• Sạc ΔV : sạc ở dòng điện không đổi được đề nghị cho đến khi tế bào đạt điện áp cực đại và giảm (ví dụ: -15mV).
  
  Kỹ thuật này đủ chính xác để sạc an toàn ở C / 2 đến C / 3 (283mA đến 425mA).

• Sạc dT / dt : theo dõi nhiệt độ tế bào để giới hạn nhiệt độ tối đa và tìm tốc độ gia nhiệt đặc trưng.
  
  Kỹ thuật này có thể được sử dụng cùng với chấm dứt điện tích ΔV để theo dõi và chấm dứt chính xác hơn quá trình, cho phép sử dụng dòng điện cao hơn (C / 1 đến C / 2, hoặc 425mA đến 850mA).

• Khởi động mềm : Nếu nhiệt độ trên 40 độ C hoặc dưới 0 độ C, hãy bắt đầu với một khoản phí C / 10. Nếu điện áp pin đã xả dưới 1 Volts / cell bắt đầu với một lần sạc C / 10. Nếu điện áp pin đã xả vượt quá 1,29 V / cell, hãy bắt đầu với một lần sạc C / 10.

• Tối đa 1,78V : một ô duy nhất không bao giờ vượt quá mức này.

Nhưng tất cả có nghĩa là gì!? Điện áp đầu vào cho mạch dòng không đổi LM317 của bạn phải đủ để hỗ trợ giảm điện áp trên bộ điều chỉnh và điện trở (1.47Ω), điều khiển dòng điện yêu cầu và vượt quá điện áp di động tối đa. Để cung cấp nguồn C / 1 hoặc 850mA cho pin AAA NiMH, có điện trở trong tối đa khoảng 120mΩ, yêu cầu (120mΩ + 1.47Ω) * 850mA + 1.2V + 1.78V = 4.3315V. Tôi khuyên dùng ít nhất 2V nữa để giảm tác động của các bất thường nguồn như quy định và nhiễu và tính đến các tổn thất mạch khác (như diode đó bạn chưa có). Nếu bạn đang sạc 4 ô theo chuỗi như sơ đồ của bạn chỉ ra, bạn sẽ cần ít nhất 9,978V (tức là: 12V + ); 25.034V (27V +) cho 12 trong loạt, mặc dù tôi sẽ lo lắng về việc sạc không đều.

Các pin được sắp xếp theo chuỗi như bản vẽ của bạn? Nếu vậy, điện áp phóng điện của bạn sẽ vào khoảng 15V và điện áp được sạc của bạn sẽ vào khoảng 16,8V (1,25V / cell được xả, 1,4V / cell được sạc). Tham chiếu LM317 là 1,25V trên điện trở 68 ohm cho dòng sạc của dòng sạc (1,25 / 68) 18mA . Điện áp rơi trên LM317 là cho tốc độ đó không bao giờ nhiều hơn 2V (trang 6 từ bảng dữ liệu tyblu được liên kết đến, ước tính rất bảo thủ). Vì vậy, điện áp đầu vào tối thiểu cần phải (bảo toàn) 2V + 1.25V + 16.8v = 20.05V

Làm thế nào bạn chọn giá trị cho điện trở? Tốc độ sạc an toàn (nếu bạn đang xem để tắt) là C / 10, mức phải là (100-mAh / 10) dòng sạc 100mA . Điều đó cho giá trị điện trở là (1,25V / .1A) 12,5 ohms với mức công suất là (.1 ^ 2 * 12.5) .125W . Là 12 ô trong chuỗi hoặc song song?

Thông số kỹ thuật sạc trên một trong các bộ sạc của một trong hai nhà sản xuất pin phổ biến nhất như sau từ thông số kỹ thuật của bộ sạc.

Kích thước pin / Dung lượng định mức (mAh) / Thời gian sạc dự kiến

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

Thông số kỹ thuật cho dòng sạc cho ba loại pin này là 200ma, với 2 pin nối tiếp ở điện áp 2,8v. Điện áp đo thực tế của pin 2 series trong khi sạc là 2,885 volt, với dòng điện 240ma. Nếu bạn lấy 10 pin ở mức 1,2v nối tiếp, tổng điện áp pin 12 v, với điện áp sạc nhỏ giọt là 13,8v, cao hơn 15% so với điện áp pin. Với ý nghĩ đó, thông số kỹ thuật hiện tại của sạc là 200ma, với điện áp định mức trên mỗi pin là 1,2v * 1,15 (Điện áp pin cộng thêm 15%) sẽ là 1,4 volt mỗi pin (Di động), hai chuỗi sẽ là 2,8v, 12 trong loạt sẽ là (1,4v * 12 pin) ở điện áp sạc 16,8 volt trên toàn bộ ngân hàng pin gồm 12 pin. Từ kinh nghiệm và tư vấn với một kỹ sư pin của Panasonic, Tôi đã luôn luôn sử dụng điện áp pin cộng với 15% điện áp sạc cho pin sạc nhỏ giọt. Trong hệ thống điều khiển công nghiệp 24vdc, tôi sẽ chạy nguồn điện tới 27,6v (24v * 1,15) với 2 pin AGM 12,3 nối tiếp để sao lưu hệ thống. Điều này luôn hoạt động xuất sắc để cung cấp năng lượng dự phòng cho các bảng điều khiển về năng lượng tiện ích và hầu hết các thiết bị, PlC và cảm biến sẽ hoạt động tốt lên tới ~ 30vdc, vì vậy tôi chưa bao giờ thấy đây là vấn đề đối với các điều khiển. Vì vậy, theo thỏa thuận với bài trước, 16.8v + 2v + 1.25 volt sẽ là điện áp đầu vào tối ưu là 20.05v. và các cảm biến sẽ hoạt động tốt lên tới ~ 30vdc, vì vậy tôi chưa bao giờ thấy đây là vấn đề đối với các điều khiển. Vì vậy, theo thỏa thuận với bài trước, 16.8v + 2v + 1.25 volt sẽ là điện áp đầu vào tối ưu là 20.05v. và các cảm biến sẽ hoạt động tốt lên tới ~ 30vdc, vì vậy tôi chưa bao giờ thấy đây là vấn đề đối với các điều khiển. Vì vậy, theo thỏa thuận với bài trước, 16.8v + 2v + 1.25 volt sẽ là điện áp đầu vào tối ưu là 20.05v.

Nó tương đối đơn giản. Bộ pin của bạn có công suất tối đa. bw.

Nguồn hoặc bộ sạc của bạn cần sản xuất ít nhất gấp đôi công suất đó.

2bw.

Mạch sẽ sạc gói của bạn với tốc độ hiệu quả x trong thời gian t trong đó t là thời gian cần thiết để sạc đầy gói @ x.

Bây giờ phần còn lại mơ hồ đã vài năm kể từ khi họ bảo hiểm nó ở trường nhưng bạn có thể tìm trong sách giáo khoa để tìm hiểu làm thế nào để thiết lập nó đúng với tỷ lệ hiện tại của bạn.

Bw = 2Bw lần (hiệu quả). Thông thường khoảng 67% với một bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính. Hoặc x / t lần 100%. Một cái gì đó như thế. Mạch của bạn là tiêu chuẩn và sẽ không hiệu quả vì bạn không phù hợp với trở kháng pin thay đổi mọi lúc cộng với bộ sạc hiện tại không đổi trên pin dung lượng cao hiện đại, bạn cần thêm ocsolator (sp?) Ở tốc độ tần số thấp để tạo ra một xung điện áp cao dốc cho cả quá trình hấp phụ điện tích và thời gian hồi chiêu hóa học cùng với dòng điện không đổi.

Ví dụ. Bạn sạc với dòng điện không đổi C / 10. Cứ sau nửa giây bạn lại phát xung một trăm volt dương mang hai trăm millamp vào điện cực dương bằng một mạch riêng. Bây giờ đừng làm phiền tỷ lệ C / 10 trong khi bạn làm như vậy.

Sử dụng ví dụ này giúp căn chỉnh các sợi nhánh trong các ô và tạo ra một lần sạc đầy nhanh hơn tốt hơn nhiều, kéo dài lâu hơn.

Rất nhiều may mắn.

John.