Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Ładowanie akumulatorów Ni-Cd

maverlick 02 Jul 2006 22:03 35819 11
  • #1
    maverlick
    Level 16  
    Czy podczas ładowania akumulatorów Ni-Cd, prąd, jakim jest ładowany ten akumulator powinien być od początku do końca taki sam?
    Czy też podczas końcowego etapu ładowania powinien on się zmniejszyć?
  • #2
    maverlick
    Level 16  
    Nikt tego nie wie?
  • Helpful post
    #3
    Jerzy Węglorz
    Level 39  
    Są w zasadzie 2 metody ładowania, wynikajace zresztą głównie z możliwosci realizacji technicznej:
    - ładowanie stałą wartością prądu,
    - ładowanie ze źródła o stałym napięciu.
    Pierwsza metoda zakłada ładowanie najwyższym dopuszczalnym dla danego typu prądem - z reguły jest to C/10 (czasami producent dopuszcza C/5 albo inną wartość), przez czas 14 godzin, co powinno zapewnić 100% naładowanie akumulatora. Ze względu na istniejący w akumulatorach Cd-Ni "efekt pamięci" wskazane jest, aby taki akumulator był wpierw rozładowany do ok. 1 - 1,1V na ogniwo. W tej metodzie wykorzystuje się również efekt "delta V", który polega na niewielkim obniżeniu się napięcia na zaciskach akumulatora w momencie osiągnięcia stanu naładowania, a ładowarki tzw. "procesorowe" wykorzystują ten efekt do zakończenia procesu ładowania.
    Ładowanie ze źródła o stałym napięciu (1,4V na ogniwo) powoduje, że prąd poczatkowy może być dość znaczny - dlatego często ta metoda bywa uzupełniona dodatkowym ograniczeniem prądu, zgodnie z zaleceniami dla danego typu akumulatora. Ponieważ napięcie źródła jest stałe, więc zbliżanie się akumulatora do stanu naładowania powoduje zmniejszanie sią prądu aż (w skrajnym przypadku) do osiągnięcia stanu, w którym uzupełniany jest tylko ładunek ubywający z samorozladowania, to ok. 1% pojemności na dzień. Ta metoda jest bezpieczna, jeżeli nie znamy pojemności akumulatora i nie wiemy ile może wynosić "C/10", również, jeśli nie mamy pewności co do stanu rozładowania i dlatego nie wiemy, jaki ładunek należy władować. Osiągniecie napięcia 1,4V na ogniwo na zaciskach akumulatora oznacza równoczesnie fizyczny koniec ładowania, przepływ prądu jest tak mały, że nie zachodzi potrzeba odłączania akumulatora i może on też w takim stanie pozostawać podczas pracy buforowej.
  • #4
    maverlick
    Level 16  
    Może masz schemat ładowarki dla pierwszej metody ładowania, lub wiesz gdzie coś takiego znaleźć?
    Nie wiem, w jaki sposób wymusić (zrobić źródło prądowe) tak, aby do końca ładowania akumulatory były ładowane jednakowym prądem?
    Czy w tym przypadku ma znaczenie, jakim napięciem je ładować?
    Nadal 1.4V na ogniwo?
    Dla lepszego zrozumienia napiszę, że chodzi o pakiety akumulatorów polutowane z siedmiu ogniw (8.4V), do modeli RC (zdalnie sterowanych).
  • Helpful post
    #5
    Jerzy Węglorz
    Level 39  
    Zobacz tu:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=2482610#2482610
    ten dolny schemat (Ładow1.jpg) jest dla Ciebie.
    Rezystor z gwiazdką dobierasz dla ustalenia prądu ładowania (np. C/10, a jeżeli producent akumulatorów dopuszcza inny prąd, to w/g zaleceń producenta, 10 omów daje ograniczenie na poziomie 60mA). Rezystor R1=120 omów, a R2 dobierasz tak, żeby napięcie na wyjściu (bez obciążenia) było 7*1,4V=9,8V (to będzie około 820 omów, możesz dać trymer). Napięcie końcowe ładowania akumulatorow Cd-Ni i Ni-MH jest 1,4V na ogniwo, kiedy akumulatorki osiągną to napięcie, to ładowanie ustaje, płynie już tylko nieznaczny prąd, akumulatorki są w stanie "buforowym".
    Ładowanie jest początkowo stałą wartością prądu,a po osiągnięciu napięcia końcowego prąd maleje i tak można pozostawić akumulatorki przez czas dowolnie dlugi, nic się nie stanie.
    Układ powinien być zasilany napięciem wyprostowanym, wyższym o ok. 5V niż napięcie końcowe ładowania - dla Ciebie to powinno być ok. 15V stałego (uzwojenie na ok. 12V zmiennego), wydajność prądowa nieco wyższa, niż ograniczenie prądowe, np transformatorek 12V zmiennego przy 200mA, jakiś typu TS3/..., lub TS4/...
    Po prostowniku powinien być kondensator o pojemności ok. 2uF na każdy mA poboru prądu, więc przy 100mA -> 220uF.
  • #6
    maverlick
    Level 16  
    Wielkie dzięki Jerzy za szczegółowe wyjaśnienie.
  • Helpful post
    #7
    _jta_
    Electronics specialist
    Można ładować dając po prostu napięcie 1.4V na ogniwo, nie ma co sie obawiać, że na początku
    będzie za duży prąd, bo rozładowane akumulatory mają duży opór wewnętrzny - chyba, że któryś
    ma zwarcie, ale wtedy i tak cały pakiet jest do wymiany. Duży prąd wystąpi, gdy akumulator jest już
    częściowo naładowany - wtedy przyda się jakieś ograniczenie, np. żarówka w zasilaniu.

    Napięcie końcowe przy ładowaniu może być 1.40-1.45V, jak akumulatory są nowe, to może być
    górne z tego zakresu, w miarę zużywania się dobrze jest trochę obniżać.
    Poszukaj tematu z opisem ładowarki na LM317, do ładowania takiego pakietu jest w sam raz.

    Bezpieczny prąd ładowania dla NiCd jest spory - można ładować je prądem C/2, i to im nie szkodzi.
    W superszybkich ładowarkach ładuje się je nawet prądem 4C. NiMH wymagają ze 2x mniejszego.

    Efekt pamięci to mit - reklama go podtrzymuje, żeby sprzedawać NiMH. ;)
    Praktycznie, bez laboratoryjnych warunków, nie daje się go uzyskać (no, uzyskano na satelicie).
    Natomiast rozładowywanie skraca życie akumulatorom tym bardziej, im do niższego napięcia.

    Ponoć NiMH nie należy ładować prądem stałym - zwłaszcza zostawiać na długotrwałe doładowywanie
    takim prądem, bo to im szkodzi. Tak podawała firma Galaxypower, która robiła ładowarki dla NASA
    - ich układy ładowarek doładowują krótkim impulsami sporego prądu w dużych odstępach czasu.
  • #8
    maverlick
    Level 16  
    Wielkie dzięki koledzy za odpowiedź i wyjaśnienia.
  • #9
    maverlick
    Level 16  
    Witam ponownie.
    Zbudowałem ładowarkę którą poradziliście:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=2482610#2482610

    Rozbudowałem ją jeszcze o dodatkowy potencjometr do regulacji natężenia prądu zgodnie z schematem:
    http://bodzioch.republika.pl/schlad.html
    Ładowarka automatyczna na LM 317.

    Jak pisałem prędzej, ładowarka była przeznaczona do ładowania akumulatorów, polutowanych w pakiety do modeli zdalnie sterowanych.
    Ze względu na durze zapotrzebowanie zrobiłem takie cztery i zasiliłem je z jednego trafa 12V 200W.
    Nie mogę narzekać wszystko działa do tej pory.
    Sezon na modele się skończył i pomyślałem, że na drugi sezon wypadało by tę ładowarkę troszkę rozbudować.
    I tu tkwi mój problem?

    Przy tej ładowarce i tym sposobem ładowania w miarę jak wzrasta napięcie akumulatora prąd ładowania spada prawie do zera. W końcowej fazie przez akumulator płynie niewielki prąd podtrzymujący.

    Pytanie:
    W jaki sposób przerobić tę ładowarkę, aby do samego końca akumulatory były ładowane takim samym prądem.
    Mam na myśli pierwszą metodę która jest opisana przez kolegę Jerzy Węglorz:

    Pierwsza metoda zakłada ładowanie najwyższym dopuszczalnym dla danego typu prądem - z reguły jest to C/10 (czasami producent dopuszcza C/5 albo inną wartość), przez czas 14 godzin, co powinno zapewnić 100% naładowanie akumulatora. Ze względu na istniejący w akumulatorach Cd-Ni "efekt pamięci" wskazane jest, aby taki akumulator był wpierw rozładowany do ok. 1 - 1,1V na ogniwo. W tej metodzie wykorzystuje się również efekt "delta V", który polega na niewielkim obniżeniu się napięcia na zaciskach akumulatora w momencie osiągnięcia stanu naładowania, a ładowarki tzw. "procesorowe" wykorzystują ten efekt do zakończenia procesu ładowania.
  • #10
    maverlick
    Level 16  
    Może źle się wyraziłem, spróbuję jeszcze raz.

    Chciałbym wiedzieć, na czym polega metoda szybkiego ładowania akumulatorów.

    Jeśli ustawię napięcie 1.4V na ogniwo, to niezależnie od tego, jakim prądem będę ładował, to i tak w końcowej fazie akumulator się nasyci i przestanie pobierać prąd.

    Moje pytanie brzmi:
    Na czym polega szybkie ładowanie akumulatorów prądem?

    Czy polega ono na tym, że napięcie powinno być większe od zalecanego 1.4V?
  • #11
    scalak4
    Level 17  
    Znajdź notę katalogową. Tam jest napisane jakim maksymalnie prądem można ładować dane ogniwo.
  • #12
    _jta_
    Electronics specialist
    Napięcie końcowe ładowania dla Ni-Cd to około 1.45V; można ładować metodą CC-CV (constant current - constant voltage, czyli stały prąd - stałe napięcie), ustawiając ograniczenie prądu na C/10, ograniczenie napięcia na 1.45V - takie ładowanie potrwa dobre kilkanaście godzin, albo i dłużej.

    Przy szybkim ładowaniu stosuje się dużo większy prąd (np. C/3, C/2, przy bardzo szybkim nawet do 2C) i dopuszcza się przejściowo wyższe napięcie; wymaga ono rozpoznawania, kiedy akumulator otrzymał już wystarczający ładunek, i wykrywanie osiągnięcia określonego napięcia do tego nie wystarcza.

    Jedną z metod rozpoznawania rozpoznawania naładowania jest pomiar temperatury - przez prawie cały czas akumulator nagrzewa się nieznacznie, po naładowaniu temperatura zaczyna szybko rosnąć - to jest sygnał do zakończenia ładowania. Bezpośrednią przyczyną wzrostu temperatury jest katalityczna rekombinacja gazów powstających w akumulatorze, pośrednią fakt, że akumulator nie przyjmuje już więcej energii, więc zamienia się ona w ciepło (a dzięki tej rekombinacji jest to ciepło, a nie produkcja gazów).

    Inna metoda, prawdopodobnie związana ze wzrostem temperatury: w pewnym momencie napięcie akumulatora przestaje rosnąć, zaczyna spadać, i to jest sygnał naładowania; dla Ni-Cd to zjawisko jest wyraźne, dla Ni-MH dużo mniej, wymaga dokładniejszego mierzenia napięcia. To zjawisko nie występuje przy małym prądzie ładowania.