logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Jak działa mikroprocesorowa ładowarka akumulatorów? Teoria i tryby ładowania

kamiljus 09 Lip 2006 23:33 8894 10
REKLAMA
  • #1 2806012
    kamiljus
    Poziom 15  
    Posty: 140
    Pomógł: 3
    Ocena: 1
    Witam,
    Nie znalazłem na elektrodzie tematów, które by wyjaśniały teorię ładowania akumulatorów. Myślę, że Wasza pomoc przyda się nie tylko mi, ale również innym, którzy mają chęć skonstrułować coś samemu, a nie złożyć aplikację od max713 i niewiedzieć jak działa złożony układ. Na wstępie mówię, że nie znam się, więc jeśli coś źle napisałem, proszę o zrozumienie.
    Chciałbym wykonać ładowarkę akumulatorów. Ogólnie rzecz biorąc, założenie jest takie, że na wyświetlaczu ładowarka by podawała ile czasu jeszcze zostało do naładowania, możliwości wyboru różnych trybów ładowania. Niestety narazie nie wiem dokładnie w jaki sposób się je ładuje. Mam nadzieję, że pomorzecie mi rozwiązać ten problem.
    Wiem, że jednym ze sposobów ładowania akumulatora to po prostu ładowanie np. aku. 2000mAh przez 10h prądem stałym 200mA.
    1. Czy tak działają "sprzedawane ładowarki".
    2. Innym sposobem jest ładowanie impulsowe. Interesuje mnie na czym to dokładnie polega. Czy po prostu możemy z określoną częstotliwośćią kluczować poprzez tranzystor ładowanie akumulatora? Jak wtedy liczymy czas ładowania.
    Dlaczego ładowanie impulsowe jest uważane za lepsze?
    3. Interesuje mnie również to, w jaki sposób ładowarka pokazuje stan akumulatora (tzn. poziom naładowania aku). Przecież napięcie akumulatora bardzo szybko wzrasta do nominalnej wartości.
    4. Czy kończy się ładowanie aku. na podstawie wyliczeń, czy pomiarów?
    5. Co oznacza określenie: ładowanie prądem 1,2...C?
  • REKLAMA
  • Pomocny post
    #2 2806170
    dzik84
    Poziom 17  
    Posty: 444
    Pomógł: 30
    Ocena: 17
    Mikroprocesorowe ładowarki to zadanie napewno nie dla początkującego elektronika a przedewszystkim programisty...
    Jeśli chodzi o ładowanie akumulatorów Nixx to stosuje się różne metody samego ładowania, można ładowac liniowo, czyli U=ilośc celix1.5V a prąd jaki tam chcesz.
    Ładuje sie impulsowo to co jakiś czas daje się impuls dużego prądu.
    Jest tez metoda ładowania, różnie nazywana np. reflex albo burp, ale chodzi o to że chwile(pare sekund) ładujesz potem na ułamek sekundy robisz przerwe a potem troszke rozładowujesz, i tak w kółko.
    W ładowarkach można tez spotkac metode 4step czyli taką gdzie użytkownik ustawia w jakim stopniu akus ma byc łądowany która metodą (np połowe liniowo a połowe reflex)

    Ładowanie też kończy się w różny sposób, można wykrywac deltaV , czyli wykrywasz spodek napięcia na aku, są to dziesiątki volta, albo można zakończyc gdy aku osiągnie ustawiona przez nas temperature.

    Ładowarki takie mają równiez funkcję rozładowania, b.ważną podczas użytkowania przez modelarzy a właściwie to dla nich takie łądowarki sa robione, chodzi o to żeby po używaniu (jednym wyścigu itp.) rozładowac aku do końca a potem go ładowac, aku Nixx rozłądowuje się zazwyczaj do 0.9V na cele, a w celu regeneracji i wyrównania napięc w pakiecie między celami, do 0.6V na celke

    Ładowrki posiadaja równiez funkcje cyklowania z zazwyczaj ustawianym czasem "wystudzenia" aku. Chodzi o to że ładowarka nałąduje aku, potem
    odczeka ten jakiś czas a potem go rozłądowuje, i tak pare razy w zależności od tego ile cykli ustawimy

    Co więcej, ładowarki takie mają różne zabezpieczenia które zapobiegają uszkodzenia aku, np. ustawiasz maksymalną temp. , maksymalny czas ładowania i maksymalna pojemnośc jaka zostanie "władowana"

    Pytałeś się skąd ładowarka wie ile już naładowała, no proste, wie ile czasu już łąduje i jakim prądem... dodatkowo należy uwzględnic to że aku o pojemności 1Ah prądem 1A nie będzie się łądowac godzine tylko ok 1.4h - to są straty.

    Wiele ładowarek ma również możliwośc wyświetlenia(na lcd bądź po podłączeniu do PC) krzywej ładowania/rozładowania , pomaga to w wyborze aku i mówi nam troszku o jego stanie

    Przeanalizuj różne wykresy i poczytaj dokumentacje gotowych scalaków do ładowania aku - to sporo daje
    Pooglądaj również takie ładowarki, głównie w sklepach modelarskich, najlepiej zagranicznych (np. www.rcmart.com - mam nadzieje że nie łamie regulaminu, chce tylko pomóc...)

    To tyle odemnie na temat łądownia NiMH i NiCD

    Ja chciałem robic taka ładowarke, już nawet zgromadziłem wszystkie częsci taki jak ATmega32, przetworniki 16bit i wz.operacyjne od BurrBrown i niezłe MOS'y , rozpisałem sobie jakby wyglądał program itd ale jakoś zabrakło juz mi do tego zapału i czasu...

    Takie ładowarki oczywiście musza umiec ładowac aku LiPoly i LiIon ale tu już odsyłam Cię do mojego starego tematu https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic373143.html?postdays=0&postorder=asc&start=0

    Przyda się równiez funkcja ładowania aku Pb - ale z tym już nie ma tekiego problemu

    Aha a łądowanie prądem 1C to poprostu 1 pojemnośc czyli dla aku 1000mAh będzie to prąd 1A a dla 3300mAh - 3.3A


    Jak widzisz jest to dośc obszerny temat i projekt, jeśli nie jesteś doświadczony to naprawde szkoda czasu i pieniędzy, lepiej zacznij od czegos mniejszego

    Pozdrawiam
    Kamil
  • REKLAMA
  • Pomocny post
    #3 2810966
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48808
    Pomógł: 3198
    Ocena: 4183
    1. Zależy jakie ładowarki, najgorsze ładują prądem w przybliżeniu stałym, i jest założenie, że jest on około C/10
    (czyli, jak akumulator ma 2000mAh, to 200mA) - ale nie licz na to, że zgadują, jaki masz akumulator - po prostu są
    do określonej pojemności, jak włożysz inny to prąd będzie podobny (czyli nie będzie C/10 dla tego innego).

    2. Ładowanie "burp" - impuls rozładowujący trwa chyba kilka milisekund, i jest np. raz na sekundę, za to jego prąd
    jest ponad 2 razy większy - w sumie i tak ładunek tego impulsu jest mały w porównaniu z ładowaniem; zakłada się,
    że ten impuls pomaga wyrównać naładowanie, powodując rozładowanie głównie tych miejsc w akumulatorze, które
    są najmocniej naładowane, w rezultacie zapewniając szybkie i równomierne naładowanie akumulatora.
    Podobny wpływ, choć słabszy, ma przerywanie prądu ładowania, np. co sekundę przerwa na 0.1 sekundy.
    Osobna sprawa to impulsowe ładowanie podtrzymujące - ponoć dla NiMH jest szkodliwe długotrwałe utrzymywanie
    nawet małego, ale stałego prądu ładowania podtrzymującego, dlatego zamiast dawać im cały czas prąd np. 10mA
    daje się przez 1% czasu prad 1A - średni prąd jest taki sam, utrzymuje się naładowanie, a nie uszkadza się akumulatora.

    3. Nie wiem. Większość ładowarek nic nie pokazuje, wiele pokazuje coś, co tylko udaje informację o stanie akumulatora.

    4. Na podstawie wyliczeń to robi ładowarka z limitem czasu - ładuje tyle samo niezależnie od stanu akumulatora.
    Lepsze robią jakieś pomiary - np. wykrywają spadanie napięcia, gdy akumulator jest nadmiernie naładowany (jest
    ono spowodowane np. zmianą struktury krystalicznej NiO.OH, i może być np. kilkanaście mV, w NiCd jest większe).
  • #4 2811546
    dzik84
    Poziom 17  
    Posty: 444
    Pomógł: 30
    Ocena: 17
    _jta_ napisał:
    nic nie pokazuje, wiele pokazuje coś, co tylko udaje informację o stanie akumulatora.

    Musiałbyś "pobawic" sie troche profesjonalnymi ładowarkami modelarskimi, i myśle że koledze w tym temacie o to mniejwięcej chodzi, no a one naprawde mogą sporo pokazac i przedewszystkim to sporo się w nich ustawia...

    Pooglądaj ładowarki w sklepie do któego link podałem, tam widac ile to potrafi.
    A co do prądu ładowania to 1/10C moze byc w "ładowareczce" do akusów od aparatu, a jak widzisz te ładowarki maja prądy ładowania dochodzące do 8A...

    Myśle że do funkcji gdzie mamy naładowac paluszki nie trzeba uC tylko zwykły scalaczek maxima lub podobny no a tu kolega kamiljus nie napisał co chce ładowac...
  • #5 2812261
    kamiljus
    Poziom 15  
    Posty: 140
    Pomógł: 3
    Ocena: 1
    Dzięki za wyczerpujące odpowiedzi. Nie mam specjalnego przeznaczenia dla ładowarki. Chciałem zrobić taką uniwersalną ładowarkę, która pozawalałaby ładować różnego typu akumulatorki. Myślałem po prostu, aby coś zrobić w wakacje. Może rzeczywiście jest to zbyt trudne.
  • REKLAMA
  • #7 2812774
    kamiljus
    Poziom 15  
    Posty: 140
    Pomógł: 3
    Ocena: 1
    A dlaczego z komputera?? Po co wykorzystywać taki sprzęt jak komputer do takich zadań. uC kosztuje teraz grosze, więc nie widzę sensu wykorzystywać do tego celu komputer.
  • REKLAMA
  • #8 2812956
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48808
    Pomógł: 3198
    Ocena: 4183
    Bo łatwiej coś wpisać i zmienić na komputerze, niż na uC - uC jest użyteczny, jak możesz z góry dokładnie
    określić, co układ ma robić, ale jeśli będziesz potrzebował wiele razy poprawiać, to z uC to będzie udręka.
    Oczywiście, jak już dobrze wypróbujesz algorytm działania układu, to wtedy jest sens przenieść go na uC.
  • #9 2813320
    kamiljus
    Poziom 15  
    Posty: 140
    Pomógł: 3
    Ocena: 1
    Właściwie nie rozumiem różnicy. Układ, który będzie odpowiadał za ładowanie i tak trzeba wykonać. Pozostaje tylko wybór czy sterowanie będzie pochodzić z portu komputera czy z uC. A ładowarka podłączana do kompa ma mały sens np. wtedy gdy gdzieś wyjeżdżasz i chcesz ją ze sobą zabrać. Oprócz tego w uC mamy wbudowany ADC (nie mówię, że w każdym, ale w takim, który bym użył).
  • #10 2813598
    dzik84
    Poziom 17  
    Posty: 444
    Pomógł: 30
    Ocena: 17
    To wkońcu co to ma byc za ładowarka?
    Chesz żeby miała wyświetlacz lcd, przyciski itd czy ma to byc poprostu taka głupkoodporna bez niczego tyle że oparta na uC
  • #11 2814493
    kamiljus
    Poziom 15  
    Posty: 140
    Pomógł: 3
    Ocena: 1
    Chcę żeby była taka jak napisałem. Wyświetlacz, przyciski, różne ustawienia, tryby pracy. Jednak do tego potrzebowałem wiedzy teoretycznej. Już w większej części wyjaśniliście mi zasadę działania ładowarek, więc sądzę żę to wystarczy. Jeśli będę miał jakieś problemy, bądź pytania to poproszę o pomoc.
    Wielkie dzięki
    Kamil

Podsumowanie tematu

✨ Dyskusja dotyczy teorii i praktyki działania mikroprocesorowych ładowarek akumulatorów, ze szczególnym uwzględnieniem różnych metod ładowania oraz trybów pracy. Podstawową metodą jest ładowanie prądem stałym o natężeniu około C/10 (np. 200mA dla akumulatora 2000mAh), stosowane w prostych ładowarkach. Zaawansowane ładowarki mikroprocesorowe wykorzystują metody impulsowe, takie jak ładowanie impulsowe z krótkimi impulsami dużego prądu lub metoda "burp" (reflex), polegająca na cyklicznym ładowaniu i krótkim rozładowaniu, co wyrównuje stan naładowania ogniw. Kończenie ładowania może być realizowane przez wykrywanie spadku napięcia (deltaV) lub monitorowanie temperatury akumulatora. W dyskusji poruszono także kwestie implementacji sterowania – czy lepiej użyć mikrokontrolera (uC) z wbudowanym ADC i interfejsem użytkownika (wyświetlacz, przyciski), czy sterować ładowarką z poziomu komputera. Zwrócono uwagę, że mikrokontroler jest bardziej praktyczny do finalnego produktu, natomiast komputer ułatwia testowanie i modyfikację algorytmów ładowania. Użytkownik planuje stworzyć uniwersalną ładowarkę z różnymi trybami i wyświetlaczem, co wymaga zrozumienia teorii ładowania i algorytmów sterujących.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA