Typy a účel automatických nabíjačiek

Rôzne elektronické zariadenia v ich práci používajú prenosné zdroje energie, batérie. Najbežnejšie napätie pre ich prevádzku je 12 voltov. Batérie, ktoré poskytujú nahromadenú energiu zariadeniam, sa musia pravidelne nabíjať. Pri obnovovaní energie je najvýhodnejšie používať automatickú nabíjačku (nabíjačku), ktorá umožňuje zjednodušiť operácie vykonávané používateľom na minimum.

Typy batérií a princíp ich fungovania

Existujú rôzne technológie používané pri výrobe batérie (CRA). V závislosti od procesov, ktoré sa vyskytujú v strede článkov batérie, sa používajú rôzne metódy obnovy nabíjania. S približne rovnakým princípom prevádzky sú batérie rozdelené podľa materiálov výroby a chemických procesov, ktoré prechádzajú.

1. Nikel-kadmium (NiCd). Prvýkrát sa objavil v roku 1899. Ich výrobná technológia sa zlepšila, kým v roku 1947 sa vytvoril prvok s možnosťou vyhubenia plynov, ktoré sa objavujú v procese nabíjania. Hlavné výhody tohto typu: schopnosť vykonávať rýchle nabíjanie, vysokú nosnosť, nízku cenu, dobrú spoľahlivosť a mrazuvzdornosť. Batériu skladujte, možno v akomkoľvek stupni nabitia. Zároveň sa vynárajú tieto nevýhody: prítomnosť pamäťového efektu, toxicita, nízka hustota energie, samovybíjanie dosiahne 10% za mesiac. V súčasnosti sa prakticky nepoužívajú v každodennom živote kvôli ich toxicite.
2. Nikel-kovový hydrid (NiMh). V roku 1984 využitie zlúčeniny La-Ni-Co umožnilo absorbovať vodík viac ako 100 cyklov. V porovnaní s Ni-Cd batériami majú vyššie špecifické energetické indexy a nie sú toxické. Životnosť batérií NiMh závisí od času nabíjania a spôsobu jeho ovládania. Takéto typy batérií sú citlivé na dobíjanie a vyznačujú sa 500 až 1 000 cyklami nabíjania a nabíjania. Životnosť je od 3 do 5 rokov.
3. Lítium-ión (LiIon). Dnes sú to najsľubnejšie prvky. Za cenu sú drahšie ako iné typy batérií, ale prakticky nemajú žiadne chyby. Prvý taký typ batérie bol uvoľnený v roku 1991 spoločnosťou Sony Corporation. Navyše vysoká kapacita energie má najnižšie množstvo samovybíjania zo všetkých ostatných typov. Počet cyklov nabíjania a vybíjania prekročí tisícnásobok. Batérie prvej generácie na báze anódy kovového lítia mali výbušný potenciál počas dobíjania alebo viacnásobného nabíjacieho cyklu. Nahradenie anódy grafitom v produktoch druhej generácie úplne vyriešilo problém.
4. Lítiový polymér (LiPol). Tento typ batérie bol navrhnutý tak, aby nahradil prvú generáciu LiION. Konštrukcia je založená na prechode polymérov na polovodičový stav, keď sú vystavené iónom. Hlavným rozdielom od lítium-iónových batérií je použitie pevného elektrolytu. Moderné LiPol batérie môžu byť vyrobené v pružnej forme, s hrúbkou prvkov je jeden alebo viac milimetrov. Počet cyklov nabíjania je 800 krát, nie je pamäťový efekt. Aby sa eliminovalo výskyt zapálenia alebo výbuchu, sú všetky batérie vybavené elektronickým obvodom, ktorý monitoruje nabíjanie a zabraňuje prehriatiu.
5. Zariadenie olovo-kyselina bolo vyvinuté v roku 1859. Štruktúru je batéria zostavená zo šiestich batérií s menovitým napätím 2,2 voltov zapojených do série. Každý prvok je sada mriežkových dosiek vyrobených z olova. Dosky sú pokryté aktívnym materiálom a ponorené do elektrolytu. Batéria má šesťkrát vyššiu hodnotu samovysuncie nižšiu ako NiCd a má dobrú znášanlivosť vysoko výkonného zaťaženia. Nevýhody sú ťažká váha a rýchle zhoršenie výkonu v chlade. Pri hlbokom výboji, ktoré presahuje 80%, životnosť batérie dramaticky poklesne.
6. Héliové batérie. Vyrába technológia AMG a GEL s elektrolytom v viazanom stave. Je charakterizovaný nízkym samovybíjaním a vydržia približne dve stovky nabíjacích cyklov. Po obnovení energie je potrebná 10% nominálnej kapacity batérie. Nevýhodou tohto typu je, že by sa batéria nemala ohrievať, pretože je možné prenášať hélium do kvapalného stavu.

Princíp pôsobenia akumulátorov je založený na chemických reakciách, ku ktorým dochádza, keď navzájom interagujú rôzne materiály. Tieto procesy sú reverzibilné, cykly akumulácie a uvoľňovania energie majú schopnosť opakovať sa opakovane. Teleso batérie je vyrobené z utesneného typu so svorkami svoriek.

Všetky moderné batérie nevyžadujú údržbu.

Typy nabíjačiek batérií

Kapacita a trvanie doby používania batérie závisí od prevádzkových podmienok a spôsobu nabíjania. Kvalitné úložné zariadenie nesmie umožňovať dobíjanie batérie a chrániť pred prehriatím. Existujú dva spôsoby na vykonávanie kontroly poplatkov:

• prúdu;
• napätie.

Prvá metóda sa používa pre NiCd a NiMh batérie a druhá pre olovené, LiIon a LiPol batérie. Automatická pamäť pre batérie používa v ich práci špecializované mikroobvody, ktoré riadia celý proces obnovy energie.

Aktuálne riadená pamäť

Takéto zariadenia sa nazývajú galvanostaticky. Hlavnou charakteristikou nabíjacieho zariadenia je množstvo prúdu, ktorým je batéria nabitá. Nabíjajte batériu správne a rozšíriť jeho výkonnosť, sa dosiahne iba pri výbere požadovanej hodnoty hodnoty, ako aj rýchlosti nabíjania. Čím vyšší je prúd, tým vyššia rýchlosť, ale vysoká hodnota rýchlosti nabíjania vedie k rýchlej degradácii batérie. Automatické nabíjačky nastavujú prúdové hodnoty rovnajúce sa 10% kapacity batérie (0,1C).

Ak chcete vylúčiť efekt samovybíjania, po ukončení nabíjania sa práca nabíjačky prepne do režimu nabíjania s nízkym prúdom. Niektoré zariadenia na obnovu energie sú vybavené schopnosťou rýchleho nabíjania, zatiaľ čo prúd vzrastie na 1C z kapacity batérie. Tento režim sa často neodporúča kvôli skráteniu životnosti energetických prvkov.

Nabíjanie batérie sa ukončí, ak sa nabíjací prúd nezmení počas troch hodín.

Pamäť s reguláciou napätia

Prístroje pracujú v potenciostatickej prevádzke. Samotný proces sa skladá z dvoch fáz, prvý je riadený prúdom a druhý je napätím. Koniec nabíjania sa uskutočňuje podľa hodnoty aktuálneho zníženia o nastavenú hodnotu alebo po určitej dobe. Olovené a lítium-iónové batérie sú nabíjané inými algoritmami ako nikel-kadmiové a niklovo-kovové hydridové batérie. V druhom prípade existujú tri rýchlosti nabíjania: pomalé (0,1 ° C), rýchle (0,3 ° C) a super rýchle (1 ° C). Nabíjanie batérie sa zastaví, keď napätie dosiahne nastavenú hodnotu.

Požiadavky na nabíjačky

12-voltové batérie v autách a zdroje neprerušiteľného napájania boli použité viac. Na obchodných podlahách nájdete hotové automatické nabíjačky pre 12V batérie. Hlavné požiadavky na ne sú tieto:

1. Súčasná regulácia. Zariadenie na nabíjanie by malo byť schopné nastaviť nabíjací prúd automaticky aj ručne.
2. Účtovanie vykurovania. Nabíjačka musí regulovať teplotu. Hodnota teploty batérie počas procesu nabíjania sa mení, je tiež správne zmeniť jej napätie. Ak sa napríklad teplota zvýši o 5 stupňov, napätie na batériách sa musí znížiť o 0,1-0,2 voltov. Ak je vykurovanie silné, proces nabíjania sa musí zastaviť.
3. Vykonajte nabíjanie v niekoľkých fázach. Proces nabíjania krok za krokom v pamäti umožňuje predĺžiť čas používania batérie. Prvá fáza spočíva v analýze stavu batérie a ak je to potrebné, jej vyprázdnenie na prahovú hodnotu (odstránenie pamäťového efektu). Druhou etapou je nabíjanie zvyšujúceho sa napätia a znižujúcej sa prúdovej sily. V tretej fáze je nabíjanie zaťažené udržiavaním minimálneho prúdu a napätia.
4. Prevádzková teplota. Pamäť musí byť schopná nepretržite pracovať v širokom rozsahu prevádzkových teplôt.
5. Všetky stupne, ktoré sa vyskytujú, by mali byť ľahko identifikovateľné na indikátoroch zariadenia.
6. Nabíjačka musí byť chránená proti skratu a prepätiu na vstupe a výstupe.

Všetky procesy v automatickej pamäti sú riadené mikroprocesormi. Vďaka nim digitálne zariadenie nevyžaduje zásah, ale samo vyberie potrebné napätie a nabíjací prúd. Pri používaní takýchto zariadení je možnosť úplného vybíjania batérie úplne vylúčená. V poslednej dobe sa pamäť začala používať nie konštantný signál, ale impulzný signál, ktorý poskytuje efektívny a šetriaci režim. Zo všetkých modelov na trhu možno rozlíšiť tieto nabíjačky:

• Nyundai NY400.
• Daewoo DW450.
• WelleAwO5-1208.
• Dexa Star SM150.
• Vitals 2415ddca.

Univerzálne zariadenie pre vlastnú výrobu

Požiadavky na zariadenie, ochrana batérie pred prebíjaním pri dosiahnutí hodnoty napätia rovnej 13,7 voltov. Sila samotného zariadenia je od externý zdroj s napätím 20 až 25 voltov. Zariadenie nabíjania neobsahuje nedostatočné rádiové prvky, je ľahké nastaviť a má ochranu proti skratu.

Prúdový regulátor používa integrovaný obvod na LM317, jeho hodnota je nastavená spínačom SB1. Druhý mikroobvod je zapnutý princípom obmedzenia tlaku. Požadovaná hodnota je nastavená odpormi RP2 a RP1. Po dosiahnutí nastaveného napätia sa proces nabíjania zastaví. Potom môže byť akumulátor pripojený kedykoľvek bez obáv z nadmerného nabíjania.

Komparátor DA4 sa používa na ovládanie indikácie LED. Ako displej sa používa dvojfarebná dióda. Červená farba indikuje predbežný výboj, zelená indikuje nabíjanie.

Keď je batéria nainštalovaná, porovná sa jej napätie s druhým výstupom komparátora. Tranzistor pracujúci v kľúčovom režime VT1 je otvorený a prúd prechádzajúci cez LED vedie k jeho červenému žiareniu. Druhý a štvrtý vstup komparátora dostáva napätie zo zenerovej diódy VD5 rovnajúcej sa 6 voltiam. Transistor VT3 je zapnutý podľa obvodu sledovania zdroja. V batérii, ktorá vyžaduje nabíjanie, odpojí jednotku obmedzenia napätia tak, aby fungovala len obmedzovač prúdu.

Akonáhle sa napätie na batérii dostane k nastavenej hodnote a dosahuje 12,8 voltov, na prvom výstupe komparátora sa objaví vysoká hladina. Prah je nastavený pomocou RP32 a RP4. Transistor VT1 zatvára a otočí druhý a štvrtý výstup čipu do inverzie. Červená LED zhasne a rozsvieti sa zelená LED dióda. VT3 sa zatvorí a spustí sa obmedzovač napätia.

Stabilizácia zdroja napájania 12 V pre riadiacu a zobrazovaciu jednotku sa vykonáva pomocou integrovaného stabilizátora DA3 7812. Pretože sa počas nabíjania vykurovacie kľúče zohrejú, musia byť namontované na chladič. Chladiaci systém je zapnutý pre VT4. Ak sa začne ohrievač ohrievať, termočlánok vysiela signál do tretieho ramena porovnávača, ktorý otvára tranzistor VT4 a zapne ventilátor.

Nastavenie pomocou správnej montáže a pracovných častí znižuje nastavenie požadovaných parametrov nabíjania. Signál 20 voltov sa aplikuje na vstup a kontroluje sa prítomnosť 12 voltov na 3 ramenách komparátora. Na svorke X2 bez pripojenia záťaže je premenný odpor RP1 nastavený na 12,8 voltov. Premenlivý odpor RP3 dosahuje stav, v ktorom LED svieti zelenou farbou. Pomocou RP5, moment, keď je ventilátor zapnutý.