formování článků / zdroj konstantního proudu / constant current / nabíječka
 77.43 KB |
 59.02 KB |
 62.19 KB |
 65.93 KB |
 57.21 KB |
 64.42 KB |
 56.86 KB |
 58.24 KB |
 59.60 KB |
 20.44 KB |
Nové NiCD a NiMH články by se měly formovat (nikoliv formátovat). O formování se píše dost často, ale pokud vám někdo říká, že máte nové akumulátory formovat na běžné nabíječce, která vypíná podle delta peak, tak toho moc nenaformujete. Formování má probíhat proudem 1/10C - tedy desetinou kapacity akumulátorů. Například 650mAh články se formují proudem 65mA. Jelikož při nabíjení dochází ke ztrátám, neprobíhá nabíjecí cyklus 10 hodin, ale cca 14 hodin. Pak je akumulátory potřeba vybíjet - opět nejlépe proudem 1/10C a přitom měřit odebrány náboj. Na to už se hodí nějaká ta inteligentní nabíječka (já používám SJ Swallow [X-Peak 3]). Nabíjení a vybíjení se neprovádí třikrát, tak jak vám někde doporučí prodavač v obchodě. Formovací cykly se opakují tak dlouho, dokud roste odebraný náboj z akumulátorů při vybíjení. To dost často odpovídá těm třem cyklům, ale někdy se také může jednat o dva, nebo pět cyklů, případně o úplně jiný počet. U zmiňovaných 650mAh NiMH Telink bylo po prvním nabití při vybíjení odebráno cca 550mAh, po pátém cyklu se odebraný náboj ustálil na 620mAh u jednoho packu a na 590mAh u druhého packu. Jak vidno, celkem daleko od uváděné kapacity hned u nových článků :(.
Jak už jsem napsal - na rychlonabíječkách, které ukončují nabíjení podle delta peak se formovat nedá, takže jsem si musel pro formování postavit vlastní nabíječ, což je obyčejný zdroj konstantního proudu. Pro jednoduchost a snadnou dostupnost jsem zvolil téměř katalogové zapojení stabilizátoru LM317. Jelikož snímacím odporem, na kterém se měří napětí (1.25V) prochází celý proud, není příliš vhodné používat potenciometr, nebo trimr, který by větší proudy nesnesl. Použil jsem tedy jumperové propojky a několik odporů různých hodnot, které se přes propojky řadí paralelně. Tím se v nich rozděluje procházející proud a lze tak i pro větší proudy použít obyčejné miniaturní rezistory pro zatížení 0.3W. V mém případě je zdroj proudu schopen dodávat minimální proud 10mA a maximální proud 230mA. Minimální proud je dán hodnotou největšího odporu rezistorů, který bude zapojen jako jediný, takže změnou tohoto odporu za jiný se dá dosáhnout většího, nebo případně ještě menšího minimálního proudu. Pro případ potřeby jsou na tištěném spojí osazeny i dvě zdířky pro připojení dalšího externího odporu, nebo drátového potenciometru a tím zvednutí maximálního proudu, nebo pro přesnou regulaci. Limitem je zatížitelnost stabilizátoru LM317 v závislosti na úbytku napětí a velikosti chladiče. Doma toto zapojení napájím buď 15V nebo asi 27V, to podle toho, kolik článků potřebuji nabíjet. Napájecí napětí musí být vždy součtem napětí nabíjených článku (pro NiMH a NiCd články je to cca 1.55V na článek, nezaměňovat s jmenovitým napětím článku, které je 1.2V!) + úbytek na stabilizátoru a na snímacím odporu, což je dohromady něco okolo 4V + něco pro zajištění spádu potenciálu. Čísla tak trochu sázím z hlavy, ze zmíněných 27V se mi dařilo nabíjet 15 NiMH článků v sérii proudem 65mAh. Nastavení potřebného proudu probíhá buď zapojením jednoho rezistoru samostatně, nebo zapojováním několika rezistorů paralelně, vždy pomocí zkratovacích propojek - jumperů. Rezistory mohou mít všechny stejnou hodnotu, nebo každý jinou, případně třeba polovina může mít stejnou, zbytek každý jinou. To záleží spíš na stavitelově náladě a potřebách. Já jsem zvolil střední cestu - pro 8 rezistorů 4 hodnoty, tím jsem dosáhl (pro mě) optimálních možností nastavení potřebných konkrétních proudů, rozsahu a přesností.
Uvedené schéma je jen orientační, nejsou tam udány hodnoty rezistorů pro snímání/nastavování proudu a v mém případě nesouhlasí ani jejich počet. Když jsem při stavbě zjistil, že mám na tištáku ještě dost místa, dal jsem jich tam o něco víc a tím zmenšil kroky po kterých se dá proud nastavovat. Jelikož jsem použil poměrně malý chladič, tak při proudech okolo 250mA už se na něm téměř nedá udržet prst. Proud sám o sobě ještě nic neznamená, důležitý je ještě zmiňovaný úbytek napětí na stabilizátoru, který by při napájení z 24V a nabíjení pouze čtyř článků byl zhruba 16.5V a při proudu 250mA by patrně došlo k přehřátí stabilizátoru. Odhaduji, že můj chladič by byl vhodný tak maximálně do 2W. V zapojení jsou použity dvě usměrňovací diody pro zajištění ochrany proti přepólování vstupu i výstupu (na výstupu dioda slouží hlavně k zabránění vybíjení akumulátorů v případě odpojení napájení). Na zmíněných diodách však dochází k úbytku napětí, jehož velikost je závislá na procházejícím proudu, ale pro zjednodušení řekněme, že se pohybuje mezi 0.7V - 1V na každé. To může být v některých okamžicích už kritické místo - máme-li malé vstupní napětí a potřebujeme-li nabíjet značný počet článku. Proto je u každé diody zkratovací propojka, kterou se dá dioda v případě nutnosti přemostit a tím dosáhnout funkčnosti v případě, že nám pro úspěšné nabíjení chybí opravdu jen ten jeden volt.
online výpočet rezistoru podle proudu
vzoreček pro výpočet:
I = požadovaný proud [A]
R = potřebný odpor rezistoru [Ω]
U = napětí na rezistoru - vždy stejné - 1.25V
U
R = ---
I
Pozor! Pokud použijete jen jeden rezistor, je potřeba zjistit, kolik wattů se na něm bude ztrácet a podle toho ho dimenzovat. Bežné miniaturní rezistory jsou vhodné asi tak do maximálního proudu 20mA. (ztrátový výkon 0.25W) Při paralelním řazení více rezistorů už je to trošku jinak.
seznam součástek:
- 1x stabilizátor LM137
- 1x chladič
- 2x D 1N4001
- 1x C 47uF/50V
- 1x C 100nF keramika
- 10x jumper - zkratovací propojka (nebo dle počtu rezistorů)
- 10x 2pin lišta pro jumpery
- 6x-10x rezistorů různých hodnot podle potřebných proudů
Pro výpočet potřebného času pro nabíjení používam program Nabíjení od Jirky Masníka. Program je ke stažení na jeho webu.