Input tegangan untuk mengisi daya Baterai NiMH

Saya memiliki 12 baterai AAA NiMH (1000mAH dan 1.2V per baterai) dan saya ingin tahu berapa tegangan optimal untuk mengisi daya baterai. Saya menggunakan charger Arus Konstan sederhana (LM317 dan 68 Ohm Resistor (R dalam diagram sirkuit) .Tapi saya tidak yakin pada apa yang perlu tegangan input.Rangkaian saya tidak memiliki dioda.

Sumber arus konstan menyesuaikan tegangan keluarannya dengan beban untuk mempertahankan arus konstan.

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

Baterai NiMH adalah iblis yang berubah-ubah untuk diisi, menunjukkan perubahan yang bergantung pada suhu dalam kurva pengisian dan pengosongan. Mereka juga tidak memiliki tegangan float , sehingga pengisian tegangan konstan tidak berfungsi, seperti yang mungkin Anda temukan. Energizer memiliki beberapa rekomendasi mengenai waktu pengisian:

Biasanya pengisi daya pintar tingkat sedang (2 hingga 3 jam) lebih disukai untuk baterai NiMH. Baterai dilindungi dari pengisian berlebih oleh sirkuit charger pintar. Pengisian daya yang sangat cepat (kurang dari 1 jam) dapat memengaruhi masa pakai baterai dan harus dibatasi sesuai kebutuhan. Pengisi daya berbasis waktu lambat semalam juga dapat diterima dan bisa menjadi alternatif yang ekonomis untuk pengisi daya pintar. Pengisi daya yang menerapkan laju 0,1 C selama 12 hingga 14 jam sangat cocok untuk baterai NiMH. Akhirnya tingkat biaya perawatan (atau tetesan) kurang dari 0,025 C (C / 40) direkomendasikan. Penggunaan muatan tetesan yang sangat kecil lebih disukai untuk mengurangi efek negatif pengisian berlebih.

Baterai AAA NiMH memiliki kapasitas 850mAh ^{_{[bervariasi tergantung produsen]}} , sehingga pengisian daya dengan laju C / 2 hingga C / 3 dapat dilakukan dengan arus konstan ...

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

Semalam, muatan tetesan C / 12 dapat dilakukan dengan arus konstan 71mA . Halaman ini menyebutkan bahwa:

Sel-sel modern memiliki katalis daur ulang oksigen yang mencegah kerusakan baterai pada harga yang terlalu mahal, tetapi daur ulang ini tidak dapat mengikuti jika tingkat pengisian lebih dari C / 10.

Direkomendasikan biaya pemeliharaan tingkat C / 40 dapat dilakukan dengan ...

850mAh / h / 40 = 21mA

Pengisi Daya Cerdas

Tercantum adalah teknik pengisian dari Energizer , Duracell , dan Powerstream :

• Pengisian chargingV : mengisi daya pada arus konstan yang disarankan hingga sel mencapai tegangan puncak dan menurun (mis. -15mV).
  
  Teknik ini cukup akurat untuk mengisi daya secara aman pada C / 2 hingga C / 3 (283mA hingga 425mA).

• Pengisian dT / dt : memonitor suhu sel untuk membatasi suhu maksimum dan mencari tingkat pemanasan yang khas.
  
  Teknik ini dapat digunakan bersamaan dengan terminasi termV untuk memantau dan mengakhiri proses secara lebih tepat, memungkinkan penggunaan arus yang lebih tinggi (C / 1 hingga C / 2, atau 425mA hingga 850mA).

• Soft start : Jika suhunya di atas 40 derajat C atau di bawah nol derajat C mulailah dengan muatan C / 10. Jika tegangan baterai yang dikeluarkan kurang dari 1,0 Volt / sel, mulailah dengan muatan C / 10. Jika tegangan baterai yang habis di atas 1,29 V / sel, mulailah dengan muatan C / 10.

• 1.78V maksimum : sel tunggal tidak boleh melebihi ini.

Tapi apa artinya semua ini!? Tegangan input ke sirkuit arus konstan LM317 Anda harus cukup untuk mendukung penurunan tegangan pada regulator dan resistor (1,47Ω), menggerakkan arus yang diperlukan, dan melebihi tegangan sel maksimum. Untuk mendapatkan C / 1 atau 850mA ke baterai AAA NiMH, yang memiliki resistansi internal paling banyak sekitar 120mΩ, diperlukan (120mΩ + 1.47Ω) * 850mA + 1.2V + 1.78V = 4.3315V. Saya sarankan setidaknya 2V lebih banyak untuk mengurangi efek penyimpangan sumber seperti regulasi dan kebisingan dan akun untuk kerugian rangkaian lainnya (seperti dioda yang belum Anda miliki). Jika Anda mengisi daya 4 sel secara seri seperti yang ditunjukkan diagram Anda, Anda memerlukan setidaknya 9.978V (yaitu: 12V + ); 25.034V (27V +) untuk 12 seri, meskipun saya akan khawatir tentang pengisian yang tidak rata.

Apakah baterai diatur secara seri seperti gambar Anda? Jika demikian, tegangan yang Anda keluarkan akan menjadi sekitar 15V dan tegangan Anda yang terisi sekitar 16.8V (1.25V / sel habis, 1.4V / sel diisi). Referensi LM317 adalah 1.25V melintasi resistor 68 ohm untuk arus muatan (1.25 / 68) arus muatan 18mA . Putus sekolah tegangan pada LM317 adalah untuk tingkat itu tidak pernah lebih dari 2V (halaman 6 dari tyblu datasheet terkait dengan, perkiraan yang sangat konservatif) .Jadi minimum kebutuhan tegangan input menjadi (konservatif) 2V + 1.25V + 16.8v = 20.05V

Bagaimana Anda memilih nilai untuk resistor? Tingkat pengisian yang aman (jika Anda menontonnya untuk mematikannya) adalah C / 10 yang seharusnya (100-mAh / 10) 100mA saat ini diisi . Itu memberikan nilai resistor (1.25V / .1A) 12.5 ohm dengan peringkat daya (.1 ^ 2 * 12.5) .125W . Apakah 12 sel ini seri atau paralel?

Spesifikasi pengisian daya pada salah satu pengisi daya dari salah satu dari dua produsen baterai paling populer adalah sebagai berikut dari spesifikasi pengisi daya.

Ukuran Baterai / Nilai Kapasitas (mAh) / Perkiraan Waktu Pengisian

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

Spesifikasi untuk arus pengisi daya untuk ketiga jenis baterai ini adalah 200mA, dengan 2 baterai seri pada tegangan 2,8V. Tegangan terukur sebenarnya dari baterai 2 seri saat pengisian adalah 2,885 volt, dengan arus 240mA. Jika Anda mengambil 10 baterai pada seri 1.2v, total tegangan baterai 12v, dengan tegangan muatan tetesan 13.8v, yaitu 15% di atas tegangan baterai. Dengan mengingat hal itu, maka spesifikasi arus muatan 200mA, pada tegangan per baterai yang terukur 1.2v * 1.15 (Tegangan baterai plus 15%) akan menjadi 1,4 volt per baterai (Sel), dua seri akan menjadi 2.8V, 12 dalam seri akan (1.4v * 12 baterai) pada tegangan muatan 16,8 volt di bank baterai seri dari 12 baterai. Dari pengalaman, dan berkonsultasi dengan insinyur baterai Panasonic, Saya selalu menggunakan voltase baterai plus voltase muatan 15% untuk tetesan pengisian baterai. Dalam sistem kontrol industri 24vdc, saya akan menjalankan catu daya ke 27.6v (24v * 1.15) dengan 2 baterai AGM 12v secara seri untuk cadangan sistem. Ini selalu bekerja dengan sangat baik untuk daya cadangan untuk panel kontrol pada daya utilitas, dan sebagian besar instrumentasi, PlC, dan sensor akan bekerja dengan baik hingga ~ 30vdc, jadi saya tidak pernah menemukan ini menjadi masalah untuk kontrol. Jadi, sesuai dengan posting sebelumnya, 16.8v + 2v + 1.25 volt akan menjadi tegangan input optimal 20.05v. dan sensor akan bekerja dengan baik hingga ~ 30vdc, jadi saya tidak pernah menemukan ini menjadi masalah untuk kontrol. Jadi, sesuai dengan posting sebelumnya, 16.8v + 2v + 1.25 volt akan menjadi tegangan input optimal 20.05v. dan sensor akan bekerja dengan baik hingga ~ 30vdc, jadi saya tidak pernah menemukan ini menjadi masalah untuk kontrol. Jadi, sesuai dengan posting sebelumnya, 16.8v + 2v + 1.25 volt akan menjadi tegangan input optimal 20.05v.

Ini relatif sederhana. Baterai Anda memiliki watt maksimum. bw.

Sumber atau pengisi daya Anda perlu menghasilkan setidaknya dua kali watt itu.

2bw.

Sirkuit akan mengisi daya paket Anda pada tingkat efisiensi x dalam waktu t di mana t adalah waktu yang diperlukan untuk mengisi penuh daya pada paket @ x.

Sekarang sisanya tidak jelas, sudah beberapa tahun sejak mereka membahasnya di sekolah, tetapi Anda dapat mencari di buku teks untuk mengetahui cara mengaturnya dengan benar untuk tingkat Anda saat ini.

Bw = 2Bw kali (efisiensi). Biasanya sekitar 67% dengan regulator tegangan linier. Atau x / t kali 100%. Sesuatu seperti itu. Sirkuit Anda standar dan tidak akan sangat efisien karena Anda tidak cocok dengan impedansi baterai yang berubah sepanjang waktu plus rawa pengisi daya arus konstan pada baterai berkapasitas tinggi modern, Anda perlu menambahkan ocsolator (sp?) Pada frekuensi rendah ke menghasilkan pulsa tegangan tinggi yang miring untuk adsorpsi muatan dan cooldown kimia bersama dengan arus konstan.

Sebagai contoh. Anda mengisi daya pada arus konstan C / 10. Setiap setengah detik Anda mengalirkan pulsa positif seratus volt membawa dua ratus millamp ke dalam elektroda positif menggunakan sirkuit terpisah. Sekarang jangan ganggu kurs konstan C / 10 saat Anda melakukannya.

Menggunakan contoh ini membantu menyelaraskan dendrit di dalam sel dan menghasilkan muatan yang lebih penuh lebih cepat dan lebih baik, yang tahan lebih lama.

Banyak keberuntungan.

John