Pengecas untuk bateri Ni-Cd dan Ni-MH berdasarkan cip TEA1101. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pengecas, bateri, sel galvanik

 Komen artikel

Artikel itu menerangkan pengecas "pintar" buatan asing untuk pengecasan dipercepatkan bateri nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida, dibuat pada cip TEA1101 (Phillips), dan pengubahsuaiannya untuk mengembangkan keupayaannya.

Selama bertahun-tahun sekarang, di kedai dan pasaran anda boleh menemui bateri dan bateri Ni-Cd (nikel-kadmium), yang, di bawah keadaan operasi yang sesuai, boleh menahan sehingga 1000 kitaran nyahcas. Kelemahan bateri ini termasuk apa yang dipanggil "kesan ingatan". Ia terdiri daripada fakta bahawa bateri yang digunakan mesti dibawa ke keadaan nyahcas lengkap (kira-kira 1 V setiap bateri) dan hanya kemudian memulakan kitaran pengecasan baharu.

Bersama-sama dengan bateri nikel-kadmium yang meluas, yang agak baru telah muncul dan juga digunakan secara meluas - Ni-MH (nickel metal hydride). Dengan dimensi yang sama seperti Ni-Cd, bateri ini mempunyai kapasiti hampir dua kali ganda. Sememangnya, mereka juga mahal dan bukan tanpa kelemahan mereka. Bateri Ni-MH mempunyai rintangan dalaman yang tinggi dan arus nyahcas puncak yang rendah, jadi ia tidak bertujuan untuk menggerakkan peranti yang menggunakan kuasa seperti gerudi elektrik, pemutar skru elektrik, pemampat, pembersih vakum, dsb.

Disebabkan kaedah pengecasan yang salah, jangka hayat bateri dikurangkan sehingga 30%. Bateri yang rosak, seterusnya, menyebabkan kerosakan yang tidak boleh diperbaiki kepada alam sekitar apabila dilupuskan. Akibatnya, pengecasan bateri yang betul dan cekap bukan sahaja akan membawa penjimatan kewangan asas, tetapi juga akan mempunyai kesan alam sekitar yang positif.

Peranti pengecasan bateri yang paling murah dan paling mudah terdiri daripada pengubah, diod penerus, perintang pengehad arus dan LED. Transformer mengurangkan voltan sesalur 220 V kepada 4...12 V, yang kemudiannya dibetulkan oleh penerus separuh gelombang. Perintang mengehadkan arus pengecasan, dan LED memberi isyarat bahawa bateri disambungkan kepada pengecas. Peranti yang dihasilkan terutamanya di negara Asia dengan litar yang serupa atau serupa selalunya boleh didapati di kedai. Tiada overhed dalam membuat peranti sedemikian, tetapi harus diingat bahawa mereka tidak melindungi bateri daripada pengecasan berlebihan. Selepas beberapa kitaran sahaja, perubahan tidak dapat dipulihkan mungkin muncul dalam bateri, memendekkan hayat perkhidmatannya.

Semasa mengecas, perlu sentiasa memantau arus, mengekalkannya pada tahap tertentu. Untuk mengurangkan masa, arus pengecasan dinaikkan; ia boleh mencapai nilai secara berangka sama dengan 100% kapasiti bateri. Jika, dalam keadaan sedemikian, saat pengecasan penuh tidak dipantau, gas mungkin terkumpul di dalam bateri dan tekanan boleh meningkat, yang membawa kepada kerosakan mekanikal dan kegagalannya.

Tahap cas boleh dipantau dengan sentiasa mengukur suhu kes bateri. Kaedah ini adalah berdasarkan apa yang dipanggil pekali suhu negatif (kira-kira -1 mV/°C) bateri Ni-Cd dan Ni-MH. Pengecasan dihentikan pada nilai suhu yang sesuai, yang dikira untuk setiap kes tertentu. Walau bagaimanapun, kaedah ini tidak digunakan secara meluas, memandangkan kesukaran yang timbul apabila cuba mengukur suhu dengan tepat dan keperluan untuk membuat pengiraan yang tepat.

Terdapat satu lagi cara untuk memantau cas penuh bateri, berdasarkan pengesanan penurunan voltan; dalam literatur ia sering dipanggil kaedah ΔV [1-6]. Ia terdiri daripada memantau perubahan voltan pada terminal bateri dari semasa ke semasa dan menghentikan pengecasan apabila prestasi maksimum dicapai. Kaedah ini - mengukur tanda ΔУ - yang mendasari prinsip operasi peranti, yang akan dibincangkan lebih lanjut.

Kaedah pengesanan maksimum hari ini adalah cara paling tepat untuk menentukan tamat pengecasan bateri Ni-Cd dan Ni-MH. Voltan pada terminal bateri pada arus pengecasan yang berterusan adalah fungsi yang meningkat secara monoton. Apabila bateri dicas sepenuhnya, ia berhenti menyimpan tenaga, dan gas mula terkumpul berhampiran elektrod positif. Ini membawa kepada peningkatan pesat dalam suhu dan penurunan voltan pada terminal bateri. Litar mikro khusus (dalam pengecas TEA1101 yang diterangkan) mengukur voltan semasa pada bateri yang dicas pada selang masa tertentu dan membandingkannya dengan ukuran sebelumnya. Jika hasil perbandingan mengambil nilai negatif, iaitu voltan semasa kurang daripada yang sebelumnya, dan fenomena yang sama berulang untuk beberapa dozen ukuran, pengecas bertukar kepada mod pengecasan konservatif dengan arus dalam 1/20...1/ 80 daripada kapasiti bateri nominal. Pengecasan konservatif tidak menyebabkan penjanaan gas selanjutnya dalam bateri dan tidak membahayakannya.

Nilai ΔV yang dapat diukur oleh pengecas bergantung pada cip yang digunakan, atau lebih tepat lagi, pada kapasiti penukar analog-ke-digital yang dibina ke dalamnya, yang menukar voltan kepada kod digital. Dalam cip TEA1101, bilangan bit ialah 12, yang memberikan diskret 0,025% daripada nilai voltan mutlak. Ini cukup untuk kedua-dua jenis bateri, manakala, sebagai contoh, cip TEA1100 hanya mempunyai ADC 10-bit, ketepatannya hanya mencukupi untuk bekerja dengan bateri Ni-Cd.

Litar pengecas "pintar" ditunjukkan dalam Rajah. 1. Penamaan kedudukan semua elemen sepadan dengan gambar rajah pengeluar.

Asas peranti adalah cip khusus TEA1101 (DA1). Voltan bekalan litar mikro menstabilkan penstabil VT3VD4R6R7 pada 8 V, tetapi ia kekal beroperasi sehingga voltan 11,5 V. Input IB (pin 5) litar mikro menerima voltan yang berkadar dengan arus pengecasan bateri daripada sensor semasa - perintang R4, yang dibandingkan dengan nilai yang ditentukan dipercepatkan dan arus pengecasan konservatif, ditentukan masing-masing oleh perintang R13 dan R12. Jika arus pengecasan menyimpang daripada nilai yang ditetapkan, voltan kawalan muncul pada output kawalan analog AO (pin 2). Jika pengatur linear digunakan dalam pengecas, maka voltan ini dibekalkan kepada transistor kawalan, yang menjalankan pembetulan. Walau bagaimanapun, cip TEA1101 mempunyai modulator lebar denyut terbina dalam dan, dengan itu, keluaran kawalan lebar denyut PWM (pin 1).

Peraturan nadi arus pengecasan mempunyai semua kelebihan pengawal PHI berbanding yang linear - kecekapan yang lebih tinggi, pelesapan kuasa rendah pada elemen kawalan, dsb. Pengecas yang diterangkan dibina dengan tepat berdasarkan prinsip kawalan PHI, dan isyarat analog dibekalkan kepada unit kawalan VT4R16 - R18 dalam dua warna LED HL2, mengikut warna dan kecerahan yang anda boleh menilai arus pengecasan. Cahaya paling terang dari LED merah bermakna bateri sedang dicas dengan cepat (transistor VT4 dibuka seberapa banyak yang mungkin). Peralihan yang lancar daripada merah melalui oren kepada hijau menunjukkan penurunan dalam voltan pengawalseliaan dan penutup unsur pengawalselia. Cahaya hijau terang berlaku dari saat bateri bertukar kepada mod pengecasan konservatif.

Malangnya, petunjuk sedemikian tidak membenarkan anda menentukan dengan tepat saat cas penuh dicapai. Walau bagaimanapun, cip TEA1101 mempunyai output LED khas (pin 15) untuk mengawal LED. LED (HL1) ini berkelakuan berbeza dalam fasa pengecasan yang berbeza, dengan itu memberikan maklumat lengkap tentang proses yang berlaku dalam pengecas. Jika LED tidak menyala atau menyala dengan sangat lemah, mungkin berdenyut dengan tahap kecerahan yang rendah, bateri tidak disambungkan ke pengecas. Sentiasa dan bersinar terang - bateri sedang dicas dengan pantas. Berkelip terang - bateri dicas sepenuhnya. Jika, apabila anda menghidupkannya buat kali pertama, penggera adalah sama seperti semasa pengecasan selesai, kemungkinan besar bateri rosak dan tidak boleh dipulihkan. Sememangnya, dalam semua situasi ini anda juga harus memberi perhatian kepada LED dua warna; cahayanya menunjukkan sama ada pengecasan benar-benar berlaku atau tidak.

Pada mulanya, peranti industri direka untuk mengecas bateri atau bateri yang terdiri daripada dua atau tiga bateri dengan kapasiti 600...700 mAh. Walau bagaimanapun, peranti ini boleh tertakluk kepada pengubahsuaian mudah, akibatnya keupayaannya diperluas dengan ketara. Hakikatnya ialah semua parameter pengecas boleh ditetapkan dengan memilih elemen yang sesuai dan voltan bekalan.

Arus mod pengecasan pantas dikira menggunakan formula

lfast = R8 Uref/(R4 R13) = 3,9 10³ · 1,25/ /(0,27 · 27 · 10³) = 0,669A,

di mana Uref = 1,25 V ialah voltan rujukan pada keluaran Rref (pin 10).

Arus mod pengecasan konservatif

lnorma = 0,1R8 Uref/(R4 R12 P) = 0,1x x 9 10³ 1,25/(0,27 6,2 10³ · 4) = 0,073 A,

di mana P ialah pengganda, nilainya ditentukan dengan menyambungkan pin 8 (PR) cip TEA1101. Apabila pin ini disambungkan ke pin 6 (Us) litar mikro, P = 1, jika dengan pin 16 (GND), P = 4, dan apabila pin tidak disambungkan, P = 2.

Oleh itu, daripada perhubungan di atas adalah jelas bahawa jika perintang dengan rintangan yang berbeza disambungkan sebagai ganti R8, anda boleh mengecas bateri dan bateri yang berlainan kapasiti C. Dalam Jadual. 1 menunjukkan nilai rintangan R8 dan arus yang dikira untuk mod pengecasan pantas dan konservatif.

Di samping itu, untuk mengecas bateri dengan sejumlah besar bateri, anda harus menukar pekali penghantaran pembahagi rintangan R14R15 pada input UAC litar mikro (pin 7). Dalam jadual 2 menunjukkan enam pilihan bateri yang mengandungi daripada satu hingga enam bateri. Memandangkan arus pengecasan pantas maksimum untuk bateri dengan kapasiti 1000...1200 mAh hendaklah kira-kira 1 A, dan penurunan voltan merentasi elemen pengawal selia dan dua diod ialah kira-kira 2,5 V, voltan sumber kuasa yang diperlukan semasa mengecas bateri terdiri daripada empat atau lebih bateri, pilih sama dengan 18 V.

Gambar rajah versi peranti yang diubah suai ditunjukkan dalam Rajah. 2.

Penilaian voltan bekalan minimum yang diperlukan untuk menyediakan satu atau satu lagi arus pengecasan telah dijalankan dengan lebih kurang, tetapi eksperimen seterusnya menunjukkan ketepatan pengiraan.

Kesusasteraan

1. Nachrustung von Ladenstationen fue NC-Akkuwerzeuge mit dem Ladecontroller TEA1101. - Funk Amatur, 2000, No. 2, hlm. 164-167.
2. Pengecas "Pintar" untuk bateri Ni-Cd. - Radio, 2001. No. 1. P. 72.
3. Grigoriev B. Algoritma untuk pengecasan pantas bateri. - Radio, 2001, No. 8, hlm. 38.
4. Boshboom W. Ciri-ciri cas semula bateri di bawah pengurusan cas TEA1101. No Laporan: NPO/AN9301.
5. Pemantau bateri untuk pengecas Ni-Cd dan Ni-MH. Semikonduktor Philips - spesifikasi awal. Dis. 1992.
6. Inteligentna ladowarka akkumulatorow Ni-MH dan Ni-Cd. - Video Hi-Fi Audio Radioelektronik, 1998, No. 7-8. s. 21-26.

Pengarang: V. Golutvin, Lvov, Ukraine

Lihat artikel lain bahagian Pengecas, bateri, sel galvanik.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Mesin untuk menipis bunga di taman 02.05.2024

Dalam pertanian moden, kemajuan teknologi sedang dibangunkan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan proses penjagaan tumbuhan. Mesin penipisan bunga Florix yang inovatif telah dipersembahkan di Itali, direka untuk mengoptimumkan peringkat penuaian. Alat ini dilengkapi dengan lengan mudah alih, membolehkan ia mudah disesuaikan dengan keperluan taman. Operator boleh melaraskan kelajuan wayar nipis dengan mengawalnya dari teksi traktor menggunakan kayu bedik. Pendekatan ini dengan ketara meningkatkan kecekapan proses penipisan bunga, memberikan kemungkinan penyesuaian individu kepada keadaan khusus taman, serta jenis dan jenis buah yang ditanam di dalamnya. Selepas menguji mesin Florix selama dua tahun pada pelbagai jenis buah, hasilnya amat memberangsangkan. Petani seperti Filiberto Montanari, yang telah menggunakan mesin Florix selama beberapa tahun, telah melaporkan pengurangan ketara dalam masa dan tenaga kerja yang diperlukan untuk menipis bunga. ...>>

Mikroskop Inframerah Lanjutan 02.05.2024

Mikroskop memainkan peranan penting dalam penyelidikan saintifik, membolehkan saintis menyelidiki struktur dan proses yang tidak dapat dilihat oleh mata. Walau bagaimanapun, pelbagai kaedah mikroskop mempunyai hadnya, dan antaranya adalah had resolusi apabila menggunakan julat inframerah. Tetapi pencapaian terkini penyelidik Jepun dari Universiti Tokyo membuka prospek baharu untuk mengkaji dunia mikro. Para saintis dari Universiti Tokyo telah melancarkan mikroskop baharu yang akan merevolusikan keupayaan mikroskop inframerah. Alat canggih ini membolehkan anda melihat struktur dalaman bakteria hidup dengan kejelasan yang menakjubkan pada skala nanometer. Biasanya, mikroskop inframerah pertengahan dihadkan oleh resolusi rendah, tetapi perkembangan terkini daripada penyelidik Jepun mengatasi batasan ini. Menurut saintis, mikroskop yang dibangunkan membolehkan mencipta imej dengan resolusi sehingga 120 nanometer, iaitu 30 kali lebih tinggi daripada resolusi mikroskop tradisional. ...>>

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Berita rawak daripada Arkib Sistem baharu untuk nanotheranostics 12.07.2019 Para saintis dari Sekolah Politeknik Persekutuan Lausanne (EPFL) dan Universiti Geneva (Switzerland) telah membangunkan sistem nanotheranostik baharu yang menggunakan "nopartikel harmonik" - keluarga nanohablur logam oksida dengan sifat optik yang unik: mereka bertindak balas terhadap pengujaan bukan sahaja daripada ultraviolet, tetapi juga dari cahaya inframerah yang lebih selamat untuk pesakit. Theranostics ialah bidang perubatan yang sedang berkembang, yang namanya mengandungi perkataan "terapi" dan "diagnosis". Idea theanostics adalah untuk mencipta ubat dan rawatan yang digunakan secara serentak untuk diagnosis awal penyakit, dan untuk rawatan, dan untuk memantau tindak balas pesakit. Ini menjimatkan masa dan wang, dan mungkin memintas beberapa kesan biologi yang tidak diingini yang boleh berlaku apabila strategi ini digunakan secara bersendirian. Hari ini, nanopartikel semakin banyak digunakan dalam theranostics, yang menggabungkan molekul diagnostik dan ubat-ubatan menjadi satu agen. Nanopartikel bertindak sebagai pembawa untuk "kargo" molekul seperti ubat atau radioisotop untuk pesakit kanser yang menjalani terapi sinaran. "Pengangkutan" ini diarahkan ke laluan biologi tertentu dalam badan pesakit dan boleh mengelakkan kerosakan pada tisu yang sihat. Sekali dalam tisu sasaran, nanopartikel sama ada membantu membuat imej diagnostik atau menyampaikan muatannya (atau kedua-duanya). Pakar mengawalnya dengan bantuan cahaya. Ia adalah teknologi "nanotheranostics" termaju yang telah menjadi arus utama penyelidikan. Walaupun ia mempunyai banyak batasan, terdapat kelemahan yang mesti diatasi. Sistem baharu yang dibangunkan oleh kumpulan Gerber mengelakkan masalah ini dengan menggunakan "zarah nano harmonik" bismut-ferit berdasarkan oksida silikon, yang membawa berat molekul sensitif cahaya. Sistem ini boleh diaktifkan dengan mudah dengan cahaya inframerah dekat (790 nanometer) dan diimej pada panjang gelombang yang lebih panjang untuk proses penemuan dan pengasingan ubat. Kedua-dua ciri ini menjadikan sistem selamat untuk pesakit. Sebaik sahaja cahaya dicetuskan, nanopartikel melepaskan kargo mereka - dalam kes ini, L-tryptophan, yang digunakan oleh penyelidik sebagai model. Para saintis memantau dan mengukur pembebasan "kargo" menggunakan kromatografi cecair dan spektrometri jisim.

Berita menarik lain:

▪ Papan Udara pad sentuh

▪ Telefon pintar Lenovo Z6 Pro

▪ Rekod tali

▪ Mencipta peranti untuk mensimulasikan bau dalam permainan komputer

▪ Drone vs Fighter

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Perlindungan kilat. Pemilihan artikel

▪ artikel Mereka hidup lama dan mati pada hari yang sama. Ungkapan popular

▪ artikel Apa yang Kapten Cook berikan kepada anak buahnya untuk melawan skurvi? Jawapan terperinci

▪ pasal Pendulum saw. bengkel rumah

▪ artikel emulator ROM. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Catur dan inersia. eksperimen fizikal

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua
2000-2024