Entrée de tension pour charger les batteries NiMH

J'ai 12 piles AAA NiMH (1000mAH et 1,2V par batterie) et je veux savoir quelle est la tension optimale pour les charger. J'utilise un simple chargeur à courant constant (LM317 et résistance de 68 ohms (R dans le schéma de circuit). Mais je ne suis pas sûr de ce que la tension d'entrée doit être. Mon circuit n'a pas de diode.

Une source de courant constant ajuste sa tension de sortie avec la charge afin de maintenir un courant constant.

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

Les batteries NiMH sont des monstres volages à charger, présentant des changements en fonction de la température dans les courbes de charge et de décharge. Ils n'ont pas non plus de tension flottante , donc la charge à tension constante ne fonctionne pas, comme vous l'avez probablement découvert. Energizer a quelques recommandations concernant les temps de charge:

Un chargeur intelligent à taux modéré (2 à 3 heures) est généralement préféré pour les batteries NiMH. Les batteries sont protégées contre les surcharges par les circuits du chargeur intelligent. Une charge extrêmement rapide (moins d'une heure) peut avoir une incidence sur la durée de vie du cycle de la batterie et doit être limitée au besoin. Les chargeurs basés sur une minuterie lente pendant la nuit sont également acceptables et peuvent être une alternative économique aux chargeurs intelligents. Un chargeur qui applique un taux de 0,1 C pendant 12 à 14 heures convient bien aux batteries NiMH. Enfin, un taux de charge d'entretien (ou d'entretien) inférieur à 0,025 C (C / 40) est recommandé. L'utilisation de très petites charges de ruissellement est préférable pour réduire les effets négatifs de la surcharge.

Les piles AAA NiMH ont une capacité de 850mAh ^{_{[varie selon le fabricant]}} , donc le chargement avec un taux de C / 2 à C / 3 peut être fait avec un courant constant de ...

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

Une charge de nuit C / 12 peut être effectuée avec un courant constant de 71mA . Cette page mentionne que:

Les cellules modernes ont un catalyseur de recyclage de l'oxygène qui empêche d'endommager la batterie en cas de surcharge, mais ce recyclage ne peut pas suivre si le taux de charge est supérieur à C / 10.

Le taux de charge d'entretien recommandé de C / 40 peut être fait avec ...

850mAh / h / 40 = 21mA

Chargeurs intelligents

Voici les techniques de charge d' Energizer , Duracell et Powerstream :

• Charge ΔV : charge au courant constant recommandé jusqu'à ce que la cellule atteigne une tension de crête et diminue (par exemple -15mV).
  
  Cette technique est suffisamment précise pour charger en toute sécurité à C / 2 à C / 3 (283mA à 425mA).

• Charge dT / dt : surveillez la température de la cellule pour limiter la température maximale et recherchez la vitesse de chauffage caractéristique.
  
  Cette technique peut être utilisée en conjonction avec la terminaison de charge ΔV pour surveiller et terminer plus précisément le processus, permettant l'utilisation de courants plus élevés (C / 1 à C / 2, ou 425mA à 850mA).

• Démarrage en douceur : si la température est supérieure à 40 degrés C ou inférieure à zéro degré C, commencez par une charge C / 10. Si la tension de la batterie déchargée est inférieure à 1,0 Volts / cellule, démarrez avec une charge C / 10. Si la tension de la batterie déchargée est supérieure à 1,29 V / cellule, démarrez avec une charge C / 10.

• 1,78 V maximum : une seule cellule ne doit jamais dépasser cette valeur.

Mais qu'est-ce que tout cela veut dire!? La tension d'entrée de votre circuit à courant constant LM317 doit être suffisante pour supporter la chute de tension à travers le régulateur et la résistance (1,47 Ω), piloter le courant requis et dépasser la tension de cellule maximale. Pour alimenter C / 1 ou 850mA à une batterie AAA NiMH, dont la résistance interne est au maximum d'environ 120mΩ, il faut (120mΩ + 1.47Ω) * 850mA + 1.2V + 1.78V = 4.3315V. Je recommande au moins 2 V de plus pour réduire les effets des irrégularités de la source comme la régulation et le bruit et tenir compte des autres pertes de circuit (comme cette diode que vous n'avez pas encore). Si vous chargez 4 cellules en série comme l'indique votre diagramme, vous aurez besoin d'au moins 9,978 V (c'est-à-dire: 12 V + ); 25.034V (27V +) pour 12 en série, bien que je m'inquiète de la charge inégale.

Les piles sont-elles disposées en série comme vos dessins le montrent? Si c'est le cas, votre tension déchargée sera d'environ 15 V et votre tension chargée sera d'environ 16,8 V (1,25 V / cellule déchargée, 1,4 V / cellule chargée). La référence LM317 est de 1,25 V aux bornes de la résistance de 68 ohms pour un courant de charge de (1,25 / 68) courant de charge 18 mA . La tension de décrochage sur le LM317 est pour ce taux n'est jamais supérieure à 2 V (page 6 de la fiche technique tyblu liée à, estimation très prudente) .Ainsi, la tension d'entrée minimale doit être (conservativement) 2 V + 1,25 V + 16,8 V = 20,05 V

Comment avez-vous choisi la valeur de la résistance? Un taux de charge sûr (si vous le regardez pour l'éteindre) est C / 10 qui devrait être (100 mAh / 10) 100 mA de courant de charge . Cela donne une valeur de résistance de (1.25V / .1A) 12.5 ohms avec une puissance nominale de (.1 ^ 2 * 12.5) .125W . Ces 12 cellules sont-elles en série ou en parallèle?

Les spécifications de charge sur l'un des chargeurs de l'un des deux fabricants de batteries les plus populaires sont les suivantes.

Taille de la batterie / Capacité nominale (mAh) / Temps de charge estimé

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

Les spécifications pour le courant du chargeur pour ces trois types de batteries sont de 200mA, avec 2 batteries en série à une tension de 2,8v. La tension réelle mesurée des batteries de la série 2 pendant la charge est de 2,885 volts, avec un courant de 240mA. Si vous avez pris 10 batteries à 1,2 V en série, une tension totale de batterie de 12 V, avec une tension de charge lente de 13,8 V, soit 15% de plus que la tension de la batterie. Dans cet esprit, la spécification du courant de charge de 200 mA, à une tension nominale par batterie de 1,2 v * 1,15 (tension de la batterie plus 15%) serait de 1,4 volt par batterie (cellule), deux en série seraient de 2,8 v, 12 en série serait (1,4v * 12 batteries) à une tension de charge de 16,8 volts à travers le groupe de batteries de la série de 12 batteries. De son expérience et de sa consultation avec un ingénieur de batteries Panasonic, J'ai toujours utilisé la tension de la batterie plus une tension de charge de 15% pour les batteries à charge lente. Dans un système de contrôle industriel 24vdc, je ferais fonctionner l'alimentation à 27,6 V (24 V * 1,15) avec 2 batteries AGM 12 V en série pour la sauvegarde du système. Cela a toujours fonctionné très bien pour l'alimentation de secours des panneaux de contrôle sur l'alimentation secteur, et la plupart des instruments, des CPL et des capteurs fonctionnent correctement jusqu'à ~ 30 Vcc, donc je n'ai jamais trouvé que cela posait un problème pour les contrôles. Donc, en accord avec le post précédent, 16,8v + 2v + 1,25 volts serait la tension d'entrée optimale de 20,05v. et les capteurs fonctionneront bien jusqu'à ~ 30vdc, donc je n'ai jamais trouvé que c'était un problème pour les contrôles. Donc, en accord avec le post précédent, 16,8v + 2v + 1,25 volts serait la tension d'entrée optimale de 20,05v. et les capteurs fonctionneront bien jusqu'à ~ 30vdc, donc je n'ai jamais trouvé que c'était un problème pour les contrôles. Donc, en accord avec le post précédent, 16,8v + 2v + 1,25 volts serait la tension d'entrée optimale de 20,05v.

C'est relativement simple. Votre batterie a une puissance maximale. bw.

Votre source ou chargeur doit produire au moins deux fois cette puissance.

2bw.

Le circuit chargera votre pack à un taux d'efficacité x au temps t où t est le temps nécessaire pour charger complètement le pack @ x.

Maintenant, le reste est vague, cela fait quelques années qu'ils l'ont couvert à l'école, mais vous pouvez regarder dans un manuel pour savoir comment le configurer correctement pour votre taux de courant.

Bw = 2Bw fois (efficacité). Habituellement, environ 67% avec un régulateur de tension linéaire. Ou x / t fois 100%. Quelque chose comme ca. Votre circuit est standard et ne sera pas très efficace car vous ne correspondez pas à l'impédance de la batterie qui change tout le temps, plus les chargeurs de courant constant s'embourbent sur les batteries modernes à haute capacité, vous devez ajouter un ocsolateur (sp?) À une fréquence basse pour produire une impulsion à haute tension inclinée pour l'adsorption de charge et le temps de recharge de la chimie avec le courant constant.

Par exemple. Vous chargez à un courant constant de C / 10. Toutes les demi-secondes, vous impulsez une impulsion positive de cent volts transportant deux cents millampamps dans l'électrode positive en utilisant un circuit séparé. Maintenant, ne dérangez pas le taux constant C / 10 pendant que vous le faites.

L'utilisation de l'exemple permet d'aligner les dendrites dans les cellules et produit une charge beaucoup plus rapide et bien meilleure qui dure plus longtemps.

Beaucoup de chance.

John.