Gần đây, tôi đã nhận được một bộ pin sạc kim loại niken (NiMH) cho máy vặn vít 14.4V, 2.6Ah của Bosch. Pin thực sự có công suất nhỏ, mặc dù chúng chỉ hoạt động dưới tải trong một thời gian ngắn và có một số lượng nhỏ xả (công việc) - chu kỳ sạc. Vì lý do này, tôi quyết định tháo rời pin, thực hiện các phép đo từng yếu tố của chúng để xác định các đặc điểm và khả năng phục hồi, sử dụng các yếu tố "sống sót" trong các yếu tố khác tự làm đòi hỏi một sản lượng hiện tại lớn trong một thời gian ngắn. Công việc này được mô tả trong các giai đoạn trong ghi chúThiết bị xả pin tự động».
Sau khi tháo rời pin
một sự phóng điện chuẩn bị của các phần tử trên thiết bị được chỉ định đã được thực hiện, với sự kiểm soát điện áp dư tối thiểu 0,9 ... 1,0 volt, để loại trừ sự phóng điện sâu. Tiếp theo, một bộ sạc đơn giản và đáng tin cậy được yêu cầu để sạc đầy chúng.
Yêu cầu về bộ sạc
Các nhà sản xuất pin NiMH khuyên bạn nên thực hiện một lần sạc với giá trị hiện tại trong khoảng 0,75-1,0C. Trong các điều kiện này, hiệu quả của quá trình sạc, hầu hết các chu kỳ, càng cao càng tốt. Nhưng vào cuối quá trình sạc, hiệu suất giảm mạnh và năng lượng đi vào việc sinh nhiệt. Bên trong nguyên tố, nhiệt độ và áp suất tăng mạnh. Pin có một van khẩn cấp có thể mở khi áp suất tăng. Trong trường hợp này, các thuộc tính của pin sẽ bị mất không thể phục hồi. Có, và chính nhiệt độ có ảnh hưởng tiêu cực đến cấu trúc của các điện cực của pin.
Vì lý do này, đối với pin hydride kim loại niken, điều rất quan trọng là phải kiểm soát các chế độ và tình trạng của pin khi sạc, thời điểm quá trình sạc kết thúc, để tránh sạc quá mức hoặc phá hủy pin.
Như đã chỉ ra, vào cuối quá trình sạc pin NiMH, nhiệt độ của nó bắt đầu tăng lên. Đây là thông số chính để tắt phí. Thông thường, nhiệt độ tăng hơn 1 độ mỗi phút được lấy làm tiêu chí chấm dứt sạc. Nhưng ở dòng điện tích thấp (dưới 0,5 ° C), khi nhiệt độ tăng đủ chậm, rất khó phát hiện. Một giá trị nhiệt độ tuyệt đối có thể được sử dụng cho việc này. Giá trị này được lấy 45-50 ° C. Trong trường hợp này, điện tích phải bị gián đoạn và được gia hạn (nếu cần) sau khi làm mát phần tử.
Nó cũng là cần thiết để thiết lập một giới hạn thời gian tính phí. Nó có thể được tính bằng dung lượng pin, lượng sạc hiện tại và hiệu suất xử lý, cộng thêm 5-10%. Trong trường hợp này, ở nhiệt độ quá trình bình thường, bộ sạc sẽ tắt vào thời gian đã đặt.
Với việc xả sâu pin NiMH (dưới 0,8V), dòng sạc được đặt sơ bộ ở 0,1 ... 0,3C. Giai đoạn này được giới hạn về thời gian và mất khoảng 30 phút. Nếu trong thời gian này, pin không khôi phục điện áp 0,9 ... 1,0 V, thì tế bào không có gì đáng ngạc nhiên. Trong trường hợp tích cực, điện tích sau đó được thực hiện với dòng điện tăng trong khoảng 0,5-1,0C.
Chưa hết, về việc sạc pin cực nhanh. Được biết, khi sạc tới 70% công suất, pin hydride kim loại niken có hiệu suất sạc gần 100%. Do đó, ở giai đoạn này có thể tăng dòng điện để tăng tốc độ đi qua của nó. Dòng điện trong những trường hợp như vậy được giới hạn ở 10C. Dòng điện cao có thể dễ dàng dẫn đến quá nhiệt của pin và phá hủy cấu trúc của các điện cực của nó. Do đó, việc sử dụng sạc cực nhanh chỉ được khuyến nghị khi theo dõi liên tục quá trình sạc.
Quy trình sản xuất bộ sạc cho pin NiMH xem xét dưới đây.
1. Thiết lập dữ liệu cơ sở.
- Sạc pin với giá trị hiện tại không đổi 0,5 ... 1,0C đến công suất định mức.
- Dòng điện đầu ra (có thể điều chỉnh) - 20 ... 400 (800) ma.
- Ổn định dòng điện đầu ra.
- Điện áp đầu ra 1.3 ... 1.8 V.
- Điện áp đầu vào - 9 ... 12 V.
- Dòng điện đầu vào - 400 (1000) ma.
2. Là nguồn năng lượng cho bộ nhớ, chúng tôi chọn bộ chuyển đổi điện thoại di động 220/9 volt, 400 ma. Có thể thay thế bằng một cái mạnh hơn (ví dụ: 220 / 1.6 ... 12V, 1000 ma). Thay đổi trong thiết kế của bộ nhớ sẽ không được yêu cầu.
3. Xem xét mạch sạc
Một biến thể thiết kế của bộ sạc pin là bộ ổn định và giới hạn dòng điện và được chế tạo trên một bộ phận của bộ khuếch đại hoạt động (OA) và bóng bán dẫn n-p-n tổng hợp mạnh mẽ KT829A. Bộ sạc giúp điều chỉnh dòng sạc. Sự ổn định của dòng điện đặt xảy ra bằng cách tăng hoặc giảm điện áp đầu ra.
Tại điểm tiếp giáp của điện trở R1 và diode zener VD1, một điện áp tham chiếu ổn định được tạo ra. Bằng cách thay đổi giá trị điện áp lấy từ chiết áp R2 của bộ chia điện trở ở đầu vào không đảo của bộ khuếch đại hoạt động (chân 3), chúng tôi thay đổi giá trị của điện áp đầu ra (chân 6), và do đó dòng điện qua VT1. Điện trở R5 giới hạn dòng điện trong mạch của pin sạc. Sự thay đổi giảm điện áp ở R5 khi dòng sạc lệch qua phản hồi (OOS) thành đầu vào đảo ngược của op-amp (chân 2), điều chỉnh và ổn định dòng đầu ra của bộ sạc. Dòng R2 được cài đặt sẽ ổn định cho đến khi hết pin này và các loại pin tiếp theo cùng loại.
Mạch ổn định hiện tại này rất linh hoạt và có thể được sử dụng để hạn chế dòng điện trong các thiết kế khác nhau. Mạch dễ lặp lại, bao gồm các thành phần vô tuyến đơn giản và giá cả phải chăng, và khi được cài đặt chính xác, chúng ngay lập tức bắt đầu hoạt động.
Một tính năng của mạch này là khả năng sử dụng các bộ khuếch đại hoạt động có sẵn với điện áp cung cấp là 12 V, ví dụ, K140UD6, K140UD608, K140UD12, K140UD1208, LM58, LM324, TL071 / 081. Transitor KT829A là thành phần năng lượng chính và tất cả dòng điện đi qua nó, do đó nó nhất thiết phải được lắp đặt trên tản nhiệt. Sự lựa chọn của bóng bán dẫn được xác định bởi dòng sạc yêu cầu được thiết lập để sạc pin.
4. Chọn vỏ cho bộ sạc. Anh ta sẽ xác định hình dạng, thiết kế, điều kiện loại bỏ nhiệt và sự xuất hiện của bộ nhớ. Trong trường hợp này, một bình xịt bằng nhôm có thể được chọn. Chúng tôi loại bỏ phần trên của nó.
5. Chúng tôi cắt ra khỏi tấm lắp phổ quát một phần bằng chiều rộng với đường kính trong của xi lanh. Tốt nhất là chặt chẽ, mà không cần ném, sự xâm nhập của bảng vào xi lanh.
6. Chúng tôi hoàn thành bộ nhớ với các bộ phận theo sơ đồ. Nắp bình xịt có kích thước tốt như một núm chiết áp.
7. Chúng tôi sửa bóng bán dẫn trên bộ tản nhiệt và cài đặt bộ tản nhiệt trên cạnh của bảng, theo hình ảnh.
8. Hàn bóng bán dẫn dẫn đến các miếng đệm của bảng.
9. Hàn điện trở, hạn chế dòng sạc pin tối đa có thể. Do toàn bộ dòng điện tích đi qua điện trở R5, để làm mát tốt nhất cho điện trở, nó được rút ra từ bốn điện trở được kết nối song song (MLT-1) sử dụng rộng rãi 22 ohms với công suất 1 W mỗi cái. Ngoài ra, một điện trở 5 watt 1,8 ohm được cài đặt nối tiếp. Tổng điện trở của R5 là khoảng 7 ohms (công suất trung bình 4 watt). Điện trở và thiết bị của điện trở phụ thuộc vào dòng sạc dự kiến và sự sẵn có của các bộ phận từ nhà sản xuất.
10. Lắp ráp phần điều khiển của bộ nhớ trên bảng mạch bánh mì. Chúng tôi kết nối bộ phận sản xuất của bộ sạc và kết nối tải - pin sạc. Để kiểm tra các chế độ hoạt động và gỡ lỗi, hãy kết nối bộ nhớ với nguồn điện có thể điều chỉnh. Chúng tôi kiểm tra phạm vi điều chỉnh của dòng sạc, nếu cần, chúng tôi chọn giá trị của điện trở R2 và R3.
11. Chuyển phần điều khiển của bộ nhớ vào chiếc khăn làm việc
và gắn nó vào bộ phận nguồn.
12. Trên bo mạch, ở bên cạnh, lắp đặt ổ cắm để kết nối nguồn điện của bộ sạc (bộ chuyển đổi hoặc nguồn điện khác).
13. Lắp đặt bộ nhớ trong vỏ, đặt bộ tản nhiệt ở phần trên (mở) của nó.
Khoan trước một loạt các lỗ có đường kính 6 mm ở phần hình trụ thấp hơn của vỏ. Vị trí làm việc của vỏ bộ sạc là thẳng đứng, do đó, tương tự như ống khói, lực kéo tự nhiên được tạo ra. Không khí được làm nóng bằng điện trở và bộ tản nhiệt tăng từ vỏ lên, hút lạnh vào các lỗ thấp hơn. Thông gió như vậy hoạt động hiệu quả, bởi vì bộ tản nhiệt đáng kể với bộ sạc hoạt động 2, 3 giờ thực tế không cảm nhận được bởi sự nóng lên của vỏ.
14. Bộ sạc được lắp ráp với một bộ làm việc và được thử nghiệm dưới tải, sạc đầy một tá pin. Bộ nhớ hoạt động ổn định. Đồng thời, thời gian sạc ước tính, cũng như nhiệt độ pin, được theo dõi định kỳ để vô hiệu hóa bộ sạc ở các giá trị quan trọng. Sử dụng "cá sấu" để kết nối pin cho phép bạn kết nối với ampe kế điều khiển bộ nhớ (vạn năng) để điều chỉnh dòng sạc. Khi sạc các phần tử tiếp theo cùng loại, không cần ampe kế.
