Entrada de voltaje para cargar baterías NiMH

Una fuente de corriente constante ajusta su voltaje de salida con la carga para mantener una corriente constante.

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

Las baterías de NiMH son volubles a la hora de cargar, presentando cambios dependientes de la temperatura en las curvas de carga y descarga. Tampoco tienen un voltaje de flotación , por lo que la carga de voltaje constante no funciona, como probablemente haya descubierto. Energizer tiene algunas recomendaciones con respecto a los tiempos de carga:

Por lo general, se prefiere un cargador inteligente de velocidad moderada (2 a 3 horas) para las baterías de NiMH. Las baterías están protegidas contra sobrecargas por el circuito del cargador inteligente. La carga extremadamente rápida (menos de 1 hora) puede afectar la vida útil del ciclo de la batería y debe limitarse según sea necesario. Los cargadores basados ​​en temporizadores nocturnos lentos también son aceptables y pueden ser una alternativa económica a los cargadores inteligentes. Un cargador que aplica una tasa de 0,1 C durante 12 a 14 horas es muy adecuado para las baterías de NiMH. Finalmente, se recomienda una tasa de carga de mantenimiento (o goteo) de menos de 0,025 C (C/40). Se prefiere el uso de cargas lentas muy pequeñas para reducir los efectos negativos de la sobrecarga.

Las baterías AAA NiMH tienen una capacidad de 850 mAh ^{_{[varía según el fabricante]}} , por lo que la carga con una tasa de C/2 a C/3 se puede realizar con una corriente constante de...

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

Se puede realizar una carga lenta de C/12 durante la noche con una corriente constante de 71 mA . Esta página menciona que:

Las celdas modernas tienen un catalizador de reciclaje de oxígeno que evita que la batería se dañe en caso de sobrecarga, pero este reciclaje no puede continuar si la tasa de carga es superior a C/10.

La tasa de carga de mantenimiento recomendada de C/40 se puede hacer con...

850mAh / h / 40 = 21mA

Cargadores inteligentes

Se enumeran las técnicas de carga de Energizer , Duracell y Powerstream :

• Carga ΔV : carga a la corriente constante recomendada hasta que la celda alcance un voltaje máximo y disminuya (p. ej., -15 mV).
  
  Esta técnica es lo suficientemente precisa para cargar de forma segura a C/2 a C/3 (283 mA a 425 mA).

• Carga dT/dt : controle la temperatura de la celda para limitar la temperatura máxima y buscar la tasa de calentamiento característica.
  
  Esta técnica se puede usar junto con la terminación de carga ΔV para monitorear y terminar el proceso con mayor precisión, lo que permite el uso de corrientes más altas (C/1 a C/2, o 425 mA a 850 mA).

• Arranque suave : si la temperatura está por encima de los 40 grados C o por debajo de los cero grados C, comience con una carga de C/10. Si el voltaje de la batería descargada es inferior a 1,0 voltios/celda, comience con una carga de C/10. Si el voltaje de la batería descargada es superior a 1,29 V/celda, comience con una carga de C/10.

• 1.78V máximo : una sola celda nunca debe exceder esto.

¿¡Pero qué significa todo eso!? El voltaje de entrada a su circuito de corriente constante LM317 debe ser suficiente para soportar la caída de voltaje a través del regulador y la resistencia (1.47Ω), impulsar la corriente requerida y exceder el voltaje máximo de la celda. Para generar C/1 o 850 mA en una batería AAA NiMH, cuya resistencia interna es como máximo de alrededor de 120 mΩ, se requiere (120mΩ + 1.47Ω) * 850mA + 1.2V + 1.78V = 4.3315V. Recomiendo al menos 2 V más para reducir los efectos de las irregularidades de la fuente, como la regulación y el ruido, y tener en cuenta otras pérdidas del circuito (como ese diodo que aún no tiene). Si está cargando 4 celdas en serie como lo indica su diagrama, necesitará al menos 9.978V (es decir, 12V+ ); 25.034V (27V+) para 12 en serie, aunque me preocuparía la carga irregular.

¿Están las baterías dispuestas en serie como muestra su dibujo?

Si es así, sus voltajes serán

• ~15 V (1,25 V/celda descargada - cargadores Roomba de referencia)
• ~16.8V (1.4V/celda cargada)

La referencia LM317 es de 1,25 V en la resistencia de 68 ohmios para una corriente de carga de (1,25/68) 18 mA de corriente de carga . El voltaje de caída en el LM317 es para esa tasa nunca más de 2V (página 6 de la hoja de datos a la que tyblu está vinculada, estimación muy conservadora). Por lo tanto, el voltaje de entrada mínimo debe ser (conservadoramente) 2V + 1.25V + 16.8v = 20.05V

¿Cómo elegiste el valor de la resistencia? Una tasa de carga segura (si la está viendo para apagarla) es C/10, que debería ser (100-mAh/10) 100 mA de corriente de carga . Eso da un valor de resistencia de (1,25 V/0,1 A) 12,5 ohmios con una potencia nominal de (0,1^2*12,5) 0,125 W. ¿Estas 12 celdas están en serie o en paralelo?

Las especificaciones de carga de uno de los cargadores de uno de los dos fabricantes de baterías más populares son las siguientes de las especificaciones del cargador.

Tamaño de la batería/Capacidad nominal (mAh)/Tiempo de carga estimado

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

Las especificaciones para la corriente del cargador para estos tres tipos de baterías es de 200ma, con 2 baterías en serie a un voltaje de 2,8v. El voltaje real medido de las baterías de la serie 2 durante la carga es de 2,885 voltios, con una corriente de 240ma. Si tomó 10 baterías a 1,2 V en serie, el voltaje total de la batería es de 12 V, con un voltaje de carga lenta de 13,8 V, es decir, un 15 % por encima del voltaje de la batería. Con eso en mente, entonces la especificación de corriente de carga de 200ma, con un voltaje nominal por batería de 1.2v * 1.15 (voltaje de la batería más 15%) sería de 1.4 voltios por batería (celda), dos en serie serían de 2.8v, 12 en serie sería (1,4 v * 12 baterías) a un voltaje de carga de 16,8 voltios en el banco de baterías en serie de 12 baterías. Por experiencia y consultando con un ingeniero de baterías de Panasonic, Siempre he usado el voltaje de la batería más un 15 % del voltaje de carga para las baterías de carga lenta. En un sistema de control industrial de 24vdc, haría funcionar la fuente de alimentación a 27,6v (24v*1,15) con 2 baterías AGM de 12v en serie para respaldo del sistema. Esto siempre ha funcionado de manera excelente como energía de respaldo para los paneles de control con energía de la red pública, y la mayoría de los instrumentos, PlC y sensores funcionarán bien hasta ~ 30 V CC, por lo que nunca encontré que esto fuera un problema para los controles. Entonces, de acuerdo con la publicación anterior, 16.8v + 2v + 1.25 voltios sería el voltaje de entrada óptimo de 20.05v. y los sensores funcionarán bien hasta ~30vdc, por lo que nunca encontré que esto fuera un problema para los controles. Entonces, de acuerdo con la publicación anterior, 16.8v + 2v + 1.25 voltios sería el voltaje de entrada óptimo de 20.05v. y los sensores funcionarán bien hasta ~30vdc, por lo que nunca encontré que esto fuera un problema para los controles. Entonces, de acuerdo con la publicación anterior, 16.8v + 2v + 1.25 voltios sería el voltaje de entrada óptimo de 20.05v.

Es relativamente simple. Su paquete de batería tiene un vataje máximo. peso corporal

Su fuente o cargador debe producir al menos el doble de esa potencia.

2bw.

El circuito cargará su paquete a una tasa de eficiencia x en el tiempo t donde t es el tiempo que tarda en cargar completamente el paquete @ x.

Ahora, el resto es vago, han pasado algunos años desde que lo cubrieron en la escuela, pero puede buscar en un libro de texto para averiguar cómo configurarlo correctamente para su tasa de corriente.

Bw=2Bw veces (eficiencia) . Por lo general, alrededor del 67% con un regulador de voltaje lineal. O x/t veces 100%. Algo como eso. Su circuito es estándar y no será muy eficiente ya que no coincide con la impedancia de la batería, que cambia todo el tiempo, además de que los cargadores de corriente constante se atascan en las baterías modernas de alta capacidad, necesita agregar un ocsolator (sp?) A una tasa de baja frecuencia para producir un pulso de alto voltaje inclinado para la adsorción de carga y el enfriamiento químico junto con la corriente constante.

Por ejemplo. Cargas a una corriente constante de C/10. Cada medio segundo pulsas un pulso positivo de cien voltios que transporta doscientos milamperios al electrodo positivo usando un circuito separado. Ahora no altere la tasa constante C/10 mientras lo hace.

Usar el ejemplo ayuda a alinear las dendritas en las células y produce una carga mucho mejor, más rápida y más completa que dura más.

Mucha suerte.

John.