Tipurile și scopul încărcătoarelor automate

Diverse dispozitive electronice în activitatea lor folosesc surse de alimentare portabile, baterii. Tensiunea cea mai comună pentru funcționarea lor este de 12 volți. Bateriile, care dau energia acumulată dispozitivelor, trebuie periodic să fie încărcate. La restabilirea energiei, este foarte convenabil să se utilizeze un încărcător automat (încărcător), care să permită simplificarea operațiilor efectuate de utilizator la un nivel minim.

Tipurile de baterii și principiul funcționării acestora

Există diferite tehnologii utilizate în fabricarea produselor baterii (CRA). În funcție de procesele care se produc în mijlocul celulelor bateriilor, se utilizează diferite metode de recuperare a taxelor. Având aproximativ același principiu de funcționare, bateriile sunt împărțite în funcție de materialele de fabricație și de procesele chimice care trec prin ele.

1. Nichel-cadmiu (NiCd). Prima dată a apărut în 1899. Tehnologia lor de producție a fost îmbunătățită până când, în 1947, a fost creat un element cu posibilitatea de anihilare a gazelor care apar în procesul de încărcare. Principalele avantaje de acest tip: capacitatea de a efectua o încărcare rapidă, capacitate mare de încărcare, preț scăzut, fiabilitate bună și rezistență la îngheț. Depozitați bateria, eventual la orice nivel de încărcare. În același timp, se remarcă următoarele dezavantaje: prezența efectului de memorie, toxicitatea, densitatea scăzută a energiei, rata auto-descărcării atinge 10% pe lună. În prezent, ele nu sunt practic utilizate în viața de zi cu zi din cauza toxicității lor.
2. Nichel-metal hidrură (NiMh). În 1984, utilizarea compusului La-Ni-Co a permis absobarea hidrogenului pentru mai mult de 100 de cicluri. În comparație cu bateriile Ni-Cd, au indicatori energetici specifici mai mari și nu sunt toxici. Durata de viață a acumulatorilor NiMh depinde de timpul de încărcare și de metoda de control. Acest tip de baterii sunt sensibile la reîncărcare și sunt caracterizate de 500 până la 1000 de cicluri de descărcare-descărcare. Durata de viață este de la 3 la 5 ani.
3. Litiu-ion (LiIon). Astăzi ele sunt elementele cele mai promițătoare. La un preț sunt mai scumpe decât alte tipuri de baterii, dar practic nu au defecte. Primul astfel de tip de baterie a fost lansat în 1991 de Sony Corporation. În plus, capacitățile energetice mari au cea mai mică cantitate de auto-descărcare de gestiune din toate celelalte tipuri. Numărul de cicluri de încărcare-descărcare depășește de o mie de ori. Bateriile din prima generație, bazate pe un anod de litiu metalic, au avut un potențial exploziv în timpul reîncărcării sau a mai multor cicluri de încărcare-descărcare. Înlocuirea anodului cu grafit, în produsele din a doua generație, a eliminat complet problema.
4. Litiu polimer (LiPol). Acest tip de baterie a fost proiectat să înlocuiască LiIon de primă generație. Construcția se bazează pe trecerea polimerilor într-o stare semiconductoră atunci când sunt expuși la ioni. Diferența principală dintre bateriile litiu-ion este utilizarea unui electrolit solid. Bateriile LiPol moderne pot fi fabricate într-o formă flexibilă, cu grosimea elementelor fiind una sau mai multe milimetri. Numărul de cicluri de încărcare este de 800 de ori, nu există niciun efect de memorie. Pentru a elimina aprinderea sau explozia, toate bateriile sunt echipate cu un circuit electronic care monitorizează încărcarea și previne supraîncălzirea.
5. Dispozitivul plumb-acid a fost dezvoltat în 1859. Structurally, bateria este asamblată din șase baterii cu o tensiune nominală de 2,2 volți, conectate în serie. Fiecare element este un set de plăci de grilaj din plumb. Plăcile sunt acoperite cu material activ și sunt imersate în electrolit. Bateria are o valoare de auto-descărcare mai mică decât NiCd de șase ori și are o tolerabilitate bună pentru sarcini de mare putere. Dezavantajele sunt greutatea mare și deteriorarea rapidă a performanței la rece. Cu o descărcare profundă de peste 80%, durata de viață a bateriei scade dramatic.
6. Baterii de heliu. Producată de tehnologia AMG și GEL cu electrolit într-o stare legată. Caracterizată de auto-descărcare redusă și rezistă la circa două sute de cicluri de încărcare-descărcare. Când energia este restabilită, este necesară o cantitate de 10% din capacitatea nominală a bateriei. Dezavantajul acestui tip este acela că bateria nu trebuie încălzită, deoarece este posibilă transferarea heliului în stare lichidă.

Principiul acțiunii acumulatorilor se bazează pe reacțiile chimice care au loc atunci când diferite materiale interacționează una cu cealaltă. Aceste procese sunt reversibile, ciclurile de acumulare și eliberare a energiei au capacitatea de a se repeta în mod repetat. Corpul bateriei este fabricat dintr-un tip închis cu terminale terminale.

Toate bateriile moderne nu necesită întreținere.

Tipuri de încărcătoare pentru baterii

Capacitatea și durata perioadei de utilizare a bateriei depind de condițiile de operare și de metoda de încărcare. Un dispozitiv de stocare de calitate nu trebuie să permită reîncărcarea bateriei și să fie protejat împotriva supraîncălzirii. Există două metode pentru controlul încărcării:

• curent;
• prin tensiune.

Prima metodă este folosită pentru bateriile NiCd și NiMh, iar cea de-a doua pentru bateriile plumb-acid, LiIon și LiPol. Memoria automată pentru baterii utilizează în activitatea lor microcircuite specializate care controlează întregul proces de recuperare a energiei.

Memorie controlată de curent

Astfel de dispozitive se numesc galvanostatice. Caracteristica principală a dispozitivului de încărcare este cantitatea de curent prin care este încărcată acumulatorul. Reîncărcați acumulatorul în mod corespunzător și extinde performanțele sale, se va obține numai atunci când se selectează valoarea dorită a valorii, precum și viteza de încărcare. Cu cât este mai mare curentul, cu atât viteza este mai mare, dar valoarea mare a vitezei de încărcare duce la degradarea rapidă a bateriei. Încărcătoarele automate stabilesc valori de curent egale cu 10% din capacitatea bateriei (0.1C).

Pentru a elimina efectul auto-descărcării, după terminarea încărcării, lucrul încărcătorului este comutat la un mod de încărcare cu un curent scăzut. Unele dispozitive pentru recuperarea energiei sunt dotate cu capacitatea de a încărca rapid, în timp ce curentul crește până la 1C față de capacitatea bateriei. Adesea, acest mod nu este recomandat datorită scurgerii duratei de viață a elementelor energetice.

Încărcarea bateriei se încheie dacă curentul de încărcare nu se schimbă timp de trei ore.

Memorie cu control de tensiune

Instrumentele funcționează în modul potențiostatic. Procesul în sine constă în două etape, primul este controlat de curent și cel de-al doilea de tensiune. Sfârșitul încărcării are loc în funcție de valoarea reducerii curente la valoarea setată sau după un anumit timp. Acumulatorii cu plumb și litiu-ion sunt încărcați cu alți algoritmi decât bateriile nichel-cadmiu și nichel-metal hidruri. Pentru acesta din urmă, există trei viteze de încărcare: lent (0.1C), rapid (0.3C) și superfast (1C). Încărcarea bateriei se oprește când tensiunea atinge valoarea setată.

Cerințe pentru încărcătoare

Bateriile de 12 volți în mașini și sursele de alimentare neîntrerupte au fost folosite mai mult. La etajele comerciale puteți găsi încărcătoare automate gata pentru baterii de 12V. Principalele cerințe pentru acestea sunt următoarele:

1. Reglementarea actuală. Dispozitivul de încărcare ar trebui să poată ajusta curentul de încărcare atât automat, cât și manual.
2. Contabilitate pentru încălzire. Încărcătorul trebuie să controleze temperatura. Valoarea temperaturii bateriei în timpul procesului de încărcare variază, este, de asemenea, corectă modificarea tensiunii pe ea. De exemplu, atunci când temperatura crește cu 5 grade, tensiunea bateriilor trebuie redusă cu 0,1-0,2 volți. Când încălzirea este puternică, procesul de încărcare trebuie să se oprească.
3. Realizați încărcarea în mai multe etape. Procesul de încărcare pas cu pas în memorie permite extinderea duratei de utilizare a bateriei. Prima etapă constă în analiza stării bateriei și, dacă este necesar, descărcarea acesteia la o valoare de prag (eliminând efectul de memorie). A doua etapă este o sarcină de creștere a tensiunii și de scădere a rezistenței curentului. În cea de-a treia etapă, sarcina este încărcată cu menținerea curentului și a tensiunii minime.
4. Temperatura de funcționare. Memoria trebuie să poată funcționa neîntrerupt într-o gamă largă de temperaturi de funcționare.
5. Toate etapele care apar în mod obișnuit trebuie să fie ușor de identificat pe indicatorii dispozitivului.
6. Încărcătorul trebuie protejat împotriva scurtcircuitului și a supratensiunii la intrare și ieșire.

Toate procesele din memoria automată sunt controlate de microprocesoare. Datorită acestora, dispozitivul digital nu necesită intervenție, însă selectează el însuși tensiunea necesară și curentul de încărcare. Atunci când utilizați astfel de dispozitive, este posibilă reîncărcarea bateriei. Recent, memoria a început să utilizeze nu un semnal constant, ci un semnal de impuls, care oferă un mod eficient și de economisire. Dintre toate modelele de pe piață se pot distinge următoarele încărcătoare:

• Nyundai НY400.
• Daewoo DW450.
• WelleAwO5-1208.
• Dexa Star SM150.
• Vitals 2415ddca.

Dispozitiv universal pentru auto-producție

Cerințe pentru dispozitiv, protecția bateriei împotriva supraîncărcării la atingerea unei valori de tensiune egale cu 13,7 volți. Puterea dispozitivului în sine este de la sursă externă cu o tensiune de 20-25 volți. Dispozitivul de încărcare nu conține elemente radio deficiente, este ușor de configurat și are protecție la scurtcircuit.

Controlerul curent utilizează circuitul integrat pe LM317, valoarea acestuia fiind stabilită de comutatorul SB1. Al doilea microcircuit este pornit de un principiu de restricționare a presiunii. Valoarea dorită este stabilită de rezistențele RP2 și RP1. Când se atinge tensiunea setată, procesul de încărcare se oprește. Apoi, bateria poate fi conectată în orice moment, fără teama de supraîncărcare.

Comparatorul DA4 este utilizat pentru a controla indicația LED. Ca afișaj, se utilizează o diodă cu două culori. Culoarea roșie indică o descărcare preliminară, verde indică o încărcare.

Când bateria este instalată, tensiunea acesteia este comparată cu a doua ieșire a comparatorului. Tranzistorul care funcționează în modul cheie VT1 este deschis și curentul care trece prin LED-ul duce la strălucirea sa roșie. A doua și a patra intrare a comparatorului primește tensiunea de la o diodă Zener VD5 egală cu 6 volți. Tranzistorul VT3 este pornit în funcție de circuitul următor al sursei. Într-o baterie care necesită încărcare, acesta deconectează unitatea de limitare a tensiunii astfel încât să funcționeze numai limitatorul de curent.

De îndată ce tensiunea bateriei se apropie de valoarea setată și atinge valoarea de 12,8 volți, la prima ieșire a comparatorului apare un nivel ridicat. Pragul este setat de RP32 și RP4. Tranzistorul VT1 închide și transformă cea de-a doua și a patra ieșire a cip-ului în inversiune. LED-ul roșu se stinge și se aprinde LED-ul verde. VT3 se închide și începe limitatorul de tensiune.

Stabilizarea sursei de alimentare cu 12 volți pentru unitatea de comandă și afișare se realizează cu ajutorul stabilizatorului integrat DA3 7812. Deoarece tastele de alimentare sunt încălzite în timpul încărcării, ele trebuie instalate pe radiator. Sistemul de răcire este pornit pentru VT4. Dacă radiatorul începe să se încălzească, termocuplul trimite un semnal către a treia parte a comparatorului, care deschide tranzistorul VT4 și pornește ventilatorul.

Reglarea cu componentele potrivite de asamblare și de lucru reduce la setarea parametrilor necesari de încărcare. La intrare se aplică un semnal de 20 volți și se verifică prezența a 12 volți pe 3 piciorul comparatorului. La borna X2, fără conectarea sarcinii, rezistența variabilă RP1 este setată la 12,8 volți. Rezistorul variabil RP3 atinge o stare în care LED-ul strălucește verde. Cu ajutorul RP5, momentul în care ventilatorul este pornit.