Wie lange halten galvanische Zellen eine Ladung? Forschungsarbeit: „Regeneration galvanischer Zellen.“ Merkmale einiger Arten galvanischer Zellen und ihre kurzen Eigenschaften
Der Einsatz herkömmlicher Batterien ist unrentabel, da deren Lebensdauer sehr begrenzt ist. Daher ist es praktischer, Batterien zu verwenden. Ihr Vorteil liegt in der wiederholten Verwendung, sofern sie richtig gehandhabt werden. Dies liegt vor allem an den Bedingungen für das Aufladen. Batterien, die angesammelte Energie an Geräte abgeben, müssen regelmäßig selbst aufgeladen werden. Dafür gibt es Batterieladegeräte.
Geschichte der Ladegeräte
Die Entdeckung der galvanischen Elektrizität führte zur Entwicklung des ersten Prototyps wiederaufladbarer Batterien. Im Jahr 1798 führte der italienische Physiker Alessandro Volta ein Experiment durch, bei dem er in Reihe geschaltete Kupfer- und Zinkplatten in eine saure Lösung legte. Er entdeckte, dass, wenn der Strom nach einer Unterbrechung durch die Platten geleitet wurde, eine Restladung auf ihnen zurückblieb. Anschließend interessierten sich Gotero, Marianini und Becquerel für diese Experimente. Aber erst 1859 schuf Plante die wirklich erste Batterie..
Sein Experiment basierte auf Bleistreifen, zwischen denen ein Stück Stoff eingelegt war. Anschließend rollte er die Streifen und tauchte sie in angesäuertes Wasser. Durch das Anlegen und Entfernen von Strom erhielt er zwischen ihnen eine Potentialdifferenz, d. h. die Akkumulation der Kapazität durch das Element. Die weitere Entwicklung führte dazu, dass sich die Bildung der aktiven Schicht verbesserte, wenn die Platten mit Bleioxiden beschichtet wurden.
Im Jahr 1896 begann das amerikanische Unternehmen National Carbon Company (NCC) als erstes Unternehmen der Welt mit der Produktion von Batterien. Heute ist es als Energizer bekannt. Anfang 1901 patentierte der Wissenschaftler Thomas Edison eine Nickel-Cadmium-Batterie. Zur gleichen Zeit entwickelte Waldmar Jungner eine Nickel-Eisen-Batterie, eine sogenannte Alkalibatterie. Alkalibatterien werden in Transport- und Kraftwerken eingesetzt. Parallel zur Entwicklung von Batterien entwickeln sich auch Technologien zur Ladungsrückgewinnung.
Batterietypen und ihre Eigenschaften
Abhängig von der Herstellungstechnologie von wiederaufladbaren Batterien (AB) kommen unterschiedliche Lademethoden zum Einsatz. Dies hängt zunächst von den chemischen Prozessen ab, die im Inneren der Batterieelemente ablaufen. Nach dem gleichen Funktionsprinzip werden Batterien nach den Herstellungsmaterialien und den darin ablaufenden chemischen Prozessen unterteilt.
Gleichzeitig ist es bei vielen Typen wichtig, eine Überladung zu verhindern oder sie in einen Zustand der Tiefentladung zu bringen.
Anhand der Markierungen lässt sich leicht erkennen, welche Akkus im Ladegerät geladen werden können. Die zum Aufladen vorgesehenen Akkus sind mit ihrer Kapazität in Ah und der Nennspannung angegeben. Der Hauptunterschied ist die chemische Reaktion: Bei Batterien ist es reversibel, bei normalen Batterien wie Knopfzellen jedoch nicht. Batterien werden in folgende Typen unterteilt:
Allerdings sollte man bei der Beantwortung der Frage, ob Alkalibatterien geladen werden können, förmlich „Ja“ sagen. Dies liegt daran, dass in ihnen auch chemische Prozesse ablaufen, wenn auch irreversibel, die aber den Aufbau von Kapazitäten ermöglichen. Dabei wird berücksichtigt, dass die sich mit hoher Geschwindigkeit aufbauende Ladung zu einer schnellen Erwärmung der Batterie führt. Daher sollten sie nicht länger als 10-15 Minuten aufgeladen werden, wobei es ratsam ist, die Oberfläche auf Erwärmung zu kontrollieren und die angelegte Spannung die Nennspannung nicht überschreiten sollte.
So müssen die eingesetzten Ladegeräte ein Überladen der Akkus verhindern, die Temperatur kontrollieren und dem sogenannten Memory-Effekt entgegenwirken können. Die Hersteller bieten sowohl Universalgeräte für alle Batterietypen als auch Einzelgeräte an. Die Hauptanforderung an das Gerät besteht darin, einen sicheren und korrekten Ladevorgang zu gewährleisten.
Lademethoden
Bevor Sie eine AA-Batterie zu Hause aufladen, sollten Sie wissen, welche Art von Ladegerätsteuerung Sie verwenden müssen. Es werden zwei Methoden zur Ladungssteuerung verwendet:
- nach Strom;
- durch Spannung.
Die erste Methode wird für NiCd- und NiMh-Akkus verwendet, die zweite für Blei-Säure-, LiIon- und LiPol-Akkus. Mit automatischen Batterieladegeräten, die spezielle Mikrocontroller verwenden, können Sie jede Art von Energiezelle ordnungsgemäß aufladen und die Phasen der Energierückgewinnung steuern.
Ladegerät mit Stromregelung
Solche Geräte werden galvanostatisch genannt. Der Hauptparameter des Speichers ist der Batteriestromwert. Durch die Auswahl des Stromwerts und der Ladegeschwindigkeit kann erreicht werden, dass der Akku ordnungsgemäß aufgeladen wird und seine Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden. Um die aktuellen Werte zu ermitteln, wird die Gleichung I = 0,1C verwendet, wobei C die Batteriekapazität ist. Es ist nicht schwer zu verstehen, warum es nicht empfehlenswert ist, einen größeren Wert zu verwenden, wenn man sich die chemischen Prozesse vorstellt, die in galvanischen Geräten ablaufen. Hinzu kommt erstens eine erhöhte Erwärmung und zweitens ein Memory-Effekt.
Um eine Selbstentladung zu vermeiden, wechseln Ladegeräte am Ende des Ladevorgangs meist in den Niedrigstrom-Lademodus.
Für Alkalibatterien ist diese Methode jedoch nicht akzeptabel, sodass sie in diesem Modus nicht aufgeladen werden können. Bei diesen Typen kommt eine Ladeabbruchmethode zum Einsatz, wenn sich der Strom mehrere Stunden lang nicht ändert.
Methode zur Spannungsregelung
Die Betriebsart basiert auf einem potentiostatischen Modus, der den Ladevorgang bei Erreichen einer bestimmten Spannung abschaltet. Dieser Ladegerättyp verwendet unterschiedliche Laderaten. Für Nickel-Cadmium und Nickel-Metallhydrid werden drei Laderaten verwendet: lang (0,1 °C), schnell (0,3 °C) und ultraschnell (1 °C). Während des Ladevorgangs nimmt der Strom ab und die Spannung an den Batteriepolen nähert sich der Ladegerätspannung an. Es wird angenommen, dass diese Methode den Akku nicht vollständig aufladen kann.
Spezifikationen des Ladegeräts
Im Handel gibt es eine Vielzahl von Ladegeräten in unterschiedlichen Preiskategorien. Sie können einfach, für einen bestimmten Ladestrom konfiguriert oder vorzugsweise intelligent sein. Die Wahl des Ladegeräts sollte ernst genommen werden, da die Lebensdauer der Akkus direkt davon abhängt. Ladegeräte von schlechter Qualität führen zu einem schnellen Kapazitätsabfall. Achten Sie bei der Auswahl eines Ladegeräts für AA-Batterien auf folgende Parameter:
Bei der Auswahl wird automatisches Laden oft mit intelligentem Laden verwechselt. Der Unterschied besteht darin, dass der erste Typ den Ladevorgang abschaltet, sobald der erforderliche Spannungswert an den Batteriepolen erreicht ist. Und der zweite Typ ist nicht nur zum direkten Laden, sondern auch zur Wiederherstellung der Kapazität von Batterien gedacht. Im eingeschalteten Zustand messen solche Geräte die Batteriekapazität und versuchen durch Trainingszyklen, ihre Eigenschaften auf die Ausgangsparameter zu bringen.
Die beliebtesten davon sind die folgenden
- Panasonic Eneloop BQ-CC17;
- Technoline BC 700;
- La-Crosse BC-1000;
- Opus BT C3100.
Diese Geräte sind universell einsetzbar, ermöglichen das Laden verschiedener Batterietypen und verfügen über mehrere unabhängige Kanäle. Der gesamte Vorgang läuft darauf hinaus, den Akku in das Ladegerät einzulegen und einzuschalten.
Es wurde praktisch nachgewiesen, dass die gängigsten Mangan-Zink-Zellen und -Batterien vom Bechertyp, wie 3336L (KBS-L-0,5), 3336X (KBS-X-0,7), 373, 336, besser regeneriert werden können als andere. Mangan-Zink-Batterien „Krona VTs“, BASG und andere.
Der beste Weg, chemische Energiequellen zu regenerieren, besteht darin, einen asymmetrischen Wechselstrom mit einer positiven Gleichkomponente durch sie zu leiten. Die einfachste Quelle für asymmetrischen Strom ist ein Einweggleichrichter mit einer von einem Widerstand überbrückten Diode. Der Gleichrichter ist mit der sekundären Niederspannungswicklung (5–10 V) eines Abwärtstransformators verbunden, der von einem Wechselstromnetz gespeist wird. Allerdings hat ein solches Ladegerät einen geringen Wirkungsgrad – etwa 10 % – und außerdem kann es zu einer Entladung der zu ladenden Batterie kommen, wenn die Spannung, die den Transformator versorgt, versehentlich ausgeschaltet wird.
Bessere Ergebnisse können erzielt werden, wenn Sie ein Ladegerät verwenden, das nach der in Abb. gezeigten Schaltung hergestellt ist.
1.
Bei diesem Gerät versorgt die Sekundärwicklung II zwei separate Gleichrichter über die Dioden D1 und D2, an deren Ausgänge zwei wiederaufladbare Batterien B1 und B2 angeschlossen sind.
Reis. 1
Die Kondensatoren C1 und C2 sind parallel zu den Dioden D1 und D2 geschaltet. In Abb. Abbildung 2 zeigt ein Oszillogramm des durch die Batterie fließenden Stroms. Der schraffierte Teil des Zeitraums ist die Stunde, in der Entladestromimpulse durch die Batterie fließen.
ERWEITERN SIE DAS DIAGRAMM IM VOLLBILDSCHIRM
Reis. 2
Diese Impulse haben offensichtlich einen besonderen Einfluss auf den Ablauf elektrochemischer Prozesse in den Aktivmaterialien galvanischer Zellen. Die in diesem Fall ablaufenden Prozesse sind noch nicht ausreichend untersucht und werden in der populären Literatur nicht beschrieben. Wenn keine Entladestromimpulse vorhanden sind (was passiert, wenn ein parallel zur Diode geschalteter Kondensator getrennt wird), wird die Regeneration der Elemente praktisch gestoppt.
Es wurde experimentell festgestellt, dass galvanische Mangan-Zink-Zellen relativ wenig kritisch für die Größe der konstanten Komponente und die Form negativer Ladestromimpulse sind. Dadurch kann das Ladegerät ohne zusätzliche Anpassung der Gleich- und Wechselstromanteile des Ladestroms zur Wiederherstellung verschiedener Zellen und Batterien verwendet werden. Das Verhältnis des konstanten Anteils des Ladestroms zum Effektivwert seines variablen Anteils sollte im Bereich von 5-25 liegen.
Die Leistung des Ladegeräts kann verbessert werden, indem mehrere Zellen in Reihe geladen werden können. Es ist zu berücksichtigen, dass beim Ladevorgang, z.B. d.s. Elemente können auf 2-2.1.v ansteigen. Auf dieser Grundlage und unter Kenntnis der Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators wird die Anzahl der gleichzeitig geladenen Elemente bestimmt.
Bequemer ist es, Batterien vom Typ 3336L über eine 2,5 V x 0,2 A-Glühbirne an das Ladegerät anzuschließen, die als Tauschmittel dient und gleichzeitig als Anzeige für den Ladezustand dient. Wenn die elektrische Ladung der Batterie wiederhergestellt ist, nimmt das Leuchten der Glühbirne ab. Elemente vom Typ „Mars“ (373) müssen ohne Glühbirne angeschlossen werden, da der konstante Anteil des Ladestroms eines solchen Elements 200-400 mA betragen sollte. Die Elemente 336 sind in Dreiergruppen in Reihe geschaltet. Die Ladebedingungen sind die gleichen wie für Batterien vom Typ 3336. Der Ladestrom für die Elemente 312, 316 sollte 30-60 mA betragen. Durch zwei in Reihe geschaltete D226B-Dioden, parallel zu denen ein 0,5 μF-Kondensator mit einer Betriebsspannung von 600 V geschaltet ist, ist das gleichzeitige Laden großer Gruppen von 3336L (3336X)-Batterien direkt aus dem Netz (ohne Transformator) möglich.
Das Ladegerät kann auf Basis eines Molodist-Elektrorasierertransformators hergestellt werden, der über zwei Sekundärwicklungen mit einer Spannung von 7,5 V verfügt. Es ist auch praktisch, die 6,3-V-Heizspannung eines beliebigen Netzwerk-Röhrenradios zu nutzen. Natürlich wird die eine oder andere Lösung je nach erforderlichem maximalen Ladestrom gewählt, der von der Art der wiederherzustellenden Elemente abhängt. Das Gleiche gilt für die Auswahl von Gleichrichterdioden.
ERWEITERN SIE DAS DIAGRAMM IM VOLLBILDSCHIRM
Reis. 3
Um die Wirksamkeit dieser Methode zur Wiederherstellung galvanischer Zellen und Batterien zu bewerten, wird in Abb. Abbildung 3 zeigt Entladespannungsdiagramme für zwei 3336L-Batterien mit einem Lastwiderstand Rn=10 Ohm. Durchgezogene Linien zeigen die Entladekurven neuer Batterien und gestrichelte Linien zeigen nach zwanzig vollständigen Entlade-Ladezyklen. Somit ist die Leistung der Akkus auch nach zwanzigmaliger Nutzung noch völlig zufriedenstellend.
Wie viele Entlade-Ladezyklen können galvanische Zellen und Batterien aushalten? Dies hängt natürlich stark von den Betriebsbedingungen, der Haltbarkeit und anderen Faktoren ab. In Abb. Abbildung 4 zeigt die Änderung der Entladezeit an einer Last Rí=10 Ohm von zwei 3336L-Batterien (Kurven 1 und 2) während 21 Entlade-Ladezyklen. Die Akkus wurden auf eine Spannung von mindestens 2,1 V entladen, der Lademodus beider Akkus war der gleiche. Während der angegebenen Betriebszeit der Batterien verringerte sich die Entladestunde von 120-130 Minuten auf 50-80 Minuten, also fast um die Hälfte.
ERWEITERN SIE DAS DIAGRAMM IM VOLLBILDSCHIRM
Reis. 4
Die gleiche Kapazitätsreduzierung ist aufgrund der technischen Bedingungen am Ende der festgelegten maximalen Haltbarkeitsdauer zulässig. Es ist praktisch möglich, Zellen und Batterien so lange zu restaurieren, bis ihre Zinkbecher vollständig zerstört sind oder der Elektrolyt austrocknet. Es wurde festgestellt, dass Elemente, die einer starken Belastung intensiv entladen werden (z. B. in Taschenlampen, in Netzteilen für Elektrorasierer), mehr Zyklen standhalten. Zellen und Batterien sollten nicht unter 0,7 V pro Zutat entladen werden. Die Wiederherstellbarkeit der Elemente 373 ist relativ schlechter, da ihre Kapazität nach 3-6 Zyklen stark abnimmt.
Anhand der Grafik kann auf die erforderliche Ladedauer geschlossen werden; in Abb. dargestellt.
4.
Wenn die Ladezeit mehr als 5 Stunden beträgt, erhöht sich die wiederhergestellte Akkukapazität im Durchschnitt geringfügig. Daher können wir davon ausgehen, dass bei den angegebenen Werten des Ladestroms die minimale Erholungsstunde 4-6 Stunden beträgt und Mangan-Zink-Zellen keine offensichtlichen Anzeichen eines Ladeendes aufweisen und unempfindlich gegen Überladung sind.
Auch zum Laden und Formieren von Batterien und Akkumulatoren erweist sich die Nutzung asymmetrischer Ströme als sinnvoll. Dieses Problem bedarf jedoch noch der Erprobung in der Praxis und könnte neue interessante Möglichkeiten für Batterien eröffnen.
(Radio 6-72, S. 55-56)
http://www. /load/16-37/index. html
http:///document4979.html
Um die Funktionalität von Batterien (mehrere aufladbare galvanische Zellen, die auf der reversiblen Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie und umgekehrt basieren) wiederherzustellen, werden spezielle Ladegeräte verwendet, die es ermöglichen, einen weiteren Energiestoß in eine entladene Batterie zu „pumpen“. Im Gegensatz zu Batterien waren galvanische Zellen und Einwegbatterien ursprünglich nicht zum Wiederaufladen gedacht (sonst hätten sie einen anderen Namen gehabt). Beim Betrieb einiger galvanischer Zellen und Batterien zeigte sich jedoch die Möglichkeit, deren Eigenschaften durch Aufladung teilweise wiederherzustellen.
Zum Laden von Batterien werden verschiedene Methoden verwendet, die wichtigste davon ist das Gleichstromladen. Zusätzlich zum klassischen Verfahren verwenden sie die Lademethode nach der Amperestundenregel, das Laden mit pulsierendem und/oder symmetrischem Strom, das Laden mit konstanter Spannung, die zunehmende abwechselnde Ladung-Entladung mit einstellbarem Verhältnis und Vorherrschaft der Ladung Komponentenladung, Expressladung, Stufenstromladung, „Floating“-Ladung, Ersatzladung usw.
Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Batterie mit einem Strom geladen wird, der gemäß dem sogenannten „Amperestundengesetz“ von Woodbridge variiert. Zu Beginn des Ladevorgangs ist der Strom maximal und nimmt dann gemäß dem durch eine Exponentialkurve beschriebenen Gesetz ab. Beim Laden nach dem „Amperestundengesetz“ kann der Strom 80 % der Batteriekapazität erreichen, was zu einer deutlich verkürzten Ladezeit führt.
Jede der aufgeführten Methoden hat sowohl Vor- als auch Nachteile. Am gebräuchlichsten und zuverlässigsten ist das Gleichstromladen. Das Aufkommen von Spannungsstabilisator-Mikroschaltungen, die den Betrieb im Stromstabilisierungsmodus ermöglichen, macht den Einsatz dieser Methode noch attraktiver. Darüber hinaus bietet die Gleichstromladung die beste Wiederherstellung der Batteriekapazität, wenn der Vorgang in der Regel in zwei Phasen unterteilt ist: Laden mit Nennstrom und Laden mit halbem Strom.
Beispielsweise beträgt die Nennspannung einer Batterie aus vier D-0,25-Batterien mit einer Kapazität von 250 mAh 4,8...5 V. Der Nennladestrom wird üblicherweise gleich 0,1 der Kapazität gewählt, also 25 mA. Sie laden mit diesem Strom, bis die Spannung an der Batterie bei angeschlossenen Ladeklemmen 5,7...5,8 V erreicht, und laden dann zwei bis drei Stunden lang mit einem Strom von etwa 12 /i/A weiter.
Die Möglichkeit, die Lebensdauer trockengalvanischer Zellen zu erhöhen (Regenerationsverfahren), wurde 1954 durch das Patent von Ernst Weer (US-Patent) festgelegt. Die Regeneration erfolgt, indem ein asymmetrischer Wechselstrom mit einem Halbperiodenverhältnis von 1:10 durch eine galvanische Zelle oder eine Gruppe davon geleitet wird. Nach Angaben verschiedener Autoren kann die durchschnittliche Lebensdauer galvanischer Zellen auf diese Weise vom 4- bis 20-fachen erhöht werden.
Nach den praktischen Empfehlungen der Firma Warta (Deutschland):
- Elemente, deren Spannung maximal 10 % unter dem Nennwert liegt, können regeneriert werden; die Spannung zur Elementregeneration sollte den Nennwert nicht um mehr als 10 % überschreiten; Der Regenerationsstrom muss innerhalb von 25 bis 30 % des maximalen Entladestroms für ein bestimmtes Element liegen. die Regenerationszeit sollte 4,5...6-mal länger sein als die Entladezeit; Die Regeneration sollte unmittelbar nach der Entladung der Batterie erfolgen. Bei Zellen mit beschädigtem Zinkkörper oder ausgelaufenem Elektrolyt sollte keine Regeneration durchgeführt werden.
Neben den Lade- und Entladevorgängen ist bei einigen Batterietypen die Regeneration (Wiederherstellung) der durch unsachgemäße Lagerung und/oder unsachgemäßen Betrieb verloren gegangenen ursprünglichen Eigenschaften ein dringendes Anliegen.
Techniken zur „Wiederbelebung“ und Wiederherstellung der Ressourcen entladener elektrischer Batterien (trockene galvanische Batterien und Zellen) sind im Allgemeinen ähnlich und entsprechen manchmal den entsprechenden Verfahren für Batterien.
Geräte zum Laden, Wiederherstellen oder Regenerieren chemischer Stromquellen enthalten in der Regel einen Stromstabilisator, manchmal einen Überspannungs- oder Überladungsschutz, Steuer- und Regelgeräte und Schaltkreise.
In der Praxis haben sich beispielsweise mehrere Arten von Ladegeräten für Nickel-Cadmium-Akkus durchgesetzt.
1. Festes Konstantstrom-Ladegerät. Der Ladevorgang des Akkus wird manuell gestoppt, nachdem ausreichend Zeit für eine vollständige Ladung verstrichen ist. Der Ladestrom sollte 12 Stunden lang 0,1 der Akkukapazität betragen.
2. Der Ladestrom ist fest eingestellt. Die Spannung der zu ladenden Batterie wird durch ein Schwellenwertgerät gesteuert. Bei Erreichen der eingestellten Spannung stoppt der Ladevorgang automatisch.
3. Das Ladegerät lädt die Batterie für eine festgelegte Zeit mit konstantem Strom. Der Ladevorgang stoppt automatisch nach beispielsweise 15 Stunden. Die neueste Version des Ladegeräts weist einen erheblichen Nachteil auf. Vor dem Laden muss der Akku auf eine Spannung von 1 V entladen werden, erst dann, wenn er 15 Stunden lang mit einem Strom von 0,1 der Akkukapazität geladen wird, wird der Akku auf seine Nennkapazität aufgeladen. Andernfalls kommt es beim Laden eines Akkus, der für die angegebene Zeit nicht vollständig entladen ist, zu einer Überladung, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer führt.
Bei den ersten beiden Geräteversionen ist das Laden mit konstant stabilem Strom nicht optimal. Untersuchungen haben ergeben, dass die Batterie zu Beginn des Ladezyklus am anfälligsten für die ihr zugeführte Strommenge ist. Gegen Ende des Ladevorgangs verlangsamt sich der Energiespeicherungsprozess der Batterie.
Diagramme von Geräten zur Regenerierung von Galvanik
BATTERIEN
Autor des Artikels: Unbekannt
google_protectAndRun("render_ads. js::google_render_ad", google_handleError, google_render_ad); Das Problem der Wiederverwendung von Voltaik-Batterien beschäftigt Elektronik-Enthusiasten seit langem. In der Fachliteratur wurden immer wieder verschiedene Methoden zur „Revitalisierung“ von Elementen veröffentlicht, die jedoch in der Regel nur einmal halfen und nicht die erwartete Leistungsfähigkeit erbrachten.
Als Ergebnis der Experimente war es möglich, die optimalen Stromregenerationsmodi zu ermitteln und Ladegeräte zu entwickeln, die für die meisten Zellen geeignet sind. Gleichzeitig erlangten sie ihre ursprüngliche Kapazität zurück und übertrafen diese teilweise sogar leicht.
Es ist notwendig, die Zellen und nicht die Batterien aus ihnen wiederherzustellen, da selbst eine der in Reihe geschalteten Batteriezellen, die unbrauchbar geworden ist (unter den zulässigen Wert entladen wurde), eine Wiederherstellung der Batterie unmöglich macht.
Der Ladevorgang muss mit asymmetrischem Strom und Spannung erfolgen 2,4...2,45 V. Bei niedrigeren Spannungen erfolgt die Regeneration sehr verzögert und die Elemente danach 8...10 Stunden Sie füllen nicht einmal die Hälfte der Kapazität. Bei höheren Spannungen kommt es häufig zum Sieden von Elementen und diese werden unbrauchbar.
Bevor Sie mit dem Laden eines Elements beginnen, müssen Sie dessen Diagnose durchführen. Dabei geht es darum, die Fähigkeit des Elements zu bestimmen, einer bestimmten Belastung standzuhalten. Schließen Sie dazu zunächst ein Voltmeter an das Element an und messen Sie die Restspannung, die nicht niedriger sein sollte als 1 V. (Ein Element mit einer niedrigeren Spannung ist für die Regeneration nicht geeignet.) Dann wird das Element geladen 1...2 Sekunden Widerstand 10 Ohm und wenn die Elementspannung um nicht mehr als abfällt 0,2 V Es eignet sich zur Regeneration.
Elektrischer Schaltplan des in gezeigten Ladegeräts Reis. 1(empfohlen), ausgelegt zum gleichzeitigen Laden von sechs Zellen ( G1...G6 Typ 373, 316, 332, 343 und andere, die ihnen ähnlich sind).
https://pandia.ru/text/77/496/images/image006_250.jpg" alt="Elektrisch" width="439" height="222 src=">!}
Zenerdiode VD1 Typ KS119A begrenzt die Ladespannung der Zelle. Es kann durch einen Satz in Reihe geschalteter Dioden – zwei Silizium- und eine Germanium-Dioden – mit einem zulässigen Strom von mindestens ersetzt werden 100mA. Dioden VD2 Und VD3- zum Beispiel jedes Silizium mit dem gleichen zulässigen Durchschnittsstrom KD102A, KD212A.
Kondensatorkapazität C1- aus 3 bis 5 µF für Betriebsspannung nicht weniger als 16V. Schaltkreis umschalten SA1 und Steuersteckdosen X1, X2 zum Anschluss eines Voltmeters. Widerstand R1 - 10 Ohm und Knopf SB1 dienen der Elementdiagnostik G1 und Überwachung seines Zustands vor und nach der Regeneration.
Der Normalzustand entspricht einer Spannung von mindestens 1,4 V und seine Reduzierung beim Anschließen der Last um nicht mehr als 0,2 V.
Der Ladungsgrad des Elements kann auch anhand der Helligkeit der Lampe beurteilt werden. HL1. Vor dem Anschließen des Elements glüht es etwa zur Hälfte. Beim Anschließen eines entladenen Elements erhöht sich die Helligkeit des Leuchtens merklich und am Ende des Ladezyklus führt das Anschließen und Trennen des Elements zu nahezu keiner Änderung der Helligkeit.
Beim Aufladen von Zellen wie STs-30, STs-21 und andere (für Armbanduhren) ist es notwendig, einen Widerstand in Reihe mit dem Element zu schalten 300...500 Ohm. Batteriezellentyp 336 und andere werden abwechselnd aufgeladen. Um auf jeden von ihnen zuzugreifen, müssen Sie den Kartonboden der Batterie öffnen.
„Plus“ auf „Plus“). Als Dioden VD1, VD2 alle mit einer funktionierenden Sperrspannung von mindestens 400 V.
Um dem Radiokreis zu helfen“
MIT Eine Vielzahl von Haushaltsgeräten (Radios, Tonbandgeräte, elektrische Abspielgeräte), Messgeräte, elektronische Uhren und viele andere Konstruktionen werden mit galvanischen Zellen und Batterien betrieben. Die Zeit vergeht und die Stromquelle muss ausgetauscht werden, wobei manchmal noch brauchbare Elemente und Batterien weggeworfen werden. Geeignet, weil sie wie eine Autobatterie aufgeladen und wieder in Betrieb genommen werden können.
P Der Vorgang der Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit einer galvanischen Stromquelle wird als Regeneration bezeichnet; er wurde erstmals vor mehr als drei Jahrzehnten diskutiert. Die Praxis hat gezeigt, dass nicht jedes Element (oder jede Batterie) zur Regeneration geeignet ist, sondern nur solche, deren Spannung und damit Kapazität nicht unter ein bestimmtes Niveau gesunken ist. Für eine 3336-Batterie kann beispielsweise eine Spannung von 2,4 V als solche Grenze angesehen werden. Eine galvanische Zelle unterliegt der Regeneration, wenn ihre EMF nicht mehr als 0,2 V höher ist als die Spannung unter Last. Darüber hinaus sollte der Laststrom während der Prüfung etwa 5 bis 10 % der Nennkapazität des Elements betragen.
MIT Das Diagramm des einfachsten Geräts zum Testen der Regenerationsfähigkeit eines Elements (oder einer Batterie) ist in Abb. dargestellt. 109. Das Voltmeter PV1 misst die EMF und die Spannung der zu prüfenden Quelle (es wird in der im Diagramm angegebenen Polarität an die Klemmen XT1 und XT2 angeschlossen), und die Drucktastenschalter SB1 und SB2 stellen den einen oder anderen Entlademodus (Lastwiderstand) ein. .
ZU Wie Experimente zeigen, werden Elemente (Batterien), die mit hohen Lastströmen betrieben werden (Kinderspielzeug, Taschenlampen, tragbare Tonbandgeräte usw.), am erfolgreichsten wiederhergestellt; Quellen, die mit niedrigen Strömen betrieben werden (tragbare Radios, elektromechanische Wecker). .
R Die Geschichte der Wiederherstellung galvanischer Zellen (Batterien) sollte vielleicht mit dem Fall beginnen, dass eine solche Stromquelle längere Zeit gelagert und ausgetrocknet war. Dann müssen Sie mit einer Ahle oder einem dünnen Nagel zwei Löcher in die obere Pappabdeckung und die Bitumenfüllung des Elements bohren und mit einer medizinischen Spritze etwas Wasser (vorzugsweise destilliert) in eines der Löcher spritzen. In diesem Fall entweicht die verdrängte Luft durch das zweite Loch. Außerdem wird dieses Loch zum Kontrollloch – sobald Wasser darin erscheint, wird die Spritze entfernt.
P Nach der „Injektion“ wird das Loch mit einem heißen Lötkolben oder der Flamme eines brennenden Streichholzes verschlossen. Nach einiger Zeit, manchmal auch sofort, ist das Element einsatzbereit.
A Sie wirken ähnlich mit der Batterie und führen eine „Injektion“ in jedes ihrer Elemente durch.
E Sollte das Element (Akku) im Betrieb seine ursprüngliche Kapazität verloren haben, wird es an ein Ladegerät angeschlossen. Und damit das Element aufgeladen werden kann, müssen Sie einen ganz bestimmten Ladestrom durch das Element leiten und das Element für die erforderliche Zeit in diesem Zustand halten. Typischerweise wird bei Batterien ein Ladestrom in Höhe eines Zehntels ihrer Kapazität angenommen. Das gleiche Verhältnis kann für galvanische Stromversorgungen übernommen werden. Daher unterscheiden sich Ladegeräte im Schaltungsaufbau etwas voneinander: Schließlich liefert jedes von ihnen Ladestrom für seinen „eigenen“ Akku.
U Gerät, dessen Diagramm in Abb. dargestellt ist. 110, lädt die Elemente 332 und 316 und sogar kleine Batterien D-0,2. Es stellt einen Ladestrom von ca. 20 mA bereit. Der Hauptteil des Geräts ist ein Gleichrichter, der aus den Dioden VD1 und VD2 besteht. Die gleichgerichtete Spannung wird durch den Filter C1R2C2 geglättet und den Anschlüssen XT1 und XT2 zugeführt, an die die Ladestromquelle angeschlossen ist. Die Zenerdiode VD3 schützt die Kondensatoren vor dem Ausfall, wenn die Last versehentlich getrennt wird, der Widerstand R1 begrenzt den Ladestrom.
R Am besten verwenden Sie den Widerstand R1 der Marke PEV (verglast, Draht), er kann aber auch aus vier in Reihe geschalteten MLT-2 mit einem Widerstand von 2 kOhm bestehen (einer der Widerstände hat 2,2 kOhm). Die Dioden können alle anderen sein, die für eine Sperrspannung von mindestens 300 V und einen gleichgerichteten Strom von mehr als 50 mA ausgelegt sind, sowie eine Zenerdiode (außer der im Diagramm angegebenen) - D809, D814A, D814B. Kondensatoren - K50-6 oder andere. Klemmen – jedes Design. Wenn kein Hochleistungslöschwiderstand R1 oder MLT-2-Widerstände vorhanden sind, eignet sich stattdessen ein gewöhnlicher Papierkondensator mit einer Kapazität von 0,2...0,25 μF für eine Nennspannung von mindestens 400 V.
D Zum Laden der Elemente 373, 343 und der Batterien 3336 ist ein weiteres Gerät vorgesehen (Abb. 111), bei dem der Löschwiderstand (er sollte eine deutlich höhere Leistung haben als der gleiche Widerstand des vorherigen Geräts) durch einen Papierkondensator C1 ersetzt wird . Parallel zum Kondensator ist ein Shunt-Widerstand R1 geschaltet, der eine Entladung des Kondensators nach dem Ausschalten des Geräts ermöglicht. Nachfolgende Schaltungen aus Dioden, Kondensatoren und Widerständen haben den gleichen Zweck wie im vorherigen Gerät.
N Seien Sie nicht überrascht, dass dieses Ladegerät für den Anschluss von Quellen mit unterschiedlichen Spannungen - 1,5 und 4,5 V - vorgesehen ist. Ihr Ladestrom ist unterschiedlich an den Anschlüssen des Elements wird abfallen, bis es angegeben wird.
D Bisher haben wir davon gesprochen, galvanische Zellen und Batterien ausschließlich mit Gleichstrom zu laden, also mit gleichgerichtetem Strom, „gereinigt“ von Wechselspannungswelligkeiten. Etwas bessere Ergebnisse werden erzielt, wenn diese Stromquellen mit sogenanntem asymmetrischem Wechselstrom geladen werden, der einen positiven Gleichanteil aufweist. Die einfachste Quelle eines solchen Stroms ist ein Einweggleichrichter mit einer Diode, überbrückt mit einem Konstantwiderstand und ohne Filterkondensatoren. Der Gleichrichter ist an die Sekundärwicklung eines Abwärtstransformators mit einer Spannung von 5...10V angeschlossen.
T wenn bei einer Halbwelle der Netzspannung der Strom durch die Diode und das geladene Element (oder die Batterie) und bei der anderen durch den Widerstand und dieselbe Last fließt. Durch Ändern des Widerstandswerts können Sie das Verhältnis (Asymmetrie) zwischen der konstanten Komponente des Ladestroms und dem Effektivwert seiner variablen Komponente im Bereich von 5 bis 25 wählen (in der Praxis wird dieses Verhältnis im Bereich von 13 gehalten). .17).
IN Die Option mit einem Shunt-Widerstand hat leider einen geringen Wirkungsgrad und einen weiteren Nachteil: Wenn die Netzspannung versehentlich ausgeschaltet wird (oder der Kontakt des Netzsteckers unterbrochen wird), wird die Stromquelle über den Widerstand und die Sekundärwicklung entladen Der Transformator.
B Eine optimalere Option ist die Verwendung eines Shunt-Kondensators (Abb. 112). Seine Kapazität ist so bemessen, dass bei einer Frequenz von 50 Hz der kapazitive Widerstand des Kondensators etwa 320 Ohm beträgt – er bestimmt die Asymmetrie. Darüber hinaus ist im Ladeziel die HL1-Lampe enthalten, die sowohl als Ladestromstabilisator als auch als Indikator für den Ladezustand der Last fungiert – wenn die Quelle G1 aufgeladen wird, nimmt die Helligkeit der Lampe ab.
P Der Abwärtstransformator T1 besteht aus Anzapfungen in der Sekundärwicklung. Dies ist erforderlich, um die dem Gleichrichter zugeführte Spannung abhängig vom Ladestrom der Last auszuwählen.
P Wenn die Klemmen 3-6 der Sekundärwicklung an den Gleichrichter angeschlossen sind, ist das Gerät zum Laden bereit – Regeneration der Batterien 3336 oder Elemente 373, die einen konstanten Anteil des Ladestroms von 200 mA erfordern. Wenn Sie über die Pins 4-6 Spannung an den Gleichrichter anlegen, können Sie die Elemente 343, 332, 316 an das Ladegerät anschließen. Sollte sich herausstellen, dass der Ladestrom der Elemente 373 oder 343 zu hoch ist, können Sie ihn einfach durch Verbinden der Pins reduzieren 3-5 zum Gleichrichter. Kurz gesagt: Durch den Anschluss bestimmter Anschlüsse der Sekundärwicklung an den Gleichrichter können Sie den gewünschten Ladestrom wählen.
E Wenn Ihnen nur Transformatoren ohne Anzapfungen in der Sekundärwicklung zur Verfügung stehen, sollten Sie sich daran orientieren, dass der dem Gleichrichter zugeführte (also von der Sekundärwicklung des Transformators entnommene) effektive Spannungswert 2,3 betragen sollte. .2,4 V pro regeneriertem Element. Daher sollte diese Spannung bei der Regeneration beispielsweise einer 3336-Batterie 6,9...7,2 V betragen.
R Es ist ratsam, die Regeneration für jede galvanische Zelle separat durchzuführen. In einigen Fällen ist es jedoch möglich, zwei oder drei Zellen in Reihe zu schalten und die resultierende Batterie an ein Ladegerät anzuschließen. Diese Option ist jedoch nur bei gleichem oder ähnlichem Entladungsgrad aller Elemente möglich. Andernfalls begrenzt das „schlechteste“ (am stärksten entladene) Element den Strom, was sich auf die Zeit und Qualität der Regeneration auswirkt.
IN Die Gleichrichterdiode kann eine beliebige Niederspannung sein, die einen Strom von bis zu 300 mA zulässt, ein Oxidkondensator - K50-6, eine Lampe - für eine Spannung von 3,5 oder 6,3 V (MH 3,5-0,14, MH 6,3-0,3). Der Transformator ist hausgemacht und basiert auf dem einheitlichen Ausgangstontransformator TVZ-1-1. Seine Primärwicklung bleibt bestehen und die Sekundärwicklung wird modifiziert – daraus werden Anzapfungen hergestellt. Dazu werden 30 Windungen von der Sekundärwicklung abgewickelt (aber nicht gebrochen), eine Anzapfung vorgenommen (Pin 4), 26 Windungen gewickelt und erneut eine Anzapfung vorgenommen (Pin 5), die restlichen 4 Windungen werden gewickelt und angestiftet (6) ist am Ende des Drahtes angelötet.
T Der Transformator kann unabhängig mit einem Magnetkreis Ш16Х24 oder einem ähnlichen Querschnitt hergestellt werden. Die Netzwerkwicklung (Pins 1-2) muss 2400 Windungen PEV-2-Draht 0,15 enthalten, die Sekundärwicklung - 70 (Pins 3-4), 26 (Pins 4-5) und 4 (Pins 5-6) Windungen PEV- 2-Draht 0,57.
IN Während der Regeneration wird die EMF des Elements regelmäßig überprüft. Sobald diese auf 1,7...2,1 V ansteigt und während der anschließenden einstündigen Ladung stabil bleibt, ist die Regeneration abgeschlossen.
UM b Die Effizienz der Regeneration mit asymmetrischem Strom kann durch Überprüfung der Energieparameter der Zelle oder Batterie beurteilt werden: EMF und Spannung, Dauer der Entladung auf eine bestimmte Spannung (bei gleichem Lastwiderstand) vor und nach dem Laden.
5.5 Ladegerät für Voltaikzellen
Betrachten wir die Möglichkeit der Wiederverwendung galvanischer Zellen und Batterien. Der größte Effekt wird bekanntlich durch das Laden mit einem asymmetrischen Strom mit einem Verhältnis von Lade- und Entladestrom von 10:1 erzielt.
Die Ladeschaltung ist in Abb. dargestellt. 115. Der Impulsgenerator mit einstellbarem Arbeitszyklus besteht aus den Logikelementen DD1.1-DD1.3. Die Pulswiederholungsrate beträgt etwa 100 Hz. Auf den Transistoren VT1 und VT2 ist ein Schalter montiert, der die Generatorstromimpulse verstärkt. Wenn am Ausgang des Logikelements DD1.3 eine niedrige Spannung anliegt, sind die Transistoren VT1, VT2 geöffnet und ein Ladestrom fließt durch die an die XS1-Buchsen angeschlossene Batterie. Bei hoher Spannung am Ausgang des Elements DD1.3 sind beide Transistoren geschlossen und die Batterie GB1 wird über den Widerstand R7 entladen. Der variable Widerstand R1 ändert innerhalb kleiner Grenzen das Verhältnis der Dauer des offenen und geschlossenen Zustands des Transistors VT2, d. h. das Tastverhältnis der asymmetrischen Stromimpulse.
Der K561LN2-Chip kann durch K561LA7, K176LA7 ersetzt werden; Transistor VT1 – einer der Serien KT203, KT361, KT501, VT2 – einer der Serien KT815, KT817, KT3117, KT608. Dioden VD1, VD2 - D311, KD503, KD509, D223 mit beliebigen Buchstaben.
Die Einrichtung des Geräts besteht aus der Auswahl der Widerstände R6 und R7 entsprechend den erforderlichen Werten der Lade- und Entladeströme. Die Versorgungsspannung wird innerhalb von bV entsprechend der Gesamtspannung der geladenen Elemente gewählt. Der Ladestrom wird basierend auf dem (6...10) Stunden-Lademodus ausgewählt. Puls-Tastverhältnis
Der Strom wird experimentell ausgewählt – abhängig von der Art der geladenen Elemente.
Ich brauchte ein Ladegerät für den Krona-Akku, die Schaltung wurde unter dieser Adresse gefunden: http:///index. PHP? act=categories&CO...le&article=2573
Aber nicht nur die Beschreibung der Schaltung ist nicht auf Russisch, sondern nach dem Zusammenbau funktionierte die Schaltung auch nicht. Es stellte sich heraus, dass in der Schaltung ein Tippfehler vorlag; die Pins 3 und 6 des Timers waren vertauscht. Unten ist das korrigierte Diagramm und das Signet dafür:
http:///index. PHP? act=ST&f=59&t=17078&st=0#entry339479
https://pandia.ru/text/77/496/images/image013_229.gif" width="684" height="362">
Die Schaltung ist für den Einbau in ein Industrieladegerät für Batterien 7D-0,115 (so steht es drauf) oder „Nika“ vorgesehen. Sie sollten es nicht zum Wiederherstellen von Krona-Batterien verwenden, weil...
Letzteres kann „auslaufen“ und das Gerät selbst beschädigen oder zu einem Brand führen.
einbrechen.“ Nehmen Sie dazu einen Kondensator mit der größtmöglichen Kapazität (ich habe 150.000 mkF verwendet), schalten Sie einen Widerstand von 3-10 kOhm parallel dazu und schließen Sie ihn unter Beachtung der Polarität anstelle der Batterie an. Es stellt sich heraus Es handelt sich um eine Nachahmung einer Batterie mit sehr geringer Kapazität. Die LED beginnt in dieser Form regelmäßig aufzuleuchten und zu erlöschen. Ist der Ladevorgang abgeschlossen, wird der parallel zum Kondensator geschaltete Widerstand entfernt und stattdessen ein Voltmeter (vorzugsweise digital) angeschlossen. Der Schwellenwert zum Ausschalten der LED wird mit einem Trimmwiderstand R2 auf 10,5 V eingestellt Um die Batteriekapazität auf etwa 100 % zu halten, muss der Wert des Widerstands R3 auf 33 kOhm reduziert werden.
Einzelheiten: Kondensator C1 für eine Spannung von mindestens 250 V, vorzugsweise 400 V; Zenerdiode für Spannung 12-15 V; die Mikroschaltung K561LN2 kann durch 561LE5, 561LA7 ersetzt werden, wobei der Schaltkreis entsprechend geändert wird; Kondensator C2 für eine Spannung von 16 V (bei Reduzierung seiner Kapazität auf 470 µF empfiehlt es sich, einen 100-200 Ohm-Widerstand in Reihe mit C1 einzuschalten, um den Stromstoß zu begrenzen, wenn das Gerät an das Netzwerk angeschlossen ist); Transistor KP303 mit einem anfänglichen Drainstrom von 10 mA (Buchstaben: G, D, E) kann mit jedem mit ähnlichen Parametern verwendet werden; LED – eine beliebige der AL307-Serie; Widerstände 0,125 W.
Im Chip bleiben 3 Wechselrichter ungenutzt. Dadurch ist es möglich, darauf einen zweiten Kanal zu montieren und alles in ein „chinesisches“ Ladegerät einzubauen. Sie können sie auch zur Ton- oder Lichtanzeige der Betriebsmodi verwenden.
Sie können die Schaltung zum „Training“ und zur Wiederherstellung alter Batterien ergänzen (Abb. 2). In diesem Fall muss der Widerstand R3 (Abb. 1) durch einen Trimmer mit einem Nennwert von mindestens 200 kOhm ersetzt werden, um die untere Grenze der Ansprechspannung der Schaltung (7 V) einzustellen. Wählen Sie hier mit S1 den Betriebsmodus Laden/Training aus (in der Abbildung im Lademodus dargestellt). Dieser Modus ist besonders nützlich für NiCd-Akkus, sowohl für solche, die schon lange im Einsatz sind, als auch für solche, die völlig neu sind (3-4 Trainingszyklen ermöglichen es ihnen, ihre volle Kapazität zu erreichen). Als Beispiel gebe ich einen Test dieses Modus mit einer 7D-0,125D-Batterie (Herstellungsjahr - 1991, Inbetriebnahmejahr - 1992, eingebaut in ein MP-12-Multimeter mit einem Stromverbrauch von 1-2mA).
* - Kapazität vor der Wiederherstellung gemessen. Gemessen wurde bei einem Strom von 0,5 °C (also um 20 Prozent überschätzt, was ich aufgrund des geringen Stromverbrauchs des Multimeters, bei dem die Kapazität noch größer ist, nicht als Straftat betrachte).
** - Der letzte Erholungszyklus wurde mit der „Tiefentladungsmethode“ und 3 Zyklen regelmäßigem Training durchgeführt. Hier habe ich die Qual dieser Batterie beendet.
Quelle: Shems.
Schwachstrom-Ladegeräte mit transformatorloser Netzstromversorgunghttp:///document4979.html !!!Das Ladegerät mit Netzstrom (Abb. 15.1) ist zum Aufladen von STs-21-Elementen mit einem Strom von 2,5...3 mA (Ladezeit Stunden) oder RC-31-Elementen mit einem Strom von mA bestimmt.
Die von E. Gumeley vorgeschlagene Schaltung (Abb. 15.2) verfügt über keinen Abwärtstransformator und wird mit 220 V Wechselstrom betrieben. Die Kondensatoren C1 und C2 müssen der Spannung standhalten. Sie können durch Widerstände mit einem Gesamtwiderstand von 24 kOhm und einer Leistung von mindestens 2 W ersetzt werden. Die Schaltung ist zum Wiederaufladen von teilweise entladenen Batterien vorgesehen, jedoch nicht mehr als bis zu einer Spannung von 1,1 6 pro Zelle, da das Wiederaufladen über eine solche Schaltung erforderlich ist
Reis. 15.3. Gleichrichterschaltung zum Laden von Nickel-Cadmium-Batterien
Reis. 15.4. Transformatorlose Ladeschaltung Das Ladegerät (Abb. 15.4) enthält einen Gleichrichter mit einem Löschkondensator C1. Ein stabiler Ladestrom durch die Elemente GB1, GB2 wird von der Glühlampe EL1 bereitgestellt. Bei einer Ladespannung von 4...20 6 wird der Ladestrom konstant bei 35 mA gehalten. Es ist zu beachten, dass zur Gewährleistung eines solchen Ladestroms die Kapazität des Löschkondensators 0,5 μF nicht überschreiten sollte.
Reis. 15.5. Schaltplan eines Ladegeräts für einen Taschenlampen-Akku mit Überladeschutz Die Zenerdiode VD5 Typ KS156 begrenzt die maximale Spannung an der Batterie. Die HL1-LED löscht überschüssige Spannung und dient gleichzeitig als Anzeige für das Ende des Ladevorgangs – sie beginnt schwach zu leuchten.
Reis. 15.6. Schema eines automatischen Ladegeräts für Batterie 7D-01 Richten Sie das Gerät mit angeschlossener Batterie und einem DC-Kontrollvoltmeter ein. Bei einer Spannung von 9,45 V an den Batteriepolen wird durch Auswahl des Widerstands R4 die Zündung der Warnlampe erreicht.
Reis. 15.7. Schema eines optoelektronischen Wandlers mit Netzstromversorgung Der Konverter kann zur Stromversorgung elektronisch-mechanischer Uhren oder elektronischer Quarzuhren verwendet werden, als Backup für deren Standardstromquelle – einer Batterie oder eines Akkus – dienen und auch zum Aufladen dieser Uhren verwendet werden. Ein Optokoppler-Spannungswandler mit vier Elementen basierend auf Optokoppler-Analoga (AL107B-FD256-Paare) ist in der Lage, eine Ausgangsspannung in der Größenordnung von 0,5 V bei einem Laststrom von bis zu 0,4...0,5 mA bereitzustellen. Dazu muss die Kapazität des Kondensators C1, ausgelegt für eine Spannung von mindestens 400 V, mindestens 0,75... 1,0 µF betragen.
Wenn das modifizierte Ladegerät an den Empfänger angeschlossen ist, zeigt das grüne Licht der LED HL2 (Schalter SA1 - - in der Ladeposition) an, dass der Ladekreis funktioniert, und wenn das Ladegerät an das Netzwerk angeschlossen ist, leuchtet das rote Licht des Zusatzladegeräts Die LED HL1 zeigt an, dass der Akku geladen wird. Wenn es ein grünes Licht gibt und kein rotes Licht, liegt keine Spannung im Netzwerk vor. Diese Art des Ladens des 7D-0,125D-Akkus ist äußerst unerwünscht, aber wo es unvermeidbar ist, sollte ein Überladeschutz vorgesehen werden. Dazu wird parallel zur Batterie eine Zenerdiode VD2 mit einer Stabilisierungsspannung von 9,9 6 bei einem Strom von 10 mA geschaltet. Der Akku muss alle 3...4 Betriebsstunden des Receivers (bei mittlerer Lautstärke) aufgeladen werden. Die Ladedauer des Akkus ist 2- bis 3-mal länger.
Reis. 15.9. Automatische Ladeschaltung Bei einer Netzspannung von 220 V ist das Gerät ständig parallel zur Batterie geschaltet und dient als wichtiger Spannungsstabilisator mit stabilem Ausgangsstrom. Der Ladestrom (I3) hängt von der Kapazität des Kondensators C1 ab und beträgt bei 10 μF 0,7 A. Der Strom wird aus der Bedingung ausgewählt: I3 (24 Stunden) > 2lntn, wobei ln der Verbrauchsstrom A ist; tn ist die Anzahl der Stunden pro Tag, die der Verbraucher mit Batterien betreibt. |
Viele Batterien erlauben keine Entladung unter einen bestimmten Wert: Wird ein bestimmter Grenzwert überschritten, kommt es in der Batterie zu irreversiblen Prozessen, nach denen die Stromquelle für die weitere Nutzung unbrauchbar wird. In diesem Zusammenhang ist die Frage des Schutzes von Batterien vor zu tiefer Entladung sehr relevant.
Das Diagramm eines der Geräte, die Batterien vor Entladung unter den zulässigen Wert schützen sollen, ist in Abb. dargestellt. 14.13. Zur Steuerung der Versorgungsspannung wird eine herkömmliche Zenerdiode VD1 oder ein sie ersetzender Lawinentransistor VT3 verwendet.
eine Reihe von „Ladeströmen, die nicht von Schwankungen der Eingangsspannung sowie dem Widerstand des geladenen Elements abhängen. Unter der Last des Transistors VT1 wird die Spannung stabilisiert. Ein bestimmter Teil der Spannung wird von den Schiebern entfernt aus einer Gruppe parallel geschalteter Potentiometer, die mit einer stabilen Spannung versorgt und an die Basen der Transistoren VT2 - VT5 geliefert werden. Mithilfe der Widerstände R3, R5, R7, R9 wird der Wert des Grenzstroms durch die Transistoren und dementsprechend durch die geladenen Elemente ist festgelegt.
Satz stabiler Ladeströme
Die Schaltung (Abb. 14.15) ist für die getrennte Aufladung von bis zu sechs chemischen Stromquellen ausgelegt. Sie können gleichzeitig vollständig entladene Akkus laden und solche, die nach der Lagerung wieder aufgeladen werden müssen. Letztere werden nie wieder aufgeladen, wenn Sie den Ladevorgang gleichzeitig mit denen beenden, die ihre Kapazität vollständig wiederherstellen müssen. Aufgrund der technologischen Vielfalt bei der Herstellung von Batterien bietet jede Batterie auch in Kombination zu einer Batterie eine unterschiedliche Kapazität, dies gilt insbesondere für Langzeitbatterien.
Die an Buchse XS1 angeschlossene Batterie wird durch den Emitterstrom des Transistors VT1 geladen, proportional zum Basisstrom, der exponentiell abnimmt. Auf diese Weise wird der Akku automatisch optimal geladen.
Die Referenzspannung wird durch ein Analogon einer Niederspannungs-Zenerdiode an den Elementen VT7, VT8, VD1, VD2 gebildet. Die Dioden VD1, VD2 werden aus einer Kombination aus Silizium – Germanium oder beidem Germanium ausgewählt. Das Kriterium für die richtige Auswahl ist eine Spannung von 1,35... 1,4 V am Emitter des Transistors VT1. Der Widerstand im Basiskreis des Transistors bestimmt den anfänglichen Ladestrom. Das Ladegerät selbst bedarf im Betrieb keiner ständigen Überwachung.
Ladegeräte mit geringem Stromverbrauch
https://pandia.ru/text/77/496/images/image027_51.jpg" alt="http://" width="300" height="158 src=">!}
Reis. 14.16. Ende des Ladekontrollkreises
Es basiert auf dem Komparator DA1. Der nichtinvertierende Eingang erhält vom einstellbaren Widerstand R1 eine Spannung von 1,35 B. Über die Kontakte der SB1-Taste wird dem invertierenden Eingang Spannung von der gesteuerten Batterie zugeführt. Wenn beim Fixieren der SB1-Taste in der gedrückten Position die HL1-LED zu leuchten beginnt, wurde die Batterie auf eine Nennspannung von 1,35 V aufgeladen. Als nächstes kontrollieren Sie die Spannung der nächsten Batterie usw.
Ein automatisch abschaltendes Ladegerät auf Basis eines Thyristorschalters (Abb. 14.17) besteht aus einem Gleichrichter und einer Quelle stabilisierter Referenzspannung. Die Referenzspannungsquelle wird mit einer Zenerdiode VD6 hergestellt. Über einen Widerstandsteiler (Potentiometer R2) wird der Basis des Transistors VT2 eine stabilisierte Spannung zugeführt. Eine VD7-Diode ist mit ihrer Anode mit dem Emitter dieses Transistors verbunden und mit ihrer Kathode mit der zu ladenden Batterie verbunden. Sobald die Spannung an der Batterie einen vorgegebenen Wert überschreitet, schalten sich die Transistoren VT1 und VT2 sowie der Thyristor, durch den der Ladestrom fließt, ab und unterbrechen den Ladevorgang.
Es ist zu beachten, dass der Thyristor durch gleichgerichtete Spannungsimpulse von der Diodenbrücke VD1 - VD4 gespeist wird. Filterkondensator C1, Transistorschaltung und Spannungsstabilisator sind über die Diode VD5 mit dem Gleichrichter verbunden. Die Glühlampe zeigt den Ladevorgang an und begrenzt im Notfall gegebenenfalls den Kurzschlussstrom.
Ladegeräte können auch eine Stromstabilisierungsschaltung verwenden. In Abb. Abbildung 14.18 zeigt eine Ladeschaltung auf Basis des LM117-Chips mit einem auf 50 mA begrenzten Ladestrom. Die Größe dieses Stroms lässt sich leicht mit dem Widerstand R1 ändern.
https://pandia.ru/text/77/496/images/image029_50.jpg" alt="http://" width="250" height="95 src=">!}
Reis. 14.18. Ladeschaltung basierend auf Stromstabilisator
https://pandia.ru/text/77/496/images/image031_42.jpg" alt="http://" width="300" height="191 src=">!}
Reis. 14.20. Ladeschaltung mit Ladestrombegrenzung
https://pandia.ru/text/77/496/images/image033_39.jpg" alt="http://" width="400" height="175 src=">!}
Reis. 14.22. Ladeschaltung mit Stromstabilisierung
Das Gerät kann Mikroschaltungen der Typen SD1083, SD1084, ND1083 oder ND1084 verwenden.
Das Diagramm des ausländischen Ladegeräts „VS-100“ ist in Abb. dargestellt. 14.23. Das Gerät ermöglicht das gleichzeitige Laden von 3 Paar Ni-Cd-Akkus. Während des Ladevorgangs leuchtet die HL1-LED auf, anschließend beginnt die HL1-LED periodisch zu blinken. Das ständige Leuchten der LEDs HL1 und HL2 zeigt das Ende des Ladevorgangs an.
Das Ladegerät VS-100 ist nicht ohne Nachteile. Das Laden der gängigsten Akkus mit einer Kapazität von 450 mAh mit einem Strom von 160 ... 180 mA erweist sich als inakzeptabel. Da nicht alle Batterien dem beschleunigten Lademodus standhalten, hat O. Dolgov ein fortschrittlicheres Ladegerät entwickelt, dessen Diagramm in der folgenden Abbildung dargestellt ist (Abb. 14.24).
Die durch den Transformator T1 auf 10 V reduzierte Netzspannung wird durch die Dioden VD1 - VD4 gleichgerichtet und über den Strombegrenzungswiderstand R2 und den Verbundtransistor VT2, VT3 der Ladebatterie GB1 zugeführt. Die LED HL1 zeigt das Vorhandensein von Ladestrom an.
VS-100“ für Ni-Cd-Akkus
https://pandia.ru/text/77/496/images/image036_31.jpg" alt="http://" width="400" height="180 src=">!}
Reis. 14.25. Stromstabilisierungsschaltung zum Laden von Ni-Cd-Akkus
Wie die Praxis zeigt, ist zum Aufladen einer Batterie bei längerer Lagerung ein geringer Strom erforderlich, etwa 0,1...0,3 A (bei 6ST-55 bei periodischer Lagerung etwa einmal im Monat). Laden Sie es 2...3 Tage lang auf, dann können Sie sicher sein, dass es jederzeit einsatzbereit ist, auch nach mehreren Jahren solcher Lagerung.
In Abb. Abbildung 16.6 zeigt ein Diagramm eines „Aufladegeräts“ – einer transformatorlosen Stromquelle, die eine konstante Spannung von 14,4 V bei einem Strom von bis zu 0,3 A erzeugt. Die Quelle ist nach der Schaltung eines parametrischen Stabilisators mit kapazitivem Ballastwiderstand aufgebaut. Die Spannung aus dem Netzwerk wird über den Kondensator C1 dem Brückengleichrichter VD1 - VD4 zugeführt. Am Ausgang des Gleichrichters ist eine 14,4-V-Zenerdiode VD5 eingeschaltet. Der Kondensator C1 begrenzt den Strom auf einen Wert von maximal 0,3 A. Der Kondensator C2 glättet die Welligkeit der gleichgerichteten Spannung. Die Batterie ist parallel zur Zenerdiode VD5 geschaltet.
sanfte" Ladung mit niedrigem Strom. Der Wert dieses Stroms ist umgekehrt abhängig von der Spannung an der Batterie, überschreitet aber auf keinen Fall auch bei einem Kurzschluss 0,3 A. Wenn die Batterie auf eine Spannung von 14,4 geladen wird V, der Prozess stoppt.
Beim Betrieb des Gerätes müssen Sie die Sicherheitsvorschriften für den Umgang mit Elektroinstallationen beachten.
Ein einfaches Ladegerät zum Laden von Auto- oder Traktorbatterien (Abb. 16.7) hat im Vergleich zu transformatorlosen Analoga den Vorteil einer erhöhten Betriebssicherheit. Allerdings ist sein Transformator recht komplex: Er verfügt über viele Anzapfungen, um den Ladestrom zu regulieren.
Der Ladestrom wird über den Schiebeschalter S1 durch Veränderung der Windungszahl der Primärwicklung eingestellt. Der Gleichrichter liefert einen Ladestrom von 10...15 A.
Ein tragbares Gerät zum Laden von Lithium-(Lithium-Ionen)-Batterien mit pulsierendem Strom ist in Abb. dargestellt. 16.9. Das automatisierte Ladegerät basiert auf einer speziellen Mikroschaltung von MAXIM - MAX1679. Das Ladegerät wird über ein Netzteil mit Strom versorgt, das eine Spannung von 6 V bei einem Strom von bis zu 800 mA liefern kann. Um den Stromkreis vor falschem Anschluss zu schützen, wird die VD1-Diode – eine Schottky-Diode – verwendet, die für einen Durchlassstrom von 1 A bei einer maximalen Sperrspannung von 30 V ausgelegt ist. Die HL1-LED soll den Betrieb des Ladegeräts anzeigen.
https://pandia.ru/text/77/496/images/image040_25.jpg" alt="http://" width="400" height="279 src=">!}
Reis. 16.9. Ladeschaltung für Lithium-Ionen-Akkus basierend auf dem MAX1679-Chip
https://pandia.ru/text/77/496/images/image042_66.gif" width="402 height=268" height="268">
Reis. 1. Laden der Batterie mit asymmetrischem Strom. Elektrischer Schaltplan
In Abb. Abbildung 1 zeigt eine Batterieladeschaltung mit asymmetrischem Strom, die für den Betrieb mit einer 12-V-Batterie ausgelegt ist und einen Impulsladestrom von 5 A und einen Entladestrom von 0,5 A liefert. Es handelt sich um einen Stromregler, der auf den Transistoren VT1...VT3 aufgebaut ist. Das Gerät wird mit einer Wechselspannung von 22 V (Amplitudenwert 30 V) betrieben. Bei Nennladestrom beträgt die Spannung an einer geladenen Batterie 13...15 V (durchschnittliche Spannung 14 V).
Während einer Wechselspannungsperiode entsteht ein Ladestromimpuls (Abschaltwinkel a = 60°). Im Intervall zwischen den Ladeimpulsen wird über den Widerstand R3 ein Entladeimpuls gebildet, dessen Widerstandswert entsprechend der erforderlichen Amplitude des Entladestroms gewählt wird. Es ist zu berücksichtigen, dass der Gesamtstrom des Ladegeräts das 1,1-fache des Batterieladestroms betragen sollte, da beim Laden der Widerstand R3 parallel zur Batterie geschaltet ist und Strom durch ihn fließt. Bei Verwendung eines analogen Amperemeters zeigt es etwa ein Drittel der Amplitude des Ladestromimpulses an. Der Stromkreis ist gegen Ausgangskurzschluss geschützt.
Die Batterie wird so lange geladen, bis in allen Bänken eine starke Gasentwicklung (Sieden) auftritt und Spannung und Dichte des Elektrolyten zwei Stunden hintereinander konstant bleiben. Dies ist ein Zeichen für das Ende des Angriffs. Dann sollten Sie die Dichte des Elektrolyten in allen Bänken ausgleichen und den Ladevorgang etwa 30 Minuten lang fortsetzen, um den Elektrolyten besser zu durchmischen.
Beim Laden der Batterie sollten Sie die Temperatur des Elektrolyten überwachen und diese nicht überschreiten: 45 °C in gemäßigten und kalten Zonen und 50 °C in warmen und heißen, feuchten Klimazonen.
Da beim Laden von Säurebatterien Wasserstoff freigesetzt wird, sollten Sie die Batterien in gut belüfteten Bereichen laden und nicht rauchen oder offene Flammen verwenden. Das entstehende explosive Gemisch hat eine große Zerstörungskraft.
(Das beim Sieden des Elektrolyten freigesetzte Gas trägt Säuretröpfchen, die, wenn sie in die Atemwege gelangen, auf die Schleimhäute der Augen und der Haut gelangen und diese angreifen. Daher ist es besser, Batterien im Freien im Freien aufzuladen. U.A. 9 LAQ ).
Literatur: 1. Batterien und Akkus. Reihe „Informationspublikation“.
Ausgabe 1. „Wissenschaft und Technologie“, Kiew, 1995, S. 30...31.
2. Deordiev und kümmere dich um sie. Ausrüstung, Kiew, 1985
P. S. Das Thema ist relevant für alle, die eine autonome Hochleistungsstromversorgung nutzen, für mobile (mobile) Radiosender, Teilnehmer an Radioexpeditionen und „Field Days“. Es ist besser, die Transistoren VT2 und VT3 auf Kühlkörpern mit ausreichender Oberfläche zu installieren. Es ist besser, leistungsstarke Widerstände mit niedrigem Widerstand aus Kupferdraht herzustellen und ihn um einen Rahmen aus nicht brennbarem, feuerfestem Material zu wickeln. Es ist möglich, solche Widerstände aus hochohmigem Draht herzustellen oder leistungsstarke Niedervolt-Glühlampen zu verwenden. Da letztere einen variablen Widerstand haben, können sie einerseits zu einer Instabilität der Schutzschwelle führen, andererseits wirken sie in Reihenschaltung als (zusätzliche) Stromstabilisatoren (hier: Ladestrom).
Bei versiegelten Batterien mit Gelelektrolyt wird neben dem zyklischen Schonlademodus mit konstantem Strom auch ein schwebender Ladestrommodus mit konstanter Spannung verwendet, wobei die Spannung auf 2,23...2,3 V pro Batteriezelle eingestellt werden muss. Dies bedeutet beispielsweise für eine 12-Volt-Batterie: 13,38...13,8 V. Wenn sich die Temperatur von minus 30 °C auf plus 50 °C ändert, kann sich die Ladespannung von 2,15 auf 2,55 V pro Sekunde ändern Zelle. Bei einer Temperatur von 20 °C sollte bei Verwendung einer Batterie im Pufferbetrieb die Spannung an dieser im Bereich von 2,3...2,35 V pro Zelle liegen. Spannungsschwankungen (z. B. beim Lastwechsel an einem kombinierten Netzteil mit „Puffer“-Batterie) sollten plus/minus 30 mV pro Element nicht überschreiten. Bei Ladespannungen über 2,4 V pro Zelle sollten Maßnahmen ergriffen werden, um den Ladestrom auf maximal 0,5 A pro Amperestunde Kapazität zu begrenzen.
Bei Verwendung einer Batterie in einem Puffer mit Spannungsstabilisator sollte die Spannung an dessen Ausgang so gewählt werden, dass sie die Spannung einer frisch geladenen Batterie, beispielsweise 14,2 V für eine 12-Volt-Batterie, nicht überschreitet Berücksichtigen Sie den Spannungsabfall an der Trenndiode (zwischen Stabilisator und Batterie), der mit einem Spielraum für den maximalen Laststrom und Batterieladestrom gewählt werden sollte (es sei denn, die Möglichkeit des Anschlusses einer entladenen Batterie ist ausgeschlossen).
Die Diode muss den größtmöglichen Sperr- und möglichst geringen Durchlasswiderstand aufweisen, um eine minimale Entladung der Batterie durch den vom Netz getrennten Stabilisator bzw. einen minimalen Abfall der Ladespannung bei Lastwechsel wie oben angegeben zu gewährleisten. Hier leisten leistungsstarke Schottky-Dioden gute Dienste.
Die oben dargelegten Prinzipien sind größtenteils für säurefreie Miniaturbatterien akzeptabel, die Spannungen und Ströme sind jedoch unterschiedlich.
Ein paar Worte zur Regeneration galvanischer Zellen.
Reis. 2. Laden galvanischer Zellen mit asymmetrischem Strom. Grundlegender elektrischer Schaltplan.
In [1] wird ein einfaches Schema zum Laden galvanischer Zellen mit einem asymmetrischen Strom angegeben, bei dem zwei Dioden gemäß einer Einweggleichrichtungsschaltung mit positiver und negativer Spannung an die Sekundärwicklung eines Abwärtstransformators angeschlossen werden. Ein Zwei-Watt-Widerstand mit einem Widerstand von 13 Ohm wird in Reihe mit einer Diode (für Gleichstromladestrom) und in Reihe mit einem anderen, in entgegengesetzter Polarität geschalteten, gleichen Widerstand, jedoch mit einem Widerstand von 100 Ohm, geschaltet Bereitstellung des Entladestroms. Beide Stromkreise sind mit einer galvanischen Zelle oder Batterie verbunden. (Abb. 2). Durch die Größe der am Eingang der Gleichrichter angelegten Spannung oder den Wert der Widerstandswerte im verfügbaren Verhältnis können Sie den Lade- und Entladestrom galvanischer Stromquellen synchron ändern. Das Verhältnis von Ladestrom zu Entladestrom beträgt hier 10:1, das Verhältnis der Pulsdauer 1:2. Wie in [1] angegeben, ermöglicht das Gerät das Aktivieren von Uhrenbatterien und alten Kleinbatterien. Darüber hinaus sollte der Ladevorgang mit einem Strom von nicht mehr als 2 mA erfolgen und nicht länger als 5 Stunden dauern.
Früher nutzte ich die „Floating“-Methode zum Laden galvanischer Zellen, die es mir ermöglichte, drei 9-Volt-Sätze mit 316 „Prima“-Elementen ein paar Jahre lang und insgesamt vier Jahre lang zu betreiben, wenn die Elemente kombiniert wurden in eins „überlebt“ aus den drei Sätzen. Die Elemente wurden neu übernommen: Buchstäblich zwei Wochen nach der Veröffentlichung trafen sie bei mir ein, es wurde eine Vorauswahl zur Identität durchgeführt und der Betriebsablauf wurde durchdacht. Der von mir gewählte Lademodus lieferte Ladestrom für 12...15 Stunden aus einem stabilisierten Netzteil mit einer Ausgangsspannung von 9,6 V, also 1,51 V pro Element (bis zu 1,52...1,53 V sind möglich). Dieser Modus verhindert, dass sich die Elemente beim Laden erhitzen, was bedeutet, dass die Elemente nicht lange austrocknen. Der Akku wurde in einer CB-Funkstation mit einer Ausgangsleistung von bis zu 1 W (VIS-R) betrieben. Die Elemente wurden nicht im entladenen Zustand gelagert; der Betrieb erfolgte in einem Puffer (Stabilisator plus Batterie) unter stationären Bedingungen und unter Feldbedingungen, nach deren Rückkehr die Batterie (innerhalb der Station) wieder an ihren Platz zurückgebracht wurde: zu Der Stabilisator.
Das Problem der Wiederverwendung von Voltaik-Batterien beschäftigt Elektronik-Enthusiasten seit langem. In der Fachliteratur wurden immer wieder verschiedene Methoden zur „Revitalisierung“ von Elementen veröffentlicht, die jedoch in der Regel nur einmal halfen und nicht die erwartete Leistungsfähigkeit erbrachten.
Als Ergebnis der Experimente war es möglich, die optimalen Stromregenerationsmodi zu ermitteln und Ladegeräte zu entwickeln, die für die meisten Zellen geeignet sind. Gleichzeitig erlangten sie ihre ursprüngliche Kapazität zurück und übertrafen diese teilweise sogar leicht.
Es ist notwendig, die Zellen und nicht die Batterien aus ihnen wiederherzustellen, da selbst eine der in Reihe geschalteten Batteriezellen, die unbrauchbar geworden ist (unter den zulässigen Wert entladen wurde), eine Wiederherstellung der Batterie unmöglich macht.
Der Ladevorgang sollte mit einem asymmetrischen Strom mit einer Spannung von 2,4...2,45 V durchgeführt werden. Bei einer niedrigeren Spannung erfolgt die Regeneration sehr verzögert und die Zellen erreichen nach 8...10 nicht die halbe Kapazität Std. Bei höheren Spannungen kommt es häufig zum Sieden von Elementen und diese werden unbrauchbar.
Bevor Sie mit dem Laden eines Elements beginnen, müssen Sie dessen Diagnose durchführen. Dabei geht es darum, die Fähigkeit des Elements zu bestimmen, einer bestimmten Belastung standzuhalten. Schließen Sie dazu zunächst ein Voltmeter an das Element an und messen Sie die Restspannung, die nicht niedriger als 1 V sein sollte. (Ein Element mit einer niedrigeren Spannung ist für die Regeneration nicht geeignet.)
Anschließend wird das Element für 1...2 Sekunden mit einem 10-Ohm-Widerstand belastet, und wenn die Elementspannung um nicht mehr als 0,2 V sinkt, ist es zur Regeneration geeignet.
Der Stromkreis des Ladegeräts in Abb. 5.23 (empfohlen von B.I. Bogomolov), entworfen zum gleichzeitigen Laden von sechs Zellen (G1...G6-Typen 373, 316, 332, 343 und ähnliche).
Der wichtigste Teil des Stromkreises ist der Transformator T1, da die Spannung in seiner Sekundärwicklung unabhängig von der Anzahl der daran angeschlossenen regenerierten Elemente als Last streng im Bereich von 2,4...2,45 V liegen muss.
Wenn es nicht möglich ist, einen fertigen Transformator mit einer solchen Ausgangsspannung zu finden, können Sie einen vorhandenen Transformator mit einer Leistung von mindestens 3 W anpassen, indem Sie mit PEL- oder PEV-Draht eine zusätzliche Sekundärwicklung mit der erforderlichen Spannung darauf wickeln mit einem Durchmesser von 0,8...1,2 mm. Die Verbindungsleitungen zwischen Transformator und Ladestromkreisen sollten möglichst groß dimensioniert sein.
Die Regenerationsdauer beträgt 4...5, manchmal 8 Stunden. In regelmäßigen Abständen muss das eine oder andere Element aus dem Block entfernt und gemäß der oben angegebenen Methode zur Elementdiagnose überprüft werden. Sie können auch ein Voltmeter verwenden, um die Spannung an den geladenen Elementen zu überwachen und sobald sie 1,8...1,9 erreicht V, stoppen Sie die Regeneration, da das Element sonst überladen und ausfallen kann. Machen Sie dasselbe, wenn ein Element erhitzt wird.
Elemente, die in Kinderspielzeug funktionieren, werden am besten wiederhergestellt, wenn sie unmittelbar nach der Entladung einer Regeneration unterzogen werden. Darüber hinaus ermöglichen solche Elemente, insbesondere bei Zinkbechern, eine wiederverwendbare Regeneration. Moderne Elemente im Metallgehäuse verhalten sich etwas schlechter.
In jedem Fall kommt es bei der Regeneration vor allem darauf an, eine Tiefentladung des Elements zu verhindern und es rechtzeitig wieder aufzuladen, also werfen Sie gebrauchte galvanische Zellen nicht überstürzt weg.
Der zweite Stromkreis (Abb. 5.24) nutzt das gleiche Prinzip der Aufladung der Elemente mit einem pulsierenden asymmetrischen elektrischen Strom. Sie wurde von S. Glazov vorgeschlagen und ist einfacher herzustellen, da sie die Verwendung eines beliebigen Transformators mit einer Wicklung mit einer Spannung von 6,3 V ermöglicht. Die HL1-Glühlampe (6,3 V; 0,22 A) erfüllt nicht nur Signalfunktionen, sondern auch
begrenzt den Ladestrom des Elements und schützt zudem den Transformator bei Kurzschlüssen im Ladekreis.
Die Zenerdiode VD1 Typ KS119A begrenzt die Ladespannung des Elements. Sie kann durch einen Satz in Reihe geschalteter Dioden – zwei Silizium- und eine Germanium-Dioden – mit einem zulässigen Strom von mindestens 100 mA ersetzt werden. Dioden VD2 und VD3 jedes Silizium mit dem gleichen zulässigen Durchschnittsstrom, zum Beispiel KD102A, KD212A.
Die Kapazität des Kondensators C1 beträgt 3 bis 5 µF bei einer Betriebsspannung von mindestens 16 V. Ein Stromkreis aus Schalter SA1 und Prüfbuchsen X1, X2 zum Anschluss eines Voltmeters. Der Widerstand R1 10 Ohm und die Taste SB1 dienen zur Diagnose von Element G1 und zur Überwachung seines Zustands vor und nach der Regeneration.
Der Normalzustand entspricht einer Spannung von mindestens 1,4 V und ihrem Abfall beim Anschließen einer Last um maximal 0,2 V.
Der Ladungsgrad des Elements kann auch anhand der Helligkeit der HL1-Lampe beurteilt werden. Vor dem Anschließen des Elements glüht es etwa zur Hälfte. Beim Anschließen eines entladenen Elements erhöht sich die Helligkeit des Leuchtens merklich und am Ende des Ladezyklus führt das Anschließen und Trennen des Elements zu nahezu keiner Änderung der Helligkeit.
Beim Aufladen von Elementen wie STs-30, STs-21 und anderen (für Armbanduhren) ist es notwendig, einen Widerstand von 300...500 Ohm in Reihe mit dem Element zu schalten. Batteriezellen vom Typ 336 und anderen werden abwechselnd geladen. Um auf jeden von ihnen zuzugreifen, müssen Sie den Kartonboden der Batterie öffnen.
Wenn Sie die Ladung nur bei Batterien der SC-Serie wiederherstellen müssen, kann die Regenerationsschaltung durch den Wegfall des Transformators vereinfacht werden (Abb. 5.25).
Das Schema funktioniert ähnlich wie oben. Der Ladestrom (1charge) des Elements G1 fließt im Moment der positiven Halbwelle der Netzspannung durch die Elemente VD1, R1. Der Wert von 1zar hängt vom Wert von R1 ab. Im Moment der negativen Halbwelle
Die Diode VD1 ist geschlossen und die Entladung erfolgt über den Stromkreis VD2, R2. Das Verhältnis ist 1zar und 10:1 gewählt. Jeder Elementtyp der SC-Serie hat seine eigene Kapazität, es ist jedoch bekannt, dass der Wert des Ladestroms etwa ein Zehntel der elektrischen Kapazität der Batterie betragen sollte. Beispielsweise beträgt die Kapazität für STs-21 38 mAh (1 Ladung = 3,8 mA, 1 Ladung = 0,38 mA), für STs-59 beträgt die Kapazität 30 mAh (1 Ladung = 3 mA, 1 Ladung = 0,3 mA). Das Diagramm zeigt die Widerstandswerte für re
Generation der Elemente STs-59 und STs-21, und für andere Typen können sie leicht anhand der Verhältnisse bestimmt werden: R1=220/2*l3ap, R2=0,1*R1.
Die im Stromkreis eingebaute Zenerdiode VD3 nimmt nicht am Betrieb des Ladegeräts teil, sondern übernimmt die Funktion einer Schutzvorrichtung gegen elektrischen Schlag. Wenn das Element G1 an den Kontakten X2 getrennt wird, kann die Kaltspannung nicht mehr als das Stabilisierungsniveau ansteigen. Die Zenerdiode KS175 ist mit jedem beliebigen letzten Buchstaben in der Bezeichnung geeignet oder kann durch zwei in Reihe zueinander geschaltete Zenerdioden vom Typ D814A („Plus“ zu „Plus“) ersetzt werden. Geeignet sind alle Dioden VD1, VD2 mit einer Betriebssperrspannung von mindestens 400 V.
Die Regenerationszeit der Elemente beträgt 6…10 Stunden. Unmittelbar nach der Regeneration liegt die Spannung am Element leicht über dem Nennwert, nach einigen Stunden stellt sich jedoch der Nennwert von 1,5 V ein.
Eine Wiederherstellung von SC-Elementen auf diese Weise ist drei- bis viermal möglich, wenn sie rechtzeitig aufgeladen werden, ohne dass eine vollständige Entladung (unter 1 V) möglich ist.
Die in Abb. dargestellte Schaltung hat ein ähnliches Funktionsprinzip. 5.26. Es bedarf keiner besonderen Erklärung.
Das Problem der Wiederverwendung von Voltaik-Batterien beschäftigt Elektronik-Enthusiasten seit langem. In der Fachliteratur wurden immer wieder verschiedene Methoden zur „Revitalisierung“ von Elementen veröffentlicht, die jedoch in der Regel nur einmal halfen und nicht die erwartete Leistungsfähigkeit erbrachten.
Als Ergebnis der Experimente war es möglich, die optimalen Stromregenerationsmodi zu ermitteln und Ladegeräte zu entwickeln, die für die meisten Zellen geeignet sind. Gleichzeitig erlangten sie ihre ursprüngliche Kapazität zurück und übertrafen diese teilweise sogar leicht.
Es ist notwendig, die Zellen und nicht die Batterien aus ihnen wiederherzustellen, da selbst eine der in Reihe geschalteten Batteriezellen, die unbrauchbar geworden ist (unter den zulässigen Wert entladen wurde), eine Wiederherstellung der Batterie unmöglich macht.
Der Ladevorgang muss mit asymmetrischem Strom und Spannung erfolgen 2,4...2,45 V. Bei niedrigeren Spannungen erfolgt die Regeneration sehr verzögert und die Elemente danach 8...10 Stunden Sie füllen nicht einmal die Hälfte der Kapazität. Bei höheren Spannungen kommt es häufig zum Sieden von Elementen und diese werden unbrauchbar.
Bevor Sie mit dem Laden eines Elements beginnen, müssen Sie dessen Diagnose durchführen. Dabei geht es darum, die Fähigkeit des Elements zu bestimmen, einer bestimmten Belastung standzuhalten. Schließen Sie dazu zunächst ein Voltmeter an das Element an und messen Sie die Restspannung, die nicht niedriger sein sollte als 1 V. (Ein Element mit einer niedrigeren Spannung ist für die Regeneration nicht geeignet.) Dann wird das Element geladen 1...2 Sekunden Widerstand 10 Ohm und wenn die Elementspannung um nicht mehr als abfällt 0,2 V Es eignet sich zur Regeneration.
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Elektrischer Schaltplan des in gezeigten Ladegeräts Reis. 1(vorgeschlagen von B.I. Bogomolov), ausgelegt zum gleichzeitigen Laden von sechs Zellen ( G1...G6 Typ 373, 316, 332, 343 und andere, die ihnen ähnlich sind).
Reis. 1. Stromkreis eines asymmetrischen Stromladegeräts.
Der wichtigste Teil der Schaltung ist der Transformator T1, da die Spannung in der Sekundärwicklung streng innerhalb der Grenzen liegen muss 2,4...2,45 V unabhängig von der Anzahl der regenerierten Elemente, die als Last daran angeschlossen sind.
Wenn es nicht möglich ist, einen fertigen Transformator mit einer solchen Ausgangsspannung zu finden, können Sie einen vorhandenen Transformator mit einer Leistung von mindestens anpassen 3 W, nachdem zusätzlich mit einem Markendraht eine Sekundärwicklung auf die erforderliche Spannung gewickelt wurde PEL oder PEV Durchmesser 0,8.,.1,2 mm. Die Verbindungsleitungen zwischen Transformator und Ladestromkreisen sollten möglichst groß dimensioniert sein.
Regenerationsdauer 4...5 , und manchmal 8 Uhr. In regelmäßigen Abständen muss das eine oder andere Element aus dem Block entfernt und gemäß der oben angegebenen Methode zur Elementdiagnose überprüft werden. Sie können auch ein Voltmeter verwenden, um die Spannung an den geladenen Elementen zu überwachen und sobald diese erreicht ist 1,8...1,9 V, Stoppen Sie die Regeneration, da das Element sonst überladen und ausfallen kann. Machen Sie dasselbe, wenn ein Element erhitzt wird.
Elemente, die in Kinderspielzeug funktionieren, werden am besten wiederhergestellt, wenn sie unmittelbar nach der Entladung einer Regeneration unterzogen werden. Darüber hinaus ermöglichen solche Elemente, insbesondere bei Zinkbechern, eine wiederverwendbare Regeneration. Moderne Elemente im Metallgehäuse verhalten sich etwas schlechter.
In jedem Fall kommt es bei der Regeneration vor allem darauf an, eine Tiefentladung des Elements zu verhindern und es rechtzeitig wieder aufzuladen, also werfen Sie gebrauchte galvanische Zellen nicht überstürzt weg.
Zweites Schema ( Reis. 2) nutzt das gleiche Prinzip der Aufladung von Elementen mit einem pulsierenden asymmetrischen elektrischen Strom. Es wurde von S. Glazov vorgeschlagen und ist einfacher herzustellen, da es die Verwendung jedes Transformators mit einer spannungsführenden Wicklung ermöglicht 6,3 V. Glühlampe HL1 (6,3 V; 0,22 A) erfüllt nicht nur Signalfunktionen, sondern begrenzt auch den Ladestrom des Elements und schützt den Transformator auch bei Kurzschlüssen im Ladekreis.
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Reis. 2. Stromkreis eines Ladegeräts mit pulsierendem asymmetrischem Strom.
Zenerdiode VD1 Typ KS119A begrenzt die Ladespannung der Zelle. Es kann durch einen Satz in Reihe geschalteter Dioden – zwei Silizium- und eine Germanium-Dioden – mit einem zulässigen Strom von mindestens ersetzt werden 100mA. Dioden VD2 Und VD3- zum Beispiel jedes Silizium mit dem gleichen zulässigen Durchschnittsstrom KD102A, KD212A.
Kondensatorkapazität C1- aus 3 bis 5 µF für Betriebsspannung nicht weniger als 16V. Schaltkreis umschalten SA1 und Steuersteckdosen X1, X2 zum Anschluss eines Voltmeters. Widerstand R1 - 10 Ohm und Knopf SB1 dienen der Elementdiagnostik G1 und Überwachung seines Zustands vor und nach der Regeneration.
Der Normalzustand entspricht einer Spannung von mindestens 1,4 V und seine Reduzierung beim Anschließen der Last um nicht mehr als 0,2 V.
Der Ladungsgrad des Elements kann auch anhand der Helligkeit der Lampe beurteilt werden. HL1. Vor dem Anschließen des Elements glüht es etwa zur Hälfte. Beim Anschließen eines entladenen Elements erhöht sich die Helligkeit des Leuchtens merklich und am Ende des Ladezyklus führt das Anschließen und Trennen des Elements zu nahezu keiner Änderung der Helligkeit.
Beim Aufladen von Zellen wie STs-30, STs-21 und andere (für Armbanduhren) ist es notwendig, einen Widerstand in Reihe mit dem Element zu schalten 300...500 Ohm. Batteriezellentyp 336 und andere werden abwechselnd aufgeladen. Um auf jeden von ihnen zuzugreifen, müssen Sie den Kartonboden der Batterie öffnen.
Reis. 3. Stromkreis eines Ladegeräts zur Regeneration von Batterien.
Wenn Sie die Ladung nur für Batterien der Serie wiederherstellen müssen SC, kann die Schaltung zur Regeneration durch den Wegfall des Transformators vereinfacht werden ( Reis. 3).
Das Schema funktioniert ähnlich wie oben. Ladestrom ( ich lade auf) Element G1 fließt durch die Elemente VD1, R1 im Moment der positiven Halbwelle der Netzspannung. Größe ich lade auf kommt auf die Größe an R1. Im Moment der negativen Halbwelle schaltet die Diode ein VD1 ist geschlossen und die Entladung erfolgt über den Kreislauf VD2, R2. Verhältnis ich lade auf Und Größe I ausgewählt 10:1 . Für jeden Elementtyp in der Serie SC verfügt über eine eigene Kapazität, es ist jedoch bekannt, dass der Ladestrom etwa ein Zehntel der elektrischen Kapazität der Batterie betragen sollte. Zum Beispiel, z STs-21- Kapazität 38 mAh (Izar = 3,8 mA, Izar = 0,38 mA), Für STs-59- Kapazität 30 mAh (Icharge=3 mA, Idischarge=0,3 mA). Das Diagramm zeigt Widerstandswerte für die Elementregeneration STs-59 Und STs-21, und für andere Typen können sie leicht anhand der Beziehungen bestimmt werden: R1=220/2·lzap, R2=0,1·R1.
Zenerdiode im Stromkreis eingebaut VD3 nimmt nicht am Betrieb des Ladegeräts teil, sondern übernimmt die Funktion einer Schutzeinrichtung gegen elektrischen Schlag – wenn das Element abgeklemmt ist G1 auf Kontakte X2, XZ Die Spannung kann nicht über das Stabilisierungsniveau hinaus ansteigen. Zenerdiode KS175 geeignet mit einem beliebigen letzten Buchstaben in der Bezeichnung oder kann durch zwei Zenerdioden des Typs ersetzt werden D814A, in Reihe zueinander geschaltet („Plus“ zu „Plus“). Als Dioden VD1, VD2 alle mit einer funktionierenden Sperrspannung von mindestens 400 V.
Reis. 4. Stromkreis des Geräts zur Regeneration von SC-Batterien
Die Elementregenerationszeit beträgt 6...10 Stunden. Unmittelbar nach der Regeneration wird die Spannung am Element den Nennwert leicht überschreiten, aber nach einigen Stunden stellt sich die Nennspannung ein - 1,5 V.
Stellen Sie auf diese Weise Gegenstände wieder her SC Gelingt das drei- bis viermal, wenn man sie rechtzeitig wieder auflädt, ohne dass eine vollständige Entladung möglich ist ( unter 1V).
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Die im Diagramm dargestellte Schaltung hat ein ähnliches Funktionsprinzip. Reis. 4. Es bedarf keiner besonderen Erklärung.
V. Wassiljew
Taschen-Audioplayer, Radios, CD-Player und andere tragbare elektronische Geräte für den Massenverbrauch werden durch galvanische Zellen oder Batteriezellen unterschiedlicher Größe betrieben. Auf der ganzen Welt sind mehr als 500 verschiedene Unternehmen und Tochtergesellschaften an ihrer Produktion beteiligt und erzielen konstante Gewinne, da der Bedarf an diesen notwendigen Stromquellen jedes Jahr steigt.
Galvanische Zellen sind relativ preiswert, haben eine Anfangsspannung von 1,5 V und eine Kapazität von 0,6 bis 8,0 Ah. Ihr Nachteil ist ein starker Spannungsabfall beim Entladen (bis zu 0,7 V), während die meisten Geräte eine Entladung nur auf 1,0...1,1 V zulassen. Ein weiterer Nachteil – der größte – ist die einmalige Verwendung . Nachdem etwa 70 % der Energie verbraucht sind, müssen die galvanischen Zellen durch neue ersetzt werden. In der Literatur werden verschiedene Arten von Ladegeräten beschrieben, die die Lebensdauer galvanischer Zellen verlängern können, gleichzeitig wird jedoch die Anzahl der Ladezyklen auf wenige berechnet und die Zellenkapazität auf nahezu Null reduziert. Darüber hinaus ist auf einigen Zelltypen die Aufschrift „Aufladen verboten“ angebracht. Dies geschieht, um Unfälle durch die Zerstörung der Zellhülle beim Laden zu verhindern.
In dieser Hinsicht haben Batteriezellen eine Reihe wesentlicher Vorteile. Das Wichtigste ist die Möglichkeit, sie über einen Zeitraum von 5...10 Jahren mehrfach aufzuladen. Inländische Batteriezellen haben eine garantierte Lebensdauer von mindestens 500 Lade-/Entladezyklen, ausländische von mindestens 1000. In der Praxis kann es jedoch anders sein. Der Autor des Artikels betreibt beispielsweise ein Batteriezellenpaar mit einer Kapazität von 0,45 Ah und lädt es zweimal pro Woche (100 Zyklen pro Jahr) auf. Sie wurden bereits 1993 gekauft, haben 700 Lade-/Entladezyklen überstanden und funktionieren weiterhin.
Ein weiterer Vorteil von Batteriezellen ist die hohe Stabilität ihrer Betriebsspannung. Eine frisch geladene Zelle hat eine Anfangsspannung von 1,3...1,4 V, die beim Entladen auf 1,1 V absinkt. Eine nahezu vollständige Entladung der Zelle ist erreicht, wenn die Spannung auf 1 V sinkt. Weitere Entladung der Zelle unterhalb dieser Schwelle verringert die Lebensdauer und Kapazität des Akkus. Wenn nur ein Element im Gerät verwendet wird, beispielsweise in einem Mikroempfänger, macht sich das Erreichen des Schwellenwerts der Entladespannung bemerkbar, wenn der Empfänger den Betrieb einstellt. Dann wird das Element entfernt und aufgeladen. In Fällen, in denen eine Batterie mit zwei, vier oder sechs Zellen verwendet wird, kann es vorkommen, dass aufgrund der ungleichen Kapazität der Elemente eines von ihnen (das schwächste) seine Spannung vor den anderen auf den Schwellenwert senkt und beginnt Entladung aufgrund des normalen Betriebs anderer Elemente weiter. In diesem Fall kann die Lautstärke leicht abnehmen, der Receiver oder Player selbst funktioniert jedoch weiter, bis andere Elemente entladen sind.
Die Praxis zeigt, dass das schwächste Element eine Spannung von etwa 0,3 V mit umgekehrter Polarität hat (wo früher ein Minus war, wird jetzt ein Plus). Mit anderen Worten: Das Element wurde überladen, was sich nachteilig auf seinen weiteren Betrieb auswirkt. Diese Situation kann behoben werden, indem das Gerät sofort für die erforderliche Zeit mit normalem Strom aufgeladen wird.
Batteriezellen haben trotz ihres schlichten Aussehens einen „rachsüchtigen“ Charakter. Dies liegt daran, dass die vollständige Akkumulation der Energie nur dann möglich ist, wenn 15...16 Stunden lang mit einem Strom eines bestimmten Werts (zehnstündiger Entladestrom) geladen wird. Darüber hinaus sollte die Spannung des entladenen Elements 1,0 bis 1,1 V betragen. Die Unerwünschtheit einer Entladung unterhalb dieses Schwellenwerts wurde oben erörtert. Es wird auch nicht empfohlen, dass diese Spannung größer als der Schwellenwert ist, beispielsweise 1,2 V, d. h. wenn die zuvor angesammelte Energie nicht vollständig verbraucht wird, beispielsweise nur 50 %. Wenn dies geschieht, sammelt sich der Akku während des folgenden Ladezyklus an und überträgt die gleichen 50 % an die Last, nicht mehr. Um den langfristigen Betrieb der Batteriezellen sicherzustellen und eine nominale Energiereserve aus ihnen zu erhalten, ist es daher erforderlich, die Spannung an ihnen mit einem Voltmeter zu messen, bevor sie zum Aufladen eingeschaltet werden. Liegt diese innerhalb von 1,0,1,1 V, können sie sofort aufgeladen werden. Wenn die Spannung diesen Wert überschreitet, müssen Sie sie vorab entladen. Da Ladegeräte überall verkauft werden, gibt es leider weder in unserem Land noch im Ausland spezielle Geräte zur Überwachung der Endspannung des Elements und zum Entladen vor dem Einschalten. Es besteht die Meinung, dass die Verwendung solcher Geräte die Bedienung der Geräte erschwert, insbesondere für Personen, die technikfern sind. In dieser Hinsicht haben Spezialisten und Volkshandwerker Vorteile.
Wenn Sie also Batteriezellen verwenden, ohne deren Zustand vor dem Laden zu überwachen, verkürzt sich die Lebensdauer um etwa die Hälfte. In diesem Fall versagen inländische Batterien nach 200 bis 300 Lade-/Entladezyklen und ausländische nach 400 bis 600. Für die meisten Verbraucher wird dies nicht besonders spürbar sein, da wir immer noch von einer mehrjährigen Betriebszeit sprechen. Wenn jedoch vor dem Einschalten der Batteriezellen zum Laden jede einzelne getestet und zusätzlich auf das erforderliche Niveau entladen wird, erhöht sich ihre Lebensdauer im Vergleich zur Garantie auf bis zu 1000...1200 Lade-/Entladezyklen für Haushaltsbatterien und 1500...2000 Zyklen für Fremdelemente. Zwar mögen solche Vorarbeiten für manche kompliziert erscheinen, aber für diejenigen, die ständig mit tragbaren Geräten arbeiten müssen, sind sie kein Hindernis.
Auf dem heimischen Markt für Funkprodukte gibt es mittlerweile eine Fülle von Batteriezellen aus in- und ausländischer Produktion und nicht nur der Größe 316. Zellen anderer gängiger Standardgrößen -286, 343, 373 stehen zum Verkauf.
Der einfachste Weg, mit Haushaltszellen umzugehen, die eine Standardbezeichnung haben – NKGTs – bedeutet „Nickel-Cadmium Sealed Cylindrical“-Batterie. Nach diesen Buchstaben folgen Zahlen, die die Nennkapazität in Amperestunden angeben. Beispielsweise werden die gebräuchlichsten und kostengünstigsten Elemente der Größe 316 als NKGTs - 0,45 bezeichnet. Das bedeutet, dass jede Zelle eine Nennkapazität von 0,45 Ah bzw. 450 mAh hat. Die Namen NKGTs – 1,8 und NKGTs – 3,2 werden ähnlich interpretiert: Ihre Kapazität beträgt 1,8 Ah für die Größe 343 bzw. 3,2 Ah für die Größe 373.
Bei ausländischen Batteriezellen ist die Situation komplizierter. Es gibt mehrere ausländische und internationale Standards, die von Unternehmen in Europa, Nordamerika und Asien übernommen wurden. Sie unterscheiden sich in Standardgrößen und Nennkapazität. Aufgrund der Verbesserung der Produktionstechnologie wurde die Kapazität von Batteriezellen kürzlich um das 2- bis 4-fache erhöht. Wenn also vor 10 Jahren Batteriezellen der Standardgröße 316 eine Nennkapazität von 0,45...0,6 Ah hatten, erreicht ihre Kapazität heute 1,5...2 Ah. Darüber hinaus reagieren einige dieser Proben unempfindlich auf die Aufladung bei unvollständiger Entladung, auf die gewöhnliche, in früheren Jahren hergestellte Elemente so empfindlich reagieren.
Die Tabelle zeigt die Symbole von Batteriezellen, die für jede Standardgröße unterschiedliche Symbolsysteme haben. Außerdem wird die Dauer der Ladezeit für jedes Element mit einem Gleichstrom eines bestimmten Werts angezeigt. Nickel-Cadmium-Akkuzellen können mit der doppelten Stromstärke geladen werden, wodurch sich die Ladezeit halbiert. Steht zum Laden eines Akkus einer bestimmten Größe kein Ladegerät zur Verfügung, sondern nur ein Ladegerät mit geringerem Ladestrom, dann kann der Ladevorgang mit geringerem Strom, dafür aber in längerer Zeit erfolgen.
Handelsübliche Ladegeräte aus in- und ausländischer Produktion enthalten Angaben zur Standardgröße der zu ladenden Elemente, zur Ladestrommenge und zur dafür benötigten Zeit. In der Literatur werden viele Ausführungen selbstgebauter Ladegeräte beschrieben, dennoch ist es zumindest aus Gründen der persönlichen elektrischen Sicherheit besser, ein Markenladegerät zu verwenden, da der Ladevorgang in der Regel über ein 220-V-Wechselstromnetz erfolgt, obwohl es Ladegeräte dafür gibt Betrieb über das Bordnetz des Fahrzeugs mit einer Spannung von 12 IN.
Batterieleistung
Die wichtigsten Leistungsmerkmale von wiederaufladbaren Zellen und Batterien sind die Entladezeit bei einem bestimmten Strom und die tatsächliche elektrische Kapazität. Beide Eigenschaften werden durch die elektrische Nennkapazität und den Lastwiderstand bzw. die Menge des verbrauchten Stroms bestimmt. In Abb. Abbildung 1 zeigt die Ergebnisse der Spannungsmessung einer Batteriezelle mit unterschiedlichen Nennkapazitäten von 180 bis 1300 mAh bei einem konstanten Entladestrom von 100 mA. Dies ist der Strom, den ein moderner Audioplayer im Wiedergabemodus verbraucht. Und wie aus der Abbildung ersichtlich ist, liegt die Entladezeit, gemessen während des Spannungsabfalls von 1,35 auf 1,0 V, zwischen 1,6 und 11,2 Stunden. Das heißt, die normale Betriebszeit der Batterie ist fast direkt proportional zu ihrer Nennkapazität.
Es liegt auf der Hand, dass der Einsatz von Akkus mit großer Nennkapazität einen doppelten Nutzen bringt. Erstens erhöht sich die Zeit, in der der Player oder Receiver normal funktioniert und kein Aufladen erfordert, stark. Zweitens wird die Anzahl der Lade-/Entladezyklen pro Jahr reduziert, was die Gesamtlebensdauer der Batterie verlängert. Zudem ist der Preis einer Batterie mit größerer Kapazität pro 1 Ah in der Regel geringer als der einer Batterie mit kleinerer Kapazität.
Hierbei ist zu beachten, dass alle Leistungsmerkmale der Batterie am besten in Bezug auf den Modus berechnet werden, in dem die Entladung mit einem zehnstündigen Entladestrom durchgeführt wird, d. h. ein Strom, der der Nennkapazität geteilt durch 10 Stunden entspricht. Bei einem deutlichen Anstieg des Stromverbrauchs im Vergleich zum Zehn-Stunden-Wert sinkt seine tatsächliche elektrische Kapazität. Dies ist aus Abb. ersichtlich. 2 zeigt die Ergebnisse der Messung der tatsächlichen Kapazität einer Batteriezelle unterschiedlicher Nennkapazitäten in Abhängigkeit von der aufgenommenen Strommenge.
Vertikale gepunktete Linien zeigen die Grenzen möglicher Werte dieses Stroms an – von 100 bis 300 mA, wo die meisten Audioplayer, CD-Player und tragbaren Receiver liegen.
Aus Abb. 2 zeigt, dass nur 1...1,5 Ah-Batterien ihre Energie effizient nutzen. Unter sonst gleichen Bedingungen sind Batterien mit größerer Kapazität bei Arbeiten mit hohem Stromverbrauch rentabler als Batterien mit geringer Leistung.
So laden und entladen Sie Batterien
Für den normalen Betrieb des Players oder Empfängers ist es erforderlich, dass alle Elemente die gleiche Kapazitätsbewertung haben. Jeder weiß, wie man Batterien lädt: Nehmen Sie verbrauchte Zellen, überprüfen Sie ihre Restspannung und entladen Sie sie bei Bedarf jeweils auf 1 V. Anschließend werden die Zellen entsprechend ihrer Polarität in das Ladegerät eingesetzt und das Gerät an eine 220-V-Stromversorgung angeschlossen (oder 12 Zoll).
Nach Ablauf der in der Anleitung vorgeschriebenen Zeit wird das Ladegerät vom Netz getrennt, die Elemente daraus entnommen und in das Gerät eingesetzt. Jetzt beginnen die Batterien zu arbeiten und geben die angesammelte Energie für den vorgesehenen Zweck ab.
In Fällen, in denen es nicht darum geht, die garantierte Lebensdauer der Batterien zu erhalten und noch mehr zu verlängern, kann der Ladevorgang ohne Überwachung der Restspannung und Entladung der Elemente auf eine Spannung von 1 V durchgeführt werden. Andernfalls ist der Vorgang nicht möglich Die Entladung auf einen bestimmten Wert kann mit der einfachsten Entladevorrichtung durchgeführt werden, deren Schaltplan in Abb. dargestellt ist. 3.
Hier sind die Batteriezellen einzeln oder in Gruppen an einen Spannungsstabilisator angeschlossen, der aus dem Widerstand R1 und zwei in Reihe geschalteten Siliziumtransistoren besteht und im Kollektorstrom-Sättigungsmodus arbeitet. Dieser Modus wird dadurch erreicht, dass Basis und Kollektor jedes Transistors miteinander verbunden sind. In diesem Fall wird jeder Transistor zu einem Spannungsstabilisator von 0,5 V, wenn sich der durch ihn fließende Strom im Bereich von 1 bis 200 mA ändert. Die Verwendung von zwei in Reihe geschalteten Transistoren ergibt die erforderliche Spannung von 1 V. Wenn ein oder mehrere Elemente an diesen Stabilisator angeschlossen werden, auch solche mit einer großen Restspannungsspreizung, haben sie am Ende alle das gleiche Restpotential – 1 V Der Entladevorgang dauert im schlimmsten Fall meist nicht länger als ein bis zwei Stunden. Sie können überprüfen, ob der Entladevorgang abgeschlossen ist, indem Sie zunächst die Spannung an den Elementen und dann an den Transistoren messen. Wenn der Entladevorgang abgeschlossen ist, beträgt die Spannung 1 V.
Um den Zeitpunkt des Abschlusses des Entladezyklus von Batteriezellen gemäß dem Diagramm in Abb. zu steuern. 3 wird empfohlen, den Spannungsabfall am Widerstand R1 zu messen, der Null sein sollte.
Beim Kauf von im Ausland hergestellten Batteriezellen treten gewisse sprachliche Schwierigkeiten bei der Übersetzung von Etiketten in Englisch, Deutsch und anderen Sprachen ins Russische auf. Nachfolgend finden Sie Übersetzungen der wichtigsten Phrasen und Sätze.
Nickel-Cadmium-Akku 1000 mAh 1,2 V
Nickel-Cadmium-Akku mit einer Kapazität von 1000 mAh und einer Spannung von 1,2 V
Standardladung: 15 Haus bei 100 mA
Standard-Lademodus: 15 Stunden mit 100 mA Strom
Schnellladung: 6 Stunden bei mA
Schnellladung: 6 Stunden bei 250 mA
ACHTUNG: Nicht durch Feuer oder Kurzschluss entsorgen
Warnung: Nicht ins Feuer legen oder kurzschließen
Ni/Cd, 1,2 Akku, 600mA.h, 60IRS, bis zu 1000 aufladbar, bis zu 1000 mal wiederaufladbar, Normalladung: 14 Std. mit 60 mA, Standardladungen: 14 h. bei mA. IEC KR 15/51 (R6)
Nickel-Cadmium-Akku mit einer Spannung von 1,2 V und einer Kapazität von 600 mAh. Hält 1000 Lade-/Entladezyklen stand. Laden für 14 Stunden mit einem Strom von 60 mA.
AKKU PLUS -
Akku mit hoher Kapazität
Wiederaufladbare Zelle -
Wiederaufladbares Element, kann batteriebetrieben oder galvanisch sein
R-100 AARM KR 15/51 1000 mAh 1,2 V1000 F
1,2 V Akkuzelle mit einer Kapazität von 1000 mAh, ausgelegt für 1000 Lade-/Entladezyklen
Literatur
1. Varlamov R.G. Moderne Netzteile. Verzeichnis. M.: DMK, 1998, 187 S.
2. V. Boravsky. Ladestation „universal“ für wiederaufladbare Netzteile tragbarer Radiosender. Repair&Service, 2000, Nr. 2, S. 60-62.
