Проблемызарядки никель-кадмиевых аккумуляторов по прежнему актуальны. Какое зарядноеустройство лучше? Как определить момент окончания зарядки? Какой режим зарядкипредпочтительнее?
Зарядноеустройство обязано, прежде всего, передать аккумулятору соответствующийэлектрический заряд. Но это требование дополняется обычно пожеланиямиобеспечить быстроту зарядки аккумулятора, сохранить на протяжении длительноговремени его номинальную емкость, сделать зарядку безопасной и др.
Взарядных устройствах любого типа важнейшим является определение моментаокончания зарядки аккумулятора. Это делается несколькими способами.
1.При зарядке аккумулятора постоянным, не изменяющимся в процессе зарядки токомее прекращают вручную по истечении определенного времени. На такой режимориентированы многие наиболее дешевые зарядные устройства. Зарядный ток в нихсоставляет обычно I=0, 1·Е, где I — зарядный ток в амперах, а Е — емкостьаккумулятора в амперчасах. В этом режиме емкостной КПД аккумулятора принимаютравным 2/3 и, соответственно, длительность зарядки устанавливают равной 15часам. Режим зарядки малым током (он может быть и меньше 0, 1·Е присоответствующем увеличении продолжительности зарядки) замечателен тем, что дажепри значительной перезарядке аккумулятор не будет поврежден, во всяком случае — не взорвется.
2.Аккумулятор заряжают постоянным током, многократно превышающим 0, 1·Е (в10...20 раз). Зарядка прекращается автоматически по истечении заданного — болеекороткого — времени.
Врежиме такой интенсивной зарядки обязательно должно соблюдаться следующее.Во-первых, аккумулятор необходимо предварительно разрядить (обычно — до 1 В набанку); во-вторых, должна быть обеспечена строгая зависимость продолжительностизарядки от установленного значения зарядного тока и, в третьих, обеспеченоаварийное его отключение (например, по перегреву корпуса).
Поидее к этой категории относятся многие зарядные устройства, появившиеся нанашем рынке, но, к сожалению, далеко не все они обеспечивают должнуюбезопасность.
3.Ток зарядки — не обязательно постоянный. Зарядку аккумулятора прекращают приувеличении его температуры. Этот способ имеет серьезные недостатки (аккумуляторпочти всегда перезаряжается, ненадежен тепловой контакт и др.) и используется, какправило, лишь для аварийного отключения аккумулятора.
4.Ток зарядки — фиксированный, многократно, как правило, превышающий 0, 1·Е. По достижениина аккумуляторе заданного напряжения зарядка заканчивается автоматически. Этотпринцип долгое время использовался в самых лучших зарядных устройствах, потеснивсистему зарядки аккумулятора малым током.
Установкапорогового напряжения здесь весьма критична. Обычно его значение выбирают впределах 1, 45...1, 55 В на аккумуляторную банку, чаще — 1, 48 В. Пороговоенапряжение зависит, к тому же, от температуры окружающей среды и «возраста»аккумулятора.
Неизменныйток зарядки здесь, вообще говоря, не обязателен. Но это упрощает учет потерь наподводящих проводах. Если из-за их неучета на аккумуляторе будет установленозаниженное пороговое напряжение, это обернется недобором заряда, аустановленное лишь на один милливольт выше реального, приведет к тому, чтопроцесс зарядки аккумулятора никогда не кончится. Вернее, кончится тем, чтоаккумулятор либо перегреется — при малом зарядном токе, либо взорвется — прибольшом.
Воизбежание этого некоторые зарядные устройства по достижении напряжения, чутьменьше порогового, переходят на дозарядку аккумулятора безопасным током, которымее и завершают.
5.Процесс зарядки контролируют по скорости увеличения напряжения на аккумуляторе:оно быстро увеличивается непосредственно перед ее завершением. Отследив этот момент,зарядное устройство уменьшает большой ток зарядки (он доходит в них до 2·Е) домалого, безопасного, которым зарядка и завершается. По причинам, изложенным вп.4, оба эти тока также лучше иметь фиксированными, не изменяющимися вовремени.
Этотспособ стал привлекать к себе внимание с появлением специализированноймикросхемы U2402B.
6.Как и в предыдущем случае, при зарядке постоянным током состояние аккумулятораопределяют по скачку напряжения. Для получения хороших характеристик зарядкуведут током не менее 2·Е.
Втаких зарядных устройствах обычно используют аналого-цифровые преобразователи(например, микросхему ТЕА1100 фирмы Philips), которые позволяют заметить 1%-ныйскачок напряжения и во время прекратить зарядку. Зарядным устройствам, собраннымна базе такой микросхемы, не нужны регулировки, связанные с изменением числазаряжаемых аккумуляторов. В качестве защитной меры в них контролируетсяпродолжительность зарядки.
Ниодин из рассмотренных выше способов зарядки сам по себе не является оптимальным.Поэтому нередко они сочетаются.
Кнаиболее интересным можно отнести сегодня зарядное устройство ULTRA DUO, вкотором зарядка заканчивается по всплеску напряжения на аккумуляторе (как вварианте 6), но зарядный ток в ходе ее принимает разные значения. В этойпроцедуре минимизируется время зарядки аккумулятора.
Взарядном устройстве MULTI-CHARGE-A-MATIC CG-325 фирмы HITEC окончание зарядкиопределяется как ив предыдущем случае, но зарядка ведется установленнымпостоянным током (максимально 4, 5 А). Кроме таких обычных функций, какразрядка аккумулятора перед зарядкой, проверка его емкости, защита отпереполюсовки, контроль длительности зарядки и звуковая сигнализация ееокончания, это устройство благодаря встроенному преобразователю напряженияможет заряжать от 12-вольтного автомобильного аккумулятора десятьпоследовательно соединенных никель-кадмиевых аккумуляторов (напряжение накоторых в заряженном состоянии доходит до 16 В). Это оценят прежде всегоавтомобилисты, пользующиеся портативными радиостанциями.
Поустановившейся терминологии зарядка аккумулятора может быть очень быстрой (до15 мин), быстрой (до 1 ч), ускоренной (до 3...4 ч), нормальной (от 12 до 16 ч)и медленной. Реальная емкость аккумулятора зависит от температуры и значенийтока зарядки и разрядки. Наибольшая измеренная емкость получается при зарядкеаккумулятора большим током и разрядке малым.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.radioman.ru