NiMH 배터리 충전을위한 전압 입력


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12 개의 AAA NiMH 배터리 (1000mAH 및 배터리 당 1.2V)가 있으며 충전에 가장 적합한 전압이 무엇인지 알고 싶습니다. 간단한 정전류 충전기 (회로 다이어그램에서 LM317 및 68 Ohm Resistor (R))를 사용하고 있지만 입력 전압이 무엇인지 확신 할 수 없습니다 회로에 다이오드가 없습니다.
LM317 배터리 충전기

답변:


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정전류 원은 정전류를 유지하기 위해 부하로 출력 전압을 조정합니다.

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

NiMH 배터리는 충전하기가 쉽지만 충전 및 방전 곡선에서 온도에 따라 변화합니다. 또한 플로트 전압 이 없으므로 일정 전압 충전이 작동하지 않습니다. 에너자이저에는 충전 시간에 대한 몇 가지 권장 사항이 있습니다.

NiMH 배터리에는 일반적으로 적당한 속도 (2 ~ 3 시간)의 스마트 충전기가 선호됩니다. 배터리는 스마트 충전기 회로에 의해 과충전으로부터 보호됩니다. 매우 빠른 충전 (1 시간 미만)은 배터리 수명에 영향을 줄 수 있으며 필요에 따라 제한해야합니다. 저속 야간 타이머 기반 충전기도 허용되며 스마트 충전기의 경제적 인 대안이 될 수 있습니다. 12 ~ 14 시간 동안 0.1C 속도를 적용하는 충전기는 NiMH 배터리에 적합합니다. 마지막으로 0.025C (C / 40) 미만의 유지 보수 (또는 세류) 충전 속도가 권장됩니다. 과충전의 부정적인 영향을 줄이려면 아주 작은 물방울을 사용하는 것이 좋습니다.

AAA NiMH 배터리 의 용량은 850mAh (제조업체에 따라 다름 )이므로 C / 2 ~ C / 3 의 속도로 충전 할 수 있습니다.

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

밤새 C / 12 세류 충전은 71mA 의 정전류로 수행 할 수 있습니다 . 이 페이지는 다음을 언급합니다.

최신 전지에는 과충전시 배터리의 손상을 방지하는 산소 재활용 촉매가 있지만 충전율이 C / 10을 초과하면이 재활용을 유지할 수 없습니다.

C / 40 의 권장 유지 보수 요금 은 다음과 같이 수행 할 수 있습니다.

850mAh / h / 40 = 21mA


스마트 충전기

Energizer , DuracellPowerstream의 충전 기술이 나열되어 있습니다 .

  • ΔV 충전 : 셀이 피크 전압에 도달하여 감소 할 때까지 (예 : -15mV) 권장 정전류로 충전 합니다.
    대체 텍스트
    이 기술은 C / 2 ~ C / 3 (283mA ~ 425mA)에서 안전하게 충전 할 수있을 정도로 정확합니다.

  • dT / dt 충전 : 최대 온도를 제한하고 특성 가열 속도를 찾기 위해 셀 온도를 모니터링합니다.
    대체 텍스트
    이 기술은 프로세스를보다 정확하게 모니터링하고 종료하기 위해 ΔV 충전 종단과 함께 사용될 수있어 더 높은 전류 (C / 1 ~ C / 2 또는 425mA ~ 850mA)를 사용할 수 있습니다.

  • 소프트 스타트 : 온도가 40도 이상이거나 0도 미만인 경우 C / 10 충전으로 시작합니다. 방전 된 배터리 전압이 1.0V / 셀 미만인 경우 C / 10 충전으로 시작하십시오. 방전 된 배터리 전압이 1.29V / 셀을 초과하면 C / 10 충전으로 시작합니다.

  • 최대 1.78V : 단일 셀이이를 초과해서는 안됩니다.


그러나 그것은 무엇을 의미합니까!? LM317 정전류 회로 의 입력 전압 은 레귤레이터와 저항 (1.47Ω)에서 전압 강하를 지원하고 필요한 전류를 구동하며 최대 셀 전압을 초과 할 수있을만큼 충분해야합니다. 내부 저항이 최대 약 120mΩ 인 AAA NiMH 배터리에 C / 1 또는 850mA를 공급하려면 (120mΩ + 1.47Ω) * 850mA + 1.2V + 1.78V = 4.3315V. 레귤레이션 및 노이즈와 같은 소스 불규칙의 영향을 줄이고 다른 회로 손실 (아직없는 다이오드와 같은)을 설명하기 위해 최소 2V 이상을 권장합니다. 다이어그램에 표시된대로 4 개의 셀을 직렬로 충전하는 경우 최소 9.978V (예 : 12V + )가 필요합니다. 12 시리즈의 경우 25.034V (27V +)이지만 충전이 고르지 않을까 걱정됩니다.


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따라서 ... 짧은 대답 = 최대 셀 전압 (1.78V) × 셀 수 + 충전 전압 (~ 2V)에서 LM317 드롭 아웃 + 저항의 전압 (항상 1.25V).
Nick T

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@NickT, 알겠습니다! [#cells]xI_chargex(120mΩ)+1.2V+1.25V+[#cells]x1.78V. 그러나 합병증은 영혼에게 유익합니다 (그리고 눈이 내린 주말).
tyblu

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425mA에서 2 시간 동안 850mAh 배터리를 충전하는 것은 산술적으로 들릴 수 있지만 충전이 100 % 효율적이라는 아이디어에서 시작합니다. 그렇지 않습니다. 충전 방법에 따라 효율이 약 80 %로 제한됩니다. 따라서 425mA로 충전하면 2.5 시간 동안 충전해야합니다.
stevenvh

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@stevenh, 나열된 소스 중 하나는 60 % -70 %의 효율성을 주장합니다.
tyblu

@tyblu : 글쎄, 내 요점은 시간을 찾기 위해 전류를 용량으로 나눌 수 없다는 것입니다.
stevenvh

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배터리는 그림과 같이 직렬로 배열되어 있습니까? 그렇다면 방전 된 전압은 약 15V이고 충전 된 전압은 약 16.8V (1.25V / 셀 방전, 1.4V / 셀 충전)입니다. LM317 기준은 (1.25 / 68) 18mA 충전 전류 의 충전 전류에 대해 68 옴 저항에서 1.25V 입니다. LM317의 드롭 아웃 전압은이 속도가 2V를 초과하지 않기위한 것입니다 (데이터 시트 tyblu에 연결된 6 페이지, 매우 보수적 인 추정치). 따라서 최소 입력 전압은 (보수적으로) 2V + 1.25V + 16.8v = 20.05V 여야합니다.

저항기의 값을 어떻게 선택 했습니까? 안전한 충전 속도 (끄기 위해보고있는 경우)는 100/10 충전 전류 (100-mAh / 10) 여야하는 C / 10입니다 . 이는 (.1 ^ 2 * 12.5) .125W의 정격 전력 으로 (1.25V / .1A) 12.5 옴 의 저항 값을 제공합니다 . 이 12 개의 셀이 직렬 또는 병렬입니까?


당신은 어디에서 15V를 얻었습니까? 마치 12 * 1.2 = 14.4V
Dean

방전에는 1.25V를 사용합니다. 주로 Roomba 충전 회로가 사용하기 때문입니다.
AngryEE

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가장 많이 사용되는 두 가지 배터리 제조업체 중 하나의 충전기 중 하나의 충전 사양은 충전기 사양에서 다음과 같습니다.

배터리 크기 / 정격 용량 (mAh) / 예상 충전 시간

AA 1300-2000 8-12.5 시간 / AA 2100-2500 13-16 시간 / AAA 850-900 11-12 시간

이 세 가지 유형의 배터리에 대한 충전기 전류 사양은 200ma이며, 2 개의 배터리는 2.8v의 전압에서 직렬로 연결됩니다. 충전 중 2 시리즈 배터리의 실제 측정 전압은 2.885V이며 전류는 240ma입니다. 1.2v 직렬로 10 개의 배터리를 사용한 경우 총 충전 전압은 12v이며, 충전 전압 13.8v는 배터리 전압의 15 %보다 높습니다. 이를 염두에두고 배터리 당 정격 전압 1.2v * 1.15 (배터리 전압 + 15 %)에서 200ma의 충전 전류 사양은 배터리 당 1.4 볼트 (셀)이며 직렬로 2 개는 2.8v, 12입니다. 직렬로 12 개의 배터리 배터리 뱅크에서 16.8V의 충전 전압에서 (1.4v * 12 개의 배터리)가됩니다. 파나소닉 배터리 엔지니어와의 경험 및 컨설팅을 통해 나는 세류 충전 배터리에 항상 배터리 전압과 15 % 충전 전압을 사용했습니다. 24vdc 산업용 제어 시스템에서 시스템 백업을 위해 2 개의 12v AGM 배터리를 직렬로 사용하여 27.6v (24v * 1.15)의 전원 공급 장치를 작동합니다. 이것은 유틸리티 전원의 제어판에 대한 백업 전원으로 항상 훌륭하게 작동했으며 대부분의 계측, PlC 및 센서는 ~ 30vdc까지 잘 작동하므로 컨트롤에 문제가되지 않습니다. 따라서 이전 포스트와 일치하여 16.8v + 2v + 1.25 볼트는 20.05v의 최적 입력 전압이됩니다. 센서는 ~ 30vdc까지 잘 작동하므로 컨트롤에 문제가되지 않습니다. 따라서 이전 포스트와 일치하여 16.8v + 2v + 1.25 볼트는 20.05v의 최적 입력 전압이됩니다. 센서는 ~ 30vdc까지 잘 작동하므로 컨트롤에 문제가되지 않습니다. 따라서 이전 포스트와 일치하여 16.8v + 2v + 1.25 볼트는 20.05v의 최적 입력 전압이됩니다.


가독성 측면에서 답을 향상시킬 수 있습니까? 단락과 논리적 접근 방식 및 설명으로 분류하십시오.
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비교적 간단합니다. 배터리 팩의 최대 전력량입니다. bw.

소스 또는 충전기는 해당 와트의 두 배 이상을 생산해야합니다.

2bw.

회로는 시간 x에서 효율 x로 팩을 충전합니다. 여기서 t는 팩 @ x를 완전히 충전하는 데 걸리는 시간입니다.

이제 나머지는 애매 모호하지만 학교에서 다룬 지 몇 년이 지났지 만, 교과서에서 현재 속도에 맞게 올바르게 설정하는 방법을 찾을 수 있습니다.

Bw = 2Bw 시간 (효율). 선형 전압 레귤레이터를 사용하는 경우 일반적으로 약 67 %입니다. 또는 x / t 곱하기 100 %. 그런 것. 회로는 표준이며 항상 변화하는 배터리 임피던스와 일치하지 않으므로 정전류 충전기가 현대의 고용량 배터리에서 붐을 이루므로 낮은 주파수 속도로 차단기 (sp?)를 추가해야합니다. 일정한 전류와 함께 전하 흡착 및 화학 냉각을 위해 경 사진 고전압 펄스를 생성합니다.

예를 들어. C / 10의 정전류로 충전합니다. 0.5 초마다 별도의 회로를 사용하여 양극에 200 밀리 암페어를 전달하는 100 볼트 양의 펄스를 펄스합니다. 이제 C / 10 일정 속도를 방해하지 마십시오.

이 예를 사용하면 셀의 수상 돌기를 정렬하는 데 도움이되며 더 오래 지속되는 훨씬 더 빠른 충전이 가능합니다.

행운을 빕니다.

남자.


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EE.SE에 오신 것을 환영하지만 여러 측면에서 귀하의 답변이 명확하지 않습니다. 배터리 팩의 "최대 전력량"은 얼마입니까? 왜 충전기가 "적어도 그 전력의 두 배를 생산"해야합니까? " 이제 나머지는 그들이 학교에서 그것을 다루고 나서 몇 년이 지난 지금 모호하다 ... "당신은 이론을 설명하는 페이지의 상단에있는 답변을 읽음으로써 새로 고칠 수 있습니다. 8 년 전에 정답으로 받아 들여졌습니다.
트랜지스터

아마 그럴 수도 있지만 잘못되었습니다. 내 대답에 대한 질문은 이해가되지 않으며 전기에 대한 이해가 거의 없습니다.
John Musielewicz.
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