29.07.2023

دستگاه تخلیه باتری AA. شارژر خانگی برای باتری های aa

بیشتر گجت های مدرن دستگاه های موبایلی هستند که ابعاد جمع و جور دارند و می توانند به صورت آفلاین کار کنند. برای انجام این کار، آنها مجهز به سیستم های قدرت داخلی هستند که منبع انرژی آنها یک باتری است. بازار مدرن ارائه می دهد گسترده انتخاب کنیدچنین عناصری

اما باتری های AA کوچک بیشترین استفاده را دارند. با این حال، آنها منابع محدودی دارند و نیاز به شارژ مجدد منظم دارند. برای این منظور از دستگاه های خاصی استفاده می شود که به منبع تغذیه ثابت متصل می شوند. یکی از این وسایل شارژر است باتری های AA. با مدل های مختلف در بازار ارائه شده است، بیایید سعی کنیم یکی از بهترین ها را انتخاب کنیم.

دستگاه چیست

این یک دستگاه الکترونیکی با ابعاد فشرده است. این برای شارژ باتری با انرژی از یک منبع خارجی کار می کند. این معمولا برق متناوب است.

مدار شارژر لی باتری های یونیاین بسیار ساده است و بنابراین دستگاه را می توان به طور مستقل مونتاژ کرد. از عناصر زیر تشکیل شده است:

  • مبدل ولتاژ؛
  • یکسو کننده؛
  • تثبیت کننده؛
  • دستگاه هایی برای نظارت بر فرآیند شارژ.

ترانسفورماتور معمولاً به عنوان مبدل استفاده می شود، اما می توان آن را با منبع تغذیه سوئیچینگ جایگزین کرد. برای نظارت بر عملکرد شارژ از نشانگرهایی مانند آمپرمتر LED استفاده می شود.

شارژ باتری های AA کجا استفاده می شود؟

حوزه اصلی استفاده از چنین دستگاه هایی ابزارهای تلفن همراه است. آنها معمولا با انواع مختلف باتری کار می کنند. از این دستگاه ها برای شارژ آنها استفاده می شود.

اما از آنجایی که باتری ها می توانند انواع مختلفی داشته باشند، ویژگی های شارژر برای باتری های 18650 Li Ion مطابق با ولتاژ کاری و ظرفیت نامی آنها انتخاب می شود.

ویژگی های طراحی دستگاه

شارژر یک ابزار کوچک است که برای کار با منابع انرژی خاص طراحی شده است. همچنین می توانید دستگاه های جهانی را در فروش پیدا کنید که برای آموزش مجدد یک و چند باتری طراحی شده اند.

اما از آنجایی که سلول های انگشتی محبوب ترین هستند، بیشترین دستگاه برای شارژ آنها تولید می شود. آنها برای کار با باتری هایی با اندازه های مختلف طراحی شده اند:

برخی از مدل های شارژر دارای بردهای جایگزینی هستند که برای انواع مختلف باتری ها طراحی شده اند. آخرین پیشرفت ها در این صنعت شامل تجهیز دستگاه به یک آداپتور است که امکان استفاده از آن را در هر کشوری فراهم می کند. اما برخی هنوز هم ترجیح می دهند جمع آوری کنند شارژربرای باتری های AA با دستان خود.

بیایید ویدیو، انواع دستگاه ها، اصول عملکرد و جنبه های انتخاب را تماشا کنیم:

اتصال به شبکه ذخیره سازی با استفاده از سیم انجام می شود. اما نمونه هایی وجود دارند که مستقیما به هم وصل می شوند. استفاده از آنها همیشه راحت نیست.

نحوه کار دستگاه

هدف اصلی چنین دستگاهی آموزش مجدد منبع جریان پس از اتمام منابع ظرفیت آنها است. این فرآیند در حافظه مدرن با استفاده از سه حالت انجام می شود:

  • شارژ سریع؛
  • تخلیه؛
  • شارژ مجدد

هدف اولین نکته روشن است - به شما امکان می دهد باتری را در شرایط کار قرار دهید. در عین حال، دو مورد دیگر سؤالاتی را در بین افراد غیرحرفه ای ایجاد می کنند. با این حال، بدون آنها، باتری ممکن است شارژ نشود.

این حالت ها هستند که برای از بین بردن چنین اثراتی ضروری هستند:

  • خود تخلیه؛
  • اثر حافظه

اولین مورد در صورت عدم استفاده طولانی مدت از باتری رخ می دهد. در این حالت اغلب آلودگی الکترولیت یا ناپایداری الکترودها رخ می دهد. اثر حافظه با فناوری ساخت الکترود مرتبط است. و برای اینکه منبع فعلی زودتر از موعد خراب نشود، در صورت وجود ظرفیت باقیمانده نباید آن را شارژ کنید. بنابراین، عملکرد شارژر شامل حالت تخلیه است.

معیارهای انتخاب حافظه

خرید چنین دستگاهی مشخصات خاص خود را دارد. یکی از مهم ترین عوامل، ترتیب نصب باتری ها است. برای اینکه با قطبیت اشتباه نکنید و تمام ویژگی های موجود را در نظر بگیرید، باید دستورالعمل ها را به دقت مطالعه کنید و نقشه ها را با گزینه هایی برای چیدمان عناصر در نظر بگیرید. این به شما کمک می کند مدل مورد نیاز خود را انتخاب کنید.

به عنوان مثال، با استفاده از شارژ برای 4 سلول، فقط می توانید در مورد قطبیت اشتباه کنید. اما در عین حال، هنگام خرید یک دستگاه برای 2 باتری، باید بسیاری از ویژگی های نصب آنها را در نظر بگیرید.

ویدیو را تماشا کنید، معیارهای انتخاب دستگاه شارژ:

کارشناسان توصیه می کنند شارژر را از همان سازنده باتری ها خریداری کنید.

هنگام انتخاب یک گجت باید به نحوه اتصال آن به پریز نیز توجه کنید. راحت ترین آنهایی هستند که از بند ناف استفاده می کنند. آنهایی که بدون آن متصل می شوند اغلب نصب قابل اعتمادی را ارائه نمی دهند.

یک پارامتر مهم زمان شارژ است. با خرید شارژر جهانی برای باتری های لیتیوم یونیلطفاً توجه داشته باشید که اسناد مقادیر محاسبه شده را ارائه می دهد. که در آن به موقعمعمولا تا حدودی بیشتر و این به دلیل عملکرد خاص دستگاه است.

علاوه بر پارامترهای ذکر شده در بالا، وجود دارد یک لیست کاملموارد دیگری که هنگام انتخاب اهمیت کمتری ندارند:

  • تعداد باتری های نصب شده؛
  • اندازه استاندارد؛
  • ویژگی های مکان آنها؛
  • در دسترس بودن حفاظت در برابر گرمای بیش از حد و اضافه ولتاژ؛
  • خاموش شدن خودکار در هنگام شارژ کامل

با این حال، باید این واقعیت را نیز در نظر بگیرید که دستگاه هایی با عملکردهای بیشتر گران تر هستند. و در برخی موارد می توانید با ساده ترین و در عین حال ارزان ترین نمونه از پس آن برآیید.

بهترین شارژر برای باتری های AA

مدل La Crosse BC-700 و NiMN.

مجموعه بزرگی از دستگاه های حافظه شما را مجبور می کند که با دقت به انتخاب نزدیک شوید. محصولات کدام شرکت را ترجیح دهید؟ مدلی را از یک سازنده اروپایی انتخاب کنید؟

به عنوان یک قاعده، آنها از کیفیت بالایی برخوردار هستند، اما چنین محصولاتی نیز گران هستند. شارژرهای ساخت چین اغلب مواردی هستند که قابل تعمیر نیستند و قابل اعتماد نیستند.

اگرچه در بین این محصولات می توان مدل های باکیفیت و ارزان قیمت را یافت. شارژرهای خوبی با طراحی داخلی وجود دارد. از بسیاری جهات نسبت به محصولات خارجی کم نیستند، اما در عین حال قیمت آنها بسیار پایین تر است.

اینکه کدام مدل را انتخاب کنید به نیازهای خاص خریدار بستگی دارد. و برای سهولت در انجام این کار، به ویژگی های دستگاه های سازنده های مختلف خواهیم پرداخت.

بیایید بررسی ویدیویی مدل Robition Smart S100 را تماشا کنیم:

بیایید با یک مدل با نام تجاری Robition Smart S100 شروع کنیم. این محصولات یکی از شرکت های مطرح داخلی است. این شارژر دو کاناله مجهز به دکمه تخلیه است. که در ترکیباین سازنده شامل دستگاه هایی است که در عملکرد آنها متفاوت است.

به عنوان مثال، گجت Ecocharger اگرچه قادر به تخلیه باتری نیست، اما قادر است حتی یک باتری قلیایی یکبار مصرف را نیز شارژ کند. علاوه بر این، این روش را می توان با یک عنصر تا 5 بار انجام داد. این عملکرد توسط کلید مخصوصی که در پنل کناری کیس قرار دارد فعال می شود.

در ضمن دستگاه 4 کاناله است. این بدان معناست که قادر است میزان شارژ هر باتری را به صورت جداگانه کنترل کند. آمادگی نشان داده شده است نشانگر LED. هزینه چنین دستگاهی بیش از 20 دلار نیست.

شارژرهای برند NiMN گران تر هستند. آنها عملکرد گسترده تری دارند و قادر به تخلیه باتری برای بازیابی ظرفیت آن هستند. این دستگاه‌ها، درست مانند دستگاه‌های قبلی، قابلیت نظارت بر میزان شارژ هر عنصر را دارند. استفاده از این دستگاه به دلیل جریان شارژ زیاد باعث می شود تا باتری به سرعت بازیابی شود. قیمت دستگاه های این برند بین 50 تا 70 دلار است.

شارژ مدل La Crosse BC-700

بیش از 4 سال است که به من صادقانه خدمت کرده است شارژر خانگی برای شارژ باتری های "aa" و "aaa" (Ni-Mh، Ni-Ca) با عملکرد تخلیهباتری به مقدار ولتاژ ثابت (1 ولت). واحد تخلیه باتری ایجاد شد برای امکان انجام CTC(چرخه کنترل-آموزش)، به بیان ساده: برای بازیابی ظرفیت باتریبا شارژرهای چینی نادرست با فرمول شارژ متوالی 2 یا 4 باتری ضربه خورده است. همانطور که می دانید این روش شارژ در صورت عدم بازیابی به موقع، عمر باتری ها را کاهش می دهد.







مشخصات شارژر:

  • تعداد کانال های شارژ مستقل: 4
  • تعداد کانال های تخلیه مستقل: 4
  • جریان شارژ: 250 (mA)
  • جریان تخلیه 140 (mA)
  • تخلیه 1 ولتاژ قطع (V)
  • نشانگر: LED

شارژر برای نمایشگاه مونتاژ نشده بود، اما آنچه از وسایل بداهه نامیده می شود، یعنی اجناس اطراف دور ریخته شد که دور ریختن آن حیف بود و دلیل خاصی برای نگهداری وجود نداشت.

برای ساخت شارژر خود برای باتری های "AA" و "AAA" از چه چیزی می توانید استفاده کنید:

  • جعبه سی دی رام
  • ترانسفورماتور قدرت از رادیو (عقب)
  • ترانزیستورهای اثر میدانی با مادربردهاو کارت های HDD
  • اجزای دیگر یا خریداری شده اند یا گاز گرفته شده اند :)

همانطور که قبلا ذکر شد، شارژ شامل چندین گره است که می توانند کاملا مستقل از یکدیگر زندگی کنند. یعنی می توانید همزمان با 8 باتری کار کنید: شارژ از 1 تا 4 + دشارژ از 1 تا 4. عکس نشان می دهد که کاست های باتری تحت فاکتور فرم "AA" در "باتری های قلمی" معمولی نصب شده اند؛ اگر نیاز به کار با "باتری های قلمی کوچک" "AAA" دارید، کافی است آن را قرار دهید. یک مهره کالیبر کوچک زیر ترمینال منفی. در صورت تمایل، می توانید آن را با نگهدارنده هایی برای اندازه "aaa" کپی کنید. وجود باتری در نگهدارنده با یک LED نشان داده می شود (جریان جریان کنترل می شود).

بلوک شارژ

شارژ با جریان تثبیت شده انجام می شود، هر کانال تثبیت کننده جریان خود را دارد. برای اینکه جریان شارژ هنگام اتصال هر دو باتری 1 و 2، 3، 4 ثابت بماند، یک تثبیت کننده ولتاژ پارامتریک در جلوی تثبیت کننده های جریان نصب شده است. طبیعتا راندمان این استابلایزر زیاد نیست و باید تمامی ترانزیستورها را روی هیت سینک نصب کنید. تهویه کیس و اندازه رادیاتور را از قبل برنامه ریزی کنید، با توجه به اینکه در یک کیس بسته دمای رادیاتور بالاتر از حالت جدا شده است. با معرفی قابلیت انتخاب جریان شارژ می توانید مدار را ارتقا دهید. برای انجام این کار، مدار باید با یک کلید و یک مقاومت برای هر کانال تکمیل شود که باعث افزایش جریان پایه ترانزیستور و بر این اساس، جریان شارژ عبوری از ترانزیستور به باتری را افزایش می دهد. در مورد من، بلوک شارژ با استفاده از یک پایه لولایی نصب می شود.

واحد تخلیه باتری


واحد تخلیه پیچیده تر است و نیاز به دقت در انتخاب اجزا دارد. این مبتنی بر مقایسه‌کننده‌ای از نوع lm393، lm339 یا lp239 است که عملکرد آن ارائه سیگنال "یک منطقی" یا "صفر" به گیت یک ترانزیستور اثر میدانی است. هنگامی که ترانزیستور اثر میدان باز می شود، باری را به شکل یک مقاومت به باتری متصل می کند که مقدار آن جریان تخلیه را تعیین می کند. هنگامی که ولتاژ باتری به آستانه خاموش شدن تنظیم شده 1 (ولت) کاهش می یابد. مقایسه کننده به شدت بسته می شود و یک صفر منطقی در خروجی خود قرار می دهد. ترانزیستور از حالت اشباع خارج شده و بار را از باتری جدا می کند. مقایسه کننده دارای هیسترزیس است که باعث می شود بار نه در ولتاژ 1.01 (V) بلکه در 1.1-1.15 (V) دوباره وصل شود. با دانلود می توانید عمل مقایسه کننده را شبیه سازی کنید. با انتخاب مقادیر مقاومت، می توانید دستگاه را با ولتاژ مورد نیاز خود تنظیم کنید. به عنوان مثال: با بالا بردن آستانه خاموش شدن به 3 ولت، می توانید برای باتری های Li-on و Li-Po تخلیه کنید.
می توانید برای استفاده از مقایسه کننده lm393 در بسته DIP طراحی شده است. مقایسه کننده ها باید از یک منبع 5 ولتی تثبیت شده تغذیه شوند، نقش آن توسط یک TL-431 تقویت شده توسط یک ترانزیستور ایفا می شود.

همه چیز با این واقعیت شروع شد که دستگاه دوربین من صراحتاً از کار کردن با باتری‌هایی که تازه از شارژر خارج شده بودند خودداری کرد - چهار باتری NiMH اندازه AA. طبق معمول آنها را بردارید و دور بیندازید. اما به دلایلی این بار کنجکاوی بر عقل سلیم غالب شد (یا شاید این وزغ بود که صحبت می کرد) و می خواستم بفهمم که آیا می توان حداقل چیز دیگری را از این باتری ها بیرون کشید. دوربین بسیار تشنه انرژی است، اما مصرف کنندگان ساده تری نیز وجود دارد - به عنوان مثال، ماوس های بی سیم یا صفحه کلید.

در واقع، دو پارامتر وجود دارد که برای مصرف کننده جالب است - ظرفیت باتری و مقاومت داخلی آن. همچنین چند دستکاری ممکن وجود دارد - تخلیه و شارژ. با اندازه گیری جریان و زمان در طول فرآیند تخلیه، می توانید ظرفیت باتری را تخمین بزنید. با توجه به تفاوت ولتاژ باتری به بیکارو تحت بار، مقاومت داخلی را می توان تخمین زد. با چندین بار تکرار چرخه تخلیه-شارژ (یعنی انجام "آموزش") می توانید بفهمید که آیا این عمل اصلا منطقی است یا خیر.

بر این اساس، طرح زیر شکل گرفت - ما یک شکاف جرقه کنترل شده و شارژر با قابلیت اندازه گیری مداوم پارامترهای فرآیند، انجام عملیات ساده حسابی روی مقادیر اندازه گیری شده و تکرار فرآیند به تعداد دفعات لازم ایجاد می کنیم. مقایسه می کنیم، نتیجه می گیریم و در نهایت باتری ها را دور می اندازیم.

پایه اندازه گیری
مجموعه کامل دوچرخه. از یک قسمت آنالوگ (در نمودار زیر) و یک میکروکنترلر تشکیل شده است. در مورد من، بخش فکری آردوینو بود، اگرچه این اصلا مهم نیست - تا زمانی که مجموعه ورودی/خروجی لازم وجود داشته باشد.

این غرفه از آنچه در شعاع سه متری پیدا شد ساخته شد. اگر کسی بخواهد آن را تکرار کند، اصلاً لازم نیست دقیقاً نمودار را دنبال کند. انتخاب پارامترهای عنصر می تواند بسیار گسترده باشد، من کمی بعد در این مورد نظر خواهم داد.

واحد تخلیه یک تثبیت کننده جریان کنترل شده مبتنی بر آپ امپ IC1B (LM324N) و ترانزیستور اثر میدان Q1 است. تقریباً هر ترانزیستوری، تا زمانی که ولتاژ، جریان و اتلاف توان کافی وجود داشته باشد. و همه آنها در اینجا کوچک هستند. مقاومت بازخوردو در عین حال بخشی از بار (همراه با Q1 و R20) برای باتری - R1. حداکثر مقدار آن باید به گونه ای باشد که مورد نیاز را فراهم کند حداکثر جریانتخلیه اگر فرض کنیم که باتری می تواند تا 1 ولت تخلیه شود، برای اطمینان از جریان تخلیه، به عنوان مثال، 500 میلی آمپر، مقاومت R1 نباید بزرگتر از 2 اهم باشد. تثبیت کننده توسط یک DAC مقاومتی سه بیتی (R12-R17) کنترل می شود. در اینجا محاسبه به شرح زیر است - ولتاژ در ورودی مستقیم op-amp برابر با ولتاژ R1 است (که متناسب با جریان تخلیه است). ما ولتاژ را در ورودی مستقیم تغییر می دهیم - جریان تخلیه تغییر می کند. برای مقیاس کردن خروجی DAC به محدوده مورد نظر، یک مقاومت پیرایش R3 وجود دارد. اگر چند دور باشد بهتر است. مقادیر R12-R17 می تواند هر (در منطقه ده ها کیلو اهم) باشد، نکته اصلی این است که نسبت مقادیر آنها 1/2 باشد. هیچ دقت خاصی از DAC مورد نیاز نیست، زیرا جریان تخلیه (ولتاژ در R1) به طور مستقیم توسط تقویت کننده ابزار دقیق IC1D در طول فرآیند اندازه گیری می شود. بهره آن K=R11/R10=R9/R8 است. خروجی به میکروکنترلر ADC (A1) تغذیه می شود. با تغییر مقادیر R8-R11 می توان بهره را به مقدار دلخواه تنظیم کرد. ولتاژ روی باتری توسط تقویت کننده دوم IC1C، K=R5/R4=R7/R6 اندازه گیری می شود. چرا جریان تخلیه را کنترل کنیم؟ نکته در اینجا اساساً این است. اگر با جریان بالا ثابت تخلیه می کنید، به دلیل مقاومت داخلی زیاد باتری های فرسوده، ولتاژ مجاز 1 ولت (و هیچ نقطه مرجع دیگری برای توقف تخلیه وجود ندارد) قبل از تخلیه واقعی باتری به آن می رسد. اگر با جریان کم ثابت تخلیه کنید، این فرآیند خیلی طول می کشد. بنابراین، تخلیه به صورت مرحله ای انجام می شود. هشت قدم به نظرم کافی بود. اگر شکار بیشتر/کمتر باشد، می توانید عمق بیت DAC را تغییر دهید. علاوه بر این، با روشن و خاموش کردن بار، می توانید مقاومت داخلی باتری را تخمین بزنید. من فکر می کنم که الگوریتم عملکرد کنترلر در هنگام تخلیه نیازی به توضیح بیشتر ندارد. در پایان فرآیند، Q1 قفل می شود، باتری به طور کامل از بار جدا می شود و کنترلر واحد شارژ را روشن می کند.

بلوک شارژ. همچنین یک تثبیت کننده جریان، فقط کنترل نشده، اما قابل تعویض. جریان توسط منبع ولتاژ مرجع روی IC2 (2.5 ولت، دقت 1٪ مطابق با دیتاشیت) و مقاومت R21 تنظیم می شود. در مورد من، جریان شارژ کلاسیک بود - 1/10 ظرفیت اسمی باتری. مقاومت بازخورد - R20. می توانید از هر منبع ولتاژ مرجع دیگری استفاده کنید - بسته به سلیقه و در دسترس بودن قطعات. ترانزیستور Q2 در حالت سفت تری نسبت به Q1 عمل می کند. به دلیل تفاوت محسوس بین Vcc و ولتاژ باتری، توان قابل توجهی در آن تلف می شود. این بهایی است که باید برای سادگی مدار پرداخت. اما رادیاتور وضعیت را نجات می دهد. ترانزیستور Q3 برای وادار کردن Q2 به خاموش شدن، یعنی خاموش کردن واحد شارژ عمل می کند. توسط سیگنال 12 میکروکنترلر کنترل می شود. منبع ولتاژ مرجع دیگری (IC3) برای کارکرد ADC کنترلر مورد نیاز است. دقت اندازه گیری پایه ما به پارامترهای آن بستگی دارد. LED1 - برای نشان دادن وضعیت فرآیند. در مورد من، در طول فرآیند تخلیه روشن نمی شود، هنگام شارژ روشن می شود و پس از اتمام چرخه چشمک می زند.
ولتاژ تغذیه برای اطمینان از باز شدن ترانزیستورها و عملکرد آنها در محدوده های مورد نیاز انتخاب می شود. در این مورد، هر دو ترانزیستور دارای ولتاژ آزاد سازی گیت نسبتاً بالایی هستند - حدود 2-4 ولت. علاوه بر این، Q2 توسط ولتاژ باتری و R20 "پشتیبانی" می شود، بنابراین ولتاژ آزادسازی گیت از حدود 3.5-5.5 V شروع می شود. چرخش LM323 نمی تواند ولتاژ خروجی را بالای Vcc منهای 1.5 ولت افزایش دهد. بنابراین Vcc باید کاملاً بزرگ باشد و در مورد من 9 ولت است.

الگوریتم کنترل شارژ مبتنی بر نسخه کلاسیک نظارت بر لحظه ای بود که ولتاژ باتری شروع به کاهش می کند. با این حال، در واقعیت، همه چیز کاملاً درست نیست، اما بعداً در مورد آن بیشتر شد.
تمام مقادیر اندازه گیری شده در طول فرآیند "تحقیق" در یک فایل نوشته شد، سپس محاسبات انجام شد و نمودارها ترسیم شدند.

من فکر می کنم که با پایه اندازه گیریهمه چیز روشن است، پس بیایید به نتایج برویم.

نتایج اندازه گیری
بنابراین، ما باتری های شارژ شده (اما غیر کاربردی) داریم که آنها را تخلیه کرده و ظرفیت ذخیره شده و در عین حال مقاومت داخلی را اندازه گیری می کنیم. چیزی شبیه این به نظر می رسد.

نمودارها روی محورها: زمان، ساعت (X) و قدرت، W (Y) برای بهترین و بدترین باتری‌ها. مشاهده می شود که انرژی ذخیره شده (مساحت زیر نمودارها) به طور قابل توجهی متفاوت است. از نظر عددی، ظرفیت باتری اندازه گیری شده 1196، 739، 1237 و 1007 میلی آمپر ساعت بود. با توجه به این موضوع زیاد نیست ظرفیت رتبه بندی شده(که روی کیس نشان داده شده است) - 2700 میلی آمپر ساعت. و گسترش بسیار زیاد است. مقاومت داخلی چطور؟ به ترتیب 0.39، 0.43، 0.32 و 0.64 اهم بود. وحشتناک. واضح است که چرا ظرف صابون از کار کردن خودداری کرد - باتری ها به سادگی قادر به ارائه جریان زیادی نیستند. خب بیایید آموزش را شروع کنیم.

چرخه یک باز هم توان خروجی بهترین و بدترین باتری.

پیشرفت با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است! اعداد این را تأیید می کنند: 1715، 1444، 1762 و 1634 میلی آمپر ساعت. مقاومت داخلی نیز بهبود یافته است، اما بسیار ناهموار - 0.23، 0.40، 0.1، 0.43 اهم. به نظر می رسد شانس وجود دارد. اما افسوس که چرخه های تخلیه/شارژ بیشتر چیزی تولید نکردند. مقادیر خازن، و همچنین مقاومت داخلی، از سیکلی به چرخه دیگر در حدود 10٪ متفاوت بود. که در جایی نزدیک به حدود دقت اندازه گیری قرار دارد. آن ها تمرین طولانی، حداقل برای باتری های من، هیچ کاری نکرد. اما مشخص شد که باتری ها بیش از نیمی از ظرفیت خود را حفظ کرده و همچنان با جریان کم کار می کنند. حداقل مقداری پس انداز در مزرعه.

اکنون می خواهم کمی به روند شارژ بپردازم. شاید مشاهدات من برای کسی که قصد طراحی یک شارژر هوشمند را دارد مفید باشد.
در اینجا یک نمودار شارژ معمولی وجود دارد (در سمت چپ مقیاس ولتاژ باتری بر حسب ولت است).

پس از شروع شارژ، افت ولتاژ مشاهده می شود. در چرخه های مختلف ممکن است عمق بیشتر یا کمتر، مدت زمان کمی متفاوت و گاهی وجود نداشته باشد. سپس برای حدود 10 ساعت افزایش یکنواخت و سپس یک فلات تقریبا افقی وجود دارد. این تئوری بیان می کند که با جریان شارژ کم هیچ افت ولتاژی در پایان شارژ وجود ندارد. من صبور بودم و همچنان منتظر این پاییز بودم. کوچک است (تقریباً برای چشم در نمودار قابل مشاهده نیست)، شما باید مدت زیادی برای آن صبر کنید، اما همیشه وجود دارد. پس از ده ساعت شارژ و قبل از کاهش، ولتاژ باتری اگرچه افزایش می یابد، اما بسیار ناچیز است. این تقریبا هیچ تاثیری بر شارژ نهایی ندارد و هیچ پدیده ناخوشایندی مانند گرم شدن باتری مشاهده نمی شود. بنابراین، هنگام طراحی شارژرهای با جریان کم، تجهیز آنها به هوشمند هیچ فایده ای ندارد. یک تایمر برای 10-12 ساعت کافی است و دقت خاصی لازم نیست.

با این حال، این بت توسط یکی از عناصر مختل شد. پس از حدود 5-6 ساعت شارژ، نوسانات ولتاژ بسیار محسوسی رخ داد.

در ابتدا من این را به یک نقص طراحی در غرفه خود نسبت دادم. عکس نشان می دهد که همه چیز با استفاده از یک نصب لولایی مونتاژ شده است و کنترلر با سیم های نسبتاً طولانی وصل شده است. با این حال، آزمایش‌های مکرر نشان داده‌اند که چنین مزخرفاتی به طور مداوم با یک باتری اتفاق می‌افتد و هرگز برای دیگران اتفاق نمی‌افتد. شرمنده من دلیل این رفتار را پیدا نکردم. با این وجود (و این به وضوح در نمودار قابل مشاهده است) مقدار متوسط ​​ولتاژ همانطور که باید در حال رشد است.

پایان

در نتیجه ما چهار باتری داریم که دقیقا همینطور است روش های علمییک طاقچه زیست محیطی پیدا شده است. ما از توانایی های فرآیند آموزشی ناامید هستیم. و ما یک اثر غیر قابل توضیح داریم که در هنگام شارژ رخ می دهد.
بعدی یک باتری بزرگتر است - یک باتری ماشین. اما در آنجا مقاومت های بار چند مرتبه قدرتمندتر هستند. جایی آنها در سراسر وسعت اوراسیا سفر می کنند.

همین. با تشکر از توجه شما.

من اخیراً یک دستگاه بی فایده دیگر را مونتاژ کردم :) این برای خدمت به باتری های AA یا AAA طراحی شده است - این یک دستگاه تخلیه با کنترل ولتاژ است. بسته به ظرفیت باتری، دو حالت تخلیه دارد. همچنین به عنوان رد استفاده می شود باتری های AA، در اینجا یک تجسم راحت از ولتاژ وجود دارد، زیرا کنترل تحت بار انجام می شود.

مشخص است که اگر باتری های نیکل-کادمیم کاملاً تخلیه نشده را شارژ کنید، یک اثر "حافظه" ظاهر می شود - کاهش حداکثر ظرفیت. برای کاهش تأثیر این اثر، توصیه می شود قبل از شارژ باتری را تا ولتاژ 1 ولت تخلیه کنید.بسیاری از شارژرهای خودکار گران قیمت ابتدا تخلیه شده و تنها پس از آن باتری را شارژ می کنند. اما شارژرهای ساده این عملکرد را ندارند. این طرحو دو باتری AA یا AAA استاندارد را تخلیه می کند.

مقاومت های R1 و R2 که به صورت سری با دیودهای VD1 و VD2 متصل می شوند، به عنوان عناصر بار برای باتری ها استفاده می شوند. مقاومت ها جریان را محدود می کنند و دیودها ولتاژ تخلیه را محدود می کنند، بنابراین در این دستگاه تخلیه باتری به صفر غیرممکن است.

میزان تخلیه باتری را می توان به صورت بصری با روشنایی LED HL1 تعیین کرد و همچنین می توانید تنظیم کنید نشانگر اشاره گرولتاژ. روشنایی اولیه درخشش با استفاده از مقاومت R3 انتخاب می شود. مقاومت - هر نوع، اتلاف توان مقاومت های R1، R2 - 0.5 W تا 1 W، R3 - 0.125 W تا 0.25 W. دیودها باید یکسو کننده های سیلیکونی با جریان رو به جلو مجاز 1 آمپر باشند. LED باید به رنگ قرمز استفاده شود و ابتدا بررسی شود که در ولتاژ 1.8..1.9 ولت می تابد.

با این مقاله ما مسیر جدیدی را برای سایت خود باز می کنیم: آزمایش باتری ها و سلول های گالوانیکی (یا به عبارت دیگر) به زبان ساده، باتری).

علیرغم این واقعیت که باتری های لیتیوم یون، مخصوص هر مدل دستگاه خاص، به طور فزاینده ای محبوب می شوند، بازار باتری های استاندارد همه منظورههنوز هم بسیار بزرگ است - آنها محصولات مختلف زیادی را تامین می کنند، از اسباب بازی های کودکان گرفته تا دوربین های ارزان قیمت و فلاش های حرفه ای. محدوده این عناصر نیز زیاد است - باتری ها و باتری ها انواع متفاوت، ظروف ، اندازه ها ، مارک ها ، طرز کار ...

در ابتدا، ما هدف خود را پوشش دادن تمام غنای باتری ها قرار نمی دهیم - ما خود را به استانداردترین و گسترده ترین آنها محدود می کنیم: باتری های استوانه ای و باتری های نیکل.

این مقاله قصد دارد شما را با چند مورد آشنا کند مفاهیم اساسیدر مورد باتری هایی که مطالعه می کنیم، و همچنین روش آزمایش و تجهیزاتی که استفاده می کنیم. با این حال، در مقالات بعدی که به باتری‌های خاص اختصاص دارد، بسیاری از مسائل تئوری و عملی را مورد بحث قرار خواهیم داد - به خصوص که انجام این کار با استفاده از "نمونه‌های زنده" بسیار راحت‌تر و واضح‌تر است.

انواع باتری و سلول های ولتایی

باتری با الکترولیت نمک

باتری‌های دارای الکترولیت نمک، که به‌عنوان کربن روی نیز شناخته می‌شوند (البته، برخلاف باتری‌های قلیایی، تولیدکنندگان معمولاً مواد شیمیایی خود را روی بسته‌بندی باتری‌های نمک نشان نمی‌دهند) ارزان‌ترین منابع انرژی شیمیایی موجود برای فروش هستند: قیمت یک باتری در محدوده‌ای است. بسته به مارک از چهار تا پنج تا هشت تا ده روبل.


چنین باتری یک ظرف استوانه ای روی است (که هم به عنوان بدنه و هم به عنوان "منهای" باتری عمل می کند) که در مرکز آن یک الکترود کربن ("به علاوه") وجود دارد. لایه ای از دی اکسید منگنز در اطراف آند قرار می گیرد و فضای باقی مانده بین آن و دیواره های ظرف با خمیر آمونیوم کلرید و کلرید روی رقیق شده در آب پر می شود. ترکیب این خمیر ممکن است متفاوت باشد: در باتری‌های کم مصرف، کلرید آمونیوم بر آن غالب است و در باتری‌های با ظرفیت بالاتر (معمولاً توسط سازنده‌ها به عنوان «سنگین کار» تعیین می‌شود) کلرید روی بر آن غالب است.

هنگامی که باتری در حال کار است، روی که بدنه آن از آن ساخته شده است به تدریج اکسید می شود، در نتیجه ممکن است سوراخ هایی در آن ظاهر شود - سپس الکترولیت از باتری نشت می کند، که می تواند منجر به آسیب به دستگاهی شود که در آن قرار دارد. نصب شد. با این حال، چنین مشکلاتی عمدتاً برای باتری های خانگی در دوران اتحاد جماهیر شوروی معمول بود، در حالی که باتری های مدرن به طور ایمن در یک پوسته بیرونی اضافی بسته بندی می شوند و به ندرت "نشت" می کنند. با این حال، نباید باتری های مرده را برای مدت طولانی در دستگاه رها کنید.

همانطور که در بالا ذکر شد، ترکیب شیمیایی الکترولیت باتری های نمک ممکن است کمی متفاوت باشد - نسخه "پرقدرت" از الکترولیت با غلبه کلرید روی استفاده می کند. با این حال، کلمه "قدرتمند" در رابطه با آنها را فقط می توان در گیومه نوشت - هیچ یک از انواع باتری های نمک برای بار جدی طراحی نشده اند: در یک چراغ قوه آنها یک ربع ساعت دوام می آورند، اما در دوربین آنها حتی ممکن است برای گسترش لنز کافی نباشند. سرنوشت باتری های نمکی کنترل از راه دور است کنترل از راه دور، ساعت ها و دماسنج های الکترونیکی، یعنی دستگاه هایی که مصرف انرژی آنها در واحدها، در موارد شدید، ده ها میلی آمپر است.

باتری های قلیایی

نوع بعدی باتری ها باتری های قلیایی یا منگنزی هستند. برخی از فروشندگان نه چندان شایسته و حتی تولیدکنندگان آنها را "قلیایی" می نامند - این یک کاغذ ردیابی کمی تحریف شده از انگلیسی "قلیایی" است، یعنی "لی".


قیمت باتری های قلیایی از ده تا چهل تا پنجاه روبل متغیر است (با این حال ، بیشتر انواع آنها در محدوده حداکثر 25 روبل قرار می گیرند ، فقط مدل های خاصی با قدرت افزایش یافته برجسته می شوند) و با کتیبه می توان آنها را از نمونه های نمکی متمایز کرد. "قلیایی" معمولاً به یک شکل یا شکل دیگر روی بسته بندی وجود دارد (و گاهی اوقات دقیقاً به نام، به عنوان مثال، "GP Super Alkaline" یا "TDK Power Alkaline").

قطب منفی باتری قلیایی از پودر روی تشکیل شده است - در مقایسه با بدنه روی سلول های نمکی، استفاده از پودر به شما امکان می دهد سرعت واکنش های شیمیایی و در نتیجه جریان تامین شده توسط باتری را افزایش دهید. قطب مثبت از دی اکسید منگنز ساخته شده است. تفاوت اصلی با باتری های نمکی در نوع الکترولیت است: در باتری های قلیایی از هیدروکسید پتاسیم به عنوان آن استفاده می شود.

باتری های قلیایی به خوبی برای دستگاه هایی با مصرف برق از ده ها تا چند صد میلی آمپر مناسب هستند - با ظرفیت حدود 2 ... 3 Ah آنها زمان کار بسیار مناسبی را ارائه می دهند. متأسفانه، آنها همچنین یک نقطه ضعف قابل توجه دارند: مقاومت داخلی بالا. اگر باتری را با جریان واقعاً زیاد بارگذاری کنید، ولتاژ آن به طور قابل توجهی کاهش می یابد و بخش قابل توجهی از انرژی صرف گرم کردن خود باتری می شود - در نتیجه ظرفیت موثر باتری های قلیایی به شدت به بار بستگی دارد. فرض کنید، اگر هنگام تخلیه با جریان 0.025 A موفق به دریافت 3 A*h از باتری شویم، در جریان 0.25 A ظرفیت واقعی به 2 A*h کاهش می یابد و با جریان 1 A آن را کاهش می دهیم. کاملاً زیر 1 A*h خواهد بود.

با این حال، یک باتری قلیایی می تواند برای مدتی حتی تحت بارهای سنگین کار کند، فقط این زمان نسبتا کوتاه است. بیایید بگوییم، اگر یک مدرن است دوربین دیجیتالممکن است حتی روشن نشود، سپس یک مجموعه قلیایی برای او کافی است تا نیم ساعت کار کند.

به هر حال، اگر مجبور به استفاده از باتری های قلیایی در دوربین خود هستید، دو مجموعه را به طور همزمان بخرید و به طور دوره ای آنها را تعویض کنید، این کار عمر آنها را کمی افزایش می دهد: اگر باتری تخلیه شده توسط جریان بالا اجازه داده شود برای مدت زمان کمی استراحت کند. در حالی که تا حدی شارژ خود را بازیابی می کند و می تواند کمی بیشتر کار کند. حدود پنج دقیقه

باتری های لیتیومی

آخرین نوع باتری پرکاربرد لیتیومی است. آنها معمولاً در مضرب 3 ولت رتبه بندی می شوند، بنابراین اکثر انواع باتری های لیتیومیبا یک و نیم ولت نمک و قلیایی قابل تعویض نیستند. چنین باتری هایی به طور گسترده در ساعت ها، و همچنین، کمتر رایج، در تجهیزات عکاسی استفاده می شود.


با این حال، باتری‌های لیتیومی 1.5 ولتی نیز وجود دارند که در فاکتورهای استاندارد AA و AAA ساخته شده‌اند - آنها را می‌توان در هر تجهیزاتی که برای باتری‌های نمکی یا قلیایی معمولی طراحی شده است، استفاده کرد. مزیت اصلی باتری های لیتیومی مقاومت داخلی کمتر آنها در مقایسه با باتری های قلیایی است: ظرفیت آنها بستگی کمی به جریان بار دارد. بنابراین، اگرچه در جریان کم، هر دو باتری قلیایی و لیتیوم ظرفیت یکسانی دارند 3 A تقریباً سه ساعت زنده خواهند ماند.

نقطه ضعف باتری های لیتیومی هزینه بالای آنها است: نه تنها لیتیوم خود گران است، بلکه به دلیل خطر اشتعال آن هنگام ورود آب، طراحی باتری در مقایسه با باتری های قلیایی به طور قابل توجهی پیچیده تر است. در نتیجه، یک باتری لیتیومی 100-150 روبل قیمت دارد، یعنی سه تا پنج برابر گرانتر از یک باتری بسیار خوب قلیایی. یک باتری Ni-MH تقریباً به همان قیمت تمام می‌شود، ویژگی‌های دشارژ مشابه باتری‌های لیتیومی دارد، اما می‌تواند در چند صد چرخه شارژ-دشارژ دوام بیاورد - بنابراین خرید باتری‌های لیتیومی تنها در صورتی توجیه می‌شود که جایی، زمان یا چیزی برای شارژ باتری‌های معمولی نداشته باشید.

بله، از آنجایی که ما در مورد چرخه شارژ صحبت می کنیم، باید گفت که تلاش برای شارژ باتری های لیتیومی مطلقاً ممنوع است! اگر قلیایی معمولی یا باتری نمکهنگامی که می خواهید آن را شارژ کنید، حداکثر می تواند به سادگی نشت کند، سپس باتری های لیتیومی مهر و موم شده هنگام شارژ منفجر می شوند.

همچنین، علاوه بر ویژگی های تخلیه خوب، باتری های لیتیومی دو مزیت دیگر نیز دارند که معمولاً چندان قابل توجه نیستند: دوام (دوام ماندگاری مجاز به 15 سال می رسد و باتری تنها 10٪ از ظرفیت خود را از دست می دهد) و توانایی کار در دمای زیر صفر، زمانی که باتری های نمک و باتری های قلیایی، الکترولیت به سادگی یخ می زند.

باتری های نیکل کادمیوم (Ni-Cd).

جایگزین اصلی باتری ها باتری ها هستند - منابع جریان، فرآیندهای شیمیایی که در آنها برگشت پذیر است: هنگامی که باتری به یک بار متصل می شود، آنها در یک جهت می روند و زمانی که ولتاژ به آن اعمال می شود، در جهت مخالف. بنابراین، اگر پس از استفاده مجبور شوید باتری را دور بیندازید و یک باتری جدید بخرید، آنگاه باتری را می توان به ظرفیت کامل (یا تقریباً کامل) اصلی خود شارژ کرد.

ما باتری های مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی سبک خانگی را در نظر خواهیم گرفت - بنابراین سنگین (هم به معنای واقعی کلمه و هم به صورت مجازی) باتری های اسید سرب، موجود در خودروها، منابع برق اضطراری و سایر وسایل با مصرف برق بالا و بدون محدودیت وزن و ابعاد، بلافاصله از مقاله امروز ما حذف می شوند. اما ما به انواع باتری های نیکل توجه بیشتری خواهیم داشت...

اولین باتری های نیکل - یا به طور دقیق تر، نیکل کادمیوم - توسط دانشمند سوئدی Waldmar Jungner در سال 1899 ایجاد شد، اما در آن زمان آنها نسبتا گران بودند و علاوه بر این، آنها مهر و موم نشده بودند: هنگام شارژ، باتری گاز منتشر می کرد. . تنها در اواسط قرن گذشته امکان ایجاد یک باتری نیکل-کادمیم با چرخه بسته وجود داشت: گازهای آزاد شده در هنگام شارژ توسط خود باتری جذب می شدند.

باتری‌های نیکل کادمیوم قابل اعتماد و بادوام هستند (می‌توانند تا پنج سال ذخیره شوند و - با استفاده مناسب - تا 1000 بار شارژ شوند) به خوبی کار می‌کنند. دمای پایینو به راحتی می تواند جریان های تخلیه بالا را تحمل کند و هم با جریان های کم و هم با جریان زیاد شارژ می شود.

با این حال، آنها همچنین دارای معایب زیادی هستند. اولاً، چگالی انرژی نسبتاً کم (یعنی نسبت ظرفیت سلول به حجم آن)، ثانیاً، جریان خود تخلیه قابل توجه (پس از چندین ماه ذخیره سازی، باتری قبل از استفاده نیاز به شارژ مجدد دارد)، سوم، استفاده از کادمیوم سمی در طراحی، و چهارم، اثر حافظه.

ارزش آن را دارد که در مورد دومی با جزئیات بیشتری صحبت کنیم، زیرا وقتی در مورد باتری صحبت می کنیم، بیش از یک بار آن را به خاطر خواهیم آورد. اثر حافظه نتیجه نقض ساختار داخلی باتری است: کریستال ها در آن شروع به رشد می کنند و سطح مؤثر و بر این اساس ظرفیت باتری را کاهش می دهند. این اثر به دلیل این واقعیت است که کریستال ها به ویژه در زمانی که باتری به طور کامل تخلیه نمی شود به سرعت رشد می کنند: به نظر می رسد به یاد داشته باشد که آخرین بار تا چه سطحی تخلیه شده است - اگر باتری، مثلاً فقط 25٪ تخلیه شده باشد، پس شارژ بعدی آن را بازیابی می کند ظرفیت تا 100٪ نیست، اما کمتر است. برای مبارزه با اثر حافظه، توصیه می شود قبل از شارژ باتری را به طور کامل تخلیه کنید - این کریستال های تشکیل شده را از بین می برد و ظرفیت باتری را بازیابی می کند. در میان انواع باتری های موجود، باتری های نیکل کادمیوم حساس ترین نسبت به اثر حافظه هستند.

با این حال، در برخی موارد، استفاده از باتری های نیکل کادمیوم هنوز قابل توجیه است - به دلیل هزینه کم، دوام و توانایی شارژ در دمای پایین بدون عواقب منفی برای باتری.

باتری های نیکل فلز هیدرید (Ni-MH).

علیرغم نزدیکی آنها به قفسه‌های فروشگاه، از نظر تاریخی بین باتری‌های Ni-Cd و Ni-MH فاصله وجود دارد: باتری‌های اخیر تنها در دهه 1980 توسعه یافتند. جالب اینجاست که امکان ذخیره هیدروژن برای باتری های نیکل-هیدروژن مورد استفاده در فناوری فضایی در ابتدا مورد مطالعه قرار گرفت، اما در نتیجه یکی از رایج ترین انواع باتری ها را در زندگی روزمره دریافت کردیم.

برخلاف باتری‌های نیکل-کادمیم، باتری‌های هیدرید نیکل-فلز حاوی فلزات سنگین نیستند، به این معنی که برای آنها بی ضرر هستند. محیطو در حین دفع نیازی به پردازش خاصی ندارند. با این حال، این تنها مزیت آنها نیست: از نظر مصرف کنندگان، یعنی من و شما، بسیار مهمتر است که باتری های Ni-MH با ابعاد یکسان دو تا سه برابر ظرفیت بیشتری داشته باشند. رایج ترین باتری های فرمت AA در حال حاضر به 2500-2700 میلی آمپر در ساعت در مقابل 800-1000 میلی آمپر در ساعت برای نیکل کادمیوم می رسد.

علاوه بر این، باتری های Ni-MH نیز عملاً از اثر حافظه رنج نمی برند. به عبارت دقیق‌تر، تولیدکنندگان سال به سال تأثیر آن را کاهش می‌دهند - و بنابراین، اگرچه از نظر تئوری این تأثیر در باتری‌های Ni-MH نیز وجود دارد، اما در عمل در مدل‌های مدرن ناچیز است. با این حال، ما برای همه چیز به تولید کنندگان اعتماد نخواهیم کرد و در یکی از مقالات بعدی خود سعی خواهیم کرد تأثیر اثر حافظه را ارزیابی کنیم.

متاسفانه باتری های Ni-MH مشکلات خاص خود را دارند. اولاً آنها دارای جریان خود تخلیه بالاتری هستند (البته کمی بعد دوباره در مورد آن صحبت خواهیم کرد) در مقایسه با Ni-Cd و ثانیاً اگرچه تعداد چرخه های شارژ مجدد می تواند به 1000 نیز برسد اما افت ظرفیت باتری می تواند باشد. پس از 200 300 چرخه مشاهده شد؛ ثالثا، جریان های تخلیه بیش از حد بالا و شارژ در دمای پایین به طور قابل توجهی عمر باتری را کاهش می دهد.

با این وجود، از نظر کلیت ویژگی های آنها - هزینه، قابلیت اطمینان، ظرفیت، سهولت نگهداری - در حال حاضر باتری های Ni-MH یکی از بهترین ها هستند که منجر به استفاده از آنها در تعداد زیادی از دستگاه های خانگی شده است.

اخیراً باتری های Ni-MH به اصطلاح "آماده برای استفاده" نیز در فروش ظاهر شده اند. آنها از معمولی ها در جریان کم خود تخلیه متفاوت هستند - سازنده اطمینان می دهد که در شش ماه باتری بیش از 10٪ از ظرفیت خود را از دست نخواهد داد و در یک سال - بیش از 15٪ (برای مقایسه، یک Ni معمولی - باتری MH در یک ماه 20 ... 30٪ تخلیه می شود و برای سال - به صفر). از این رو نام: با شارژ شدن توسط سازنده، این باتری ها قبل از خرید در فروشگاه زمان تخلیه کامل آنها را ندارند، به این معنی که می توان آنها را بدون شارژ اولیه بلافاصله پس از خرید استفاده کرد. نقطه ضعف چنین باتری هایی ظرفیت کمتر آنها است - یک سلول با فرمت AA ظرفیت 2000 ... 2100 میلی آمپر ساعت در مقابل 2600 ... 2700 میلی آمپر ساعت برای باتری های Ni-MH معمولی دارد.

شارژر برای باتری های Ni-Cd و Ni-MH

اصول شارژ Ni-Cdو باتری های Ni-MH از بسیاری جهات مشابه هستند - به همین دلیل، شارژرهای مدرن، به عنوان یک قاعده، هر دو نوع را به طور همزمان پشتیبانی می کنند. روش های شارژ و بر این اساس انواع شارژرها را می توان به چهار گروه تقسیم کرد. در همه موارد، ما جریان شارژ را از طریق ظرفیت باتری نشان خواهیم داد: به عنوان مثال، توصیه به شارژ با جریان "0.1C" به این معنی است که باتری با ظرفیت 2700 میلی آمپر ساعت در چنین مداری با جریان 270 مطابقت دارد. میلی آمپر (0.1 * 2700 = 270) و باتری با ظرفیت 1400 میلی آمپر ساعت - 140 میلی آمپر.

جریان شارژ آهسته 0.1C

این روش مبتنی بر این واقعیت است که باتری های مدرن به راحتی می توانند شارژ بیش از حد را تحمل کنند (یعنی تلاش برای "پر کردن" آنها با انرژی بیشتر از آنچه باتری می تواند ذخیره کند) اگر جریان شارژ از 0.1C تجاوز نکند. اگر جریان از این مقدار بیشتر شود، باتری ممکن است در هنگام شارژ بیش از حد از کار بیفتد.

بر این اساس، یک شارژر با جریان کم نیازی به کنترل بر روی پایان شارژ ندارد: مدت زمان بیش از حد آن مشکلی ندارد، باتری به سادگی انرژی اضافی را به شکل گرما از بین می برد. شارژرهای مناسب ارزان و در دسترس هستند. برای شارژ باتری کافی است آن را برای مدت زمان حداقل 1.6 * C/I در چنین شارژری بگذارید، جایی که C ظرفیت باتری است، I جریان شارژ است. فرض کنید، اگر شارژری با جریان 200 میلی آمپر بگیریم، باتری با ظرفیت 2700 میلی آمپر ساعت تضمین می شود که در 1.6 * 2700/200 = 21 ساعت و 36 دقیقه شارژ شود. تقریباً یک روز ... به طور کلی، اشکال اصلیچنین شارژرهایی واضح هستند - زمان شارژ اغلب از مقادیر معقول فراتر می رود.

با این حال، اگر عجله ندارید، چنین شارژری حق حیات دارد. نکته اصلی این است که از باتری استفاده می کنید ظرفیت کمجفت با یک شارژر مدرن، بررسی کنید که جریان شارژ (و باید در ویژگی های شارژر نشان داده شود) از 0.1C تجاوز نکند. همچنین شایان ذکر است که شارژ آهسته به اثر حافظه باتری ها کمک می کند.

شارژ با جریان 0.2...0.5C بدون کنترل پایان شارژ

چنین شارژرهایی، اگرچه نادر هستند، اما هنوز هم یافت می شوند - عمدتاً در میان محصولات ارزان چینی. در جریان 0.2...0.5C یا اصلاً کنترل پایان شارژ ندارند یا فقط یک تایمر داخلی دارند که باتری ها را بعد از مدت زمان مشخص خاموش می کند.

از خاطرات مشابه استفاده کنید مطلقا توصیه نمی شود: از آنجایی که هیچ کنترلی روی پایان شارژ وجود ندارد، در بیشتر موارد باتری کم یا بیش از حد شارژ می شود که به طور قابل توجهی عمر آن را کاهش می دهد. اگر در شارژر صرفه جویی کنید، پول باتری را از دست خواهید داد.

جریان شارژ تا 1C با کنترل پایان شارژ

این دسته از شارژرها جهانی ترین شارژرها برای استفاده روزمره هستند: از یک طرف باتری ها را در زمان معقولی (از یک و نیم تا چهار تا شش ساعت بسته به شارژر و باتری خاص) شارژ می کنند، از طرف دیگر آنها را شارژ می کنند. به وضوح پایان شارژ را در حالت خودکار کنترل کنید.

متداول‌ترین روش برای نظارت بر پایان شارژ، افت ولتاژ است که معمولاً «روش dV/dt»، «روش دلتا منفی» یا «روش -ΔV» نامیده می‌شود. این شامل این واقعیت است که در طول کل شارژ، ولتاژ روی باتری به آرامی افزایش می یابد - اما زمانی که باتری به آن برسد ظرفیت کامل، به طور خلاصه کاهش می یابد. این تغییر بسیار کوچک است، اما تشخیص آن کاملاً امکان پذیر است - و با شناسایی آن، شارژ را متوقف کنید.


بسیاری از تولید کنندگان شارژر همچنین "کنترل ریزپردازنده" را در مشخصات خود ذکر می کنند - اما، در اصل، این همان کنترل دلتا منفی است: در صورت وجود، توسط یک ریزپردازنده تخصصی انجام می شود.

با این حال، کنترل ولتاژ تنها مورد موجود نیست: هنگامی که باتری ظرفیت کامل را جمع می کند، فشار و دمای کیس به شدت افزایش می یابد که می توان آن را نیز کنترل کرد. با این حال، در عمل، از نظر فنی ساده‌ترین اندازه‌گیری ولتاژ است، بنابراین روش‌های دیگر برای نظارت بر پایان شارژ نادر است.

همچنین، بسیاری از شارژرهای باکیفیت دارای دو مکانیسم محافظ هستند: کنترل دمای باتری و تایمر داخلی. در صورتی که دما از حد مجاز فراتر رود، اولی شارژ را متوقف می کند، دومی - اگر توقف شارژ توسط دلتا منفی در مدت زمان معقول کار نکرد. اگر از باتری‌های قدیمی یا با کیفیت پایین استفاده کنیم، هر دوی اینها ممکن است اتفاق بیفتد.

پس از اتمام شارژ باتری ها با جریان بالا ، "معقول ترین" شارژرها مدتی آنها را با جریان کم (کمتر از 0.1 درجه سانتیگراد) شارژ می کنند - این به شما امکان می دهد حداکثر ظرفیت ممکن را از باتری ها دریافت کنید. نشانگر شارژ دستگاه معمولاً خاموش می شود که نشان می دهد مرحله اصلی شارژ کامل شده است.

چنین دستگاه هایی دو مشکل دارند. اولاً ، همه آنها نمی توانند لحظه افت ولتاژ را با دقت کافی "گرفتن" کنند - اما افسوس که این فقط به صورت تجربی قابل تأیید است. ثانیاً، اگرچه چنین دستگاه هایی معمولاً برای 2 یا 4 باتری طراحی می شوند، اما اکثر آنها این باتری ها را مستقل از یکدیگر شارژ نمی کنند.

به عنوان مثال، اگر دستورالعمل های شارژر نشان می دهد که فقط می تواند 2 یا 4 باتری را به طور همزمان شارژ کند (اما نه 1 یا 3) به این معنی است که فقط دو کانال شارژ مستقل دارد. هر یک از کانال ها ولتاژی در حدود 3 ولت ارائه می دهند و باتری ها به صورت جفت و سری به آنها متصل می شوند. این دو نتیجه دارد. نکته واضح این است که شما نمی توانید یک باتری را در چنین شارژری شارژ کنید (و مثلاً بنده حقیر روزانه از یک پخش کننده mp3 استفاده می کند که دقیقاً با یک باتری AAA کار می کند). کمتر آشکار این است که کنترل پایان شارژ نیز فقط انجام می شود برای یک زوجباتری ها اگر از باتری‌هایی استفاده می‌کنید که خیلی جدید نیستند، به‌دلیل تنوع فناوری، برخی از آن‌ها کمی زودتر از سایرین پیر می‌شوند - و اگر یک جفت دارای دو باتری با درجه‌های پیری متفاوت باشد، چنین شارژر یا یکی از آنها را کم‌شارژ می‌کند. آنها را اضافه کنید یا دومی را اضافه کنید. البته، این فقط سرعت پیری بدترین جفت را تشدید می کند.

شارژر "صحیح" باید به شما امکان دهد تعداد دلخواه باتری - یک، دو، سه یا چهار - را شارژ کنید و در حالت ایده آل، یک نشانگر پایان شارژ جداگانه برای هر یک از آنها نیز داشته باشید (در غیر این صورت، نشانگر زمانی که آخرین باتری شارژ می شود خاموش می شود. ). فقط در این صورت شما تضمین هایی خواهید داشت که هر یک از باتری ها بدون توجه به وضعیت باتری های دیگر، با ظرفیت کامل شارژ شوند. نشانگرهای شارژ مجزا نیز امکان گرفتن باتری های زودرس از کار افتاده را فراهم می کند: اگر از چهار سلولی که با هم استفاده می شوند، یکی بسیار طولانی تر یا بسیار سریعتر از بقیه شارژ می شود، این باتری است که شارژ می شود. پیوند ضعیفکل باتری

شارژرهای چند کاناله یک ویژگی خوب دیگر نیز دارند: در بسیاری از آنها، هنگام شارژ نیمی از باتری ها، می توانید سرعت شارژ را انتخاب کنید. به عنوان مثال، شارژر Sanyo NC-MQR02 که برای چهار باتری قلمی طراحی شده است، هنگام شارژ یک یا دو باتری، به شما امکان می دهد جریان شارژ را بین 1275 میلی آمپر (هنگام نصب باتری ها در شکاف های بیرونی) و 565 میلی آمپر (هنگام نصب آنها در داخل) انتخاب کنید. شکاف های مرکزی). هنگامی که سه یا چهار باتری نصب می شوند، با جریان 565 میلی آمپر شارژ می شوند.

علاوه بر سهولت استفاده، شارژرهای این نوع برای باتری ها نیز "مفید" هستند: شارژ با جریان متوسط ​​با کنترل انتهای شارژ توسط یک مثلث منفی از نظر افزایش عمر باتری بهینه است. باتری ها

یک زیرگروه جداگانه از شارژرهای سریع یک شارژر با پیش تخلیه باتری است. این برای مبارزه با اثر حافظه انجام شده است و می تواند برای باتری های Ni-Cd بسیار مفید باشد: شارژر مطمئن می شود که ابتدا کاملاً تخلیه شده اند و تنها پس از آن شروع به شارژ می کند. برای Ni-MH های مدرن، چنین آموزشی دیگر اجباری نیست.

شارژ با جریان بیش از 1C با کنترل پایان شارژ

و در نهایت، آخرین روش شارژ فوق سریع است که از 15 دقیقه تا یک ساعت طول می کشد، با کنترل مجدد شارژ با استفاده از یک مثلث ولتاژ منفی. چنین شارژرهایی دو مزیت دارند: اول اینکه شما تقریباً فوراً باتری ها را شارژ می کنید و دوم اینکه شارژ فوق سریع به شما امکان می دهد تا حد زیادی از اثر حافظه جلوگیری کنید.

با این حال، معایبی نیز وجود دارد. اولاً، همه باتری ها نمی توانند شارژ سریع را به خوبی تحمل کنند: مدل های با کیفیت پایین که مقاومت داخلی بالایی دارند می توانند در این حالت بیش از حد گرم شوند تا زمانی که از کار بیفتند. ثانیاً، شارژ بسیار سریع (15 دقیقه ای) می تواند بر عمر باتری ها تأثیر منفی بگذارد - دوباره به دلیل گرم شدن بیش از حد آنها در هنگام شارژ. ثالثاً ، چنین شارژی باتری را فقط تا 90 ... 95٪ ظرفیت "پر" می کند - پس از آن برای دستیابی به ظرفیت 100٪ ، شارژ اضافی با جریان کم لازم است (با این حال ، اکثر شارژرهای سریع این کار را انجام می دهند).

با این حال، اگر به شارژ سریع باتری نیاز دارید، خرید یک شارژر 15 دقیقه ای یا نیم ساعته گزینه خوبی خواهد بود. البته فقط باید از باتری های باکیفیت با آن استفاده کنید. تولید کنندگان بزرگو همچنین سریعاً باتری های مستعمل را از باتری ها خارج کنید.

اگر از مدت زمان شارژ چند ساعته راضی هستید، شارژرهایی که در قسمت قبل توضیح داده شد با جریان شارژکمتر از 1C و کنترل پایان شارژ با استفاده از یک مثلث ولتاژ منفی.

یک موضوع جداگانه، سازگاری شارژرها با انواع مختلف باتری است. شارژرهای Ni-MH و Ni-Cd معمولاً جهانی هستند: هر یک از آنها می توانند باتری های هر یک از این دو نوع را شارژ کنند. شارژرهای باتری های Ni-MH با پایان شارژ با ولتاژ مثلث منفی، حتی اگر این به طور مستقیم برای آنها بیان نشده باشد، می توانند با باتری های Ni-Cd نیز کار کنند، اما برعکس - افسوس. نکته اینجاست که افزایش ولتاژ، همان دلتای منفی، برای Ni-MH به طور قابل توجهی کوچکتر از Ni-Cd است، بنابراین هر شارژر پیکربندی شده برای کار با Ni-Cd نمی تواند این افزایش را در Ni-Cd "احساس" کند. MH .

برای انواع دیگر باتری ها، از جمله لیتیوم یون و سرب اسید، این شارژرها اساساً نامناسب هستند - چنین باتری هایی طرح شارژ کاملاً متفاوتی دارند.

روش شناسی تست

در فرآیند آزمایش باتری‌ها و سلول‌های ولتایی در آزمایشگاه خود، پارامترهای زیر را اندازه‌گیری می‌کنیم که برای تعیین کیفیت سلول‌ها (یعنی مطابقت آن‌ها با وعده‌های سازنده) و یک منطقه معقول از اهمیت دارد. استفاده کنید:

ظرفیت در حالت های تخلیه مختلف؛
ارزش مقاومت داخلی؛
مقدار خود تخلیه (فقط برای باتری)؛
وجود اثر حافظه (فقط برای باتری).

البته بخش اصلی میز تست یک بار قابل تنظیم است که به شما امکان می دهد تا چهار باتری را در یک جریان معین به طور همزمان تخلیه کنید.


برای نظارت بر ولتاژ هر چهار عنصر، یک ضبط دیجیتال Velleman PCS10 استفاده می شود که از طریق یک رابط USB به یک کامپیوتر متصل می شود. خطای اندازه گیری بیش از 1٪ نیست (خطای خود ضبط کننده 3٪ است، اما ما علاوه بر این، هر یک از کانال های آن را کالیبره می کنیم و اصلاحات مناسب را در داده های نهایی انجام می دهیم)، وضوح اندازه گیری ولتاژ 12 میلی ولت، فرکانس اندازه گیری 250 میلی ثانیه است.


نمودار نصب بسیار ساده است: اینها چهار تثبیت کننده جریان مجزا هستند که روی تقویت کننده عملیاتی LM324 ساخته شده اند (این تراشه از چهار آپ امپ در یک بسته تشکیل شده است) و ترانزیستورهای اثر میدان IRL3502. همه تثبیت کننده ها توسط یک مقاومت متغیر چند چرخشی کنترل می شوند، بنابراین جریان روی آنها به طور همزمان تنظیم می شود - این امر نصب نصب را برای یک آزمایش خاص ساده می کند و خطا در تنظیم دستی جریان را به حداقل می رساند. محدودیت های احتمالی تغییر بار از 0 تا 3 آمپر در هر باتری است.

برای اندازه گیری ولتاژ، چهار تقویت کننده دیفرانسیل روی یک تراشه LM324 دیگر مونتاژ می شوند که ورودی های آن مستقیماً به مخاطبین بلوکی که باتری ها در آن نصب شده اند متصل می شوند - این به طور کامل خطای ناشی از تلفات سیم های اتصال را از بین می برد. از خروجی تقویت کننده های دیفرانسیل، سیگنال به ضبط کننده می رود.

علاوه بر این، مدار حاوی یک مولد پالس مستطیلی است که در شکل بالا نشان داده نشده است که به طور دوره ای روشن می شود و سپس بار را به طور کامل خاموش می کند. مدت زمان "صفر" در خروجی ژنراتور 6.0 ثانیه، مدت زمان "یک" 2.25 ثانیه است. ژنراتور به شما امکان می دهد باتری ها را در حالت کار با بار پالس آزمایش کنید و به ویژه مقاومت داخلی آنها را تعیین کنید.

همچنین، شکل بالا مدار منبع تغذیه نصب را نشان نمی دهد: به منبع تغذیه کامپیوتر، آن متصل است ولتاژ خروجی(+12 ولت) توسط یک تثبیت کننده در تراشه 78L09 به 9 + ولت کاهش می یابد و ولتاژ 9- ولت مورد نیاز برای منبع تغذیه دوقطبی op-amp توسط یک مبدل خازنی روی تراشه ICL7660 تولید می شود. با این حال، اینها در حال حاضر تفاوت های ظریف ناچیزی هستند، که ما فقط به منظور جلوگیری از سوالات قبلی در مورد صحت اندازه گیری ها که ممکن است از خوانندگان آگاه در الکترونیک ناشی شود، بحث می کنیم.

برای خنک کردن ترانزیستورهای قدرت، شنت های بازخورد و باتری های واقعی در حال آزمایش، کل نصب توسط یک فن استاندارد 12 ولتی با اندازه 80x80x20 میلی متر دمیده می شود.


یک برنامه ویژه برای دریافت و پردازش خودکار داده‌ها از ضبط‌کننده نوشته شد - خوشبختانه Velleman SDK‌ها و مجموعه‌هایی از کتابخانه‌های بسیار آسان برای بسیاری از دستگاه‌های خود را فراهم می‌کند. این برنامه به شما امکان می دهد نمودارهای ولتاژ را بر روی باتری ها در زمان واقعی بسته به زمان سپری شده از شروع آزمایش ترسیم کنید و همچنین در پایان آزمایش ظرفیت آنها را محاسبه کنید. بدیهی است که دومی برابر حاصلضرب جریان تخلیه و زمانی است که در طی آن عنصر به حد ولتاژ پایین می رسد.

مرز بسته به نوع عنصر و شرایط تخلیه انتخاب می شود. برای باتری های با جریان کم این 1.0 ولت است - تخلیه آنها در زیر غیرممکن است، زیرا این می تواند منجر به آسیب غیر قابل برگشت به عنصر شود. در جریان های بالا حد پایین به 0.9 ولت کاهش می یابد تا به درستی مقاومت داخلی باتری در نظر گرفته شود.

برای باتری ها، دو محدودیت دشارژ معنای عملی دارند. از یک طرف، اگر ولتاژ دو طرف آن به 0.7 ولت کاهش یابد، یک عنصر کاملاً خالی در نظر گرفته می شود - بنابراین منطقی است که پس از رسیدن به این سطح، ظرفیت را دقیقاً اندازه گیری کنید. از سوی دیگر، همه دستگاه‌های باتری‌دار قادر به کار در ولتاژ زیر 0.9 ولت نیستند، بنابراین زمانی که باتری تا این سطح تخلیه شود، اهمیت عملی دارد. در آزمایشات خود ما هر دوی این مقادیر را خواهیم داد - اگرچه بسیاری از عناصر با رسیدن به سطح 1.0 ولت، سپس بسیار سریع تخلیه می شوند، اما مواردی نیز وجود دارند که برای مدت نسبتا طولانی بین 0.7 ولت و 0.9 ولت باقی می مانند.

بنابراین، با نصب باتری ها، تنظیم جریان مورد نیاز و روشن کردن ضبط، شروع به آزمایش می کنیم. برای هر نوع باتری، چندین حالت تخلیه انتخاب شد تا جالب‌ترین و مشخص‌ترین نتایج به دست آید.

برای باتری ها این است:

تخلیه با جریان مستقیم کم: 250 میلی آمپر برای عناصر فرمت AA، 100 میلی آمپر برای فرمت AAA.
تخلیه با جریان مستقیم بالا: 750 میلی آمپر برای عناصر فرمت AA، 300 میلی آمپر برای فرمت AAA.

برای باتری های Ni-MH این است:

تخلیه با جریان مستقیم کم: 500 میلی آمپر برای عناصر فرمت AA، 200 میلی آمپر برای فرمت AAA.
تخلیه با جریان مستقیم بالا: 2500 میلی آمپر برای عناصر فرمت AA، 1000 میلی آمپر برای فرمت AAA.
تخلیه با جریان پالسی: مدت زمان پالس 2.25 ثانیه، مدت زمان مکث 6.0 ثانیه، دامنه جریان 2500 میلی آمپر برای عناصر فرمت AA و 1000 میلی آمپر برای فرمت AAA.

برای باتری های Ni-Cd با فرمت AA، حالت های تخلیه مانند باتری های Ni-MH با فرمت AAA است - با در نظر گرفتن ظرفیت اسمی مشابه اول و دوم.

اگر هنگام آزمایش باتری ها همه چیز ساده است - من بسته بندی را چاپ کردم، باتری را در دستگاه قرار دادم، آزمایش را شروع کردم - ابتدا باید باتری ها آماده شوند، زیرا همه آنها، به جز سری "آماده استفاده" که در بالا ذکر شد، در زمان خرید کاملا تخلیه می شوند. بنابراین، آزمایش باتری به شدت طبق طرح زیر انجام شد.

اندازه گیری ظرفیت باقیمانده در جریان کم (فقط برای مدل های "آماده استفاده")؛
شارژر؛
تخلیه جریان بالا بدون ظرفیت اندازه گیری (آموزش)؛
شارژر؛
تخلیه جریان بالا با اندازه گیری ظرفیت؛
شارژر؛
تخلیه جریان پالسی با اندازه گیری ظرفیت.
شارژر؛
تخلیه جریان کم با اندازه گیری ظرفیت؛
شارژر؛
قرار گرفتن در معرض به مدت 7 روز؛
تخلیه جریان کم با اندازه گیری ظرفیت - سپس نتیجه با آنچه در مرحله قبل به دست آمده مقایسه می شود و درصد کاهش ظرفیت به دلیل تخلیه خود به مدت 1 هفته محاسبه می شود.

در تست باتری از هر برند در هر مرحله از یک سلول استفاده می کنیم. در آزمایش باتری - حداقل دو سلول از هر مارک.

برای شارژ باتری ها از شارژر Sanyo NC-MQR02 استفاده می کنیم.


این یک شارژر سریع با کنترل ولتاژ مثلث منفی و دمای باتری است که به شما امکان می دهد از یک تا چهار (در ترکیب های دلخواه) باتری AA و همچنین یک یا دو باتری قلمی را شارژ کنید. اولی را می توان با جریان 565 میلی آمپر و 1275 میلی آمپر شارژ کرد (اگر بیش از دو باتری وجود نداشته باشد)، دومی - با جریان 310 میلی آمپر در هر سلول. در طی چندین سال استفاده منظم، این شارژر به طور قانع کننده ای کارایی و سازگاری بالای خود را با هر باتری ثابت کرده است که منجر به انتخاب آن برای آزمایش شد. برای جلوگیری از اتلاف ظرفیت به دلیل خود تخلیه، در تمام تست ها، به جز خود تست خود تخلیه، باتری ها بلافاصله قبل از شروع اندازه گیری شارژ می شوند.


اندازه گیری جریان مستقیم یک تصویر منطقی به دست می دهد (نمونه ای در نمودار بالا نشان داده شده است): ولتاژ روی عناصر به سرعت در اولین دقیقه های آزمایش کاهش می یابد، سپس به یک سطح کم و بیش ثابت می رسد و در پایان آزمایش ، در آخرین درصد شارژ، دوباره به سرعت کاهش می یابد.


اندازه گیری با استفاده از جریان پالسی تا حدودی کمتر رایج است. شکل بالا یک بخش بزرگ شده از نمودار را نشان می دهد که در چنین آزمایشی به دست آمده است: افت ولتاژ روی آن مربوط به باری است که روشن می شود و تا بار خاموش افزایش می یابد. از این نمودار می توان مقاومت داخلی باتری را محاسبه کرد: همانطور که می بینید، با دامنه جریان 2.5 A، ولتاژ 0.1 ولت کاهش می یابد - بر این اساس، مقاومت داخلی 0.1/2.5 = 0.04 اهم = 40 میلی اهم است. . اهمیت این پارامتر در مقالات بعدی ما روشن تر خواهد شد، که در آن انواع مختلف باتری ها و باتری ها را با یکدیگر مقایسه خواهیم کرد - اما در حال حاضر فقط متذکر می شویم که مقاومت داخلی بالا نه تنها باعث "افت" ولتاژ تحت بار می شود. بلکه از دست دادن انرژی انباشته شده در باتری ها برای گرم کردن خود.


در مقیاس کامل، پالس ها با یکدیگر در یک نوار پیوسته ادغام می شوند که حد بالایی آن مربوط به ولتاژ باتری بدون بار است، حد پایین - با بار. از شکل این نوار، می توانید نه تنها زمان کار عنصر را تحت یک بار پالس سنگین، بلکه وابستگی مقاومت داخلی آن به عمق تخلیه را نیز تخمین بزنید: برای مثال، همانطور که می بینید، در سونی Ni مقاومت باتری MH تقریباً ثابت است و تنها زمانی که کاملاً تخلیه شود شروع به افزایش می کند. نتیجه خوب.

همانطور که بسیاری از خوانندگان ما احتمالا متوجه می شوند، ما حالت های تخلیه بسیار سخت را انتخاب کرده ایم: جریان 2.5 A بسیار زیاد است و مکث 6 ثانیه ای بین پالس ها اجازه نمی دهد عنصر به درستی "استراحت کند" (همانطور که در بالا ذکر کردیم، باتری ها، پس از "مدتی استراحت"، می توانند تا حدی ظرفیت خود را بازیابی کنند). با این حال، این کار عمداً انجام شد تا به وضوح و به وضوح تفاوت بین باتری‌های انواع مختلف و کیفیت‌های مختلف نشان داده شود. برای نزدیک‌تر شدن به شرایط عملیاتی واقعی خفیف‌تر و همچنین به شرایطی که تولیدکنندگان باتری ظرفیت آنها را اندازه‌گیری می‌کنند، حالت‌های تخلیه با جریان ثابت نسبتاً کمی را به آزمایش اضافه کردیم.

به هر حال، خود تولید کنندگان معمولاً حالت های تخلیه را به همان شیوه های شارژ نشان می دهند - متناسب با ظرفیت عنصر. فرض کنید، اندازه گیری استاندارد ظرفیت باتری باید با جریان 0.2C انجام شود - یعنی 540 میلی آمپر برای باتری 2700 میلی آمپر ساعت، 500 میلی آمپر برای باتری 2500 میلی آمپر ساعت و غیره. با این حال، از آنجایی که باتری‌های همان فاکتور شکل در آزمایش‌های ما کاملاً مشابه هستند، تصمیم گرفتیم آنها را در جریان‌های ثابتی آزمایش کنیم که به ظرفیت پلاک نام یک نمونه خاص بستگی ندارد - این ارائه و مقایسه نتایج را بسیار ساده‌تر می‌کند.

و از آنجایی که ما در مورد ظرفیت صحبت می کنیم، شایان ذکر است که فریبکاری چنین واحد پذیرفته شده ای مانند آمپر ساعت. واقعیت این است که انرژی ذخیره شده در باتری نه تنها با مدت زمانی که یک جریان معین را نگه داشته است، بلکه با ولتاژی که در همان زمان داشته است تعیین می شود - بنابراین، کاملاً واضح است که باتری لیتیومیبا ظرفیت 3 A*h و ولتاژ 3 ولت قادر است دو برابر باتری با ظرفیت همان 3 A*h اما با ولتاژ 1.5 ولت انرژی ذخیره کند بنابراین صحیح تر است. برای نشان دادن ظرفیت نه در آمپر ساعت، بلکه در وات ساعت، دریافت آنها از طریق انتگرال وابستگی ولتاژ به باتری به زمان تخلیه در جریان ثابت آن. این تکنیک علاوه بر در نظر گرفتن طبیعی ولتاژهای عملیاتی عناصر مختلف، به ما امکان می دهد تا میزان ولتاژ این عنصر خاص را تحت بار در نظر بگیریم. مثلاً اگر دو باتری در 60 دقیقه به 0.7 ولت تخلیه می‌شدند، اما اولی در بیشتر این مدت در 1.1 ولت نگه داشت و دومی در 0.9 ولت، کاملاً واضح است که اولی ظرفیت واقعی بیشتری دارد - با وجود این واقعیت این است که زمان تخلیه نهایی یکسان است. این امر به ویژه با توجه به این واقعیت مهم است که اکثر دستگاه های الکترونیکی مدرن مصرف ثابتی ندارند جاری، و ثابت قدرت- و عناصر با ولتاژ بالا در آنها در حالت های مطلوب تر عمل می کنند.

نزدیکتر به تمرین: نمونه هایی از مصرف انرژی

البته، علاوه بر آزمایش انتزاعی باتری ها در یک بار کنترل شده، ما علاقه مند بودیم که دستگاه های واقعی چگونه جریان مصرف می کنند. برای روشن شدن این موضوع، به اطراف فضای اطراف نگاه کردیم و به طور تصادفی مجموعه ای از اشیاء را انتخاب کردیم که با باتری های مختلف تغذیه می شوند.



تنها بخشی از این مجموعه


اگر دستگاه بیشتر یا کمتر مصرف می کرد دی سیاندازه گیری ها با یک مولتی متر دیجیتال معمولی Uni-Trend UT70D در حالت آمپرمتر انجام شد. اگر مصرف جریان به طور قابل توجهی تغییر کرد، آن را با اتصال یک شنت با مقاومت کم بین دستگاه و باتری‌های تغذیه‌کننده آن اندازه‌گیری کردیم، افت ولتاژی که با اسیلوسکوپ Velleman PCSU1000 ثبت شد.

نتایج در جدول زیر ارائه شده است:


خوب ، در بین دستگاه های ما دستگاه های کاملاً "پرخور" نیز وجود داشت - فلاش ، دوربین و چراغ قوه با لامپ رشته ای. اگر دومی 700 میلی آمپر اختصاص داده شده را به طور مداوم و مداوم مصرف می کرد، ماهیت مصرف انرژی دو مورد اول جالب تر بود.

مقدار تقسیم عمودی در اسیلوگرام های زیر 200 میلی آمپر است، صفر مربوط به اولین تقسیم از پایین است.



دوربین
قیمت تقسیم اسیلوگرام – 200 میلی آمپر


در حالت عادی، Canon PowerShot A510، با دو باتری قلمی تغذیه می شود، حدود 800 میلی آمپر مصرف می کند - مقدار زیادی، اما رکورد بالایی ندارد. با این حال، هنگامی که روشن شود (گروه اول قله های باریک در اسیلوگرام)، حرکت لنز (گروه دوم قله ها) و فوکوس (گروه سوم)، جریان می تواند بیش از یک و نیم برابر، تا 1.2 افزایش یابد. ...1.4 الف. نکته جالب این است که بلافاصله پس از فشار دادن شاتر، مصرف برق دوربین کاهش می یابد - هنگام ضبط فریمی که به تازگی روی فلش درایو گرفته شده است، به طور خودکار صفحه را خاموش می کند. با این حال، به محض ضبط فریم، مصرف به 800 میلی آمپر بازگشت.



فلاش عکس
قیمت تقسیم اسیلوگرام - 100 میلی آمپر


فلاش Pentax AF-500FTZ (چهار عنصر فرمت AA) به طرز جالبتری جریان را مصرف می کرد: در دوره های بین شلیک تقریباً صفر بود، بلافاصله پس از شلیک به 700 میلی آمپر رسید (این لحظه در اسیلوگرام بالا ثبت شده است) و سپس برای 10. ..15 ثانیه به آرامی به صفر بازگشت (خط ناهموار اسیلوگرام به این دلیل بود که فلاش جریانی با فرکانس حدود 6 کیلوهرتز مصرف می کند). در همان زمان، فلاش رابطه واضحی بین زمان فروپاشی جریان و ولتاژ عناصر تامین کننده آن را نشان داد: از آنجایی که هر بار نیاز به جمع آوری انرژی معینی داشت، هرچه ولتاژ تغذیه تحت بار بیشتر کاهش یابد، زمان بیشتری خواهد داشت. ذخیره مورد نیاز جمع آوری شد. به هر حال، این به خوبی یکی از نقش‌های مقاومت داخلی باتری‌ها را نشان می‌دهد - هرچه پایین‌تر باشد، سایر موارد با هم برابر باشند، ولتاژ کاهش می‌یابد و سریع‌تر می‌توانید عکس بعدی را با فلاش بگیرید.

در مقاله‌های بعدی، جایی که انواع و نمونه‌های خاصی از باتری‌ها و باتری‌ها را در نظر می‌گیریم، یک ایده تقریبی از نیازهای انرژی دستگاه‌های مختلف به ما کمک می‌کند تا بفهمیم کدام باتری برای آنها مناسب است.

1 0 0
اگر خطایی پیدا کردید، لطفاً یک متن را انتخاب کنید و Ctrl+Enter را فشار دهید.