Как правильно заряжать Ni-cd и Ni-mh аккумуляторы

Описание работы зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов

Схема питания зарядного устройства состоит от понижающего трансформатора, имеющего на выходе вторичной обмотки 12 вольт, двух выпрямительных диодов (VD1 и VD2) и сглаживающего конденсатора C1 на 1000 мкФ. Далее напряжение поступает на DA1 — трехвыводной стабилизатор напряжения 7806 создающего 6 вольт для питания схемы.

Транзистор VT1 и светодиод HL1 являются основой источника постоянного тока. Прямое напряжение красного светодиода (около 1,5 вольт) минус напряжение база-эмиттер транзистора VT1 (около 0,6 В) проходит через резистор сопротивлением 6,8 Ом или 15 Ом в зависимости от положения переключателя SA1. При выборе резистора 15 Ом в цепи эмиттера зарядный ток составляет около 60 мА, в то время как с резистором 6,8 Ом ток равен 130 мА.

Этого достаточно, чтобы зарядить никель-кадмиевый аккумулятор емкостью 600 mAh (AA) за 14 часов и 5 часов соответственно. Если нет подходящего сопротивления, то его можно получить путем параллельного соединения нескольких резисторов, либо последовательным соединением резисторов.

Компаратор LM393 (DD2) используется для режима автоматического отключения зарядки. На его инвертирующем входе при помощи подстроичного резистора установлено 2,9 вольт (номинальное), в то время как его неинвертирующий входе отслеживает напряжение на аккумуляторе.

В то время, когда никель кадмиевый аккумулятор заряжается, внутренний выходной транзистор (в LM393) открыт и, следовательно, открыт транзистор VT1 источника тока. После того, как аккумулятор зарядится примерно на 80% или более от своей емкости, напряжение на клеммах аккумулятора превысит 1,45 вольт.

Напряжение на неинвертирующем входе (вывод 3) DD2 превысит опорное напряжение на инвертирующем входе (вывод 2). Это приведет к тому, что на выходе компаратора сигнал изменяется на противоположный, транзистор VT1 закроется и отключится источник тока.

Для того чтобы исключить постоянное переключение компаратора на границе порогового напряжения, в схему добавлен конденсатор на 0,1 мкФ обеспечивающий обратную связь между выходом и инвертирующим входом компаратора.

Четыре логических элемента И-НЕ микросхемы DD1 используются для построения двух простых генераторов с разными частотами. При соединении сигналов с этих генераторов образуется тональный сигнал, который воспроизводится пьезоэлектрическим элементом в момент, когда заряд закончен.

Как восстановить ni cd аккумулятор

При полном выходе из строя данных аккумуляторов возникает вопрос, а существует вероятность его восстановления. Многие специалисты в электронике постоянно спорят на эту тему, стоит ли это делать и как. Существует несколько основных способов возвращения первоначальной емкости ni cd аккумулятору.

Восстановление при помощи воды

В качестве панацеи может послужить обычная дистиллированная вода. Перед началом самого процесса необходимо подготовить следующие приспособления и инструменты:

• кислота для пайки;
• медицинский одноразовый шприц;
• электрический паяльник;
• небольшое количество дистиллированной воды.

Изначально необходимо найти вышедший из строя элемент, для этого измеряется значение напряжения, плохих элементов оно стремиться или равно нулю

Затем в корпусе аккумулятора сверлится отверстие, при этом важно не повредить электроды

В шприц набираем необходимое количество воды, и аккуратно заливаем в аккумулятор, торопиться не следует нужно дать возможность ей свободно пропитаться. После заполнения отверстие в корпусе аккуратно запаивают при помощи кислоты и паяльника. Элемент проверяется прибором и устанавливается в устройство для восстановления заряда. Такой способ продлевает жизнь АКБ, но ненадолго.

Метод запзаппинг

Особенность такого метода заключается в применении повышенных импульсов тока при заряде. При использовании такого способа необходимо соблюдать требования безопасности, а также следует иметь первоначальные знания в электротехнике. Ток заряда ni cd аккумуляторов может достигать при этом 20 А, что может быть опасно для жизни.

Разряд-заряд

Чтобы устранить неприятный «эффект памяти» необходимо понизить значение напряжения до значения 0,8 В, а потом восстановить его до номинального показания. При продолжительном сроке хранения следует провести несколько таких циклов. Производители рекомендуют для продления работоспособности батареи тренировать ее таким образом как минимум раз в месяц.

Существует также метод заморозки никель кадмиевых батарей, такой способ вызывает сомнения у многих специалистов и у разработчиков источников питания.

Исходя из всех полезных свойств ni cd аккумуляторы не уступают своим аналогам по техническим характеристикам. До сих пор они являются самыми дешевыми, применение современных технологий делает их надежными и безопасными при соблюдении требований эксплуатации.

Сколько по времени, первый раз, нужно заряжать аккумулятор шуруповёрта

!!! Читать инструкцию по эксплуатации к шуруповёрту ОБЯЗАТЕЛЬНО !!!

Схема, устройство, ремонт

Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием. Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы «Интерскол».

Для начала взглянем на принципиальную схему.

Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.

Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).

Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415.

Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.

Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.

Основа схемы управления — микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора.

Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда — около 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.

Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 — 1N4742A (12V).

Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.

Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки «Пуск» микросхема U1 HCF4060BE обесточена — отключена от источника питания.

При нажатии кнопки «Пуск» напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.

Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.

Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания.

Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.

Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.

Что будет после того, когда контакты кнопки «Пуск» разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.

Сменный аккумулятор.

Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры.

На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи.

Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.

При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора.

Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 — 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет.

Условие, когда аккумулятор не заряжается

Основными причинами отсутствия заполнения аккумуляторными батареями:

1. ухудшение подачи электроэнергии
2. неправильная работа самого зарядного устройства
3. Расширение клемм в батарее, что приводит к отсутствию контакта

С первыми двумя вариантами трудно сделать что-то самостоятельно, и в последней ситуации есть решение.

Устройство необходимо разобрать для зарядки и как согнуть все зажимы.

В приведенном ниже видео вы можете найти полезную информацию о правильной зарядке и ремонте отвертки любой модели:

Все контакты аккумулятора и зарядного устройства со временем имеют характеристику окисления и загрязняются.

Это может привести к неподходящему аккумулятору и продлить срок службы батареи. Периодическое удаление всех контактов является прекрасной профилактической мерой, направленной на продление срока службы прибора и его батареи.

Микросхема МАХ713

Для реализации описанных алгоритмов зарядки выпускают специализированные микросхемы которые выполняют все перечисленные выше функции контроля и управления. К их числу относится например микросхема МАХ713. Она позволяет заряжать как единичный элемент, так и батарею, состоящую из нескольких аккумуляторов.

Контрольное время для быстрой зарядки может быть в пределах от 22 до 264 минут (восемь дискретных значений), а ток — в пределах от 4С до 0,ЗЗС (С — емкость аккумулятора) Все эти параметры устанавливают программно. Предусмотрена в микросхеме МАХ713 и функция контроля температуры заряжаемого аккумулятора.

При расчете режима быстрой зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов сначала выбирают зарядный ток I, ориентируясь на требуемое время зарядки. Следует заметить, что при отсутствии надежного контроля температуры заряжаемого аккумулятора выбирать его более 2С не рекомендуется.

По окончании режима быстрой зарядки ток снижают до значений, безопасных в течение длительного периода («дозарядка»). В микросхеме МАХ713 это значение например выбрано около 30 мА и не зависит от тока быстрой зарядки.

Принципиальная схема зарядного устройства

Схема «интеллектуального» зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов, выполненного на микросхеме МАХ713, приведена на рис 2, Источник питания напряжением 12 В подключают к разъему X1.

Он должен обеспечивать ток нагрузки, по крайней мере на 50 мА больше максимального зарядного тока. При напряжении питания 12В можно заряжать батареи содержащие до девяти аккумуляторов.

В авторском варианте для питания устройства использовался обычный сетевой адаптер, обеспечивающий ток нагрузки до 300 мА при напряжении 12 В Светодиод HL1 индицирует работу устройства в целом, а светодиод HL2 — режим быстрой зарядки.

Рис 2. Принципиальная схема умного зарядного устройства.

Если он не светится, то это означает, что зарядка закончена Аккумулятор (батарею) подключают к разъему Х2 Зарядный ток регулирует транзистор VТ1. Если после включения устройства с подключенным аккумулятором светодиод HL2 не светится, значит, аккумулятор заряжен.

Программирование микросхемы производят подключением выводов 3 (PGM0), 4 (PGM1). 9 (PGM2) и 10 (PGM3) к выводам микросхемы 15 (+), 12 (ВАТТ-) 16 (REF). Они могут быть также и не подключены к чему-либо (OPEN). Через выводы PGM0 и PGM1 программируют число аккумуляторов в батарее (табл 1). а через выводы PGM2 и PGM3-таймер окончания быстрой зарядки (табл. 2).

Перед выбором окончательной версии устройства задают число элементов N в аккумуляторной батарее, подлежащей зарядке, и зарядный ток.

Исходя из первого параметра, определяют подключение выводов 3 и 4 микросхемы (в соответствии с табл 1), а по второму параметру — ориентировочное время зарядки Т (в часах) по формуле Т=С/0,8І. Здесь С подставляют в мАч, а I — в мА. В табл. 2 находят ближайшее большее значение программируемого интервала времени зарядки и определяют соответствующее ему подключение выводов 9 и 10 микросхемы.

На следующем этапе рассчитывают мощность Р (в ваттах), которая будет рассеиваться на транзисторе ?Т1, по формуле P=(Umax — Umin)*1. Здесь Umax — максимальное напряжение на выходе источника питания, В; Umin, — минимальное напряжение на батарее аккумуляторов, В: I — ток зарядки A.

Umin рассчитывают исходя из числа элементов и минимального напряжения на одном аккумуляторе обычно полагают 1В. На основе этого расчета выбирают транзистор и выясняют, нужен ли для него теплоотвод.

Сопротивление резистора R2 (в кило-омах) рассчитывают по формуле R2=U/5 1, где U — минимальное напряжение источни ка питания в вольтах Сопротивление резистора R5 (в омах) рассчитывают по формуле R5=0 25/I, где I — ток зарядки в амперах.

Приведенные на схеме номиналы соответствуют минимальному напряжению источника питания 12В и току зарядки 0,25 А. При напряжении питания 12 В можно заряжетъ батареи не более чем из семи аккумуляторов.

Steven Avritch. A Smart Charger For Nickel-Cadmium Batteries — QST 1994 September p.40-42. Р2001, 1.

Как заполнить аккумуляторную отвертку

Итак, мы придумали основные вопросы: существуют ли какие-либо правила для зарядки батареи этого инструмента?

Сколько времени потребуется, чтобы операция длилась как можно дольше?

Покупка батареи обязательно должна привести к ее зарядке, так как продукты в магазине имеют свойство опорожнения. И сколько нужно заряжать аккумуляторную отвертку, зависит от его типа. Например, никель-кадмиевые сорта требуют 3-кратной процедуры «полного заряда».

Это делается для определенной цели. Дело в том, что, повторяя описанную процедуру, мастер передает значение емкости (первоначально неполное) в рабочие параметры.

Слабоватый эффект памяти литиево-ионных батарей позволяет заряжать их по мере необходимости.

Заполнение должно продолжаться при определенных температурных условиях в диапазоне от + 10 ° C до + 40 ° C.

Если аккумулятор горячий, его необходимо охладить. Хранение батарей должно находиться в отключенном состоянии отвертки. Если вы не используете их в течение некоторого времени, их необходимо перезаряжать с частотой один раз в месяц.

Если вы хотите купить батареи, вы должны выбрать доверенного продавца, надежный разъем. Сколько и как владелец будет заряжать аккумулятор, будет зависеть от его срока службы.

Области применения ni cd аккумуляторов

Основные сферы использования никель кадмиевых аккумуляторов — это источники питания, для оборудования которое имеет повышенные токи разряда. В такой электротехнике ni cd аккумуляторы способны обеспечивать стабильную мощность, а также не подвержены перегреву в процессе эксплуатации при максимальном токе, в отличие от аналогов. Данные батареи применяются для питания разнообразного транспорта такого как троллейбусы, небольшой водный транспорт, а также для тяги в электрических карах.

До появления литиевых широко применялись кадмиевые батареи для питания переносного инструмента, а также в плоском исполнении использовались в компьютерах при питании независимой памяти. Использовались они в фотоаппаратах, калькуляторах, фонариках и приборах для улучшения слуха.  Они способны длительно храниться в разряженном состоянии, не подвержены пагубному действию пониженных температур. Благодаря малому внутреннему сопротивлению и пониженному удельному весу кадмиевые батареи до сих пор применяются для питания бортовой сети в авиации и переносных радиостанциях.

Как разрядить аккумулятор шуруповерта

Аккумуляторный шуруповерт – очень полезный и удобный, но в то же время привередливый строительный инструмент. За устройством нужен особый уход и особый подход к эксплуатации. Особенно, если речь идет о приспособлении с предустановленным никель-кадмиевым аккумулятором.

Новые литий-ионные батареи позволяют свободно относиться к циклам зарядки и разрядки. Старые же приспособления требуют строгого отношения к этим процессам.

Таким образом, необходимость разрядить аккумулятор может возникнуть уже в первый день использования. Кажется странным, но к этому вопросу необходимо отнестись максимально серьезно, и предварительно разобрать, как разрядить аккумулятор шуруповерта правильно и без риска поломки устройства.

В противном случае вы вполне можете испортить устройство уже в первый день.

Зачем нужна полная разрядка аккумулятора шуруповерта

Во-первых, никель-кадмиевые аккумуляторы имеют некий эффект памяти. Батареи запоминают уровень заряда, до которого вы дошли при питании, и в следующий раз воспринимает его как полный. То есть, вы зарядили батарею на 70%, сняли шуруповерт с зарядки и начали пользоваться. Теперь уже эти 70% заряда воспринимаются шуруповертом как 100%.

И так каждый раз, пока электролиты полностью не выкипят.

Во-вторых, необходимость полной разрядки может возникнуть при реанимации аккумулятора. Если вы хотите восставить батарею, придется предварительно разрядить ее полностью, чтобы узнать, какая из банок вышла из строя. Здесь тоже нужен правильный подход и особенные методы.

К чему может привести неправильная разрядка

Сразу отбросьте мысль, что можно просто взять и крутить головку устройства, пока аккумулятор полностью не сядет.

Таким образом, вы навредите не только батарее, но и другим важным элементам шуруповерта, восстановить или отремонтировать которые, возможно, уже не получится. Используйте только проверенные методы, как полностью разрядить аккумулятор шуруповерта.

Обратите внимание, что никель-кадмиевые устройства, в отличие от литий-ионных, не разряжаются самостоятельные. Если батарею второго вида вы можете просто вытянуть с корпуса и оставить на некоторое время, чтобы она разрядилась сама, в случае с первым приспособлением сделать это не получится, потому что такой аккумулятор сохраняет свой заряд

Если батарею второго вида вы можете просто вытянуть с корпуса и оставить на некоторое время, чтобы она разрядилась сама, в случае с первым приспособлением сделать это не получится, потому что такой аккумулятор сохраняет свой заряд.

Как разрядить аккумулятор шуруповерта лампочкой

Самый простой и, что не странно, популярный способ полностью разрядить банки аккумулятора. Вам придется разобрать корпус. Если на ручке есть шурупы – отлично. Просто выкрутите их отверткой.

В случае с клееным корпусом придется немного нарушить конструкцию. Возьмите молоток и легко пройдитесь по шву ручки. Не волнуйтесь, вскоре вы все исправите с помощью нового клея.

Когда ручка открыта, вам открывается доступ к самому аккумулятору. Отсоедините его от системы шуруповерта и подключите к клеммам аккумулятора лампочку с соответствующим напряжением. Как правило, этот показатель составляет 12-13 В.

Напряжение именно вашего устройства можете найти либо на нем самом, либо в инструкции устройства.

Лампа нагревается и постепенно «вытягивает» энергию с батареи.

Процесс не займет много времени. Если лампочка потухла, значит, аккумулятор полностью разряжен.

В последнее время все чаще встречаются 14-вольтовые никель-кадмиевые аккумуляторы. Здесь придется использовать лампочки с такой мощностью. Или другие способы. Подробнее смотрите в видео:

Сколько по времени нужно заряжать АКБ шуруповерта

К каждому электроинструменту всегда приложена инструкция по эксплуатации, в которой точно указано, сколько времени заряжать аккумулятор шуруповерта. Как уже говорилось, подавляющее большинство современных зарядных устройств имеют индикаторы уровня зарядки, что значительно облегчает их использование. Когда индикатор загорается зеленым, либо иным цветом, сигнализирующим о том, что время зарядки аккумулятора шуруповерта подходит к концу, нужно вовремя отсоединить батарею.

Среднее время, в течение которого батарея заряжается полностью, составляет 7 часов. А если АКБ требуется просто подзарядить, его можно оставить на зарядке 30 минут. Хотя, в случае с Ni Cd аккумуляторами, имеющими «эффект памяти», частые и короткие подзарядки проводить не рекомендуется.

Есть несколько разновидностей зарядных устройств для шуруповерта, в зависимости от сферы их применения. Рядовое ЗУ, как правило, входит в комплектацию бытовых электроинструментов. Время зарядки АКБ с его помощью варьируется от трех до семи часов. Существуют еще мощные зарядники импульсного типа, которыми комплектуются профессиональные инструменты. Сколько заряжать аккумулятор шуруповерта таким устройством? «Импульсники» могут полноценно зарядить батарею в течение часа, что является их неоспоримым преимуществом. Однако и стоимость такого инструмента, разумеется, гораздо выше.