Jak obliczyć ustawienia ładowarki

Aby obliczyć parametry ładowarki dla określonej baterii, należy najpierw wziąć pod uwagę rodzaj i parametry baterii, którą zamierzasz ładować za pomocą tego urządzenia. Najważniejsze cechy akumulatora to: pojemność, pełne napięcie ładowania, maksymalny dopuszczalny prąd ładowania, a także zakres dopuszczalnych temperatur pracy.

W zależności od rodzaju baterii i użytych materiałów - parametry ładowarki należy dobierać indywidualnie. Tutaj przyglądamy się akumulatorom ołowiowo-kwasowym i litowo-jonowym, a raczej cechom ich ładowania.

Prawda jest taka, że ​​jeśli akumulator jest zawsze ładowany prawidłowo, zgodnie z optymalnymi wartościami napięcia i prądu, zachowa swoją pojemność przez wiele cykli ładowania i rozładowania. Oczywiście pod warunkiem, że jest również rozładowywany, z zastrzeżeniem ograniczeń, bez przeciążeń, bez przegrzania. Jak więc obliczyć parametry ładowarki dla akumulatora?

Bateria litowo-jonowa

Główna naładowana cząstka odpowiedzialna za powstawanie prądu w akumulatorze litowo-jonowym, jest dodatnio naładowanym jonem litu. Jest w stanie przenikać do sieci krystalicznej materiału na anodzie, na przykład w węglu w postaci grafitu, a także tworzyć sole lub tlenki metali (na przykład z manganem, kobaltem lub żelazem i fosforem).

Z powodu właśnie takiego składu chemicznego maksymalne końcowe napięcie ładowania między elektrodami akumulatora litowo-jonowego nie powinno przekraczać 4,2 woltów, a nawet lepiej 4,1 woltów, wydłuży to jego żywotność i spowolni nieodwracalne zmiany.

Konieczne jest ładowanie akumulatora litowo-jonowego o napięciu 5 woltów, aby nie czekać bez końca. W takim przypadku optymalny prąd ładowania powinien wynosić od 50 do 100% wartości pojemności, to znaczy bateria 2400 mAh optymalnie ładuje się prądem od 2,4A do 1,2A.

Aby zapobiec przeładowaniu, wysokiej jakości ładowarki ładują takie akumulatory w 2 etapach: w pierwszym etapie do elektrod doprowadza się 5 woltów, a ładunek przechodzi przez maksymalny dopuszczalny prąd przez chwilę, aż do osiągnięcia napięcia progowego w zakresie 4,1 wolta, a następnie rozpoczyna się drugi stopień - z niższym prąd, gdy napięcie doprowadzone jest do końcowego 4,1-4,2 wolta.

Dlatego moc ładowarki dla akumulatora litowo-jonowego (dla 1 ogniwa) oblicza się w następujący sposób: pomnóż maksymalne napięcie przez maksymalny prąd, powiedzmy 5 V * 2,4 A = 1,2 W - w naszym przykładzie.

Akumulator kwasowo-ołowiowy

Akumulator kwasowo-ołowiowy działa w wyniku reakcji chemicznych ołowiu i dwutlenku ołowiu w wodnym roztworze kwasu siarkowego. Każdy klasyczny akumulator samochodowy jest zaprojektowany w ten sposób. Podczas procesu ładowania siarczan ołowiu rozkłada się na jony (ujemnie naładowany SO4 i dodatnio naładowany H), dwutlenek ołowiu powstaje na katodzie, a czysty ołów na anodzie. W wyładowaniu metaliczny ołów utlenia się do siarczanu ołowiu, dwutlenek ołowiu jest redukowany na katodzie, a ołów jest utleniany na anodzie.

Jeśli akumulator zostanie naładowany (zbyt długo ładowany), wtedy siarczan ołowiu zakończy się, pozostanie tylko woda i rozpocznie się jej elektroliza: tlen zostanie uwolniony na anodzie, a wodór zostanie wygenerowany na katodzie (elektroda ujemna) - będzie widoczny w ciekłym elektrolicie bąbelki

Z powodu właśnie takiego składu chemicznego napięcie maksymalnego ładunku jednego ogniwa akumulatora kwasowo-ołowiowego wynosi 2,17 wolta. W akumulatorze 12-woltowym istnieje 6 takich szeregowo połączonych sekcji, aw akumulatorze 6-woltowym są 3 sekcje połączone szeregowo.Dlatego maksymalne napięcie ładowania akumulatora 12 woltów wynosi 13,02 woltów. Dla 6 woltów - 6,51 woltów.

Dlatego ładowarka w trakcie ładowania musi dostarczać do elektrod stałe napięcie w oparciu o co najmniej 2,45 wolta na ogniwo (aby ładowanie nie trwało bez końca) - dla 12 woltów jest to 14,7 woltów, a dla 6 woltów okazuje się 7, 35 woltów Początkowy prąd ładowania jest optymalnie brany jako 30% pojemności.

W rezultacie maksymalną moc roboczą ładowarki należy obliczyć jako maksymalne napięcie pomnożone przez maksymalny prąd, powiedzmy 14,7 V * 30 A = 441 W - dla akumulatora ołowiowo-kwasowego o napięciu nominalnym 12 woltów o pojemności 100 Ah.