Зарядное устройство AA/AAA – самый массовый контроллер заряда NiMH в мире и тот, который большинство пользователей оценивают напрямую: оно должно принимать смешанные ячейки разной ёмкости и состояния заряда, правильно заполнять каждую, никогда не перегревать батарею в оставленном без присмотра ночном слоте, и делать всё это дёшево. Современные умные зарядные устройства достигают зарядки за два-четыре часа благодаря независимым зарядным каналам на каждый слотот, каждый из которых выполняет собственное завершение по -дельта-V и температуре. Данная работа описывает архитектуру качественного потребительского зарядного устройства, объясняет, почему важны независимые каналы, проходит по потоку управления для каждой ячейки, противопоставляет умную быструю зарядку старым таймерным зарядным устройствам на 0,1C, и определяет функции – и маркетинговые заявления, – которые отличают действительно безопасный для ячеек дизайн.
Вставленные вместе ячейки различаются по ёмкости (AA от 800 до 2800 мАч), остаточному заряду, возрасту и марке; единственный последовательный канал навязывает несогласованным ячейкам один ток и одно решение о завершении, воспроизводя проблемы рассогласования из Работы 29 на рабочем столе. Независимые слоты заряжают каждую ячейку по собственному токовому пути с собственным измерением напряжения и температуры, поэтому каждая завершается на своём пике – ячейка на 2800 мАч может продолжать зарядку после того, как разряженная, а затем полная AAA на 800 мАч остановилась.
Независимые каналы также позволяют смешанные размеры и смешанное время установки, обнаружение неисправности для каждой ячейки (замкнутая или перевёрнутая ячейка отключает только свой слот) и обновление для каждой ячейки, что вместе определяет гибкость, ожидаемую пользователями от премиального зарядного устройства.
Каждый канал выполняет полный конечный автомат из Работы 10: установка и квалификация (обнаружение плохой ячейки по аномальному напряжению), быстрая фаза постоянного тока при 0,5C–1C, рассчитанная на слот, параллельное завершение по -дельта-V/dT/dt/абсолютное/таймер, короткий добор при пониженном токе и необязательное импульсное обслуживание после полного заряда. Современные конструкции завершают зарядку примерно за два-четыре часа – текущее поколение умных зарядных устройств NiMH, обычно приводимое в этом диапазоне, – против четырнадцати и более часов при 0,1C у старых устройств.
Ток выбирается как компромисс между скоростью, нагревом в малом корпусе и номиналом ячейки; качественные зарядные устройства выбирают ток по размеру ячейки и снижают его, когда несколько горячих слотов заряжаются одновременно, применяя управление по самой горячей ячейке из Работы 28 в масштабе рабочего стола.
Давление потребительской стоимости ведёт к изобретательным измерениям: один МК мультиплексирует показания тока, напряжения и NTC между слотами; NTC могут разделяться между соседними ячейками при тщательном размещении; а алгоритмы -дельта-V настраиваются под разрешение АЦП и пульсации зарядного тока, достижимые при целевой себестоимости. Инженерная задача – сохранить надёжное завершение (Работа 6) несмотря на дешёвые датчики, что достигается подтверждением по нескольким выборкам, окнами измерения при стабильном токе и сильной опорой на dT/dt и таймеры как резерв.
Действительно безопасное бюджетное зарядное устройство сохраняет резервы по абсолютной температуре и максимальному времени даже там, где экономит на датчиках; зарядное устройство, опускающее их ради ценовой точки, – это режим отказа, стоящий за инцидентами с перегретыми батареями.
Потребительские зарядные устройства класса анализаторов добавляют управляемый разряд/обновление для обращения депрессии напряжения (Работа 22), измерение ёмкости и программы обкатки для новых ячеек; это должны быть явные выбираемые пользователем режимы с отключением для каждой ячейки, а не автоматическое глубокое циклирование, а их энергия разряда либо безопасно рассеивается (с собственным тепловым бюджетом), либо, в продвинутых конструкциях, переключается на другой слот. Чёткое отображение состояний заряда, полного и неисправности устраняет неопределённость «оно ещё заряжается?», из-за которой пользователи передерживают ячейки.
Заявления об «оживлении мёртвых батарей» следует понимать как восстановление обратимой депрессии, а не ремонт состаренных ячеек – различие, которое проводит Работа 22 и которое должна сохранять честная маркетинговая информация.
Данные по ресурсу (Работа 24) благоприятствуют более медленной зарядке, поэтому хорошо спроектированное зарядное устройство предлагает выбираемый медленный/щадящий режим для ячеек, которые будут заряжаться ночью, и резервирует быстрый режим на случаи, когда важна скорость, а не переводит каждую ячейку по умолчанию на 1C. Ячейки с низким саморазрядом также нуждаются в малом токе обслуживания, поэтому «готовые» слоты должны использовать лёгкое импульсное обслуживание вместо непрерывного капельного (Работа 9). Первый рисунок изображает архитектуру независимых слотов; второй выстраивает временную шкалу зарядки для каждого слота, от установки до готовности.
Функции удобства – поддержка смешанной ёмкости, индикаторы на слот, отключение при перегреве, отбраковка плохих ячеек, опция щадящего режима – одновременно являются функциями безопасности, поскольку потребительская зарядка без присмотра устраняет любой человеческий резерв.
Сорта AA/AAA от Weijiang имеют заданные максимальные токи быстрой зарядки, пиковые и тепловые характеристики, позволяющие разработчикам зарядных устройств устанавливать токи по размеру и пороги завершения по реальным данным, а также LSD-сорта, чей низкий саморазряд подходит для лёгкого обслуживания. Следующее приложение обращается к условиям, где зарядный ток вообще не управляется сетью, – солнечная и автономная зарядка NiMH.
Weijiang Power проектирует и производит никель-металлгидридные элементы, согласованные пакеты и конфигурации, готовые к зарядке, для потребительских, промышленных, медицинских клиентов и клиентов из сферы мобильности, и поддерживает партнёров рекомендациями по протоколам заряда, файлами характеристик IEC 61951-2, доказательствами безопасности IEC 62133-1 и совместной валидацией зарядных устройств. Сообщите формат элемента, ток заряда, тепловой диапазон и целевой показатель циклов, и наши инженеры подберут комбинацию элемента и заряда, которая защищает и время работы, и срок службы. Ознакомьтесь с ассортиментом на странице продукции.
