NiMH, NiCd, Li ion

[Borbas Imre]

Hi!
A NiCd es a NiMH kozti kulonbsegrol nehany szo: a fo kulonbseg a toltes
befejezesenel van. Mindket tipus cellafeszultsege folyamatosan emelkedik a
toltes soran, majd a teljes feltoltottseg kozeleben gyorsan emelkedni kezd.
Itt lesz kulonbseg, mert a NiCd-nal lesz ezutan egy hirtelen visszaeses, mig
a NiMH-nel ez nem ilyen hirtelen, inkabb stagnal, es csak kesobb esik. Ezert
a NiCd toltok a feszultseg csokkeneset (-dV/dt) erzekelik es ez alapjan
kapcsolnak ki, mig a NiMH toltok pedig a feszultseg valtozatlansagat
(dV/dt=0) merik es akkor fejezik be a toltest. A masik modszer az akku
homersekletet figyeli, ekkor majdnem mindegy, hogy NiMH vagy NiCd az akku,
minkettonek jelentosen megemelkedik a homerseklete a toltes vegen (kb. 40
C-ra). Az intelligensebb toltok figyelik az akku homersekletet is, mert a
tul hideg akkut nem szabad nagy arammal tolteni. Ha viszont tul meleg az
akku, akkor nagy arammal toltve akar fel is robbanhat, vagy a muanyag
boritas is karosodhat, megolvadhat, az akku kemiai osszetevoinek
karosodasarol nem is beszelve. Akkor lehet meleg az akku, ha pl. nagy aramu
kisutes utan rogton tolteni akarjuk.
En szemely szerint egy MAX712-vel megepitett toltot hasznalok ceruzaakkuk
toltesere http://pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/MAX712-MAX713.pdf . Ez eleg
egyszeru felepitesu, lehet varialni, hogy mekkora arammal toltse, mekkora
legyen a csepptoltes, a kikapcsolasi ido (ha bizonyos ido mulva sem sikerul
feltolteni az akkut, akkor kikapcsol, nehogy karosdjon vagy az akku vagy a
tolto). Mar kb. ot eve megvan, ket ceruazakkut toltok vele, eddig semmi
gondom nem volt sem az akkukkal, sem a toltovel. A kapcsolas a gyari ajanlas
szerinti, a toltes a kapacitas negyedevel megy (kb. 4-5 ora alatt tolt fel),
es egy 500mA-es dugasztaprol megy.
A gyorstoltessel kapcsolatban: a normal toltes az akku kapacitasanak
1/10-evel (tehat ha 500mAh-s az akku, akkor 50mA-rel) tortenik, altalaban
12-14 oran at a vesztesegek miatt (akku belso ellenallasan elveszo ho, a
kemiai reakcio nem 100%-os hatasfoka, stb.). Gyorstoltesnek akkor nevezzuk a
dolgot, ha ennel joval nagyobb a toltoaram (C/4...4C, ahol C az akku
kapacitasa). A gyorstoltessel tolthetok mind a NiCd, mind a NiMH akkuk. A
NiCd-nal vigyazni kell, hogy nagy aramu toltes (1C vagy afolott) csak az
ugynevezett szintercellas akkuknal lehetseges, ezeknel a cella felepitese
mas egy kicsit (azt hiszem, hogy finomabbak a kristalyszemcsek, de lehet,
hogy most hulyeseget mondtam), mig elvileg a NiMH-nal nincs ilyen korlat. De
ha nem muszaly, akkor inkabb 1C-nel kisebb arammal celszeru tolteni, vagy a
gyartotol adatlapot szerezni, amiben benne van, hogy mik a max adatok.
A Li-ion akkuk technologiaja meg nem annyira kialakult, mint a tobbi akkue,
ezert ahany gyarto, annyi toltesi algoritmus. Mindre jellemzo, hogy konstans
arammal kell tolteni, majd mikor elerte a toltesi vegfeszultseget az akku,
akkor ezt a feszultseget tartani kell bizonyos ideig. Ez a toltoaramkorre
eleg erdekes kovetelmenyeket ro, mert egyszerre kell nagy belso
ellenallasunak (aramgenerator) es kis belso ellenallasunak (fesz gen)
lennie. Az idok, aramok, feszultsegek mind gyartofuggoek, bar a feszultseg
vegyi okokbol valahol 4.1-4.2 volt korul van. Ami nehez, hogy a
feszultseggeneratoros modban kb. 1% pontossaggal kell tartani ezt a bizonyos
feszultseget a teljes feltoltesig. A teljesen kisutott akkut nem szabad csak
csepptoltessel tolteni, amig a cellafeszultseg el nem eri a 2.5V-ot, ezutan
lehet gyorstolteni.
Foleg ez a sokfele algoritmus vezetett el (meg a Li ion akkuk dragasaga es
konnyen tonkrehetosege) az "okos elemek" megjelenesehez. Ezekben minimum egy
EEPROM van, amiben taroljak a toltesi parametereket (aram, csepptolto aram,
vegfeszultseg, idok, stb). Igy ha egy ujfajta akku jelenik meg, nem kell uj
tolto, a regi is tudja tolteni, mert be tudja allitani az osszes parametert.
A megokosabb akkukban van egy belso proci, ami figyeli a cellakat, hogy
egyenletesen legyenek toltve, van-e kozte zarlatos stb, szamolja a betett
ill. kivett toltest es ez alapjan szamolja es kijelzi a kapacitast, a
beepitett felvezetos hovedelem lekapcsolja az akkut, ha pl. rovidzar kerulne
ra vagy felhevulne.
A Maxim Li-ion tolteshez is kinal icket, ez
http://pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/MAX1898.pdf pl. szerintem a leheto
legegyszerubb tolto, 1 cellara.
Itt van meg ket cim, ahol van nehany hasznos info es rajz:
http://dbserv.maxim-ic.com/appnotes.cfm?appnote_number=663 toltesrol, nehany
egyszeru ak.
http://dbserv.maxim-ic.com/appnotes.cfm?appnote_number=666 intelligens
toltok, toltesi eljarasok
Ez megint hosszu lett, de remelem, hogy hasznos.
Imi