ฉันเพิ่งประกอบอุปกรณ์ไร้ประโยชน์อีกชิ้นหนึ่ง :) ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับแบตเตอรี่ AA หรือ AAA - เป็นอุปกรณ์คายประจุที่มีการควบคุมแรงดันไฟฟ้า มีโหมดคายประจุ 2 โหมด ขึ้นอยู่กับความจุของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการปฏิเสธแบตเตอรี่ AA มีการแสดงภาพแรงดันไฟฟ้าที่สะดวกเนื่องจากการควบคุมดำเนินการภายใต้โหลด

เป็นที่ทราบกันดีว่าหากคุณชาร์จแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมที่ยังปล่อยไม่หมดเอฟเฟกต์ "หน่วยความจำ" จะปรากฏขึ้น - ความจุสูงสุดลดลง เพื่อลดอิทธิพลของผลกระทบนี้ ขอแนะนำให้คายประจุแบตเตอรี่ไปที่แรงดันไฟฟ้า 1 V ก่อนที่จะชาร์จ เครื่องชาร์จอัตโนมัติราคาแพงหลายเครื่องจะคายประจุก่อนแล้วจึงชาร์จแบตเตอรี่เท่านั้น แต่เครื่องชาร์จธรรมดาไม่มีฟังก์ชันนี้ การออกแบบนี้จะคายประจุแบตเตอรี่ขนาดมาตรฐาน AA หรือ AAA สองก้อน

ตัวต้านทาน R1 และ R2 ซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับไดโอด VD1 และ VD2 ถูกใช้เป็นองค์ประกอบโหลดสำหรับแบตเตอรี่ ตัวต้านทานจะจำกัดกระแส และไดโอดจะจำกัดแรงดันการคายประจุ ดังนั้นในอุปกรณ์นี้จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะคายประจุแบตเตอรี่ให้เป็นศูนย์

ระดับการคายประจุแบตเตอรี่สามารถกำหนดได้ด้วยสายตาโดยความสว่างของ LED HL1 และคุณยังสามารถติดตั้งตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าของหน้าปัดเพิ่มเติมได้ เลือกความสว่างเริ่มต้นของแสงเรืองแสงโดยใช้ตัวต้านทาน R3 ตัวต้านทาน - ทุกประเภท การกระจายพลังงานของตัวต้านทาน R1, R2 - 0.5 W ถึง 1 W, R3 - 0.125 W ถึง 0.25 W ไดโอดจะต้องเป็นวงจรเรียงกระแสซิลิกอนซึ่งมีกระแสไฟตรงที่ยอมรับได้คือ 1 A ควรใช้ LED เป็นสีแดงและตรวจสอบก่อนว่าส่องสว่างที่แรงดันไฟฟ้า 1.8..1.9 V

เป็นเวลากว่า 4 ปีที่ได้รับใช้ฉันอย่างซื่อสัตย์ เครื่องชาร์จแบบโฮมเมดสำหรับชาร์จแบตเตอรี่ "aa" และ "aaa" (Ni-Mh, Ni-Ca) พร้อมฟังก์ชั่นคายประจุแบตเตอรี่ให้เป็นค่าแรงดันไฟฟ้าคงที่ (1 โวลต์) สร้างหน่วยคายประจุแบตเตอรี่แล้ว เพื่อความเป็นไปได้ในการดำเนินการ CTC(วงจรการควบคุม-การฝึก) พูดง่ายๆ ก็คือ: เพื่อคืนความจุของแบตเตอรี่ถูกโจมตีโดยเครื่องชาร์จจีนที่ไม่ถูกต้องโดยมีสูตรการชาร์จตามลำดับของแบตเตอรี่ 2 หรือ 4 ก้อน ดังที่คุณทราบวิธีการชาร์จนี้จะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลงหากไม่สามารถกู้คืนได้ทันเวลา

ข้อมูลจำเพาะของเครื่องชาร์จ:

• จำนวนช่องชาร์จอิสระ: 4
• จำนวนช่องจำหน่ายอิสระ: 4
• กระแสไฟชาร์จ: 250 (mA)
• กระแสคายประจุ 140 (mA)
• คายประจุ 1 แรงดันไฟฟ้าตัด (V)
• บ่งชี้: นำ

ไม่ได้ประกอบที่ชาร์จเพื่อจัดนิทรรศการ แต่สิ่งที่เรียกจากวิธีการชั่วคราวนั่นคือสินค้าที่อยู่รอบ ๆ ถูกกำจัดทิ้งซึ่งน่าเสียดายที่ต้องทิ้งไปและไม่มีเหตุผลใดที่จะจัดเก็บเป็นพิเศษ

คุณสามารถใช้อะไรสร้างที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ "AA" และ "AAA" ของคุณเองได้:

• กล่องซีดีรอม
• หม้อแปลงไฟฟ้าจากวิทยุ(ย้อนกลับ)
• ทรานซิสเตอร์สนามผลจากมาเธอร์บอร์ดและบอร์ด HDD
• ส่วนประกอบอื่น ๆ ถูกซื้อมาหรือถูกกัด :)

ตามที่ระบุไว้แล้ว การชาร์จประกอบด้วยหลายโหนดที่สามารถอยู่ได้อย่างอิสระโดยสมบูรณ์จากกัน นั่นคือคุณสามารถทำงานกับแบตเตอรี่ 8 ก้อนในเวลาเดียวกัน: ชาร์จจาก 1 ถึง 4 + คายประจุจาก 1 ถึง 4 ภาพถ่ายแสดงให้เห็นว่าตลับแบตเตอรี่ได้รับการติดตั้งภายใต้ฟอร์มแฟกเตอร์ "AA" ใน "แบตเตอรี่แบบปากกา" ของคนทั่วไป หากคุณต้องการใช้งานกับ "แบตเตอรี่แบบปากกาขนาดเล็ก" "AAA" ก็เพียงพอที่จะวาง น็อตลำกล้องขนาดเล็กใต้ขั้วลบ หากต้องการคุณสามารถทำซ้ำกับตัวยึดขนาด "aaa" ได้ การมีอยู่ของแบตเตอรี่ในที่ยึดจะแสดงด้วยไฟ LED (ตรวจสอบการไหลของกระแสไฟฟ้า)

บล็อกการชาร์จ

การชาร์จจะดำเนินการด้วยกระแสไฟฟ้าที่เสถียรแต่ละช่องจะมีโคลงปัจจุบันของตัวเอง เพื่อให้กระแสไฟชาร์จคงที่เมื่อเชื่อมต่อทั้งแบตเตอรี่ 1 และ 2, 3, 4 จะมีการติดตั้งตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบพาราเมตริกที่ด้านหน้าตัวปรับกระแสไฟ โดยธรรมชาติแล้วประสิทธิภาพของโคลงนี้ไม่สูงและคุณจะต้องติดตั้งทรานซิสเตอร์ทั้งหมดบนแผงระบายความร้อน วางแผนการระบายอากาศของเคสและขนาดของหม้อน้ำล่วงหน้า โดยคำนึงถึงว่าในกรณีปิด อุณหภูมิของหม้อน้ำจะสูงกว่าในสถานะถอดประกอบ คุณสามารถอัพเกรดวงจรได้โดยแนะนำความสามารถในการเลือกกระแสไฟชาร์จ ในการทำเช่นนี้จะต้องเสริมวงจรด้วยสวิตช์หนึ่งตัวและตัวต้านทานหนึ่งตัวสำหรับแต่ละช่องซึ่งจะเพิ่มกระแสฐานของทรานซิสเตอร์และเพิ่มกระแสประจุที่ผ่านทรานซิสเตอร์เข้าไปในแบตเตอรี่ ในกรณีของฉัน บล็อกการชาร์จจะติดตั้งโดยใช้การยึดแบบบานพับ

หน่วยคายประจุแบตเตอรี่

หน่วยจ่ายสารมีความซับซ้อนมากขึ้นและต้องการความแม่นยำในการเลือกส่วนประกอบ มันขึ้นอยู่กับประเภทตัวเปรียบเทียบ lm393, lm339 หรือ lp239 ซึ่งฟังก์ชั่นคือการจ่ายสัญญาณ "ลอจิคัล" หรือ "ศูนย์" ไปที่เกตของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม เมื่อทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กเปิดขึ้น มันจะเชื่อมต่อโหลดในรูปแบบของตัวต้านทานเข้ากับแบตเตอรี่ ซึ่งค่านี้จะกำหนดกระแสคายประจุ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงถึงเกณฑ์การปิดเครื่องที่ตั้งไว้คือ 1 (โวลต์) ตัวเปรียบเทียบจะปิดและตั้งค่าศูนย์ตรรกะที่เอาต์พุต ทรานซิสเตอร์ออกมาจากความอิ่มตัวและตัดการเชื่อมต่อโหลดจากแบตเตอรี่ ตัวเปรียบเทียบมีฮิสเทรีซีส ซึ่งทำให้โหลดถูกเชื่อมต่อใหม่ไม่ใช่ที่แรงดันไฟฟ้า 1.01 (V) แต่ที่ 1.1-1.15 (V) คุณสามารถจำลองการทำงานของตัวเปรียบเทียบได้โดยการดาวน์โหลด โดยการเลือกค่าตัวต้านทาน คุณสามารถปรับอุปกรณ์ให้เป็นแรงดันไฟฟ้าที่คุณต้องการได้ ตัวอย่างเช่น: โดยการเพิ่มเกณฑ์การปิดเครื่องเป็น 3 โวลต์ คุณสามารถทำการคายประจุสำหรับแบตเตอรี่ Li-on และ Li-Po
คุณสามารถได้รับการออกแบบให้ใช้ตัวเปรียบเทียบ lm393 ในแพ็คเกจ DIP ตัวเปรียบเทียบจะต้องได้รับพลังงานจากแหล่งกำเนิด 5 โวลต์ที่เสถียร บทบาทของมันจะเล่นโดย TL-431 ที่ขยายโดยทรานซิสเตอร์

บทความนี้เรากำลังเปิดทิศทางใหม่สำหรับไซต์ของเรา: การทดสอบแบตเตอรี่และเซลล์กัลวานิก (หรือพูดง่ายๆ ก็คือแบตเตอรี่)

แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์แต่ละรุ่นกำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ แต่ตลาดสำหรับแบตเตอรี่อเนกประสงค์มาตรฐานยังคงมีขนาดใหญ่มาก โดยให้พลังงานแก่ผลิตภัณฑ์ต่างๆ มากมาย ตั้งแต่ของเล่นเด็กไปจนถึงกล้องราคาไม่แพง และ แฟลชภาพถ่ายระดับมืออาชีพ องค์ประกอบเหล่านี้มีให้เลือกมากมาย เช่น แบตเตอรี่และตัวเก็บประจุประเภท ความจุ ขนาด ยี่ห้อ ฝีมือการผลิต...

ในตอนแรก เราไม่ได้ตั้งเป้าหมายที่จะครอบคลุมแบตเตอรี่ที่มีมากมายทั้งหมด - เราจะจำกัดตัวเองให้อยู่เฉพาะแบตเตอรี่ที่ได้มาตรฐานและแพร่หลายที่สุดเท่านั้น: แบตเตอรี่ทรงกระบอกและแบตเตอรี่นิกเกิล

บทความนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อแนะนำให้คุณรู้จักกับแนวคิดพื้นฐานบางประการเกี่ยวกับแบตเตอรี่ที่เรากำลังวิจัย รวมถึงวิธีการทดสอบและอุปกรณ์ที่เราใช้ อย่างไรก็ตาม เราจะพูดถึงประเด็นทางทฤษฎีและการปฏิบัติมากมายในบทความต่อๆ ไปเกี่ยวกับแบตเตอรี่เฉพาะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำเช่นนี้โดยใช้ "ตัวอย่างสด" จะสะดวกและชัดเจนกว่ามาก

ประเภทของแบตเตอรี่และเซลล์โวลตาอิก

แบตเตอรี่ที่มีเกลืออิเล็กโทรไลต์

แบตเตอรี่ที่มีเกลืออิเล็กโทรไลต์หรือที่เรียกว่าสังกะสี-คาร์บอน (แต่ต่างจากแบตเตอรี่อัลคาไลน์ตรงที่ผู้ผลิตมักจะไม่ระบุคุณสมบัติทางเคมีของตนบนบรรจุภัณฑ์ของแบตเตอรี่เกลือ) เป็นแหล่งพลังงานเคมีที่ถูกที่สุดที่มีจำหน่าย: ราคาของแบตเตอรี่หนึ่งช่วง จากสี่ถึงห้าถึงแปดถึงสิบรูเบิลขึ้นอยู่กับยี่ห้อ

แบตเตอรี่ดังกล่าวเป็นภาชนะทรงกระบอกสังกะสี (ซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งตัวถังและ "ลบ" ของแบตเตอรี่) ตรงกลางมีอิเล็กโทรดคาร์บอน ("บวก") ชั้นของแมงกานีสไดออกไซด์ถูกวางรอบขั้วบวกและช่องว่างที่เหลือระหว่างมันกับผนังของภาชนะจะเต็มไปด้วยแอมโมเนียมคลอไรด์และซิงค์คลอไรด์ที่เจือจางในน้ำ องค์ประกอบของส่วนผสมนี้อาจแตกต่างกันไป: ในแบตเตอรี่พลังงานต่ำจะมีแอมโมเนียมคลอไรด์เป็นส่วนประกอบหลัก และในแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงกว่า (โดยปกติผู้ผลิตจะกำหนดให้เป็น "งานหนัก") ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยซิงค์คลอไรด์

เมื่อแบตเตอรี่กำลังทำงาน สังกะสีที่ใช้สร้างตัวแบตเตอรี่จะค่อยๆ ออกซิไดซ์ ซึ่งส่งผลให้มีรูปรากฏขึ้น - จากนั้นอิเล็กโทรไลต์จะรั่วไหลออกจากแบตเตอรี่ ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ ได้รับการติดตั้งแล้ว อย่างไรก็ตามปัญหาดังกล่าวเป็นเรื่องปกติสำหรับแบตเตอรี่ในประเทศในช่วงที่สหภาพโซเวียตดำรงอยู่เป็นหลัก ในขณะที่แบตเตอรี่สมัยใหม่ได้รับการบรรจุอย่างแน่นหนาในเปลือกนอกเพิ่มเติมและ "รั่ว" น้อยมาก อย่างไรก็ตาม คุณไม่ควรทิ้งแบตเตอรี่ที่หมดไวไว้ในอุปกรณ์เป็นเวลานาน

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น องค์ประกอบทางเคมีของอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่เกลืออาจแตกต่างกันเล็กน้อย - รุ่น "กำลังสูง" จะใช้อิเล็กโทรไลต์ที่มีซิงค์คลอไรด์เป็นส่วนประกอบ อย่างไรก็ตามคำว่า "ทรงพลัง" ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งเหล่านี้สามารถเขียนด้วยเครื่องหมายคำพูดเท่านั้น - แบตเตอรี่เกลือไม่มีชนิดใดที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อรับภาระหนักใด ๆ : ในไฟฉายจะมีอายุการใช้งานหนึ่งในสี่ของชั่วโมง แต่ในกล้อง อาจไม่เพียงพอที่จะขยายเลนส์ด้วยซ้ำ ชะตากรรมของแบตเตอรี่เกลือคือรีโมทคอนโทรล นาฬิกา และเครื่องวัดอุณหภูมิอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งก็คืออุปกรณ์ที่มีการใช้พลังงานไม่เกินหน่วย โดยไม่เกินสิบมิลลิแอมป์

แบตเตอรี่อัลคาไลน์

แบตเตอรี่ประเภทต่อไปคือแบตเตอรี่อัลคาไลน์หรือแมงกานีส ผู้ขายที่ไม่ค่อยมีความสามารถบางรายและแม้แต่ผู้ผลิตก็เรียกพวกเขาว่า "อัลคาไลน์" ซึ่งเป็นกระดาษลอกลายที่บิดเบี้ยวเล็กน้อยจาก "อัลคาไลน์" ในภาษาอังกฤษนั่นคือ "น้ำด่าง"

ราคาของแบตเตอรี่อัลคาไลน์แตกต่างกันไปตั้งแต่สิบถึงสี่สิบถึงห้าสิบรูเบิล (อย่างไรก็ตามประเภทส่วนใหญ่อยู่ในช่วงสูงถึง 25 รูเบิลเฉพาะบางรุ่นที่มีกำลังเพิ่มขึ้นเท่านั้นที่โดดเด่น) และสามารถแยกแยะได้จากเกลือด้วยคำจารึก โดยทั่วไปแล้ว “อัลคาไลน์” จะแสดงในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง " บนบรรจุภัณฑ์ (และบางครั้งก็มีชื่ออยู่ในชื่อ เช่น "GP Super Akali" หรือ "TDK Power Akali")

ขั้วลบของแบตเตอรี่อัลคาไลน์ประกอบด้วยผงสังกะสี - เมื่อเปรียบเทียบกับตัวสังกะสีของเซลล์เกลือ การใช้ผงทำให้คุณสามารถเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยาเคมีได้ และด้วยเหตุนี้จึงใช้กระแสที่จ่ายมาจากแบตเตอรี่ด้วย ขั้วบวกทำจากแมงกานีสไดออกไซด์ ความแตกต่างที่สำคัญจากแบตเตอรี่เกลือคือประเภทของอิเล็กโทรไลต์: ในแบตเตอรี่อัลคาไลน์จะใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นส่วนประกอบ

แบตเตอรี่อัลคาไลน์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานตั้งแต่สิบถึงหลายร้อยมิลลิแอมป์ โดยมีความจุประมาณ 2...3 Ah ซึ่งให้เวลาการทำงานที่สมเหตุสมผลมาก น่าเสียดายที่พวกเขามีข้อเสียที่สำคัญเช่นกัน: ความต้านทานภายในสูง หากคุณโหลดแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟที่สูงมาก แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างมาก และพลังงานส่วนสำคัญจะถูกใช้ไปในการทำความร้อนให้กับแบตเตอรี่ ด้วยเหตุนี้ ความจุที่มีประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อัลคาไลน์จึงขึ้นอยู่กับโหลดเป็นอย่างมาก สมมติว่าหากเมื่อคายประจุด้วยกระแส 0.025 A เราจัดการเพื่อให้ได้ 3 A*h จากแบตเตอรี่ ดังนั้นที่กระแส 0.25 A ความจุจริงจะลดลงเหลือ 2 A*h และด้วยกระแส 1 A จะต่ำกว่า 1 A*h โดยสิ้นเชิง

อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่อัลคาไลน์สามารถทำงานได้เป็นระยะเวลาหนึ่งแม้ภายใต้ภาระหนัก เพียงแต่เวลานี้ค่อนข้างสั้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น หากกล้องดิจิตอลสมัยใหม่ไม่สามารถเปิดโดยใช้แบตเตอรี่เกลือได้ แบตเตอรี่อัลคาไลน์หนึ่งชุดก็เพียงพอสำหรับการใช้งานครึ่งชั่วโมง

อย่างไรก็ตาม หากคุณถูกบังคับให้ใช้แบตเตอรี่อัลคาไลน์ในกล้องของคุณ ให้ซื้อสองชุดพร้อมกันและเปลี่ยนเป็นระยะ ๆ จะช่วยยืดอายุการใช้งานได้เล็กน้อย: หากแบตเตอรี่ที่ปล่อยประจุไฟฟ้าแรงสูงได้รับอนุญาตให้พักได้สักพัก มันจะคืนค่าการชาร์จบางส่วนและจะสามารถทำงานได้นานขึ้นเล็กน้อย ประมาณห้านาที

แบตเตอรี่ลิเธียม

แบตเตอรี่ชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสุดท้ายคือลิเธียม โดยทั่วไปจะมีอัตราทวีคูณของ 3V ดังนั้นแบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่และแบตเตอรี่เกลือและอัลคาไลน์ 1.5V จึงไม่สามารถใช้แทนกันได้ แบตเตอรี่ดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในนาฬิกาและในอุปกรณ์ถ่ายภาพโดยทั่วไป

อย่างไรก็ตาม ยังมีแบตเตอรี่ลิเธียม 1.5 V ที่ผลิตในรูปแบบ AA และ AAA มาตรฐานอีกด้วย ซึ่งสามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ใดๆ ที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่เกลือหรือแบตเตอรี่อัลคาไลน์ทั่วไป ข้อได้เปรียบหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมคือความต้านทานภายในที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่อัลคาไลน์: ความจุขึ้นอยู่กับกระแสโหลดเพียงเล็กน้อย ดังนั้น แม้ว่ากระแสไฟต่ำทั้งแบตเตอรี่อัลคาไลน์และลิเธียมจะมีความจุเท่ากันที่ 3 A*h แต่ถ้าคุณใส่ไว้ในกล้องดิจิตอลที่กินไฟ 1 A แบตเตอรี่อัลคาไลน์จะ "ตาย" ในเวลาประมาณสามสิบนาที แต่แบตเตอรี่ลิเธียม พวกมันจะมีชีวิตอยู่ได้เกือบสามชั่วโมง

ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมคือราคาที่สูง: ไม่เพียงแต่ลิเธียมเองจะมีราคาแพง แต่ยังเนื่องมาจากอันตรายจากการติดไฟเมื่อน้ำเข้าไป การออกแบบของแบตเตอรี่จึงมีความซับซ้อนมากกว่าอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อัลคาไลน์ เป็นผลให้แบตเตอรี่ลิเธียมหนึ่งก้อนมีราคา 100-150 รูเบิลนั่นคือแพงกว่าแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ดีมากสามถึงห้าเท่า แบตเตอรี่ Ni-MH มีราคาพอๆ กัน โดยมีลักษณะการคายประจุคล้ายกับแบตเตอรี่ลิเธียม แต่สามารถอยู่ได้หลายร้อยรอบการชาร์จ-คายประจุ ดังนั้น การซื้อแบตเตอรี่ลิเธียมจะเหมาะสมก็ต่อเมื่อคุณไม่มีที่ไหนเลย ไม่มีเวลา หรือไม่มีเลยที่จะชาร์จแบตเตอรี่ทั่วไป

ใช่เนื่องจากเรากำลังพูดถึงรอบการชาร์จจึงต้องบอกว่าห้ามชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมโดยเด็ดขาด! หากแบตเตอรี่อัลคาไลน์หรือแบตเตอรี่เกลือธรรมดาสามารถรั่วได้มากที่สุด ขณะพยายามชาร์จ แบตเตอรี่ลิเธียมที่ปิดสนิทจะระเบิดเมื่อชาร์จ

นอกจากนี้ นอกเหนือจากคุณสมบัติการคายประจุที่ดีแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมยังมีข้อดีอีกสองประการซึ่งตามกฎแล้วไม่มีนัยสำคัญมาก: ความทนทาน (อายุการเก็บรักษาที่อนุญาตคือ 15 ปีและแบตเตอรี่จะสูญเสียความจุเพียง 10% เท่านั้น) และ ความสามารถในการทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ เมื่อแบตเตอรี่เกลือและแบตเตอรี่อัลคาไลน์ อิเล็กโทรไลต์ก็จะค้าง

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (Ni-Cd)

ทางเลือกหลักสำหรับแบตเตอรี่คือแบตเตอรี่ - แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า กระบวนการทางเคมีที่สามารถย้อนกลับได้: เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับโหลด แบตเตอรี่จะไปในทิศทางเดียว และเมื่อมีการจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้น หากหลังจากใช้งานแล้ว คุณต้องทิ้งแบตเตอรี่และซื้อแบตเตอรี่ใหม่ คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้เต็มความจุเดิม (หรือเกือบเต็ม)

เราจะพิจารณาแบตเตอรี่ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในครัวเรือนขนาดเบา ดังนั้น แบตเตอรี่ตะกั่วกรดหนัก (ทั้งตามตัวอักษรและเป็นรูปเป็นร่าง) ที่พบในรถยนต์ เครื่องจ่ายไฟสำรอง และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีการใช้พลังงานสูงและไม่มีข้อจำกัดพิเศษเกี่ยวกับน้ำหนักและขนาด จะถูกทิ้งไว้ทันที จากบทความของเราในวันนี้ แต่เราจะให้ความสำคัญกับแบตเตอรี่นิกเกิลประเภทต่างๆ มากขึ้น...

แบตเตอรี่นิกเกิลก้อนแรก - หรือที่แม่นยำกว่านั้นคือแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม - ถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Waldmar Jungner ย้อนกลับไปในปี 1899 แต่ในเวลานั้นแบตเตอรี่มีราคาค่อนข้างแพงและยิ่งไปกว่านั้นแบตเตอรี่ไม่ได้ถูกปิดผนึก: เมื่อทำการชาร์จแบตเตอรี่จะปล่อยก๊าซออกมา . เฉพาะในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้นที่สามารถสร้างแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมที่มีวงจรปิดได้: ก๊าซที่ปล่อยออกมาระหว่างการชาร์จจะถูกดูดซับโดยตัวแบตเตอรี่เอง

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีความน่าเชื่อถือและทนทาน (สามารถเก็บไว้ได้นานถึงห้าปีและชาร์จ - หากใช้อย่างถูกต้อง - มากถึง 1,000 ครั้ง) ทำงานได้ดีที่อุณหภูมิต่ำและทนกระแสคายประจุสูงได้อย่างง่ายดายและสามารถชาร์จด้วย ทั้งกระแสต่ำและกระแสสูง

อย่างไรก็ตาม พวกเขาก็ยังมีข้อเสียอยู่มากเช่นกัน ประการแรกความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำ (นั่นคืออัตราส่วนของความจุของเซลล์ต่อปริมาตร) ประการที่สองกระแสไฟฟ้าคายประจุเองที่เห็นได้ชัดเจน (หลังจากจัดเก็บเป็นเวลาหลายเดือนแบตเตอรี่จะต้องชาร์จใหม่ก่อนใช้งาน) ประการที่สาม การใช้แคดเมียมที่เป็นพิษในการออกแบบ และประการที่สี่ เอฟเฟกต์ความจำ

คุ้มค่าที่จะดูรายละเอียดหลังนี้มากขึ้นเนื่องจากเมื่อเราพูดถึงแบตเตอรี่เราจะจำมันได้มากกว่าหนึ่งครั้ง เอฟเฟกต์หน่วยความจำเป็นผลมาจากการละเมิดโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่: ผลึกเริ่มเติบโตในนั้น ลดพื้นผิวที่มีประสิทธิภาพ และความจุของแบตเตอรี่ตามลำดับ เอฟเฟกต์ได้ชื่อมาจากความจริงที่ว่าคริสตัลเติบโตอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้คายประจุจนหมด: ดูเหมือนว่าจะจำได้ว่าครั้งที่แล้วแบตเตอรี่หมดไประดับใด - หากแบตเตอรี่หมดให้พูดเพียง 25% จากนั้น การชาร์จครั้งต่อไปจะคืนค่าความจุไม่ได้ถึง 100% แต่น้อยกว่า เพื่อต่อสู้กับเอฟเฟกต์หน่วยความจำ ขอแนะนำให้คายประจุแบตเตอรี่จนหมดก่อนทำการชาร์จ ซึ่งจะทำลายคริสตัลที่สร้างและฟื้นฟูความจุของแบตเตอรี่ ในบรรดาแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ ที่มีจำหน่าย แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมเป็นแบตเตอรี่ที่ไวต่อผลกระทบของหน่วยความจำมากที่สุด

อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี การใช้แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมยังคงสมเหตุสมผล เนื่องจากมีต้นทุนที่ต่ำ ความทนทาน และความสามารถในการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำโดยไม่มีผลกระทบด้านลบต่อแบตเตอรี่

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH)

แม้จะอยู่ใกล้ชั้นวางในร้าน แต่ในอดีตมีช่องว่างระหว่างแบตเตอรี่ Ni-Cd และ Ni-MH โดยแบตเตอรี่รุ่นหลังได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษ 1980 เท่านั้น สิ่งที่น่าสนใจคือมีการศึกษาความเป็นไปได้ในการเก็บไฮโดรเจนสำหรับแบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจนที่ใช้ในเทคโนโลยีอวกาศในตอนแรก แต่ด้วยเหตุนี้เราจึงได้รับแบตเตอรี่ประเภทหนึ่งที่พบมากที่สุดในชีวิตประจำวัน

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ต่างจากแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมตรงที่ไม่มีโลหะหนัก ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่เหล่านี้ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการพิเศษเมื่อกำจัดทิ้ง อย่างไรก็ตาม นี่ยังห่างไกลจากข้อได้เปรียบเพียงอย่างเดียวของพวกเขา: จากมุมมองของผู้บริโภคนั่นคือคุณและฉัน สิ่งสำคัญกว่านั้นคือแบตเตอรี่ Ni-MH ที่มีขนาดเท่ากันจะมีความจุมากกว่าสองถึงสามเท่า - สำหรับ แบตเตอรี่รูปแบบ AA ทั่วไปมีความจุสูงถึง 2500-2700 mAh*h เทียบกับ 800-1000 mA*h สำหรับนิกเกิลแคดเมียม

นอกจากนี้แบตเตอรี่ Ni-MH ก็ไม่ได้รับผลกระทบจากหน่วยความจำเช่นกัน แม่นยำยิ่งขึ้นว่าผู้ผลิตกำลังลดอิทธิพลลงทุกปี - ดังนั้นแม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วผลกระทบจะมีอยู่ในแบตเตอรี่ Ni-MH เช่นกัน แต่ในทางปฏิบัติไม่มีนัยสำคัญในรุ่นสมัยใหม่ อย่างไรก็ตามเราจะไม่พึ่งพาผู้ผลิตในทุกสิ่งและในบทความถัดไปของเราเราจะพยายามประเมินอิทธิพลของเอฟเฟกต์หน่วยความจำด้วยตัวเราเอง

น่าเสียดายที่แบตเตอรี่ Ni-MH มีปัญหาของตัวเอง ประการแรกพวกเขามีกระแสคายประจุเองที่สูงกว่า (อย่างไรก็ตามเราจะพูดถึงเรื่องนี้อีกครั้งในภายหลัง) เมื่อเทียบกับ Ni-Cd และประการที่สองแม้ว่าจำนวนรอบการชาร์จจะสูงถึง 1,000 รอบ แต่ความจุของแบตเตอรี่ที่ลดลงก็สามารถทำได้ สังเกตหลังจาก 200 300 รอบ ประการที่สาม กระแสคายประจุสูงเกินไปและการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำจะลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลงอย่างมาก

อย่างไรก็ตามในแง่ของคุณสมบัติทั้งหมด - ต้นทุนความน่าเชื่อถือความจุความง่ายในการบำรุงรักษา - ในขณะนี้แบตเตอรี่ Ni-MH เป็นหนึ่งในแบตเตอรี่ที่ดีที่สุดซึ่งนำไปสู่การใช้ในอุปกรณ์ในครัวเรือนจำนวนมาก

เมื่อเร็ว ๆ นี้แบตเตอรี่ Ni-MH แบบ "พร้อมใช้งาน" ก็มีวางจำหน่ายเช่นกัน พวกเขาแตกต่างจากแบตเตอรี่ทั่วไปในเรื่องกระแสคายประจุเองต่ำ - ผู้ผลิตมั่นใจว่าภายในหกเดือนแบตเตอรี่จะสูญเสียความจุไม่เกิน 10% และในหนึ่งปี - ไม่เกิน 15% (สำหรับการเปรียบเทียบ Ni ปกติ -แบตเตอรี่ MH จะหมดลง 20...30% ในหนึ่งเดือนและสำหรับปี – เหลือศูนย์) ดังนั้นชื่อ: ผู้ผลิตกำลังชาร์จแบตเตอรี่เหล่านี้จะไม่มีเวลาคายประจุจนหมดก่อนที่คุณจะซื้อในร้านค้า ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้งานได้ทันทีหลังจากซื้อโดยไม่ต้องชาร์จเบื้องต้น ข้อเสียของแบตเตอรี่ประเภทนี้คือความจุน้อยกว่า โดยเซลล์รูปแบบ AA มีความจุ 2000...2100 mAh เทียบกับ 2600...2700 mAh สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH ทั่วไป

ที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd และ Ni-MH

หลักการชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd และ Ni-MH นั้นคล้ายกันมาก - ด้วยเหตุนี้เครื่องชาร์จสมัยใหม่จึงรองรับทั้งสองประเภทพร้อมกันตามกฎแล้ว วิธีการชาร์จและประเภทของเครื่องชาร์จสามารถแบ่งได้เป็น 4 กลุ่ม ในทุกกรณี เราจะระบุกระแสการชาร์จผ่านความจุของแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่น คำแนะนำในการชาร์จด้วยกระแส "0.1C" หมายความว่าแบตเตอรี่ที่มีความจุ 2,700 mAh ในวงจรดังกล่าวจะสอดคล้องกับกระแส 270 mA (0.1 * 2700 = 270) และแบตเตอรี่ที่มีความจุ 1400 mAh – 140 mA

กระแสไฟชาร์จช้า 0.1C

วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าแบตเตอรี่สมัยใหม่สามารถทนต่อการชาร์จไฟเกินได้อย่างง่ายดาย (นั่นคือความพยายามที่จะ "เติม" ด้วยพลังงานมากกว่าที่แบตเตอรี่จะเก็บได้) หากกระแสไฟชาร์จไม่เกิน 0.1C หากกระแสไฟฟ้าเกินค่านี้ แบตเตอรี่อาจทำงานล้มเหลวเมื่อชาร์จเกิน

ดังนั้นเครื่องชาร์จกระแสไฟต่ำจึงไม่จำเป็นต้องควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ: ไม่มีอะไรผิดปกติกับระยะเวลาที่มากเกินไป แบตเตอรี่จะกระจายพลังงานส่วนเกินออกไปในรูปของความร้อน ที่ชาร์จที่เหมาะสมมีราคาถูกและมีจำหน่ายทั่วไป ในการชาร์จแบตเตอรี่ ก็เพียงพอที่จะปล่อยแบตเตอรี่ไว้ในเครื่องชาร์จดังกล่าวเป็นเวลาอย่างน้อย 1.6 * C/I โดยที่ C คือความจุของแบตเตอรี่ I คือกระแสไฟชาร์จ สมมติว่าถ้าเราใช้เครื่องชาร์จที่มีกระแส 200 mA รับประกันว่าแบตเตอรี่ที่มีความจุ 2700 mAh จะชาร์จใน 1.6 * 2700/200 = 21 ชั่วโมง 36 นาที เกือบหนึ่งวัน... โดยทั่วไปข้อเสียเปรียบหลักของเครื่องชาร์จดังกล่าวนั้นชัดเจน - เวลาในการชาร์จมักจะเกินค่าที่สมเหตุสมผล

อย่างไรก็ตามหากคุณไม่รีบร้อนเครื่องชาร์จดังกล่าวก็มีสิทธิที่จะมีชีวิตอยู่ได้ สิ่งสำคัญคือหากคุณใช้แบตเตอรี่ความจุต่ำจับคู่กับเครื่องชาร์จรุ่นใหม่ ให้ตรวจสอบว่ากระแสไฟชาร์จ (และต้องระบุไว้ในคุณลักษณะของเครื่องชาร์จ) ไม่เกิน 0.1C นอกจากนี้ยังควรพิจารณาด้วยว่าการชาร์จช้าจะส่งผลต่อหน่วยความจำของแบตเตอรี่

ชาร์จด้วยกระแสไฟ 0.2...0.5C โดยไม่มีการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ

เครื่องชาร์จดังกล่าวแม้จะหายาก แต่ก็ยังพบได้ - ส่วนใหญ่อยู่ในสินค้าจีนราคาถูก ที่กระแสไฟ 0.2...0.5C อุปกรณ์เหล่านี้ไม่มีการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จเลย หรือมีเพียงแค่ตัวจับเวลาในตัวที่จะปิดแบตเตอรี่หลังจากเวลาที่กำหนดเท่านั้น

ใช้ความทรงจำที่คล้ายกัน ไม่แนะนำอย่างแน่นอน: เนื่องจากไม่สามารถควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จได้ ในกรณีส่วนใหญ่ แบตเตอรี่จะมีประจุต่ำหรือเกิน ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลงอย่างมาก หากคุณประหยัดค่าที่ชาร์จ คุณจะเสียเงินค่าแบตเตอรี่

การชาร์จกระแสสูงถึง 1C พร้อมการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ

เครื่องชาร์จประเภทนี้เป็นสากลที่สุดสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน: ในด้านหนึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่ในเวลาที่เหมาะสม (จากหนึ่งครึ่งถึงสี่ถึงหกชั่วโมงขึ้นอยู่กับเครื่องชาร์จและแบตเตอรี่เฉพาะ) ในอีกด้านหนึ่ง ควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จในโหมดอัตโนมัติได้อย่างชัดเจน

วิธีการทั่วไปในการตรวจสอบการสิ้นสุดการชาร์จคือโดยแรงดันไฟตก ซึ่งมักเรียกว่า "วิธี dV/dt", "วิธีเดลต้าเชิงลบ" หรือ "วิธี -ΔV" ประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าระหว่างการชาร์จทั้งหมด แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ แต่เมื่อแบตเตอรี่เต็มความจุ แรงดันไฟฟ้าจะลดลงชั่วครู่ การเปลี่ยนแปลงนี้มีขนาดเล็กมาก แต่ก็ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะตรวจจับได้ - และเมื่อตรวจพบแล้วให้หยุดการชาร์จ

ผู้ผลิตอุปกรณ์ชาร์จหลายรายยังระบุ "การควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์" ไว้ในข้อกำหนดด้วย - แต่โดยพื้นฐานแล้วมันเหมือนกับการควบคุมเดลต้าเชิงลบ: หากมีอยู่ จะดำเนินการโดยไมโครโปรเซสเซอร์เฉพาะทาง

อย่างไรก็ตาม การควบคุมแรงดันไฟฟ้าไม่ได้มีเพียงการควบคุมเดียวเท่านั้น เมื่อแบตเตอรี่สะสมความจุเต็ม ความดันและอุณหภูมิของเคสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งสามารถควบคุมได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ การวัดแรงดันไฟฟ้าเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในทางเทคนิค ดังนั้นวิธีการอื่นๆ ในการตรวจสอบการสิ้นสุดการชาร์จจึงหาได้ยาก

นอกจากนี้ ที่ชาร์จคุณภาพสูงจำนวนมากยังมีกลไกป้องกันสองประการ: การควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่และตัวจับเวลาในตัว ครั้งแรกจะหยุดการชาร์จหากอุณหภูมิเกินขีดจำกัดที่อนุญาต ครั้งที่สอง - หากการหยุดการชาร์จด้วยเดลต้าลบจะไม่ทำงานภายในเวลาที่เหมาะสม ทั้งสองสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้หากเราใช้แบตเตอรี่เก่าหรือแบตเตอรี่คุณภาพต่ำ

หลังจากชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟสูงเสร็จแล้ว เครื่องชาร์จที่ "สมเหตุสมผล" ที่สุดจะยังคงชาร์จต่อไปด้วยกระแสไฟต่ำ (น้อยกว่า 0.1C) เป็นระยะเวลาหนึ่ง ซึ่งจะช่วยให้คุณได้รับความจุสูงสุดที่เป็นไปได้จากแบตเตอรี่ ไฟแสดงการชาร์จบนอุปกรณ์มักจะดับลง แสดงว่าขั้นตอนการชาร์จหลักเสร็จสมบูรณ์แล้ว

มีปัญหาสองประการกับอุปกรณ์ดังกล่าว ประการแรกไม่ใช่ทั้งหมดที่สามารถ "จับ" โมเมนต์แรงดันไฟฟ้าตกด้วยความแม่นยำเพียงพอ - แต่อนิจจาสามารถตรวจสอบได้ด้วยการทดลองเท่านั้น ประการที่สอง แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมักจะออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ 2 หรือ 4 ก้อน แต่ส่วนใหญ่ไม่ได้ชาร์จแบตเตอรี่เหล่านี้แยกจากกัน

ตัวอย่างเช่น หากคำแนะนำสำหรับเครื่องชาร์จระบุว่าสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ 2 หรือ 4 ก้อนในเวลาเดียวกันเท่านั้น (แต่ไม่ใช่ 1 หรือ 3 ก้อน) แสดงว่ามีช่องชาร์จแยกกันเพียงสองช่องเท่านั้น แต่ละช่องมีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 3 V และแบตเตอรี่เชื่อมต่ออยู่เป็นคู่และเป็นอนุกรม มีสองผลที่ตามมาจากนี้ สิ่งที่ชัดเจนคือคุณจะไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้แม้แต่ก้อนเดียวในที่ชาร์จดังกล่าว (และสมมติว่าคนรับใช้ที่ต่ำต้อยของคุณใช้เครื่องเล่น MP3 ที่ใช้แบตเตอรี่ AAA หนึ่งก้อนทุกวัน) ไม่ชัดเจนนักก็คือการสิ้นสุดการควบคุมการชาร์จจะดำเนินการเท่านั้น สำหรับคู่รักแบตเตอรี่ หากคุณใช้แบตเตอรี่ที่ไม่ได้ใหม่มากนัก เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยี แบตเตอรี่บางส่วนอาจมีอายุเร็วกว่าแบตเตอรี่อื่นๆ เล็กน้อย และหากคู่หนึ่งมีแบตเตอรี่สองก้อนที่มีระดับอายุต่างกัน เครื่องชาร์จดังกล่าวก็จะชาร์จน้อยเกินไป พวกเขาหรือคิดมากเกินไปครั้งที่สอง แน่นอนว่าสิ่งนี้จะทำให้อัตราการแก่ของทั้งคู่รุนแรงขึ้นเท่านั้น

ที่ชาร์จที่ "ถูกต้อง" ควรช่วยให้คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ตามจำนวนที่ต้องการ - หนึ่ง สอง สาม หรือสี่ก้อน และในทางที่ดีควรมีไฟแสดงการสิ้นสุดการชาร์จแยกต่างหากสำหรับแบตเตอรี่แต่ละก้อนด้วย (ไม่เช่นนั้นไฟสัญญาณจะดับลงเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ก้อนสุดท้าย ). เฉพาะในกรณีนี้ คุณจะรับประกันได้ว่าแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะได้รับการชาร์จจนเต็มความจุ โดยไม่คำนึงถึงสภาพของแบตเตอรี่อื่น ตัวบ่งชี้การชาร์จแบบแยกยังช่วยให้คุณจับแบตเตอรี่ที่เสียก่อนเวลาอันควรได้: หากใช้องค์ประกอบสี่อย่างร่วมกัน ชิ้นหนึ่งจะชาร์จนานกว่าหรือเร็วกว่าชิ้นอื่นมาก มันจะเป็นจุดอ่อนของแบตเตอรี่ทั้งหมด

เครื่องชาร์จแบบหลายช่องมีคุณสมบัติที่ดีอีกประการหนึ่ง: ในหลาย ๆ เครื่องเมื่อชาร์จแบตเตอรี่เพียงครึ่งเดียวคุณสามารถเลือกความเร็วในการชาร์จได้ ตัวอย่างเช่น เครื่องชาร์จ Sanyo NC-MQR02 ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ AA สี่ก้อนเมื่อชาร์จแบตเตอรี่หนึ่งหรือสองก้อนทำให้คุณสามารถเลือกกระแสการชาร์จระหว่าง 1275 mA (เมื่อติดตั้งแบตเตอรี่ในช่องด้านนอก) และ 565 mA (เมื่อติดตั้งใน ช่องตรงกลาง) เมื่อติดตั้งแบตเตอรี่สามหรือสี่ก้อน แบตเตอรี่จะถูกชาร์จด้วยกระแส 565 mA

นอกจากความสะดวกในการใช้งานแล้ว เครื่องชาร์จประเภทนี้ยัง "มีประโยชน์" ที่สุดสำหรับแบตเตอรี่ด้วย การชาร์จด้วยกระแสไฟเฉลี่ยพร้อมการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จด้วยเดลต้าลบจะเหมาะสมที่สุดจากมุมมองของการเพิ่มอายุการใช้งานของ แบตเตอรี่

คลาสย่อยที่แยกจากกันของเครื่องชาร์จแบบเร็วคือเครื่องชาร์จที่มีการคายประจุแบตเตอรี่ล่วงหน้า สิ่งนี้ทำเพื่อต่อสู้กับเอฟเฟกต์หน่วยความจำและมีประโยชน์มากสำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd: เครื่องชาร์จจะทำให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่หมดในครั้งแรกและหลังจากนั้นจะเริ่มชาร์จเท่านั้น สำหรับ Ni-MH ยุคใหม่ การฝึกอบรมดังกล่าวไม่จำเป็นอีกต่อไป

การชาร์จด้วยกระแสมากกว่า 1C พร้อมการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ

และสุดท้าย วิธีสุดท้ายคือการชาร์จแบบเร็วพิเศษ ซึ่งกินเวลาตั้งแต่ 15 นาทีถึงหนึ่งชั่วโมง โดยมีการควบคุมการชาร์จอีกครั้งโดยใช้เดลต้าแรงดันลบ เครื่องชาร์จดังกล่าวมีข้อดีสองประการ: ประการแรก คุณจะได้รับแบตเตอรี่ที่ชาร์จเกือบจะในทันที และประการที่สอง การชาร์จที่เร็วเป็นพิเศษช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงผลกระทบของหน่วยความจำได้เป็นส่วนใหญ่

อย่างไรก็ตามก็มีข้อเสียเช่นกัน ประการแรก แบตเตอรี่บางชนิดไม่สามารถทนทานต่อการชาร์จอย่างรวดเร็วได้ดี: รุ่นคุณภาพต่ำที่มีความต้านทานภายในสูงอาจทำให้ร้อนเกินไปในโหมดนี้จนกว่าจะล้มเหลว ประการที่สอง การชาร์จอย่างรวดเร็วมาก (15 นาที) อาจส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ อีกครั้ง เนื่องจากแบตเตอรี่มีความร้อนมากเกินไประหว่างการชาร์จ ประการที่สาม การชาร์จดังกล่าวจะ "เติม" แบตเตอรี่ได้มากถึง 90...95% ของความจุ - หลังจากนั้นเพื่อให้ได้ความจุ 100% จำเป็นต้องมีการชาร์จเพิ่มเติมด้วยกระแสไฟต่ำ (อย่างไรก็ตามเครื่องชาร์จที่เร็วส่วนใหญ่จะทำเช่นนี้)

อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการชาร์จแบตเตอรี่ที่เร็วเป็นพิเศษ การซื้อที่ชาร์จแบบ "15 นาที" หรือ "ครึ่งชั่วโมง" ก็เป็นตัวเลือกที่ดี แน่นอนคุณต้องใช้แบตเตอรี่คุณภาพสูงจากผู้ผลิตรายใหญ่เท่านั้นและนำสำเนาที่ใช้แล้วออกจากแบตเตอรี่ทันที

หากคุณพอใจกับระยะเวลาการชาร์จหลายชั่วโมง เครื่องชาร์จที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้าที่มีกระแสไฟชาร์จน้อยกว่า 1C และการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จด้วยแรงดันเดลต้าลบจะยังคงเหมาะสมที่สุด

อีกประเด็นหนึ่งคือความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ชาร์จกับแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ ที่ชาร์จสำหรับ Ni-MH และ Ni-Cd มักจะเป็นแบบสากล: อุปกรณ์ใดก็ได้ที่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ของทั้งสองประเภทนี้ได้ เครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH ที่มีการสิ้นสุดการชาร์จที่แรงดันเดลต้าลบแม้ว่าจะไม่ได้ระบุไว้โดยตรง แต่ก็สามารถทำงานร่วมกับแบตเตอรี่ Ni-Cd ได้ แต่ในทางกลับกัน - อนิจจา ประเด็นก็คือว่าแรงดันไฟกระชากซึ่งเป็นเดลต้าลบเดียวกันนั้น สำหรับ Ni-MH นั้นเล็กกว่า Ni-Cd อย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นไม่ใช่ว่าเครื่องชาร์จทุกเครื่องที่กำหนดค่าให้ทำงานกับ Ni-Cd จะสามารถ "สัมผัส" การกระชากของ Ni- เอ็มเอช.

สำหรับแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ รวมถึงลิเธียมไอออนและกรดตะกั่ว เครื่องชาร์จเหล่านี้ไม่เหมาะสมโดยพื้นฐาน - แบตเตอรี่ดังกล่าวมีรูปแบบการชาร์จที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

วิธีการทดสอบ

ในกระบวนการทดสอบแบตเตอรี่และเซลล์โวลตาอิกในห้องปฏิบัติการของเรา เราจะวัดพารามิเตอร์ต่อไปนี้ ซึ่งสำคัญที่สุดในการพิจารณาทั้งคุณภาพของเซลล์ (นั่นคือ การปฏิบัติตามคำสัญญาของผู้ผลิต) และขอบเขตที่เหมาะสม​​ ใช้:

ความจุในโหมดการปล่อยต่างๆ
ค่าความต้านทานภายใน
ค่าการคายประจุเอง (สำหรับแบตเตอรี่เท่านั้น)
การมีอยู่ของเอฟเฟกต์หน่วยความจำ (สำหรับแบตเตอรี่เท่านั้น)

แน่นอนว่าส่วนหลักของม้านั่งทดสอบคือโหลดที่ปรับได้ซึ่งช่วยให้คุณสามารถคายประจุแบตเตอรี่ได้มากถึงสี่ก้อนที่กระแสไฟที่กำหนดในเวลาเดียวกัน

ในการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าขององค์ประกอบทั้งสี่ จะใช้เครื่องบันทึกดิจิทัล Velleman PCS10 ซึ่งเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านอินเทอร์เฟซ USB ข้อผิดพลาดในการวัดไม่เกิน 1% (ข้อผิดพลาดของเครื่องบันทึกคือ 3% แต่เราปรับเทียบแต่ละช่องสัญญาณเพิ่มเติม ทำการแก้ไขข้อมูลสุดท้ายอย่างเหมาะสม) ความละเอียดในการวัดแรงดันไฟฟ้าคือ 12 mV ความถี่ในการวัดคือ 250 ms

แผนภาพการติดตั้งค่อนข้างง่าย: เหล่านี้คือตัวปรับกระแสไฟสี่ตัวแยกกันที่ทำบนแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน LM324 (ชิปนี้ประกอบด้วยออปแอมป์สี่ตัวในแพ็คเกจเดียว) และทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม IRL3502 ตัวปรับเสถียรทั้งหมดถูกควบคุมโดยตัวต้านทานผันแปรแบบหลายรอบหนึ่งตัว ดังนั้นกระแสบนตัวเหล่านั้นจึงถูกตั้งค่าพร้อมกัน ซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการตั้งค่าการติดตั้งสำหรับการทดสอบเฉพาะและลดข้อผิดพลาดในการตั้งค่ากระแสด้วยตนเอง ขีดจำกัดการเปลี่ยนแปลงโหลดที่เป็นไปได้คือตั้งแต่ 0 ถึง 3 A ต่อแบตเตอรี่

ในการวัดแรงดันไฟฟ้านั้น จะมีการประกอบแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลสี่ตัวบนชิป LM324 อีกตัวหนึ่งซึ่งอินพุตจะเชื่อมต่อโดยตรงกับหน้าสัมผัสของบล็อกที่ติดตั้งแบตเตอรี่ซึ่งจะช่วยขจัดข้อผิดพลาดที่เกิดจากการสูญเสียของสายเชื่อมต่อโดยสิ้นเชิง จากเอาต์พุตของดิฟเฟอเรนเชียลแอมพลิฟายเออร์สัญญาณจะถูกส่งไปยังเครื่องบันทึก

นอกจากนี้วงจรยังมีเครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมซึ่งไม่แสดงในรูปด้านบนซึ่งจะเปิดเป็นระยะ ๆ จากนั้นจะปิดโหลดโดยสมบูรณ์ ระยะเวลาของ "ศูนย์" ที่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ 6.0 วินาที ระยะเวลาของ "หนึ่ง" คือ 2.25 วินาที เครื่องกำเนิดไฟฟ้าช่วยให้คุณสามารถทดสอบแบตเตอรี่ในโหมดการทำงานด้วยโหลดพัลซิ่งและโดยเฉพาะอย่างยิ่งกำหนดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

นอกจากนี้รูปด้านบนไม่แสดงวงจรจ่ายไฟของการติดตั้ง: เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์, แรงดันเอาต์พุต (+12 V) จะลดลงเหลือ +9 V โดยโคลงบนชิป 78L09 และ -9 V แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ของ op-amp สร้างขึ้นโดยตัวแปลงแบบคาปาซิทีฟบนชิป ICL7660 อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้เป็นความแตกต่างที่ไม่มีนัยสำคัญอยู่แล้วซึ่งเราจะพูดคุยกันเฉพาะเพื่อป้องกันคำถามล่วงหน้าเกี่ยวกับความถูกต้องของการวัดที่อาจเกิดขึ้นจากผู้อ่านที่มีความรู้ด้านอิเล็กทรอนิกส์

เพื่อระบายความร้อนให้กับทรานซิสเตอร์กำลัง วงจรป้อนกลับ และแบตเตอรี่จริงที่กำลังทดสอบ การติดตั้งทั้งหมดจะถูกเป่าด้วยพัดลมมาตรฐาน 12 โวลต์ขนาด 80x80x20 มม.

โปรแกรมพิเศษถูกเขียนขึ้นเพื่อรับและประมวลผลข้อมูลจากเครื่องบันทึกโดยอัตโนมัติ โชคดีที่ Velleman จัดหา SDK และชุดไลบรารีที่ใช้งานง่ายให้กับอุปกรณ์จำนวนมาก โปรแกรมนี้ช่วยให้คุณสามารถพล็อตกราฟแรงดันไฟฟ้าบนแบตเตอรี่แบบเรียลไทม์ โดยขึ้นอยู่กับเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่เริ่มการทดสอบ และยังคำนวณ – เมื่อสิ้นสุดการทดสอบ – ความจุของแบตเตอรี่เหล่านั้นด้วย เห็นได้ชัดว่าค่าหลังเท่ากับผลคูณของกระแสคายประจุและเวลาที่องค์ประกอบถึงขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าล่าง

ขอบเขตจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับประเภทขององค์ประกอบและเงื่อนไขการปล่อย สำหรับแบตเตอรี่ที่มีกระแสไฟต่ำนี่คือ 1.0 V - เป็นไปไม่ได้เลยที่จะปล่อยประจุไว้ด้านล่างเนื่องจากอาจทำให้องค์ประกอบเสียหายอย่างถาวร ที่กระแสสูง ขีดจำกัดล่างจะลดลงเหลือ 0.9 V เพื่อให้คำนึงถึงความต้านทานภายในของแบตเตอรี่อย่างเหมาะสม

สำหรับแบตเตอรี่ ขีดจำกัดการคายประจุสองค่ามีความหมายในทางปฏิบัติ ในอีกด้านหนึ่งองค์ประกอบจะถือว่าว่างเปล่าโดยสมบูรณ์หากแรงดันไฟฟ้าตกถึง 0.7 V ดังนั้นจึงมีเหตุผลที่จะวัดความจุอย่างแม่นยำหลังจากถึงระดับนี้ ในทางกลับกัน อุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่บางชนิดไม่สามารถทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 0.9 V ได้ ดังนั้นจึงมีความสำคัญในทางปฏิบัติเช่นกันเมื่อแบตเตอรี่หมดลงถึงระดับนี้ ในการทดสอบของเราเราจะให้ค่าทั้งสองนี้ - แม้ว่าองค์ประกอบหลายอย่างจะถึงระดับ 1.0 V แล้วคายประจุอย่างรวดเร็ว แต่ก็มีองค์ประกอบที่อยู่ระหว่าง 0.7 V ถึง 0.9 V เป็นเวลานาน

ดังนั้นเมื่อติดตั้งแบตเตอรี่แล้วตั้งค่ากระแสที่ต้องการและเปิดเครื่องบันทึกเราจึงเริ่มการทดสอบ สำหรับแบตเตอรี่แต่ละประเภท มีการเลือกโหมดการคายประจุหลายโหมดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจและเป็นลักษณะเฉพาะที่สุด

สำหรับแบตเตอรี่คือ:

การคายประจุด้วยกระแสตรงต่ำ: 250 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA, 100 mA สำหรับรูปแบบ AAA;
คายประจุด้วยกระแสตรงสูง: 750 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA, 300 mA สำหรับรูปแบบ AAA;

สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH นี่คือ:

คายประจุด้วยกระแสตรงต่ำ: 500 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA, 200 mA สำหรับรูปแบบ AAA;
คายประจุด้วยกระแสตรงสูง: 2500 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA, 1,000 mA สำหรับรูปแบบ AAA;
การคายประจุด้วยกระแสพัลส์: ระยะเวลาพัลส์ 2.25 วินาที, ระยะเวลาหยุดชั่วคราว 6.0 วินาที, แอมพลิจูดกระแส 2500 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA และ 1000 mA สำหรับรูปแบบ AAA

สำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd ในรูปแบบ AA โหมดการคายประจุจะเหมือนกับแบตเตอรี่ Ni-MH ในรูปแบบ AAA โดยคำนึงถึงความจุเล็กน้อยที่คล้ายกันของตัวแรกและตัวที่สอง

หากเมื่อทำการทดสอบแบตเตอรี่ทุกอย่างเป็นเรื่องง่าย - ฉันพิมพ์บรรจุภัณฑ์ ใส่แบตเตอรี่เข้าไปในเครื่อง เริ่มการทดสอบ - จะต้องเตรียมแบตเตอรี่ก่อน เนื่องจากแบตเตอรี่ทั้งหมดยกเว้นซีรีส์ "พร้อมใช้งาน" ที่กล่าวถึงข้างต้น จะถูกปล่อยออกมาจนหมด ณ เวลาที่ซื้อ ดังนั้นการทดสอบแบตเตอรี่จึงดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามรูปแบบดังต่อไปนี้

การวัดความจุคงเหลือที่กระแสต่ำ (เฉพาะรุ่น "พร้อมใช้งาน")
ที่ชาร์จ;
การปล่อยกระแสไฟฟ้าสูงโดยไม่มีความสามารถในการวัด (การฝึกอบรม)
ที่ชาร์จ;
กระแสไฟสูงพร้อมการวัดความจุ
ที่ชาร์จ;
การปล่อยกระแสพัลซิ่งพร้อมการวัดความจุ
ที่ชาร์จ;
กระแสไฟต่ำพร้อมการวัดความจุ
ที่ชาร์จ;
การสัมผัสเป็นเวลา 7 วัน;
การคายประจุกระแสไฟฟ้าต่ำพร้อมการวัดความจุ - จากนั้นผลลัพธ์จะถูกเปรียบเทียบกับที่ได้รับในขั้นตอนก่อนหน้าและคำนวณเปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียความจุเนื่องจากการคายประจุเองเป็นเวลา 1 สัปดาห์

ในการทดสอบแบตเตอรี่ เราใช้เซลล์หนึ่งเซลล์ของแต่ละยี่ห้อในแต่ละขั้นตอน ในการทดสอบแบตเตอรี่ - อย่างน้อยสองเซลล์ของแต่ละยี่ห้อ

ในการชาร์จแบตเตอรี่ เราใช้เครื่องชาร์จ Sanyo NC-MQR02

นี่คือเครื่องชาร์จแบบชาร์จเร็วที่ควบคุมแรงดันเดลต้าลบและอุณหภูมิของแบตเตอรี่ ช่วยให้คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ AA ได้ตั้งแต่หนึ่งถึงสี่ก้อน (รวมกันตามต้องการ) รวมถึงแบตเตอรี่ AAA หนึ่งหรือสองก้อน อดีตสามารถชาร์จได้ทั้งกระแส 565 mA และ 1275 mA (หากมีแบตเตอรี่ไม่เกินสองก้อน) ส่วนหลัง - ด้วยกระแส 310 mA ต่อเซลล์ ในการใช้งานเป็นประจำเป็นเวลาหลายปี เครื่องชาร์จนี้ได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่ามีประสิทธิภาพสูงและเข้ากันได้กับแบตเตอรี่ทุกชนิด ซึ่งนำไปสู่การเลือกทดสอบ เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียความจุเนื่องจากการคายประจุในตัว ในการทดสอบทั้งหมด ยกเว้นการทดสอบการคายประจุในตัว แบตเตอรี่จะถูกชาร์จทันทีก่อนเริ่มการวัด

การวัดกระแสตรงจะให้ภาพเชิงตรรกะ (ตัวอย่างแสดงในกราฟด้านบน): แรงดันไฟฟ้าบนองค์ประกอบต่างๆ ลดลงอย่างรวดเร็วในนาทีแรกของการทดสอบ จากนั้นถึงระดับคงที่ไม่มากก็น้อย และเมื่อสิ้นสุดการทดสอบ เมื่อประจุเปอร์เซ็นต์สุดท้ายจะลดลงอย่างรวดเร็วอีกครั้ง

การวัดโดยใช้กระแสพัลซิ่งนั้นค่อนข้างจะธรรมดาน้อยกว่า รูปด้านบนแสดงส่วนที่ขยายใหญ่ขึ้นอย่างมากของกราฟที่ได้รับในการทดสอบดังกล่าว: แรงดันไฟฟ้าตกที่สอดคล้องกับโหลดที่เปิดอยู่ และเพิ่มขึ้นจนถึงโหลดที่ถูกปิด จากกราฟนี้ ง่ายต่อการคำนวณความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ดังที่คุณเห็น ด้วยแอมพลิจูดกระแส 2.5 A แรงดันไฟฟ้าจะลดลง 0.1 V ดังนั้น ความต้านทานภายในคือ 0.1/2.5 = 0.04 โอห์ม = 40 mOhm . ความสำคัญของพารามิเตอร์นี้จะชัดเจนยิ่งขึ้นในบทความต่อ ๆ ไปของเรา ซึ่งเราจะเปรียบเทียบแบตเตอรี่และตัวสะสมประเภทต่าง ๆ ด้วยกัน - แต่ตอนนี้เราจะทราบเพียงว่าความต้านทานภายในสูงไม่เพียงทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้า "จุ่ม" ภายใต้โหลดเท่านั้น แต่ยังสูญเสียพลังงานที่สะสมอยู่ในแบตเตอรี่เพื่อให้ความร้อนแก่ตัวเองด้วย

ในระดับเต็มพัลส์จะรวมเข้าด้วยกันเป็นแถบต่อเนื่องซึ่งขีด จำกัด บนซึ่งสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ไม่มีโหลดขีด จำกัด ล่าง - พร้อมโหลด จากรูปร่างของแถบนี้ คุณสามารถประมาณได้ไม่เพียงแต่เวลาในการทำงานขององค์ประกอบภายใต้โหลดพัลส์ที่หนักเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการพึ่งพาความต้านทานภายในกับความลึกของการคายประจุด้วย ตัวอย่างเช่น อย่างที่คุณเห็นใน Sony Ni -MH แบตเตอรี่ ความต้านทานเกือบจะคงที่และเริ่มเพิ่มขึ้นเมื่อคายประจุจนหมดเท่านั้น ผลลัพธ์ที่ดี

ตามที่ผู้อ่านของเราหลายคนอาจสังเกตเห็น เราได้เลือกโหมดการคายประจุที่เข้มงวดมาก: กระแส 2.5 A นั้นสูงมาก และการหยุดชั่วคราว 6 วินาทีระหว่างพัลส์ไม่อนุญาตให้องค์ประกอบ "พัก" อย่างถูกต้อง (ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น แบตเตอรี่หลังจาก "พักผ่อนสักพัก" จะสามารถคืนความจุได้บางส่วน) อย่างไรก็ตาม การดำเนินการนี้ทำขึ้นโดยตั้งใจเพื่อแสดงความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ และคุณภาพที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนและชัดเจน เพื่อให้ใกล้เคียงกับสภาวะการทำงานจริงที่อุ่นขึ้นมากขึ้น เช่นเดียวกับสภาวะที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่วัดความจุของตน เราได้เพิ่มโหมดการคายประจุที่มีกระแสไฟฟ้าคงที่ค่อนข้างน้อยในการทดสอบ

อย่างไรก็ตามผู้ผลิตเองมักจะระบุโหมดการคายประจุในลักษณะเดียวกับโหมดการชาร์จ - ตามสัดส่วนของความจุขององค์ประกอบ สมมติว่าการวัดความจุของแบตเตอรี่มาตรฐานควรทำที่กระแส 0.2C นั่นคือ 540 mA สำหรับแบตเตอรี่ 2,700 mAh, 500 mA สำหรับแบตเตอรี่ 2,500 mAh เป็นต้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแบตเตอรี่ที่มีฟอร์มแฟคเตอร์เดียวกันในการทดสอบของเรามีลักษณะเฉพาะที่ค่อนข้างคล้ายกัน เราจึงตัดสินใจทดสอบที่กระแสคงที่ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับความจุของแผ่นป้ายชื่อของแต่ละอินสแตนซ์ ซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการนำเสนอและการเปรียบเทียบผลลัพธ์ได้อย่างมาก

และเนื่องจากเรากำลังพูดถึงความจุ จึงควรกล่าวถึงการหลอกลวงของหน่วยที่ยอมรับโดยทั่วไปเช่นแอมแปร์ชั่วโมง ความจริงก็คือพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่นั้นไม่เพียงแต่ถูกกำหนดโดยระยะเวลาที่กระแสไฟฟ้านั้นคงอยู่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงแรงดันไฟฟ้าที่มีในเวลาเดียวกันด้วย - ดังนั้นจึงค่อนข้างชัดเจนว่าแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีความจุ 3 Ah และแรงดันไฟฟ้า 3 B สามารถเก็บพลังงานได้มากเป็นสองเท่าของแบตเตอรี่ที่มีความจุ 3 A*h เท่ากัน แต่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5 V ดังนั้นจึงถูกต้องมากกว่าที่จะระบุความจุที่ไม่ได้เป็นแอมแปร์ - ชั่วโมง แต่มีหน่วยเป็นวัตต์ - ชั่วโมง ซึ่งได้รับผ่านทางอินทิกรัลของการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ตรงเวลา คายประจุที่กระแสคงที่ นอกเหนือจากการคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่แตกต่างกันขององค์ประกอบต่าง ๆ แล้ว เทคนิคนี้ยังช่วยให้เราพิจารณาว่าองค์ประกอบเฉพาะนี้เก็บแรงดันไฟฟ้าภายใต้โหลดได้ดีเพียงใด สมมติว่า หากแบตเตอรี่สองก้อนคายประจุไปที่ 0.7 V ใน 60 นาที แต่แบตเตอรี่ก้อนแรกถูกเก็บไว้ที่ 1.1 V เกือบตลอดเวลานี้ และแบตเตอรี่ก้อนที่สองที่ 0.9 V ก็ค่อนข้างชัดเจนว่าแบตเตอรี่ก้อนแรกมีความจุจริงที่มากกว่า - แม้ว่า ความจริงที่ว่าเวลาสุดท้ายจะหมดลงจะเท่ากัน นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้พลังงานคงที่ ปัจจุบันและค่าคงที่ พลัง– และองค์ประกอบที่มีไฟฟ้าแรงสูงจะทำงานในโหมดที่ดีกว่า

ใกล้ชิดกับการปฏิบัติมากขึ้น: ตัวอย่างการใช้พลังงาน

แน่นอนว่า นอกเหนือจากการทดสอบแบตเตอรี่แบบนามธรรมกับโหลดที่มีการควบคุมแล้ว เรายังสนใจว่าอุปกรณ์จริงใช้กระแสไฟฟ้าอย่างไร เพื่อชี้แจงปัญหานี้ เราได้มองไปรอบๆ พื้นที่โดยรอบ และสุ่มเลือกชุดวัตถุที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ต่างๆ

ชุดนี้เพียงบางส่วนเท่านั้น

หากอุปกรณ์ใช้กระแสคงที่มากหรือน้อย การวัดจะดำเนินการด้วยมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล Uni-Trend UT70D ทั่วไปในโหมดแอมมิเตอร์ หากการสิ้นเปลืองกระแสไฟเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก เราจะวัดโดยการเชื่อมต่อวงจรสับเปลี่ยนความต้านทานต่ำระหว่างอุปกรณ์กับแบตเตอรี่ที่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมที่บันทึกไว้ด้วยออสซิลโลสโคป Velleman PCSU1000

ผลลัพธ์แสดงไว้ในตารางด้านล่าง:

ในบรรดาอุปกรณ์ของเราก็มีอุปกรณ์ที่ "ตะกละ" ค่อนข้างมากเช่นแฟลชกล้องและไฟฉายพร้อมหลอดไส้ หากอย่างหลังกินไฟ 700 mA ที่ได้รับจัดสรรอย่างต่อเนื่องและต่อเนื่องลักษณะของการใช้พลังงานของสองอันแรกก็น่าสนใจยิ่งขึ้น

ค่าของการหารแนวตั้งในออสซิลโลแกรมด้านล่างคือ 200 mA โดยศูนย์จะสอดคล้องกับการหารแรกจากด้านล่าง

กล้อง
ราคาส่วน Oscillogram – 200 mA

ในโหมดปกติ Canon PowerShot A510 ซึ่งใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ AA สองก้อนกินไฟประมาณ 800 mA ซึ่งมาก แต่ไม่สูงเป็นประวัติการณ์ อย่างไรก็ตาม เมื่อเปิดเครื่อง (พีคแคบกลุ่มแรกบนออสซิลโลแกรม) การเคลื่อนไหวของเลนส์ (พีคกลุ่มที่สอง) และการโฟกัส (กลุ่มที่สาม) กระแสไฟอาจเพิ่มขึ้นมากกว่าหนึ่งเท่าครึ่ง สูงถึง 1.2 ...1.4 A. สิ่งที่น่าสนใจคือทันทีหลังจากกดชัตเตอร์ พลังงานของกล้องจะลดลง - เมื่อบันทึกเฟรมที่เพิ่งถ่ายด้วยแฟลชไดรฟ์ กล้องจะปิดหน้าจอโดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม ทันทีที่มีการบันทึกเฟรม ปริมาณการใช้ก็เพิ่มขึ้นกลับไปเป็น 800 mA

โฟโต้แฟลช
ราคาหาร Oscillogram – 100 mA

แฟลช Pentax AF-500FTZ (องค์ประกอบรูปแบบ AA สี่องค์ประกอบ) กินกระแสอย่างน่าสนใจยิ่งขึ้น: มันเกือบจะเป็นศูนย์ในช่วงเวลาระหว่างการยิงเพิ่มขึ้นเป็น 700 mA ทันทีหลังจากการยิง (ช่วงเวลานี้ถูกจับบนออสซิลโลแกรมด้านบน) จากนั้นสำหรับ 10. ..15 วินาทีลดลงอย่างราบรื่นกลับไปที่ศูนย์ (เส้นหยักของออสซิลโลแกรมเกิดจากการที่แฟลชใช้กระแสด้วยความถี่ประมาณ 6 kHz) ในเวลาเดียวกัน แฟลชแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างเวลาสลายตัวของกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าขององค์ประกอบที่จ่ายไฟ เนื่องจากจำเป็นต้องสะสมพลังงานในแต่ละครั้ง ยิ่งแรงดันไฟฟ้าตกอยู่ภายใต้โหลดมากเท่าไร เวลาก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ก็ต้องสะสมสำรองที่จำเป็น อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงบทบาทหนึ่งของความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ - ยิ่งมีค่าต่ำลง สิ่งอื่น ๆ ก็จะเท่ากัน แรงดันไฟฟ้าจะลดลงและยิ่งคุณสามารถถ่ายภาพถัดไปด้วยแฟลชได้เร็วยิ่งขึ้น

ในบทความถัดไปของเรา ซึ่งเราจะพิจารณาประเภทและกรณีเฉพาะของแบตเตอรี่และตัวสะสม แนวคิดคร่าวๆ เกี่ยวกับความต้องการพลังงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ จะช่วยให้เราพิจารณาว่าแบตเตอรี่ชนิดใดที่เหมาะกับแบตเตอรี่เหล่านั้น

อุปกรณ์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์เคลื่อนที่ที่มีขนาดกะทัดรัดและสามารถทำงานแบบออฟไลน์ได้ ในการทำเช่นนี้พวกเขาติดตั้งระบบไฟฟ้าในตัวซึ่งมีแหล่งพลังงานคือแบตเตอรี่ ตลาดสมัยใหม่มีองค์ประกอบดังกล่าวให้เลือกมากมาย

แต่แบตเตอรี่ AA ขนาดเล็กมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด อย่างไรก็ตาม พวกเขามีทรัพยากรที่จำกัดและจำเป็นต้องชาร์จใหม่เป็นประจำ เพื่อจุดประสงค์นี้มีการใช้อุปกรณ์พิเศษที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟแบบคงที่ หนึ่งในอุปกรณ์เหล่านี้คืออุปกรณ์สำหรับชาร์จแบตเตอรี่นิ้ว มีการนำเสนอในตลาดด้วยรุ่นต่างๆ ลองเลือกรุ่นที่ดีที่สุดกัน

อุปกรณ์อะไร

นี่คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดกะทัดรัด ทำหน้าที่ชาร์จแบตเตอรี่ด้วยพลังงานจากแหล่งภายนอก โดยปกติจะเป็นไฟ AC

วงจรเครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ Li Ion ค่อนข้างง่าย ดังนั้นจึงสามารถประกอบอุปกรณ์แยกกันได้ ประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้:

• ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า
• วงจรเรียงกระแส;
• โคลง;
• อุปกรณ์สำหรับตรวจสอบกระบวนการชาร์จ

โดยปกติหม้อแปลงจะใช้เป็นตัวแปลง แต่สามารถแทนที่ได้ด้วยแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง เพื่อตรวจสอบการดำเนินการชาร์จ จะใช้ตัวบ่งชี้ เช่น แอมมิเตอร์ LED

การชาร์จแบตเตอรี่ AA ใช้อยู่ที่ไหน?

พื้นที่หลักของการใช้งานอุปกรณ์ดังกล่าวคืออุปกรณ์พกพา มักใช้กับแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เพื่อชาร์จ

แต่เนื่องจากแบตเตอรี่อาจมีหลายประเภท คุณลักษณะของเครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ Li Ion 18650 จึงถูกเลือกตามแรงดันไฟฟ้าในการทำงานและความจุที่กำหนด

คุณสมบัติการออกแบบของอุปกรณ์

ที่ชาร์จเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับแหล่งพลังงานเฉพาะ นอกจากนี้คุณยังสามารถค้นหาอุปกรณ์สากลลดราคาที่ออกแบบมาเพื่อฝึกแบตเตอรี่ทั้งหนึ่งและหลายก้อน

แต่เนื่องจากเซลล์แบบนิ้วเป็นเซลล์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด จึงมีการผลิตอุปกรณ์สำหรับชาร์จมากที่สุด ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานกับแบตเตอรี่ขนาดต่างๆ:

ที่ชาร์จบางรุ่นมาพร้อมกับแผงเปลี่ยนทดแทนที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ การพัฒนาล่าสุดในอุตสาหกรรมนี้เกี่ยวข้องกับการจัดเตรียมอุปกรณ์ด้วยอะแดปเตอร์ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานได้ในประเทศใดก็ได้ แต่บางคนยังชอบประกอบเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ AA ด้วยมือของตัวเอง

มาชมวิดีโอ ประเภทอุปกรณ์ หลักการทำงาน และลักษณะการเลือก:

การเชื่อมต่อกับเครือข่ายจัดเก็บข้อมูลทำได้โดยใช้สายไฟ แต่มีตัวอย่างที่เชื่อมต่อโดยตรง การใช้งานไม่สะดวกเสมอไป

หลักการทำงานของอุปกรณ์

วัตถุประสงค์หลักของอุปกรณ์ดังกล่าวคือเพื่อฝึกอบรมแหล่งที่มาปัจจุบันอีกครั้งหลังจากที่ทรัพยากรตามความจุหมดลง กระบวนการในหน่วยความจำสมัยใหม่นี้ดำเนินการโดยใช้สามโหมด:

• ชาร์จเร็ว;
• ปล่อย;
• ชาร์จใหม่

จุดประสงค์ของจุดแรกนั้นชัดเจน - ช่วยให้คุณสามารถนำแบตเตอรี่เข้าสู่สภาพการทำงานได้ ในขณะเดียวกัน อีกสองคนก็ตั้งคำถามกับผู้ที่ไม่ใช่มืออาชีพ แบตเตอรี่อาจไม่ชาร์จ

เป็นโหมดเหล่านี้ที่จำเป็นในการกำจัดเอฟเฟกต์เช่น:

• การปลดปล่อยตัวเอง
• เอฟเฟกต์หน่วยความจำ

ครั้งแรกเกิดขึ้นในกรณีที่ไม่ได้ใช้งานแบตเตอรี่เป็นเวลานาน ในกรณีนี้ การปนเปื้อนของอิเล็กโทรไลต์หรือความไม่เสถียรของอิเล็กโทรดมักเกิดขึ้น เอฟเฟกต์หน่วยความจำเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการผลิตอิเล็กโทรด และเพื่อให้แหล่งจ่ายปัจจุบันไม่เสียก่อนเวลาอันควร คุณไม่ควรชาร์จใหม่หากมีความจุคงเหลือ ดังนั้นฟังก์ชันเครื่องชาร์จจึงมีโหมดคายประจุด้วย

เกณฑ์การเลือกหน่วยความจำ

การซื้ออุปกรณ์ดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือลำดับการติดตั้งแบตเตอรี่ เพื่อไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดกับขั้วและคำนึงถึงคุณสมบัติที่มีอยู่ทั้งหมดคุณต้องศึกษาคำแนะนำอย่างรอบคอบและพิจารณาภาพวาดพร้อมตัวเลือกในการจัดเรียงองค์ประกอบ สิ่งนี้จะช่วยคุณเลือกรุ่นที่คุณต้องการ

เช่นใช้การชาร์จ 4 เซลล์ คุณก็ทำได้แค่ผิดพลาดกับขั้วเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันเมื่อซื้ออุปกรณ์สำหรับแบตเตอรี่ 2 ก้อนคุณจะต้องคำนึงถึงคุณสมบัติหลายประการของการติดตั้งด้วย

ดูวิดีโอเกณฑ์ในการเลือกอุปกรณ์ชาร์จ:

ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ซื้อเครื่องชาร์จจากผู้ผลิตรายเดียวกันกับแบตเตอรี่

เมื่อเลือกอุปกรณ์คุณควรคำนึงถึงวิธีเชื่อมต่อกับเต้าเสียบด้วย สะดวกที่สุดคือแบบที่ใช้สายไฟ ผู้ที่เชื่อมต่อโดยไม่มีการเชื่อมต่อมักจะไม่มีการติดตั้งที่เชื่อถือได้

พารามิเตอร์ที่สำคัญคือเวลาในการชาร์จ เมื่อซื้อเครื่องชาร์จอเนกประสงค์สำหรับแบตเตอรี่ Li-Ion คุณควรคำนึงว่าเอกสารประกอบให้ค่าที่คำนวณได้ ในกรณีนี้ เวลาจริงมักจะนานกว่าเล็กน้อย และนี่เป็นเพราะลักษณะเฉพาะของการทำงานของอุปกรณ์

นอกจากพารามิเตอร์ที่กล่าวข้างต้นแล้ว ยังมีรายการอื่นๆ ทั้งหมดที่มีความสำคัญไม่น้อยเมื่อเลือก:

• จำนวนแบตเตอรี่ที่ติดตั้ง
• ขนาดมาตรฐาน
• คุณสมบัติของที่ตั้ง
• มีการป้องกันความร้อนสูงเกินไปและแรงดันไฟฟ้าเกิน
• ปิดเครื่องอัตโนมัติเมื่อชาร์จเต็ม

อย่างไรก็ตามคุณควรคำนึงถึงความจริงที่ว่าอุปกรณ์ที่มีฟังก์ชั่นมากกว่านั้นมีราคาแพงกว่าด้วย และในบางกรณีคุณสามารถใช้ตัวอย่างที่ง่ายที่สุด แต่ในขณะเดียวกันก็ถูกที่สุด

เครื่องชาร์จที่ดีที่สุดสำหรับแบตเตอรี่ AA

La Crosse BC-700 และรุ่น NiMN

อุปกรณ์หน่วยความจำหลากหลายประเภทบังคับให้คุณต้องเลือกอย่างระมัดระวัง คุณควรเลือกผลิตภัณฑ์ของบริษัทใด เลือกรุ่นจากผู้ผลิตในยุโรปหรือไม่?

ตามกฎแล้วพวกเขามีคุณภาพสูง แต่ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวก็มีราคาแพงเช่นกัน ที่ชาร์จที่ผลิตในจีนมักเป็นสินค้าที่ไม่สามารถซ่อมแซมได้และไม่น่าเชื่อถือ

แม้ว่าในบรรดาผลิตภัณฑ์เหล่านี้คุณจะพบกับรุ่นคุณภาพสูงและราคาไม่แพง มีเครื่องชาร์จที่ดีของการออกแบบภายในประเทศ ในหลาย ๆ ด้านพวกเขาไม่ได้ด้อยกว่าสินค้าจากต่างประเทศ แต่ในขณะเดียวกันราคาก็ต่ำกว่ามาก

รุ่นใดที่จะเลือกขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของผู้ซื้อ และเพื่อให้ง่ายขึ้นเราจะมาดูคุณสมบัติของอุปกรณ์จากผู้ผลิตหลายรายกัน

ลองชมวิดีโอรีวิวรุ่น Robition Smart S100:

เริ่มจากรุ่นที่มีตราสินค้า Robition Smart S100 กันก่อน เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ของบริษัทชั้นนำในประเทศแห่งหนึ่ง เป็นแท่นชาร์จแบบ 2 ช่อง มีปุ่มปลดประจำการ ช่วงรุ่นของผู้ผลิตรายนี้รวมถึงอุปกรณ์ที่มีฟังก์ชันการทำงานที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ Ecocharger แม้ว่าจะไม่สามารถคายประจุแบตเตอรี่ได้ แต่ก็สามารถชาร์จได้แม้กระทั่งแบตเตอรี่อัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้ง นอกจากนี้ ขั้นตอนนี้สามารถดำเนินการกับองค์ประกอบเดียวได้สูงสุด 5 ครั้ง ฟังก์ชั่นนี้เปิดใช้งานโดยสวิตช์พิเศษที่แผงด้านข้างของเคส

นอกจากนี้ตัวเครื่องยังเป็นเครื่องแบบ 4 ช่องสัญญาณอีกด้วย ซึ่งหมายความว่าสามารถตรวจสอบระดับการชาร์จของแบตเตอรี่แต่ละก้อนแยกกันได้ ความพร้อมจะแสดงด้วยไฟ LED ราคาของอุปกรณ์ดังกล่าวไม่เกิน $20

เครื่องชาร์จยี่ห้อ NiMN มีราคาแพงกว่า มีฟังก์ชันการทำงานที่กว้างขึ้นและสามารถคายประจุแบตเตอรี่เพื่อคืนความจุได้ อุปกรณ์เช่นเดียวกับรุ่นก่อน ๆ สามารถตรวจสอบระดับการชาร์จของแต่ละองค์ประกอบได้ การใช้อุปกรณ์นี้ช่วยให้สามารถคืนแบตเตอรี่ได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากมีกระแสไฟชาร์จสูง ราคาของอุปกรณ์ของแบรนด์นี้มีตั้งแต่ 50 ถึง 70 ดอลลาร์

แท่นชาร์จ La Crosse BC-700

ฉันเพิ่งประกอบอุปกรณ์ไร้ประโยชน์อีกชิ้นหนึ่ง :) ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับแบตเตอรี่ AA หรือ AAA - เป็นอุปกรณ์คายประจุที่มีการควบคุมแรงดันไฟฟ้า มีโหมดคายประจุ 2 โหมด ขึ้นอยู่กับความจุของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการปฏิเสธแบตเตอรี่ AA มีการแสดงภาพแรงดันไฟฟ้าที่สะดวกเนื่องจากการควบคุมดำเนินการภายใต้โหลด

เป็นที่ทราบกันดีว่าหากคุณชาร์จแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมที่ยังปล่อยไม่หมดเอฟเฟกต์ "หน่วยความจำ" จะปรากฏขึ้น - ความจุสูงสุดลดลง เพื่อลดอิทธิพลของผลกระทบนี้ ขอแนะนำให้คายประจุแบตเตอรี่ไปที่แรงดันไฟฟ้า 1 V ก่อนที่จะชาร์จ เครื่องชาร์จอัตโนมัติราคาแพงหลายเครื่องจะคายประจุก่อนแล้วจึงชาร์จแบตเตอรี่เท่านั้น แต่เครื่องชาร์จธรรมดาไม่มีฟังก์ชันนี้ การออกแบบนี้จะคายประจุแบตเตอรี่ขนาดมาตรฐาน AA หรือ AAA สองก้อน

ตัวต้านทาน R1 และ R2 ซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับไดโอด VD1 และ VD2 ถูกใช้เป็นองค์ประกอบโหลดสำหรับแบตเตอรี่ ตัวต้านทานจะจำกัดกระแส และไดโอดจะจำกัดแรงดันการคายประจุ ดังนั้นในอุปกรณ์นี้จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะคายประจุแบตเตอรี่ให้เป็นศูนย์

ระดับการคายประจุแบตเตอรี่สามารถกำหนดได้ด้วยสายตาโดยความสว่างของ LED HL1 และคุณยังสามารถติดตั้งตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าของหน้าปัดเพิ่มเติมได้ เลือกความสว่างเริ่มต้นของแสงเรืองแสงโดยใช้ตัวต้านทาน R3 ตัวต้านทาน - ทุกประเภท การกระจายพลังงานของตัวต้านทาน R1, R2 - 0.5 W ถึง 1 W, R3 - 0.125 W ถึง 0.25 W ไดโอดจะต้องเป็นวงจรเรียงกระแสซิลิกอนซึ่งมีกระแสไฟตรงที่ยอมรับได้คือ 1 A ควรใช้ LED เป็นสีแดงและตรวจสอบก่อนว่าส่องสว่างที่แรงดันไฟฟ้า 1.8..1.9 V