Nabíječe a nabíjení NiCd NiMH (Odborné texty)
Nabíječe a nabíjení
V sekci věnované akumulátorům jsme se jižzmínili o základních metodách nabíjení: pomalém, zrychleném a rychlonabíjení. Vpraxi nabíječe pracují jako tzv. zdroje konstantního proudu. To znamená, ženabíječ vždy obsahuje obvod, který do akumulátoru dodává stálý proud. Naopaknapětí je proměnlivé a obvod je automaticky přizpůsobuje počtu článků v sadě.Během nabíjení se zvyšuje, aby byl i při rostoucím napětí nabíjených článkůzachován stálý nabíjecí proud. U nabíječů s automatikou se nabíjení vpravidelných intervalech přerušuje a řídící elektronika testuje napětí naakumulátoru pro stanovení okamžiku ukončení nabíjení (delta-peak). Uinteligentních nabíječek s mikroprocesorovým řízením se často setkáme např. spomalejším náběhem nabíjecího proudu po zapnutí, speciálním průběhem nabíjenítěsně před ukončením nabíjení atd. Účelem je „dostat“ do akumulátoru maximálnínáboj co nejšetrněji.
K nabíjení akumulátorů patří nerozlučně i jejichvybíjení. Už jsme si ukázali důležitost pravidelného „cyklování“ akumulátorůpro jejich udržení ve „formě“. Vybíječ (nebo vybíjecí obvod) zajistíkontrolované vybití na stanovenou mez (0,8-0,9V pro NiCd a NiMH akumulátory)stálým proudem. (U některých mikroprocesorových nabíječek můžete najítsložitější průběh vybíjení.)
Značná část nabíječek je v současnosti jižvybavena obvody měřícími parametry nabíjení/vybíjení a je opatřena displejem,který zpravidla zobrazuje okamžité napětí, nabíjecí/vybíjecí proud, dobunabíjení, nabitý/vybitý náboj (kapacitu) atd. Investice do dražší nabíječky sdisplejem se určitě vyplatí - modelář dostává mnohem více informací oakumulátorech, o jejich kondici, vše je pod kontrolou. Navíc: pokud létáte jens motorovými větroni, je celkem jedno, zda se akumulátor nabije na 1650 nebo 1750mAh – i při úplném vybití pohonné sady bezpečně přistanete. U motorových modelůto ale může znamenat rozdíl mezi bezproblémovým okruhem na přistání (popř. jehobezpečným opakováním) a nouzovým přistáním někde v poli.
Udržovací nabíjení
myšlenka udržovacího(konzervačního) nabíjení vychází z potřeby vyrovnání samovolného vybíjeníakumulátorů. V praxi je to tak, že okamžitě po připojení k nabíječce jeakumulátor nabíjen malým proudem (obvykle 50-250 mA) a stejně tak i poautomatickém ukončení nabíjení. Při nabíjení akumulátorů malých kapacit jetřeba se mít na pozoru, aby udržovací proud pro ně nebyl příliš vysoký - v tompřípadě je po ukončení nabíjení nelze nechávat delší dobu připojené.
Pomalé nabíjení
(0,1C, nabíjení přes noc) – jevelmi šetrná a jednoduchá metoda. Používá se pro nabíjení vysílačových apřijímačových akumulátorů i třeba olověných akumulátorů pro žhavení. Tentorežim samozřejmě zvládají všechny nabíječky vyšších tříd s automatikami; kroměnich jsou velice populární kompaktní síťové nabíječky („adaptéry“) umožňujícísoučasné nabíjení vysílačových a přijímačových akumulátorů. Nabízejí je všichnivýrobci RC souprav, což je důležité, neboť nabíjecí konektory vysílačů jsouvzájemně nekompatibilní. Doba nabíjení je logicky 10-12 hodin (bereme v úvahuúčinnost nabíjení, která není 100%). Úplně nové nebo delší dobu nepoužívanéakumulátory můžete nabíjet 14 hodin. Výhodou pomalého nabíjení je, že životnostakumulátoru neohrozíte, ani když dobu nabíjení náhodou o několik hodinpřekročíte. Přesto je třeba se vyvarovat velmi dlouhého (desítky hodin, dny)nebo častého nadměrného nabíjení.
Zrychlené nabíjení (0,2 - 0,6C)
stále poměrně šetrné, nutné jejiž ukončení nabíjení automatikou – aspoň časovým spínačem. Při nabíjeníolověných akumulátorů (v modelářské praxi většinou gelových, uzavřených) jenezbytně nutné hlídat dosažení mezního napětí akumulátoru. Používá se pronabíjení vysílačových a přijímačových akumulátorů a olověných akumulátorů.Potřebná doba nabíjení se určí následovně:
doba nabíjení (h) = faktor x kapacitaakumulátoru (mAh)/nabíjecí proud (mA)
„Faktor“ zohledňuje účinnost nabíjení – pro úplně nové nebo delší dobunepoužívané akumulátory počítejte s hodnotou 1,4. V běžném provozu by mělstačit faktor 1,2.
Rychlonabíjení (1 – 2C i více)
používá se pro nabíjenípohonných NiCd a NiMH akumulátorů. Naprosto nezbytná je spolehlivá automatikapro ukončení nabíjení - pokud bychom v nabíjení pokračovali, začne seakumulátor velmi silně ohřívat. V krajním případě to může vést až k explozičlánků nebo požáru. Většinou se používá obvod typu „delta-peak“, který ukončujenabíjení zpravidla při poklesu napětí akumulátoru cca o 50mV (NiCd) nebo 20 mV(NiMH). Nabíječky vyšších tříd mívají tuto prahovou hodnotu nastavitelnou. Prozajištění vyšší spolehlivosti se často pomocí zvláštní sondy sleduje i teplotanabíjeného akumulátoru (neměla by překročit 40° C), popř. se nastavuje limitníhodnota dodaného náboje. Starší nebo „uleželé“ akumulátory mohou někdy krátcepo zahájení nabíjení vykazovat tzv. falešný delta-peak, kdy dojde k poklesunapětí na akumulátoru, který může způsobit předčasné ukončení nabíjení. Řídícíelektronika některých nabíječek proto detekci delta-peak zapíná až s časovýmzpožděním (4 - 6 minut po zahájení nabíjení).
Důležitou zásadou je, že se akumulátory nabíjejí a vybíjejí zásadně „studené“ –tj. necháme je po ukončení nabíjení nebo vybíjení vychladnout na teplotu okolí.(Při létání v chladných dnech akumulátory poslouží jako vynikající ohřívačprokřehlých prstů.)
Akumulátory při rychlonabíjení neponecháváme nikdy bez dozoru. Ke konciočekávané doby nabíjení kontrolujeme rukou teplotu sady – mají být na dotekteplé, ale nikoliv horké – v tom případě nabíjení okamžitě ukončíme.
Zvláštní pozornost si zaslouží NiMH akumulátory. Nabíjecí proud by v zájmujejich životnosti neměl překročit 1C (hodinové nabíjení), rovněž doporučujemeopravdu poctivě pohmatem kontrolovat teplotu sady a dohlížet na konec nabíjení.Mějte na paměti (a na to upozorňují v návodech i výrobci nabíječek těchnejvyšších tříd), že změna napětí na konci nabíjení NiMH akumulátorů je opravduvelmi malá a ani velmi chytrá nabíječka s delta-peak detekcí nemusí v určitýchpřípadech spolehlivě vypnout.
Napájení nabíječe, měnič
nabíječky používají napájení ze sítě 230 V/50Hz, z autobaterie 12 V nebo stabilizovaných zdrojů 12 – 13,8 V. Nabíjeníakumulátoru vyžaduje, aby nabíječka byla schopna dodávat minimálně o 3-4 Vvyšší napětí, než je napětí plně nabitého akumulátoru (1,5 V u NiCd a NiMH).Pokud je použito síťové napájení, nečiní to problém. Při použití autobaterienebo stabilizovaného zdroje napájecí napětí postačí jen pro nabíjení 7 článků.Tento nedostatek odstraňuje měnič – elektronický obvod, který přeměnístejnosměrné napájecí napětí na střídavé o frekvenci stovek Hz nebo několikakHz. Pomocí malého transformátoru s feritovým jádrem je toto napětí zvýšeno anásledně usměrněno a stabilizováno. Při volbě parametrů napájecího zdrojemusíme brát v úvahu, že proud odebíraný nabíječkou je vyšší, než nabíjecí proud– zvláště, pokud je nabíječka vybavena měničem a nabíjíme větší počet článkůnež 7. Orientačně můžeme určit potřebný proud napájecího zdroje dlenásledujícího vztahu:
Izdroje = 0,145 x Un-max x Inab-max
| Izdroje | je potřebný výstupní proud zdroje (v ampérech) s napětím 13,8 V |
| Un-max | je jmenovité napětí sady akumulátorů (ve voltech) s největším počtem článků, které budeme nabíjet |
| Inab-max | max je maximální proud (v ampérech), kterým budeme tento akumulátor nabíjet |
Např. pro nabíjení 10 článkové sady (jmenoviténapětí: 10 x 1,2 V = 12 V) 2400 mAh proudem 2C (4,8 A) vypočteme:
Izdroje= 0,145 x 12 x 4,8 = 8,35 A
Zvolíme stabilizovaný zdroj s nejbližším vyššímproudem - tedy 10 A.
Pokud napájíme nabíječku z autobaterie,připojujeme ji zásadně přímo na vývody autobaterie, nikoliv prostřednictvímkonektoru na palubní desce. Důvodem je velká ztráta napětí na vodičích meziautobaterií a zásuvkou a neschopnost poskytovat dostatečný proud. Ostatněvšechny vodiče připojené k nabíječce – napájecí i nabíjecí kabel by měly být conejkratší a velkého průřezu.
