Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Rubryka ta powstała pod wpływem
waszych listów. Okazało się, że nie
wszystkie nadsyłane problemy
i pytania uda się poruszyć
w Poczcie, ponieważ niektóre
wymagają szerszego umówienia
i wyjaśnienia.
 Dodatnie sprzężenie zwrotne
zawiera przede wszystkim materiał
opisowy, wyjaśniający problemy
techniczne, ale w jej ramach
przedstawiane będą również
projekty opracowane w redakcji
niejako na Wasze zamówienie.
Akumulatory
W pierwszych dwóch odcinkach
z serii  Dodatnie sprzężenie
zwrotne zostały wyczerpująco
zasadowe, część 1
omówione akumulatory ołowiowe,
czyli kwasowe.
Najbliższe odcinki poświęcone będą
W związku z wprowadzaniem na ry- polskiego użytkownika problem... po
pozostałym rodzajom akumulatorów. nek nowych typów akumulatorów, prostu nie dotyczy.
w prasie technicznej przedstawia się no- A początki były takie: przed wielu laty
Dla pełnego zrozumienia
woczesne sposoby ich ładowania. Częs- powszechnie używane były akumulatory
przedstawionych zagadnień
to w opisach metod ładowania można ołowiowe (kwasowe), rzadziej akumula-
konieczne może się okazać
napotkać wzory i określenia takie jak - U, tory niklowo-kadmowe, zwane potocz-
przypomnienie niektórych dU/dt, dT/dt czy d2U/dt2, przyprawiające nie zasadowymi i sporadycznie akumula-
o zawrót głowy nawet doświadczonego tory srebrowo-cynkowe.
wiadomości podanych
elektronika. Nic dziwnego, że do redakcji Dziś akumulatorów srebrowo-cynko-
w poprzednich dwóch odcinkach.
EdW napłynęło wiele listów z prośbami wych się nie spotyka, natomiast do tej
o przystępne wyjaśnienie tego tematu. pory wielu hobbystów posiada pocho-
W rzeczywistości sprawa wcale nie dzące z demobilu akumulatory niklowo-
jest trudna, należy tylko prześledzić za- kadmowe starszego typu. Akumulatory
gadnienie od początku. Ponadto nie ma takie były i są jeszcze stosowane w lam-
się czego bać, ponieważ przeciętnego pach górniczych, lampach kolejowych
oraz w telekomunikacji - przykłady moż-
fotografii 1
na zobaczyć na fotografii 1
fotografii 1.
fotografii 1
fotografii 1
Dostępne były też szczelnie zamknię-
te akumulatory guzikowe - w kraju naj-
bardziej popularne były ogniwa KB 26/9
fo-
o pojemności 225mAh, pokazane na fo-
fo-
fo-
fo-
tografii 2
tografii 2
tografii 2. Te akumulatory guzikowe były
tografii 2
tografii 2
zmorą użytkowników, bowiem wydziela-
jący się z wnętrza biały osad, widoczny
również na fotografii, skutecznie pogor-
szał kontakt elektryczny z sąsiednimi og-
niwami i stykami kontaktowymi. Trzeba
je było często czyścić, smarować glicery-
ną, a i to niewiele pomagało.
Obecnie w sprzęcie przenośnym po-
wszechnie stosowane są szczelne aku-
mulatory niklowo-kadmowe o wielkoś-
ciach odpowiadających wymiarom popu-
larnych baterii R6, R14 i R20. Coraz
większy udział w rynku mają akumulato-
Fot. 1. Stare akumulatory zasadowe.
Fot. 2. Ogniwa guzikowe.
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97 55
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
ry niklowo-wodorkowe, oznaczane w przeciwieństwie do akumulatorów ności można stosować elektrolit nie za-
w skrócie NiMH. Ostatnio do zasilania kwasowych, gęstość elektrolitu prak- wierający wodorotlenku litu.
przenośnego sprzętu elektronicznego tycznie nie zależy tu od stopnia nałado- Akumulatory o pojemnościach rzędu
wyższej klasy (np. droższych kamer wi- wania - pomiar gęstości elektrolitu nie 6...200Ah (np. takie jak pokazano na fo-
deo) stosuje się akumulatory litowo-jo- daje więc żadnej informacji o stanie na- tografii 1) można ładować różnymi spo-
nowe, oznaczane w skrócie Li-ion, a za ładowania akumulatora zasadowego. sobami.
oceanem i w zachodniej Europie spoty- Od gęstości elektrolitu zależy natomiast Przy pracy cyklicznej można zastoso-
ka się także ładowalne ogniwa alkalicz- trwałość akumulatora i jego zdolność wać ładowanie prądem o stałej wartości
no-manganowe, które w sumie są od- do pracy w temperaturach ujemnych. (porównaj EdW 11/96 str. 64 rys. 9)
mianą znanych każdemu baterii alkalicz- O ile w akumulatorach kwasowych I = C/4 przez 6 godzin, albo dłużej mniej-
nych (tyle, że do wielokrotnego użytku). zwykle wystarczy uzupełniać ewentual- szym prądem, tak by liczba władowa-
Znane są też prototypowe opracowania ne ubytki elektrolitu wodą destylowaną, nych amperogodzin wynosiła 1,5C. Na-
jeszcze innych rodzajów akumulatorów o tyle w akumulatorach zasadowych pięcie na zaciskach akumulatora będzie
(jak choćby litowo-polimerowe, o któ- zwykle dolewa się elektrolitu, a po kilku przy tym wzrastać nawet do 1,75V/ogni-
rych wspomnieliśmy swego czasu latach pracy należy wymienić elektrolit wo, a przy temperaturze otoczenia poni-
w "Nowościach, ciekawostkach"), ale na ze względu na zwiększanie ilości węgla- żej zera - nawet do ponad 2V! Przy takiej
razie nie mają one znaczenia na ryn- nów powstających wskutek reakcji elek- metodzie należy ściśle przestrzegać cza-
ku. trolitu z dwutlenkiem węgla zawartym su ładowania, ponieważ przeładowanie
Dla czytelnika Elektroniki dla Wszyst- w powietrzu. zmniejsza trwałość ogniw.
kich najbardziej potrzebne będą informa- Do starszych krajowych akumulato- Takie większe akumulatory można też
cje o akumulatorach CdNi oraz NiMH za- rów zasadowych (oznaczanych zwykle ładować metodą stałego napięcia (po-
stępujących baterie jednorazowe. Na ra- KPL, KPM lub KPH) należy przygotować równaj EdW 11/96 str. 64 rys. 10). Nale-
zie niepotrzebne są szczegóły dotyczące elektrolit o gęstości 1,19...1,21g/cm3 (w ży wtedy ustawić napięcie wyjściowe
akumulatorów litowo-polimerowych, po- temperaturze +20oC). prostownika (czyli napięcie na akumula-
nieważ do tej pory są one stosowane do Aby uzyskać elektrolit, trzeba rozpuś- torze) równe 1,6...1,65V/ogniwo. Maksy-
zasilania kamer, i każdy nabywca kamery cić odpowiednią ilość wodorotlenku po- malny prąd na początku ładowania nie
może kupić oryginalną ładowarkę. tasu (KOH) w wodzie destylowanej. może być większy niż 0,5C. Przy tej me-
Natomiast bateriom jednorazowym Uwaga! Nie pomylić z wodorotlenkiem todzie prąd ładowania będzie się z cza-
zostanie poświęcony jeden z następ- sodu NaOH! Granulki wodorotlenku po- sem zmniejszał, co wyeliminuje niebez-
nych odcinków. tasu należy ostrożnie wsypywać do wo- pieczeństwo przeładowania. Tę metodę
Ponieważ dla amatora nadal cennym dy (a nie wodę do wodorotlenku). Ponie- wykorzystuje się zawsze przy pracy bu-
kąskiem są starsze krajowe akumulatory waż wodorotlenek potasu jest silnie żrą- forowej (zasilacz, akumulator i odbiornik
zasadowe, zostaną one omówione cy, należy zachować daleko posuniętą połączone równolegle).
w pierwszej kolejności. ostrożność i chronić oczy oraz skórę. Trzecią metodą, która na pewno nie
Zamiast mozolnie odważać i odmie- doprowadzi do przeładowania, stosuje
Stare akumulatory rzać ilości składników, gęstość należy się do utrzymania akumulatora w stanie
zmierzyć aerometrem. Przy braku aero- gotowości i pokrycia strat samowyłado-
zasadowe
metru należy przygotować 20% roztwór wania: wystarczy do tego pozostawienie
Trzeba przyznać, że stare akumulatory
wodorotlenku potasu (wagowo 20% akumulatora pod napięciem 1,45V/ogni-
zasadowe bywają bardzo trwałe - niektó-
KOH, 80% H O), co da gęstość około wo. Prąd ładowania ustabilizuje się na
2
re wytrzymują nawet ponad 20 lat pracy
1,19g/cm3. Dla zwiększenia trwałości niewielkiej wartości, zapewniającej po-
(oczywiście tracąc część pierwotnej po- akumulatora, do tak powstałego roztwo- krycie wspomnianych strat.
jemności). Dlatego dla wielu Czytelni- ru warto dodać niewielkie ilości jedno- Akumulatory zasadowe mogą być roz-
ków stare, duże akumulatory zasadowe
wodnego wodorotlenku litu (10...20g ładowywane prądami o wartości nie
odkupione z zakładu pracy mogą być bar- LiOH na litr elektrolitu). Ale w ostatecz- większej niż 0,5...1C do napięcia końco-
dzo przydatne, na przykład do obwodów
awaryjnego zasilania własnego domu.
Wiadomo, że akumulatory NiCd oraz
NiMH mają napięcie nominalne równe
1,2V.
Mało którego czytelnika EdW zainte-
resują natomiast szczegółowe rozważa-
nia dotyczące fizycznych i chemicznych
podstaw pracy akumulatorów zasado-
wych. Na pewno praktykowi nie jest ko-
nieczna wiedza na temat budowy i reak-
cji chemicznych występujących w szcze-
lnych nierozbieralnych nowoczesnych
akumulatorach. Wystarczy wiedzieć, że
w akumulatorach niklowo-kadmowych
substancjami czynnymi są wodorotlenki
niklu i kadmu, natomiast elektrolitem -
wodny roztwór wodorotlenku potasu.
Elektrolit nie bierze udziału w reakcjach
chemicznych, pełni jedynie rolę jonowe-
go przewodnika łączącego obie elektro-
Rys. 1. Charakterystyki akumulatorów KPL.
dy. Trzeba koniecznie wiedzieć, że
56 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
wego 1,0...0,9V/ogniwo. Jak z tego wi-
dać, wydajność prądowa, inaczej mó-
wiąc opór wewnętrzny akumulatorów
zasadowych jest zdecydowanie większy
niż akumulatorów kwasowych (które
mogą dostarczać prądu rzędu 5...10C).
Właśnie ze względu na opór wewnętr-
zny, akumulatory zasadowe nie nadają
się do zasilania rozrusznika w samocho-
rysunku 1
dach. Na rysunku 1
rysunku 1
rysunku 1
rysunku 1 przedstawiono cha-
rakterystyki ładowania i wyładowania
akumulatorów krajowych KPL o pojem-
nościach 10...100Ah.
W praktyce, nabywca zestawu aku-
mulatorów zasadowych z demobilu (naj-
prawdopodobniej 12-woltowych) o no-
minalnej pojemności kilkunastu- czy kil-
kudziesięciu amperogodzin, powinien
najpierw sprawdzić poziom elektrolitu
w celach. Dobrze jest też sprawdzić
aerometrem gęstość elektrolitu
(1,19...1,21g/cm3). Najprawdopodobniej Fot. 3. Akumulatory miniaturowe
poszczególne ogniwa będą zużyte w róż-
nym stopniu i niektóre nadawać się bę-
dą tylko na złom (ale można wykorzystać mulatory niklowo-kadmowe z napięciem jemności rzędu 700...800mAh i trwałoś-
elektrolit z takich ogniw). Z kilku zesta- nominalnym 1,2V, i stosunkowo małym ci około 700...1000 cyklów ładowania/
wów trzeba będzie złożyć jeden w miarę oporem wewnętrznym, w wielu sytua- rozładowania.
dobry - nie jest to trudne, bo zestawy da- cjach zachowują się podobnie jak baterie Dawniej zasadą było, że wszelkie mi-
ją się łatwo rozkręcać. jednorazowe. Wydawało się, że znalezio- niaturowe akumulatorki ładowano prą-
Najpierw jednak należy naładować ze- no doskonałe z
ródło zasilania urządzeń dem równym 0,1C przez 14...16 godzin,
staw akumulatorów, po czym kontrolnie przenośnych powszechnego użytku - po- czyli dostarczano ładunek około 1,5 razy
go rozładować, mierząc co jakiś czas na- mimo wyższej ceny zakupu, koszty eks- większy, niż pojemność znamionowa.
pięcia na poszczególnych ogniwach. Po- ploatacji szczelnych akumulatorów NiCd Jeśli dodatkowo wez
mie się pod uwagę
zwoli to określić rzeczywistą pojemność są bardzo niskie, biorąc pod uwagę dużą różnicę napięć akumulatora podczas ła-
ogniw, umożliwi też wybranie ogniw naj- liczbę cyklów pracy, rzędu kilkuset. Pie- dowania i rozładowania, to okaze się iż
lepszych. niądze wydane na zakup akumulatorków sprawność energetyczna, czyli stosunek
W przypadku akumulatorów o niezna- powinny się zwrócić bardzo szybko. energii pobieranej z akumulatora i ener-
nej pojemności można z grubsza oszaco- Nie ma jednak róży bez kolców - do gii dostarczanej podczas ładowania, wy-
wać pojemność nominalną, natomiast niektórych zastosowań zdecydowanie nosi około 50%. Tu przy okazji widać, że
aby uniknąć przeładowania wystarczy lepsze i ekonomiczniejsze są nadal bate- sprawność energetyczna akumulatorów
wybrać metodę ładowania ze stałym na- rie jednorazowe, zwłaszcza alkaliczne. zasadowych jest znacznie niższa, niż
pięciem 1,6...1,65V/ogniwo. Szczegóły zostaną omówione w jednym kwasowych.
z następnych odcinków. Ogólnie można Wspomniany wyścig producentów,
Współczesne akumulatory
powiedzieć, że opłaca się zastąpić jedno- a także oczekiwania odbiorców, chcą-
Znane od dawna akumulatory kwaso- razowe baterie akumulatorami tylko cych jak najszybciej naładować akumula-
we i równie niebezpieczne akumulatory w urządzeniach pobierających znaczną tor, zaowocowały pojawieniem się aku-
zasadowe z płynnym elektrolitem nie ilość energii, gdzie wymiana baterii lub mulatorków, które mogły być ładowane
bardzo nadawały się do sprzętu przenoś- ładowanie akumulatorów następuje nie większym prądem w krótszym czasie.
nego. Tymczasem gwałtowna miniatury- rzadziej niż co miesiąc. Tylko na pierwszy rzut oka wydaje się to
zacja wywołała ogromny popyt na wszel- W każdym razie na rynku pojawiły się sprawą naturalną. Problem polega na
kie chemiczne z
ródła energii - zarówno zarówno małe akumulatory guzikowe niebezpieczeństwie przeładowania. Pró-
baterie jednorazowe, jak i akumulatory. przeznaczone na przykład do aparatów ba władowania do akumulatora większe-
Wyprodukowano więc małe akumulato- słuchowych, jak i akumulatory o kształ- go ładunku, niż może on przyjąć i zmaga-
ry zasadowe w szczelnej obudowie, tach i wymiarach popularnych baterii zynować, skończy się tym, że nadmierna
zgodnej wymiarowo z bateriami jednora- (R6, R14, R20, 6F22). Niektóre takie aku- część energii zamieni się na ciepło, a co
zowymi, które nie stwarzały niebezpie- mulatory pokazano na fotografii 3
fotografii 3
fotografii 3. gorsza zaczną się wydzielać gazy. W du-
fotografii 3
fotografii 3
czeństwa wylania elektrolitu. Wpraw- Wskutek wyścigu cenowego i konku- żych, stacjonarnych akumulatorach nie
dzie skonstruowano także małe, szczel- rencji na rynku, pojemność najpopular- stanowi to aż tak wielkiego problemu
ne akumulatory ołowiowe, ale nie przyję- niejszych akumulatorków, odpowiedni- (choć każde przeładowanie jest nieko-
ły się one na rynku; są stosowane tylko ków baterii R6, od początkowych rzystne), bowiem zawierają one niezbęd-
w sprzęcie specjalistycznym. Jedną 400...500mAh zaczęła rosnąć do ne zawory, nie dopuszczające do roze-
z przyczyn była zapewne sprawa wy- 1000mAh. Spadała też cena. Dziś można rwania akumulatora wskutek wytwarza-
mienności klasycznych baterii jednorazo- kupić tanie akumulatorki o wymiarach nia gazów w przypadku przeładowania.
wych i akumulatorów. Napięcie jednego R6 w cenie od 3 zł za sztukę (co nie zna- Natomiast akumulatory szczelnie za-
ogniwa akumulatora kwasowego wyno- czy, że warto kupować niemarkowe, naj- mknięte, choćby ze względu na wymiary
si około 2V i niewiele zmniejsza się tańsze wyroby z dalekiego wschodu). i konstrukcję, nie mogą zawierać jakich-
w czasie wyładowania. Tymczasem aku- Obecnie standardem są ogniwa o po- kolwiek zaworów zapobiegających wy-
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97 57
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Tu widać zaletę takiego powolnego, ich wyrzucać do śmieci; zbiera się je
ale bezpiecznego ładowania: można sto- i poddaje procesowi ponownego prze-
sować bardzo proste i tanie ładowarki twarzania).
wykorzystujące metodę ładowania sta- Wspomiane wady, oraz ciągły wyścig
łym prądem 0,1C lub nieco mniejszym. technologiczny, doprowadziły do po-
Omyłkowe pozostawienie akumulato- wstania akumulatorków niklowo-wodor-
rów we włączonej ładowarce nawet na kowych (oznacznych NiMH). Śmiercio-
kilka dni, nie spowoduje ich zniszczenia. nośny kadm zastąpiono substancjami
Jednak wspomniana presja rynku obojętnymi dla zdrowia. Uzyskano też
i walka o klienta spowodowały, że ko- znacznie (o około 50%) większą pojem-
nieczne stało się skrócenie czasu łado- ność przy tej samej masie i objętości.
wania. Szybko skonstruowano akumula- Akumulatory wodorkowe nie wykazują
Rys. 2. Schemat budowy szczelnego
tory, które można było naładować odpo- wspomnianego efektu pamięciowego.
alumulatora NiCd.
wiednio większym prądem przez 5, 3, Zazwyczaj można je ładować dużymi prą-
1 godzinę, a ostatnio reklamowane są dami w krótkim czasie.
buchowi. W takich małych akumulato- typy, które mogą być ładowane przez pół Niestety akumulatory te również nie
rach zastosowano sprytne zabezpiecze- godziny. są doskonałe i mają istotne wady: są
rysunku
nie, którego ideę pokazano na rysunku A teraz inna sprawa. Podczas eksploa- zdecydowanie droższe od niklowo-kad-
rysunku
rysunku
rysunku
2 Najogólniej rzecz biorąc, elektroda tacji akumulatorów NiCd zauważono, że mowych, są mniej odporne na przełado-
2
2.
2
2
ujemna zawiera więcej substancji czyn- mają one nieprzyjemną właściwość: gdy wanie - wymagają staranniejszego dob-
nej, niż elektroda dodatnia. Ten nadmiar po pełnym naładowaniu rozładowuje się rania parametrów ładowania.
materiału czynnego wiąże powstający je tylko częściowo, niejako zapamiętują, Dalszym postępem było opracowanie
tlen i zapobiega powstawaniu wodoru, ile ładunku się z nich pobiera i potem akumulatorów litowo-jonowych. Nie ma
przez co stanowi zabezpieczenie i rezer- przy próbie pobrania z nich większej iloś- jednak i nie będzie litowo-jonowych  pa-
wę zarówno przy przeładowaniu, jak ci energii zachowują się jak rozładowa- luszków R6 , ponieważ ogniwa tego
i nadmiernym rozładowaniu. W małych ne. Z tego wynika, systemu mają na-
akumulatorkach stosuje się dodatkowo że dla utrzymania pięcie nominalne
Ze względu na efekt
zabezpieczenie na wypadek przebiegu- akumulatorków rzędu 3V. Akumu-
pamięciowy, zaleca się w pełni
nowania. Przebiegunowanie w praktyce w dobrej kondycji latory litowe wyka-
rozładować akumulatorki (do
zdarza się często, gdy kilka ogniw o róż- trzeba je rozłado- zują wiele zalet.
nej pojemności połączonych jest szere- wywać w pełni Mają przy danej
napięcia 0,9...1V/ogniwo),
gowo - po pewnym czasie pracy, wsku- (ale nie do zera, objętości i masie
przynajmniej co 4...5 cyklów
tek przepływu prądu, ogniwa najsłabsze tylko do napięcia pojemność naj-
ładowania.
szybko tracą napięcie, a potem ulegają k o ń c o we g o większą spośród
przebiegunowaniu, bo już nie pracują ja- 0,9...1V/ogniwo), omówionych do-
ko z
ródło, tylko jako odbiornik energii. w przeciwnym wypadku może dać o so- tychczas typów akumulatorów.
W uproszczeniu można to sobie wyobra- bie znać szkodliwy efekt pamięciowy. Dużą zaletą jest fakt, że napięcie aku-
zić, że wyczerpane ogniwa są niejako ła- W praktyce, według zaleceń firmowych, mulatora litowego zmniejsza się jedno-
dowane przez płynący prąd, tyle, że bie- wystarczy rozładowywać akumulatorki stajnie podczas rozładowania, co wyko-
gunowość podczas tego  ładowania NiCd w pełni co 4...5 cyklów pracy. rzystuje się do prostego określenia, ile
jest odwrotna niż normalnie. Aby prze- Tu wnikliwi czytelnicy zapytają, czy ładunku pozostaje jeszcze do dyspozycji.
biegunowanie nie uszkodziło akumula- w ogóle akumulatory zasadowe można Charakterystyki rozładowania akumula-
ry-
torka, elektroda dodatnia zawiera dodat- stosować w roli baterii rezerwowej, tora litowo-jonowego pokazano na ry-
ry-
ry-
ry-
sunku 3
kową masę antybiegunową. Nie bierze utrzymywanej stale pod napięciem? Od- sunku 3
sunku 3
sunku 3
sunku 3. Niestety, do tej pory te dobre
ona udziału i nie przeszkadza w normal- powiedz
jest prosta: można, ale zdecy- akumulatory są kilkakrotnie droższe od
nej pracy, a okazuje się dobrodziejs- dowanie lepsze wyniki uzyskuje się sto- akumulatorów NiCd, a ponadto są do-
twem w razie przebiegunowania. sując w takich warunkach akumulatory stępne tylko w postaci gotowych zesta-
Z tej części rozważań wynika jasno, kwasowe. wów do zasilania droższych kamer wi-
że małe akumulatorki NiCd są dopraco- A oto dalsze ważne wiadomości. deo, przenośnych komputerów i telefo-
wane technologicznie i zabezpieczone Małe akumulatorki NiCd okazują się nów komórkowych.
przed uszkodzeniami. Rzeczywiście tak przydatne i ekonomiczne w wielu zasto-
Piotr Górecki
Piotr Górecki
Piotr Górecki
Piotr Górecki
Piotr Górecki
jest, ale tylko przy niewielkich prądach sowaniach. Ich zaletą jest spora pojem-
ładowania i rozładowania. Jak powie- ność, możliwość oddawania znacznych
dziano, przed laty prądów (nawet po-
Dzięki zastosowanym
standardowo łado- wyżej 1C), duża
wano akumulator- trwałość. Przy ła-
zabezpieczeniom, przy prądzie
ki prądem 0,1C dowaniu małymi
ładowania rzędu 0,1C
przez kilkanaście prądami (nawet do
miniaturowe akumulatorki
godzin. Uwaga! 0,2C) są odporne
To trzeba wie- NiCd nie ulegną uszkodzeniu,
na przeładowanie,
dzieć: dzięki zasto- są też względnie
nawet gdy będą ładowane 24
sowanym zabez- odporne na głębo-
godziny czy nawet dłużej.
pieczeniom, przy kie wyładowanie
takim prądzie aku- i przebiegunowa-
mulatorki NiCd nie ulegną uszkodzeniu, nie. Mają one jednak poważne wady: za-
Rys. 3. Charakterystyka ładowalnych
nawet gdy będą ładowane 24 godziny wierają bardzo szkodliwy dla zdrowia
ogniw alkalicznych.
czy nawet dłużej. kadm (dlatego w wielu krajach nie wolno
58 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
Dodatnie Sprzężenie Zwrotne
wa Ni-Cd można bez obawy uszkodze-
Podsumowanie
nia, ładować prądem 0,1C przez czas
Ze względów ekonomicznych opłaca
wielokrotnie dłuższy niż zalecane 15 go-
się zastąpić jednorazowe baterie akumu-
dzin. Akumulatory NiMH są pod tym
latorami tylko w urządzeniach pobierają-
względem wrażliwsze. Nie wszyscy pro-
cych znaczną ilość energii, gdzie wymia-
ducenci gwarantują odporność na prze-
na baterii lub ładowanie akumulatorów
ładowanie przy prądzie 0,1C. Dlatego na
następuje nie rzadziej niż co miesiąc.
wszelki wypadek można je ładować
Nowoczesne szczelne akumulatorki
 bezpiecznym prądem 0,05C przez
niklowo-kadmowe i niklowo-wodorkowe
około 30 godzin lub dłużej.
mogą być ładowane dużym prądem
Po tych długich rozważaniach można
przez krótki czas.
wysnuć prosty wniosek, że do wszyst-
Nie znaczy to wcale, że wszystkie,
kich małych akumulatorków można,
w tym także popularne i najtańsze ogni-
i chyba warto, stosować bezpieczną me-
wa, można ładować w taki szybki spo-
todę ładowania małym prądem (NiCd -
sób. Dla akumulatorów o wymiarach ty-
0,1C; NiMH - 0,05C) przez długi czas
powych baterii jednorazowych, na ety-
tak, by władować ładunek nie mniejszy
kiecie podane są zalecane sposoby łado-
niż 150% nominalnej pojemności aku-
wania, np: 70mA 16HRS, 300mA 5HRS,
mulatora. Do tego wystarczy bardzo
lub 1,2A 1HR.
prosta ładowarka, czy nawet zasilacz
Jeśli nie ma napisu wskazującego na
i szeregowy rezystor ograniczjący prąd.
możliwość ładowania dużym prądem
w krótkim czasie, należy stosować kla-
syczną metodę ładowania prądem 0,1C
przez 15 godzin. Jeśli jest tylko napis
wskazujący na duży prąd i krótki czas ła-
dowania, na pewno akumulator ten moż-
na bez obawy ładować małym prądem
przez długi czas (byleby tylko władować
150% pojemności nominalnej). Nie
Jedynie ci, którym się naprawdę spie-
uszkodzi to ogniwa, a może nawet
szy, powinni wykorzystywać możliwości
zwiększyć jego trwałość. Co prawda nie-
szybkiego ładowania. Ale nie jest to ta-
kiedy słyszy się opinie, że ładowanie ma-
kie proste.
łymi prądami jest niekorzystne, ale doty-
Idealna na pierwszy rzut oka metoda
czy to prądów znacznie mniejszych niż
ładowania stałym prądem przez określo-
0,1C.
ny czas jest dobra, ale grozi uszkodze-
Dla uniknięcia efektu pamięciowego
niem przy próbie ładowania akumulato-
w ogniwach NiCd warto zbudować pros-
rów wyładowanych częściowo.
ty układ do kontrolnego, pełnego rozła-
Ze względu na potrzeby użytkowni-
dowania akumulatorów (zob. str. ? tego
ków oraz odmienne właściwości akumu-
wydania EdW).
latorków NiCd, NiMH, do ładowania nie
Przy akumulatorkach NiMH nie trzeba
stosuje się bezpiecznej metody ładowa-
przeprowadzać takiego rozładowania, bo
nia przy stałym napięciu, jaka jest zaleca-
efekt pamięciowy tu nie występuje.
na przy akumulatorach kwasowych. Na-
Przy korzystaniu z akumulatorków
wet, gdyby można ją było zastosować,
trzeba też dokładnie odróżnić dwie spra-
czas pełnego ładowania, z powodu stop-
wy: możliwość ładowania dużymi prąda-
niowego zmniejszania się prądu ładowa-
mi oraz odporność na przeładowanie.
nia, byłby zbyt długi jak na oczekiwania
Wiele nowoczesnych akumulatorów
użytkownika. Dlatego opracowano wiele
Ni-Cd i prawie wszystkie NiMH, można
naprawdę sprytnych metod szybkiego
ładować dużymi prądami, nawet rzędu
ładowania, zapewniających z jednej stro-
1C. Trzeba jednak pamiętać, że nawet
ny szybkie i pełne naładowanie ogniw,
w akumulatorach przwidzianych do
a z drugiej strony niedopuszczenie do
szybkiego ładowania, opisane wcześniej
przeładowania i związanych z tym uszko-
wewnętrzne zabezpieczenia przed prze-
dzeń. Metody te zostaną omówione
ładowaniem i przebiegunowaniem nie
w następnym odcinku.
dają wystarczających efektów przy prą-
Piotr Górecki
Piotr Górecki
Piotr Górecki
Piotr Górecki
Piotr Górecki
dach ładowania większych niż
0,1...0,3C. Szczególnie dotyczy to aku-
mulatorów NiMH. Zbyt długie ładowanie
dużym prądem z pewnością doprowadzi
do uszkodzenia ogniwa, a może nawet
do jego wybuchu.
Natomiast przy małych prądach łado-
wania nie trzeba się obawiać przełado-
wania. Życie pokazuje, iż wielu użytkow-
ników zapomina wyłączyć ładowarkę
w odpowiednim czsie. Jak podano, ogni-
60 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97