دائرة شاحن بطارية NiMH

أنواع دوائر شحن بطاريات NiMH

عادةً ما تتكون **دائرة شحن بطاريات NiMH** من خليتين أو أكثر متصلتين على التوالي وتُستخدم لإعادة شحن بطاريات هيدريد المعدن النيكل. فيما يلي بعض أنواع دوائر شحن البطاريات الموجودة:

• دائرة شحن بطارية NiMH الأساسية: عادةً ما تتكون هذه الدائرة من دائرة شحن تيار ثابت تشحن البطارية بتيار ثابت وقابل للبرمجة. يمكن استخدام المقاومات لتعيين هذا التيار الثابت في أبسط حالاتها. سيعتمد التيار عبر الدائرة على قانون أوم.
• دائرة شحن بطارية NiMH CCT: يُدمج في نموذج دائرة شحن البطارية هذا وحدة تحكم دقيقة أو دائرة توقيت للتحكم في مدة الشحن وتيار الشحن. يجب اتباع دورة شحن قياسية مدتها عشر ساعات لشحن البطاريات ؛ لذلك ، في ظروف الشحن العادية ، يجب أن تصل البطاريات إلى سعتها الكاملة في غضون عشر ساعات كحد أقصى. تُنظم وحدة التحكم الدقيقة التيار والجهد خلال أوضاع الشحن المختلفة.
• دائرة شحن بطارية NiMH الذكية: تقدم دائرة شحن البطارية الذكية هذه تصميمًا أكثر تعقيدًا وتعتمد على مواصفات الشركة المصنعة للبطارية لشحن البطاريات. تُعدل دائرة التحكم في هذا النموذج العديد من معلمات الشحن وفقًا لدرجة الحرارة ، والجهد ، وسعة البطارية ، ودرجة حرارة البيئة التي يتم فيها الشحن. تُستخدم هذه الشاحن عادةً لشحن بطاريات السيارات الكهربائية.
• دائرة شحن بطارية NiMH النبضية: في هذه الحالة ، يتكون تصميم الدائرة من دورة عمل نبضية تحدد وقت ارتفاع ونزول النبضة. سيساعد تردد النبض ، ووقت الارتفاع ، ووقت النزول لكل نبضة في التصميم الدقيق لدائرة الشاحن. يُحسّن شحن النبض كفاءة شحن بطارية NiMH.
• دائرة شحن بطارية NiMH العالمية: يمكن لنموذج شحن البطارية هذا شحن أنواع مختلفة من البطاريات ، بما في ذلك بطاريات الليثيوم أيون والرصاص الحمضية ، بالإضافة إلى بطاريات هيدريد المعدن النيكل. تتميز بتصميمات دوائر مختلفة لتناسب متطلبات شحن كيمياء البطارية المختلفة.

الوظائف والميزات

يُلخص الجدول التالي الميزات المختلفة التي غالبًا ما توجد في دوائر شحن بطاريات NiMH مع وصفاتها.

• جهد التشغيل

  مستوى الجهد الذي صُممت دائرة الشاحن للعمل به. يجب أن يكون متوافقًا مع التيار الكهربائي أو جهد الإمداد في المنطقة التي سيتم تطبيقها فيها.

• تيار الشحن

  التيار الذي تُشحن به البطاريات. يجب أن يكون تيار الشحن المثالي مرتفعًا بما يكفي لضمان معدل شحن معقول ولكنه منخفض بما يكفي لتجنب إتلاف البطارية.

• التحكم في المؤقت

  تضمن هذه الميزة عدم تجاوز شحن البطارية لفترة شحن معينة ، مما يقلل من فرص إتلاف البطارية بسبب الشحن الزائد. يمكن أن يساعد التحكم في المؤقت أيضًا في التحكم في عملية الشحن من خلال التشغيل والإيقاف حسب مدة الشحن.

• مؤشرات LED

  تساعد ميزة مؤشر LED على إخطار حالة شحن حزمة البطارية ، مما يحسن تجربة المستخدم. يمكن أن يكون لدوائر شحن البطارية ألوان مختلفة لمؤشرات LED تمثل حالات مختلفة أثناء عملية الشحن.

• إدارة حرارية

  تُعد هذه ميزة مهمة لدائرة شحن بطاريات NiMH لأن الحرارة الزائدة يمكن أن تتلف البطاريات ومكونات الدائرة. تضمن الإدارة الحرارية المناسبة أن تعمل دائرة الشاحن ضمن نطاق درجة حرارة آمن.

• وحدة التحكم الدقيقة

  يُمكن وجودها في دائرة شحن بطاريات NiMH من تنفيذ خوارزميات شحن متطورة.

  تتضمن ميزات وحدة التحكم الدقيقة شاشة LCD توفر حالة الشحن في الوقت الفعلي. قد تتضمن أيضًا إنذارًا ينبه المستخدم عن المواقف غير الطبيعية مثل أخطاء الشحن أو ارتفاع درجة حرارة البطارية ، وما إلى ذلك.

• جهد إدخال متعدد

  تُعد هذه ميزة مهمة لدائرة شحن بطاريات NiMH لأنها تجعل الشاحن متعدد الاستخدامات. يمكن استخدامه في مناطق مختلفة لأنه يمكنه استيعاب التيار الكهربائي أو جهد الإمداد في تلك المنطقة المعينة. كما أنه يزيد من التوافق مع مصادر الطاقة المختلفة ، مما يجعل دائرة الشاحن مفيدة في أي تطبيق.

• ميزات السلامة

  تتضمن حماية من التيار الزائد ، وحماية من الدائرة القصيرة ، وحماية من الجهد الزائد التي تحمي البطاريات ومكونات الدائرة. كما أنها تضمن تشغيل دائرة الشاحن في ظروف آمنة.

استخدامات دائرة شحن بطاريات NiMH

تُعد بطارية NiMH النموذجية رائعة لشحن حزمة بطارية تحتاج إلى تشغيل الأجهزة الكهربائية المحمولة ، والأدوات الكهربائية اللاسلكية ، والسيارات الكهربائية ، والتخزين الأطول. من المهم العثور على دائرة شحن بطاريات NiMH المناسبة لتطبيقات محددة.

• التطبيقات المنزلية: تشمل الكاميرات الرقمية ، وأجهزة تحكم الألعاب ، ولعب التحكم عن بعد ، والهواتف اللاسلكية. تعمل البطارية على تشغيل الأجهزة المعرضة للخطر ، بينما يسهل الشاحن تجديد الطاقة بأقل جهد.
• الأدوات الكهربائية: تستخدم معظم الأدوات الكهربائية بطاريات غير قابلة للاستبدال لتشغيلها للعمل في المساحات الضيقة والمغلقة. تتضمن المثاقب ، والمنشار ، والسنفرة ، والمفاتيح الإنجليزية. توفر البطاريات الطاقة المطلوبة ، بينما تساعد دوائر الشحن المشغلين على إعادة شحنها أثناء وقت التوقف عن العمل.
• السيارات الكهربائية: تُستخدم عربات الترام التي تعمل ببطاريات هيدريد المعدن النيكل. تُستخدم القطارات التي تعمل ببطاريات NMH لتشغيل أنظمة الدفع الخاصة بها. توفر بطاريات NiMH كثافة طاقة أعلى مطلوبة لسيارات EV ، وصُممت دوائر الشحن لمعالجة شحن المصنع.
• الأجهزة الطبية: تُستخدم أجهزة تنظيم ضربات القلب وأجهزة الموجات فوق الصوتية المحمولة بطاريات NiMH. يجب إعادة شحنها وإدارتها باستخدام دائرة محددة لضمان الأداء الأمثل.
• تُستخدم ألعاب السيارات التي تعمل بالبطارية لتشغيل عملياتها ومصممة للاستخدام المؤقت. تساعد دوائر شحن البطاريات في التعامل مع الشحن الليلي أو أي جدول شحن موصى به. انتشار استخدام الألعاب الدوارة يعني أن العديد من الأطفال سيحتاجون إلى بطاريات وشواحن لتشغيلها.
• المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية: تعتمد التطبيقات مثل مشغلات أقراص CD المحمولة ، وأجهزة الألعاب المحمولة ، وبعض كاميرات الفيديو على بطاريات NiMH. تُعد عبوتها المدمجة وقدرتها على إعادة الشحن أثناء التنقل مناسبة لهذه التطبيقات. استخدم دائمًا دائرة شحن بطارية مصممة للشاحن لتمديد عمر البطاريات والأجهزة.

كيفية اختيار دائرة شحن بطارية NiMH

من أجل بناء شاحن موثوق به وكفاءة لبطاريات هيدريد المعدن النيكل ، يجب مراعاة بعض العوامل:

• تيار الشحن: تيار الشحن هو معدل التدفق الذي يقرر استخدامه عند شحن البطارية. يعتمد هذا على سعة بطارية NiMH. باستخدام هذه المعلومات ، يمكن للمرء حساب تيار الشحن المثالي للبطارية. كقاعدة عامة ، يجب استخدام تيار شحن هو 1 على سعة الأمبير الكلية (1A) لبطارية NiMH. يُطلق على ذلك قاعدة واحد سي. على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية 800 مللي أمبير ، فإن قاعدة 1C تعني أنه يجب استخدام تيار شحن 800 مللي أمبير.
• وقت الشحن: يُرتبط إجمالي الوقت الذي يستغرقه شحن البطارية بسعة (حجم) البطارية ومعدل التدفق (تيار الشحن) المستخدم. كلما كان وقت الشحن أقصر ، كلما أصبحت البطارية جاهزة للاستخدام بشكل أسرع. العكس صحيح ؛ يلزم مزيد من الوقت لشحن بطارية ذات سعة أكبر. أيضًا ، سيؤدي معدل الشحن الأسرع إلى شحن بطارية NiMH بشكل أسرع ، لكن هذا قد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة ، لذلك يلزم مزيد من الوقت للسماح للبطارية بالتبريد بعد الشحن.
• التكييف المسبق: التكييف المسبق (أو التكييف المسبق) يعني اتخاذ بعض الخطوات الأولية قبل بدء عملية الشحن الرئيسية الفعلية. يشير هذا المصطلح إلى تفريغ بطارية NiMH بسرعة قبل شحنها. يمكن أن تصبح البطاريات أقل قوة أو كفاءة بمرور الوقت ؛ يُطلق على ذلك "تلاشي السعة" أو ببساطة "التلاشي". هذا يجعلها لا تعمل بشكل جيد أو تحمل قدرًا كبيرًا من الطاقة. من خلال تفريغ البطارية أولاً ، يساعد ذلك الأجزاء الداخلية للبطارية على العودة إلى ترتيبها لتعمل بشكل أفضل مرة أخرى.
• الشحن السريع والشحن التكميلي: تحتوي شواحن NiMH على مرحلتين رئيسيتين للشحن السريع. المرحلة الأولى هي عندما تشحن البطارية بسرعة والمرحلة الثانية هي حيث تشحن البطارية ببطء أكبر وتملأ مستوى الشحن. عند شحن البطاريات ، هناك مرحلتان - شحن سريع يليها مرحلة شحن تكميلي. في المرحلة الأولى ، يمكن شحن البطاريات بسرعة - حوالي نصف سعتها - في حوالي 30 دقيقة. ثم ، تكون المرحلة الثانية هي مرحلة الشحن التكميلي ، حيث يجب تقليل تيار الشحن لمنع ارتفاع درجة حرارة البطاريات ؛ يسمح ذلك للبطاريات بالبقاء مشحونة بالكامل دون ارتفاع درجة حرارتها.
• التحكم في درجة الحرارة: ستسمح دائرة شاحن جيدة بمراقبة أو التحكم في درجة حرارة البطاريات التي يتم شحنها. يمكن أن تصبح البطاريات دافئة أثناء الشحن ، لكن الحرارة الزائدة يمكن أن تسبب ضررًا. يساعد التحكم الجيد في درجة الحرارة على منع الشواحن من ارتفاع درجة حرارتها ، مما قد يؤذي البطاريات ويجعلها غير آمنة.

دائرة شحن بطارية Nimh أسئلة وأجوبة

س 1: ما هو الغرض من دائرة شحن بطاريات NiMH؟

ج 1: الهدف هو شحن بطاريات هيدريد المعدن النيكل بشكل آمن وكفاءة ، وإدارة عملية الشحن لمنع إتلاف الخلايا.

س 2: ما هي بعض الطرق الشائعة لشحن بطاريات NiMH؟

ج 2: تشمل الطرق الشائعة شحن التيار الثابت ، وإنهاء ذروة دلتا ، والشحن الذكي مع تحسين وحدة التحكم الدقيقة لصحة البطارية.

س 3: كيف يمكن للمرء تحديد متى تُشحن بطارية NiMH بالكامل؟

ج 3: تُعد مؤشرات حالة البطارية ، واستقرار درجة الحرارة ، وكشف تغير دلتا طرقًا لتحديد الشحن الكامل لممارسات شحن آمنة.

س 4: ما هي بعض اعتبارات السلامة التي يجب مراعاتها عند شحن بطاريات NiMH؟

ج 4: تتضمن بعض اعتبارات السلامة مراقبة درجة حرارة الخلية ، ومنع الشحن الزائد ، وضمان التهوية المناسبة ، واستخدام دوائر مزودة بميزات حماية.

س 5: هل يمكن شحن بطاريات NiMH في تكوينات متسلسلة أو متوازية؟

ج 5: نعم ، ولكن فقط باستخدام دوائر خاصة يمكنها إدارة عملية شحن كل خلية بشكل مستقل لضمان الشحن المتساوي ومنع التلف.