User manual

1/20 (a nižší) z celkové kapacity akumulátoru, například tedy 40 mA anebo méně. Nabíječky jsou
pak také vybaveny teplotním senzorem s funkcí zastavení nabíjecího procesu. Touto technologií
jsou vybaveny nabíječky NiCd pro akumulátory. Během jejich nabíjení totiž dochází k uvolňování
velkého množství energie, která se přeměňuje v teplo. Elektronika nabíječky pak zaznamenává
teplotu, podle které rozpozná, že jsou akumulátory plně nabité a odpojí je od nabíjecího obvodu.
U síťových nabíječek je omezení proudu zajištěno pomocí rezistoru, který je do obvodu vložen mezi
zdroj a akumulátor. Rezistor R1 je pak vypočítán ze vztahu R (Ω) = U/I, kde U je napětí (V) a I proud
(A). Hodnota rezistoru R1 tak upravuje nabíjecí proud.
Nabíjení konstantním proudem je velmi jednoduchá technologie, avšak přináší i řadu nevýhod:
Akumulátor by měl být plně vybíjen. Vhodný nabíjecí proud je přibližně C/10 kapacity akumulátoru.
V opačném případě může dojít k jeho přebíjení (overcharge = přetečení kapacity) a následnému
poškození. Starší NiCd akumulátory nejsou vybaveny interní pamětí a proto je nezbytné jejich nabíjení
až po úplném vybití (nelze je nabíjet kdykoliv).
Paměťový efekt akumulátorů (Memory Effect)
Tato technologie využívá interní paměti akumulátoru, který rozpoznává vlastní aktuální kapacitu,
například je-li akumulátor vybit jen zčásti a tento stav si „pamatuje“ a zohlední jej při následném
nabíjení. Akumulátory přesto ztrácejí svou původní kapacitu a tím dochází i ke zkracování jejich
životnosti. Ke snižování kapacity dochází tvorbou krystalů na katodě. Paměťový efekt je však možné
„odstranit“ díky záměrnému procesu vybíjení.
U zdroje, který zahrnuje rezistor R2, LED D2 a rezistoru R4, je možné provádět další úpravy, kterými
se mění hodnoty konstantního proudu. V experimentu můžete například zaměnit rezistor R4 (1 k Ω)
za rezistor 2,2 kΩ. Tím dojde k úpravě (snížení) nabíjecího proudu.
Pulzní nabíjení
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, USB kabel, blikající LED, oranžová LED,
dioda 1N4001, tranzistor T1 2N3904, tranzistor T2 N3906, rezistor 10 Ω, 2 rezistory 1 kΩ, přihrádka
pro baterie a akumulátory AA nebo AAA.
Pulzní nabíjení eliminuje paměťový efekt, kterým jsou vybaveny starší akumulátory. Nabíjení tak
probíhá pomocí krátkých proudových pulzů. V závislosti na zapojení se tak akumulátor nabíjí mnohem
rychleji nebo pomaleji. U starších akumulátorů pak díky pulznímu nabíjení dochází zároveň k jejich
regeneraci.
V obvodu jsou použity oba tranzistory. Tranzistor T2 (2N3906) je na schématu v horní části, vlevo je
blikající LED. Tranzistor spolu s blikající LED tvoří dělič napětí. LED zajišťuje pulzy do báze tranzistoru
T1. Tranzistor 1 řídí vstup báze tranzistoru T2 a trasu kolektor – emitor. Tím dochází k průchodu
proudu do akumulátoru. Intenzita blikání oranžové LED představuje množství proudu, který prochází
do akumulátoru.
Při měření multimetrem, je možné sledovat pulzaci a nárůst napětí na akumulátoru. Při přemostění
LED 2 dojde k rychlejšímu nabíjení (zvýšení proudu) a na druhé straně však ke snížení provozní
životnosti oranžové LED.
Nabíjení Nikl-zinkových článků
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, USB kabel, červená LED, oranžová LED, rezistor
100 Ω, přihrádka pro baterie, NiZn akumulátory (AA nebo AAA).
Nikl-zinkové články (NiZn) akumulátory patří mezi vůbec nejstarší a nejrozšířenější druhy
akumulátorů. Výhodou těchto článků je vysoká kapacita článku (cca 1,6 V). Proto slouží jako nejlepší
náhrada za běžné baterie s napětím 1,5 V a pro použití v elektronických zařízeních, které jsou určeny
pro 1 – 2 články. Napětí NiMH akumulátorů je pak mnohem nižší, než je požadované provozní napětí.
Použití NiZn článků je tak vhodné z důvodů prevence před hlubokým vybitím. Zvláštností NiZn
akumulátorů je, že jejich kapacita není udávána v mA (miliampérech), ale v mW (miliwatech).
Napětí plně nabitého článku NiZn akumulátoru je přibližně 1,8 V a napětí vybitého článku zhruba
1,2 V. Vzhledem k tomu, že se jedná o poměrně novou technologii, nelze doposud určit přesný počet
nabíjecích a vybíjecích cyklů (životnost akumulátoru).
Nabíjecí cyklus
Jedná se o počet procesů, při kterých se článek plně nabije a po použití je nezbytné jej znovu nabít.
Technologie nabíjení NiZn článků je ve skutečnosti velmi jednoduchá a podobná jako je pro nabíjení
olověných akumulátorů. Nabíjení řízené mikroprocesorem zajišťuje bezpečnost při nabíjení a vyšší
nabíjecí výkon se spoustou dalších funkcí pro nabíjení a vybíjení.
Nabíjení NiZn článků
Nabíjení těchto článků je proudově omezeno na přibližně 0,5 násobek kapacity akumulátoru
(proud 0,7 – 1,5 A pro typ AA). Konečné napětí, tj. napětí, při kterém je článek plně nabitý,
je cca 1,9 V. Ke konci nabíjecího procesu zároveň klesá nabíjecí proud na hodnotu 0,05 C
(u AA článků 75 mA). Specifická hustota akumulované energie je přibližně 50 Wh/kg
(obdobně je tomu u NiCd akumulátorů). U NiMH akumulátorů je však tato hustota o něco vyšší.
Písmeno „C“ označuje kapacitu akumulátoru, obvykle uváděnou v mAh (miliampér hodiny).
Důležitou vlastností jednoduchých nabíjecích obvodů je omezení a stabilizace napětí na maximální
hodnotu 1,9 V. V případě použití nižší hodnoty proudu pak nabíjení trvá jen o něco déle. Obecně lze
možné říci, že nižší hodnoty proudu jsou spíše přínosem, který vede zejména ke zvýšení počtu
nabíjecích cyklů a celkově tak i vyšší životnosti akumulátoru. Rychlý nabíjecí proces pak umožňuje
nabití akumulátorů v co nejkratším čase.