NIMH batterijen opladen?

Ik wil graag NIMH batterijen kunnen opladen alleen ik heb geen idee hoe dat gaat. Wel heb ik erover gelezen, maar het moet wel goed zijn. Hiermee bedoel ik dus dat ze niet warm mogen worden of andere gekken dingen. Uiteindelijk moet er een druppellaadproces gestart worden. Misschien kan iemand ook gelijk vertellen hoe dat in elkaar zit. Je hoeft niet echt met een schema te komen hoor (zal wel leuk zijn natuurlijk). Het is nodig als een soort backup systeem, zodat het systeem kan melden dat er iets mis is met de netspanning. Ik hoop dat iemand dit mij kan vertellen.

een lamp is nog altijd de beste manier om te melden dat er iets mis is met de netspanning :)
Just face it: sometimes nobody envies you. There has to be a bottom and that bottom is probaly you. // http://www.amazon.com/o/registry/VWZ93N4Y6XQT
Het gaat om het opladen van NIMH batterijen. Ik hoop dat je me kan helpen. Ik wel goed gezocht, maar nooit echt iets degelijks gevonden voor het opladen van nimh'tjes.

[Bericht gewijzigd door macman op 14 september 2003 22:39:49 ]

Hugo Welther

Moderator

Daar zijn speciale IC's voor die het hele laadproces regelen. Bijv. een TEA1102 van Philips of een CCS9620SL
Neem het leven niet te serieus - je overleeft het toch niet. Elbert Hubbard (1856-1915)
Wat voor NIMH zijn het? Sub-C cellen? Penlites formaat? Trek je er hoge stromen uit? Hoe snel laad je ze?

Voor penlites en gebruik van lage stromen kun je gewoon met 1/10 van de capaciteit langzaam laden. Warm zullen ze dan niet worden. (tenminste, niet TE warm)

Over het algemeen :
- mogen NIMHs NIET HEET worden, stop met (snel)laden als ze handwarm zijn.
- mogen NIMHs niet overladen worden, ze zijn hiervoor govoelliger dan NICADs.
- mogen NIMHs niet diep ontladen worden. (tenminste niet diep ontladen met hoge stromen
- mogen NIMHs niet meteen worden geladen na het ontladen. Tenminste dat is bij gebruik van hoge laad en ontlaad stromen, het heeft negatief effect op de capaciteit en voltage.

Gebasseerd op mn eigen ervaring en van wat ik gelezen heb :)
De datasheets van de TEA1102 verteld veel over het oplader zelf, dus dat komt helemaal goed denk ik. tx.

Ik trek geen hoge stromen. Ze hoeven ook niet echt snel te laden. Het is echt voor backup in noodgevallen. Ik weet nog niet precies wat ik ga gebruiken. Het liefst 1 batterij, penlites vind ik maar ondingen om in een apparaat te bouwen.

Ik heb nu een klein idee voor een schakeling. Ik laad de batterijen op met 1/10 van de capaciteit en controleer de batterijspanning. Wanneer deze een bepaalde waarde bereikt houdt ik op met laden. Ik begin weer met laden als de batterijspanning onder een bepaald niveau komt. Is dit mogelijk grofweg gezegd? Alleen moet ik dan nog verzinnen hoe de batterijen het overnemen wanneer de netspanning wegvalt.
Onderwerp: NiMH accu laden
Het laden met 10% van de capaciteit is een goede methode. Schakel de laadstroom dan uit na 14 of 15 uur met een timer, bijvoorbeeld met een 4060 CMOS timer. Zie Schakelingen, Diversen, 4060 timer. Maak R2, R3 en C2 groter totdat je op 14 uur uitkomt. In plaats van de BC547B kun je een BD135 of een andere medium-power npn transistor nemen, die een grotere collectorstroom kan hebben.
Het meten van de accuspanning is geen betrouwbare methode. Dit wordt afgeraden door accufabrikanten. De spanning is o.a. afhankelijk van de temperatuur.
Druppelladen kun je doen met een stroom van 1% tot 3% van de capaciteit. Dat mag ook continu. Zie datasheets van diverse accu's bij o.a. Varta. Ik heb het zelf ook gedaan, laadstroom 2% van de capaciteit en laadtijd 72 uur (3 dagen). Het ging prima en je loopt geen risico bij deze stromen.
Als de toepassing het niet strikt noodzakelijk maakt (wat ik in dit geval denk) zou ik een alternatief nemen voor NiMH cellen, bijvoorbeeld in de vorm van NiCd. Scheelt je een hoop ellende met bouwen.
Je biertje wordt niet jaloers als je een andere pakt, je vrouw wel ...
NIMH batterijen zijn dacht ik beter voor het milieu, vandaar dat ik deze heb gekozen. Ook is de geheugen werking minder aanwezig dan bij NICD.

Ik ga nu beginnen aan een ontwerp voor een backup batterij systeem dat netjes de batterijen op peil houdt en dat de bat. het overnemen bij uitval van de netspanning.
Nog een klein vraagje.
Kan je wel via de klemspanning van de batterij meten wanneer hij te weinig vermogen heeft? Wanneer dit niet het geval is, hoe moet dat dan wel? En wanneer wel het geval, hoe bepaal je die grensspanning dan? Alvast bedankt.
Op 15 september 2003 12:37:41 schreef macman:
NIMH batterijen zijn dacht ik beter voor het milieu, vandaar dat ik deze heb gekozen. Ook is de geheugen werking minder aanwezig dan bij NICD.


idd, maar volgens mij mogen die wel warm worden, ik heb een volledige automatische(microprocessorgestuurde) NiMH lader(van Memorex) die de batterijen juist oplaad naar de gepaste spanning en daar worden deze wel warm, na het laden is het idd best om druppelladen uit te voeren, weet alleen nie hoe, doet dat automatisch

zie ook hier
http://www.circuitsonline.net/forum/view.php?id=3997
Als e NIMH snellaad en het is klaar, NIET druppelladen erna. (of je moet het doen met een hele lage stroom) als je het wel doet, dan laad je ze dus over :)

Nog iets waar je misschien aan hebt. Je kunt meten wanneer NICAD vol is, deze bereikt een piekspanning bij het laden, na de piek zakt de voltage ietsjes (4 tiende volt geloof ik) en daar kijkt een processor lader na, en schakelt het laadproces vervolgens uit. Dat gebeurt bij NIMHs ook, MAAR het voltage wat na de piek zakt is VEEL KLEINER. En snel na deze piekspanning loopt de temperatuur veel sneller op dan bij NICADs
Dat klopt macman, NiMH accu's zijn beter voor het milieu, minder schadelijk omdat er geen cadmium in zit. Ondanks dat is het wel verstandig om ze aan het eind van hun levensduur naar de lege-batterij-container te brengen. En het memory effect is wel aanwezig (heb ik ervaren), hoewel fabrikanten al jaren beweren dat deze accu's het niet hebben, alleen is het effect minder duidelijk dan bij NiCd cellen.
Je kunt wel de klemspanning meten en daaruit de ladingstoestand afleiden. Een pas geladen cel heeft bij mij meestal een spanning rond 1.4V onbelast. Na enkele dagen (ongebruikt) daalt dat geleidelijk naar 1.3V. In het gebruik blijft de klemspanning heel lang in de buurt van 1.2V. Een spanning van 1.1V betekent dat de accu niet veel meer kan leveren en bij 1.0V is de accu leeg. Je mag dergelijke accu's niet verder dan tot 0.9V ontladen. Diepontlading kan schadelijk zijn. Bij extreem diepe ontlading tot zelfs omgekeerde polariteit kan al na één keer de cel onherstelbaar beschadigd zijn. Omgekeerde polariteit kan optreden als meerdere cellen in serie staan en de verbruiker niet op tijd werd uitgeschakeld. In de praktijk zijn de cellen nooit helemaal identiek en daardoor is er meestal één cel het eerst leeg. De andere cellen zorgen er voor dat de stroom in dezelfde richting door blijft lopen en daardoor raakt de lege cel totaal uitgeput en als de verbruiker ingeschakeld blijft keert de polariteit van de lege cel om. Probeer dit altijd te voorkomen.
De ontlaadkarakteristiek loopt dus van ongeveer 1.4V tot 1.0V. De laadkarakteristiek loopt ongeveer van 1.2 tot 1.45V. Maar deze waarden zijn van meerdere factoren afhankelijk: celtemperatuur, laadstroom, inwendige druk. Daarom raden fabrikanten vaak af om de klemspanning als criterium te gebruiken om de laadstroom uit te schakelen. Ik heb wel eens schakelingen gezien die de accuspanning steeds rond de 1.42V houden. De cel blijft dan voortdurend in geladen toestand. Stijgt de klemspanning boven de 1.42V dan wordt de laadstroom uitgezet, daalt de klemspanning beneden deze grens dan wordt de laadstroom weer aangezet. Er moet natuurlijk een kleine hysteresis zijn anders gaat de schakeling oscilleren. Een dergelijke lader bestaat uit een op-amp die als comparator wordt gebruikt, een zenerdiode als referentiespanning en een constante stroombron. De voedingsspanning voor de op-amp moet gestabiliseerd zijn om de schakelniveau's nauwkeurig te maken. Maar zoals ik hierboven beschreef wordt door fabrikanten afgeraden om de klemspanning te gebruiken als afschakelcriterium. Wat je wel kunt doen is met één van de volgende 3 methoden laden.
1. Eerst de cel ontladen tot 1.0V, daarna laden met 0.1 C waarbij C de capaciteit van de accu is. Dus bijvoorbeeld een 1800mAh accu laad je met 180mA. Het beste is als deze stroom geleverd wordt door een constante stroombron. Schakel de laadstroom na 14 uur uit met een timer. Deze methode voldoet goed voor zowel NiCd als NiMH cellen. Het is niet zo riskant, een uurtje te lang laden is niet schadelijk.
2. Snel laden met een stroom van 0.5 tot 1 C en een IC toepassen dat de accuspanning nauwkeurig in de gaten houdt. Als de accu vol raakt kan hij geen energie meer opnemen en de toegevoerde energie wordt dan omgezet in warmte. Door de negatieve temperatuur coëfficient daalt de klemspanning enkele mV. Het IC meet de klemspanning, daarvoor wordt de laadstroom kort uitgeschakeld zodat overgangsweerstand geen invloed heeft op de meting. Het IC onthoudt de laatst gemeten spanning en vergelijkt deze met de volgende waarde. Een dalende klemspanning wordt zo ontdekt en de laadstroom wordt dan uitgeschakeld of verminderd tot een druppellaadstroom. Deze methode staat bekend als de -dV detectie (min delta V). Door de hoge laadstroom is deze manier wel riskant en kritisch. Als er iets niet perfect gaat bij het detecteren van de spanningsdaling (min delta V) kan het laden te lang doorgaan en schadelijk voor de accu worden. Je kunt ook de temperatuur gebruiken als afschakelcriterium maar dat is minder betrouwbaar omdat het thermisch contact met het binnenste van de accu vaak moeilijk te maken is.
3. Laden met een stroom van 0.01 tot 0.03 C, dus 1% tot 3% van de capaciteit. Dit mag ook continu gebeuren. Als de accu leeg is duurt het laden natuurlijk wel lang, mijn ervaring is ongeveer 72 uur. De voordelen zijn dat er nauwelijks risico bestaat door de kleine laadstroom, dat de accu continu geladen mag worden en dat de accu voortdurend in volle toestand wordt gehouden. Dat laatste is wel belangrijk als je de accu nodig hebt bij uitval van de netspanning, als back-up. Die kleine laadstroom kun je het beste stabiliseren, dat kan met een LED en een transistor, of met een op-amp en een zenerdiode en een transistor, of met een spanningsregelaar die je als constante stroombron schakelt.
Zelf laad ik bijna altijd gedurende 14 uur met 10% van de capaciteit. Dat gaat altijd goed als de accu leeg is voordat je begint. Ik heb altijd een reserve accuset in geladen toestand klaar staan, dan kun je meteen omwisselen als dat nodig is. Accu wisselen gaat sneller dan welke snellader dan ook.
Nog een opmerking: als je de accu's alleen voor back-up gebruikt kun je ook een loodaccu nemen. Dan kun je een simpele schakeling bouwen met een spanningsregelaar die een constante uitgangsspanning levert en een laadstroombegrenzing. Een loodaccu kun je voortdurend vol houden met een spanning van 2.3 V per cel. Dat is 6.9V voor een 6V accu en 13.8V voor een 12V accu. Loodaccu's worden op deze manier vaak toegepast in alarminstallaties als back-up.
Ik hoop dat je met deze uitleg een juiste keuze kunt maken. Veel succes.
Nog even enkele tips. Als constante stroombron kun je de schakeling toepassen die op deze website beschreven staat als "Constante LED voeding".
http://www.circuitsonline.net/circuits/view.php?id=31
In plaats van D1 zet je dan een gewone siliciumdiode. Die voorkomt dat de accu ontladen wordt via de schakeling als de netspanning uitvalt. De waarde van R2 pas je aan tot je de gewenste laadstroom hebt. Daarbij geldt I = U BE1 / R2. De spanning U BE1 is de basis-emittor-spanning van T1 en zal ongeveer 600mV zijn. Bij de gegeven waarde van R2 ligt de stroom dus rond 15mA. R1 hoef je volgens mij niet te veranderen. Wel moet je T2 een koelelementje geven bij grotere stromen. De accu komt dan in serie met D1 te staan. De spanningsval over de schakeling is volgens mij ongeveer 2.1V als D1 een Si-diode is. Dus zorg dat de voedingsspanning minstens 2.1V hoger is dan de maximaal voorkomende accuspanning. Die max. accuspanning mag je schatten op 1.5V x (het aantal cellen). De laadstroom is bij deze simpele schakeling wel afhankelijk van de omgevingstemperatuur omdat U BE1 temperatuurafhankelijk is.
Voor het omschakelen van netvoeding naar accuvoeding zou je eens kunnen kijken naar de "LED-meterkast verlichting" op deze website
http://www.circuitsonline.net/circuits/view.php?id=109
De waarde van R3 moet je aanpassen aan de uitgangsstroom. De belasting komt in de plaats van LED1 en LED2. R4 en R5 kun je volgens mij weglaten (doorverbinden). Bij grotere belasting moet je voor T1 en D3 typen nemen die een grotere stroom kunnen hebben. Afhankelijk van de trafospanning en de accuspanning moet je R2 aanpassen zodat de druppellaadstroom op de juiste waarde komt.
Ontzettend bedankt voor de gedetailleerde uitleg. Met deze informatie kan ik heel goed uit de voeten. Ik was al wel bezig met het ontwerpen van een oplaadunit en was ook uitgegaan van de twee schakelingen die hier op de site staan. Ik dat het me nu wel gaat lukken. Harstikke bedankt allemaal.