Заряд аккумуляторов "на ходу"! Опции

[Спартак]

электронное устройство питается током от NiCd аккумуляторной батареи, напряжением 4,8 вольт 600mAh . Устройство герметично упаковано в влаго и пыле непроницаемый корпус.

Подскажите схемотехническое решение узла зарядки батареи БЕЗ отключения схемы от аккума!

Другими словами ,хочется иметь возможность зарядки батарей так ,как это реализовано у радиотелефонов панасоник и пр. телефон в рабочем состоянии помещают в "док" базы ,и он там БЕЗ отключения подзаряжается.

И второй вопрос: что посоветуете в качестве источника тока для подобных батарей?
можно ли использовать процесс зарядки фиксированным током (например 60mA) на во всем цикле эксплуатации батареи?

возможно ли судить о оставшемся проценте заряда по напряжению на аккумуляторе? А есть ли графики/зависимости/формулы для ориентировочного расчета оставшейся емкости батареи?

[Serj78]

Т.н. "эффект памяти" (это маркетинговое название) не ведет к снижению емкости аккумуляторов, у человека разрядный ток менее 1/500 емкости!

Заряжайте током 35-40ма, в вашем случае по-любом будет 1 час зарядки- двое суток работы устройства. при таком малом зарядном токе вообще можно бесконтактный (индукционный ) метод передачи энергии в ваше устройство.

При зарядe Ni-Cd при повышении температуры аккумулятора выше 50 градусов возможно открытие внутреннего клапана элемента и выпуск кислорода, при разряде такой аккумулятор будет иметь меньшую емкость. если зарядный ток 35ма способен нагреть аккумуляторы в вашем устройстве выше 45 градусов, в чем я сомневаюсь, (термоизоляция есть?) тогда надо заботится об автоматическом заряде.Следует иметь в виду, что тепло в аккумуляторе будет выделяться при окончании заряда т.к. реакция заряда кадмия идет с поглощением тепла.

Если хочется заряжать быстро, то у Sanyo есть специальная серия Ni-Cd позволяющая быть долгое время под зарядным оком в 1/4 емкости без вреда для себя.
А вообще, логичнее перейти на литий, ибо это просто дешевле при таком маленьком токе вообще можно применять одноразовые литий- тиониловые батарейки 16Ah емкостью, из размеры сопоставимы с 3-мя банками Ni-cd.

[SALOME]

Т.н. "эффект памяти" (это маркетинговое название) не ведет к снижению емкости аккумуляторов, у человека разрядный ток менее 1/500 емкости!

При зарядe Ni-Cd при повышении температуры аккумулятора выше 50 градусов возможно открытие внутреннего клапана элемента и выпуск кислорода

А к чему ведет т.н. "эффект памяти" по вашему?
А тут уже и человека начали заряжать? Или я что-то пропустила .
Ничего хорошего в сработке этого клапана нет. И такой клапан есть не везде. Вчера по ящику показывали, как аккумулятор из трубки телефона сжег квартиру. Скорее всего зарядник вышел из строя.
Ну при наличии таких слабых разрядных токов можно еще применить два комплекта батарей: одна на на полноценной зарядке, а другая в работе. Момент смены комплекта определять по достижению разрядного напряжения до 1В на банку. В этом случае "эффект памяти" Вам не грозит.
И еще: такие малые разрядные токи соизмеримы с саморазрядом аккум. Это я к тому, что лучше использовать NI-Mh акум. У него такие же режимы зарядки, но меньше саморазряд и эффект памяти.

[Serj78]

А к чему ведет т.н. "эффект памяти" по вашему?
А тут уже и человека начали заряжать? Или я что-то пропустила .
Ничего хорошего в сработке этого клапана нет. И такой клапан есть не везде. Вчера по ящику показывали, как аккумулятор из трубки телефона сжег квартиру. Скорее всего зарядник вышел из строя.
.

Уважаемая Salome!
речь шла исключительно про Ni-Cd....

Саморазряд у нормального кадмия (за нормальный кадмий, я например Sanyo принимаю) на порядок меньше чем указанный разрядный ток. Клапан в Ni-Cd есть везде, это требование безопасности.(если клапана нетто это... что-то из области опасных подделок.

В литиевых банках клапанов нет, герметичность- условие их нормальной работы. В трубках в основном применяют литий, он имеет тенденцию самовозгораться при несоблюдении правил заряда. Или при превышении температуры элемента более 70 градусов.

Эффект памяти- это эффект повышения внутреннего сопротивления аккумулятора. при неполном разряде, потом заряде. Физическая снова явления - из-за укрупнения кристаллов и уменьшения площади контакта с электродом. Кристаллы имеют тенденцию слипаться когда происходит заряд, полный разряд приводит к раздроблению кристаллов. на емкость аккумулятора это влияние не оказывает, однако в большинстве сильноточных приложений это критично, т.к. напряжение отдаваемое элементом под нагрузкой снижается, и говорят, типа элемент "запомнил" ту емкость что была у него на момент заряда.

У Спартак-а внутреннее сопротивление аккумулятора (типично составляющее 8-20mOhm) может увеличться хоть на порядок, хоть на три, он этого просто не заметит

В завершение хочу сказать, что в 11лет наза я делал пару десятков аналогичных автономных устройств, правда ток потребления составлял около 10мА... Правда, я использовал промышленную серию Sanyo, тоже 600мАч. тогда одна банка стоила 2$. на устройство 6$...
Точно известно, что в 2006 году 18 блоков были еще живы, потом след системы потерялся..

Я настоятельно рекомендую Спартак-у применить литий, ибо это это будет сравнимо по затратам, но конструктивно проще- будет один элемент. Один элемент 900мач имеет габариты меньшие чем 3 банки АА, а стоит около 280р.(речь о литий- полимере,способном работать до -25 градусов на ваших токах) если поискать среди телефонных аккумуляторов то за 150р можно найти 55омач Li-ion вместе с встроенным контроллером

А одна литий-тиониловая банка 17Ач будет питать ваше устройство 4 года и заряжать не надо вообще

[SALOME]

Кристаллы имеют тенденцию слипаться когда происходит заряд, полный разряд приводит к раздроблению кристаллов. на емкость аккумулятора это влияние не оказывает, однако в большинстве сильноточных приложений это критично, т.к. напряжение отдаваемое элементом под нагрузкой снижается, и говорят, типа элемент "запомнил" ту емкость что была у него на момент заряда.

Не пойму в чем Вы возражаете. Еще раз повторяю свою точку зрения:
1. При систематических недоразрядах NiCd аккумулятор постепенно теряет свою емкость. Поэтому заряд в произвольные моменты не целесообразен. Восстановление потерянной емкости по причине "эффекта памяти возможна при наличии специальных процедур, но не всегда успешна.
2. Саморазряд NiCd высок и в случае слабых разрядных токов аккумулятор быстрее разрядится по этой причине, а не вследствии работы на полезную нагрузку. Неоднократно сталкивалась с этим в своем старом цифровом фотике: поставишь свежезаряженные аккум , поснимаешь 5 мин. Потом возвращаешься к съемкам через 1-2 мес - а акум сдох.