Здравствуйте!

Вопрос. Пусть имеем некий АКБ. Необходимо его зарядить. Имеется источник питания и ключ с ШИМ на основе атмеловского контроллера. Через открытый ключ через АКБ протекает некий ток. Что в таком случае считать током заряда? Средний ток за весь период ШИМ? (посчитанный из известного тока (на измерительном резике) при открытом ключе и урседненногго ко всему периоду)

Заранее благодарен. Жорик.

Прямо с ключа импульсы ШИМ идут на аккумулятор? Зарядить может так и можно, но вот контролировать затруднительно. Лучше сделать по нормальному. С дросселем и накопительной емкостью.

Если ток через измерительный резистор равен (или прямо пропорционален) току через АКБ то да.
???

Что-то не понравилось?

"Зарядить может так и можно, но вот контролировать затруднительно."

?? Не понял, почему?

"Если ток через измерительный резистор равен (или прямо пропорционален) току через АКБ то да."

Ветвь заряда: + источника -> МОСФЕТ-> кумулятер-> измерительный резик -> - источника.

МОСФЕТ ключуем от Атмела. с измерительного резика берем на вход АЦП инфо о токе в положении МОСФЕТ ВКЛ, усредняем ток за период, смотрим чего надо - добавить/убавить ШИМ, индицируем на
индикаторе чего надо и далее по кругу, исключая аварийные ситуации...

Заряд это есть интеграл (сумма) тока по времени. Или если по-другому, ток это изменение заряда за единицу времени I=dQ/dt. Тогда если ток за время пока ключ открыт не меняется, то заряд за период ШИМ будет dQpwm=Ipwm*Ton, где dQpwm это изменение заряда за период ШИМ, а Ipwm это ток АКБ при открытом ключе ШИМ. Или если перейти к стандартным единицам измерения времени, то dQ=Ipwm*Ton*Fpwm, где Fpwm - частота работы ШИМ.

Жорик, с резиками, инфо и микрухами надо в определенном возрасте кончать....
Георгий, аккумулятор не воспримет ШИМ с частотой десятки килогерц. Химические процессы так быстро не протекают. Поэтому, нужно выпрямить и отфильтровать ШИМ до постоянного напряжения. Вот его-то и подавать на батарею, контролируя ток, токовым датчиком. Можно и резистор применить, но с масштабирующим ОУ.

Просветите, пожалуйста, с какой максимальной скоростью они могут протекать? А когда постоянный ток протекает, они уже успевают? А если не очень хорошо отфильтровано, то куда девается верхняя часть тока над постоянной составляющей? Пропадает?

???

В химии есть челая отрасль знаний по кинетике реакций. Я не химик. некоторые реакции могут идти со скоростью в тысячи метров в секунду (взрыв). Но в аккумуляторе скорость реакции связана с выравниванием концентрации компонентов в электролите. В кислотном аккумуляторе это прямо концентрация серной кислоты и воды у разных пластин, в щелочном электролит служит только переносчиком ионов, его химсостав в процессе работы не меняется.
Однако, в любом случае, при расстоянии между пластинами в единицы - доли миллиметра быстрое перемешивание невозможно. Автомобилистам хорошо известно явление "отдохнувшего" аккумулятора, когда мотор пытаются завести подряд несколько раз. За время "отдыха" как раз в электролите перемешиваются вода и серная кислота, выравнивая концентрацию.
Отсюда, аккумулятор может воспринимать/отдавать переменные нагрузки с частотой в десятки, может, максимум в пару сот герц. При более высоких частотах параллельно ему нужно ставить более быстрый элемент - конденсатор.
Попытка заряжать аккумулятор большим или импульсным током большой частоты приведет просто к электролизу воды электролита, разогреву и газовыделению. Это очень плохо. И с точки зрения потерь энергии на тепло и с точки зрения сокращения ресурса батареи.

Так вот... Если. к примеру, данный аккумулятор можно заряжать постоянным током 1А, то если нарезать ток на кусочки и подавать меандр с частотой 1 мегагерц от 0 до 1А, то что получится? А про то. что вода там отделяется от кислоты, можно подробнее?

Tanya, ИМХО Microwatt в общем-то прав. Несмотря на то, что скорость света 300 тыс. км/с скорость упорядоченного движения электронов в проводнике составляет всего несколько мм/с. Это вы не будете отрицать? Собственная "межпластинчатая" емкость аккумулятора совсем небольшая, чтобы нормально фильтровать высокую частоту. Поэтому частота воздействия на "химию" аккумулятора имеет тоже немаловажное значение.

"Заряд это есть интеграл (сумма) тока по времени."

Это понятно. Смущает вот что. пусть емкость аккумулятора 2000маЧ
Я его заряжаю от источника обеспечивающего в нагрузку стабильный ток
2А ШИМом со скважностью 10 периодом 1с, т.е. средний ток 0.1 от емкости (вроде помнится так надо заряжать), в течении 10 часов.
Итого имеем 2А*0.1с*10ч=2АЧ.
Такой, так сказать, метод заряда корректен? имеется ввиду импульсный режим заряда и ток в импульсе впритык по максимальной емкости?

"Жорик, с резиками, инфо и микрухами надо в определенном возрасте кончать...."

Тогда, извиняюсь, жрать нечего будет, а становиться бюрлократом, коих у нас итак хоть ....й жри и плодить бумажки пока не хочется :-). Или я чего не понял?

"Георгий, аккумулятор не воспримет ШИМ с частотой десятки килогерц. Химические процессы так быстро не протекают. "

Да собственно за ВЧ никто и не гонится. Можно поставить ШИМ с периодом 1сек, например, юзеру то по-барабану как течет ток постоянно, раз в секунду или больше... ему главное, чтобы табарейка была заряжена...

"и отфильтровать ШИМ до постоянного напряжения."
а саму АКБ нельзя рассматривать как хорошую емкость?
Насколько я понимаю стандартная АКБ заряженная до 1.5В имеющая полный заряд
2000маЧ удет иметь емкость C=Q/U= 2АЧ/1.5В=1.4Ф Или здесь что-то не есть верно?





Имеется ввиду низкая подвижность носителей заряда электролита АКБ как и в кондерах - элеткролитах?

Тогда Вы объясните мне, в чем он прав . Вот постоянный ток течет-течет-заряжает - все нормально.
А если его иногда не пускать, то плохо получится? Почему? В какой момент? Когда ток прекращается, или возобновляется... или течет... или не течет.
А при чем тут скорость электронов?
Ваш подзащитный Microwatt тоже скорость химической реакции измерял в метрах в секунду....

В общем случае не корректен по крайней мере по двум причинам:
- неизвестно начальное состояние батареи перед зарядом (на сколько она разряжена и ее фактическая емкость). В случае герметичной батареи может быть бах-бах!
- кпд не бывает 100% поэтому если была полностью разряжена то не полностью зарядится.
В том числе и поэтому для каждого конкретного типа свои методы заряда и критерии окончания заряда. Для не герметичных, например автомобильных, предложенный Вами метод вполне подходит с учетом вышесказанного.

Вы можете рассматривать ее так, как Вам удобно в конкретной задаче. Но следует помнить, что когда емкость "отдаст" весь заряд, она разрядится до нуля, а аккумулятор - до минимального напряжения. Обычно для моделирования вполне достаточно последовательно соединеных идеальной ЭДС и элемента (чаще резистора) - величина импенданса которого равна "внутреннему" сопротивлению батареи (Он естественно зависит от степени заряженности батареи).

Ну как же, аккумулятор ведь - ёмкость, вот он переменную составляющую через себя закоротит и в тепло переведёт.

Вы не путайте конденсатор и аккумулятор! В них разные источники электродвижущей силы. В конденсаторе энергия запасена в виде электрического поля. "Готовые для употребления" электрические заряды разделены и находятся на разных обкладках конденсатора. Чтобы потек ток, достаточно соединить между собой обкладки конденсатора проводником. В аккумуляторе же электрические заряды получаются в результате электрохимической реакции, скорость которой зависит от типа "химизма", от площади на которой протекает химическая реакция и от условий окружающей среды. Если у конденсатора отдаваемый им ток зависит практически только от импеданса проводника, которым соединяются обкладки, то у аккумулятора внутреннее сопротивление ограничивается скоростью течения химической реакции и площадью на которой эта реакция протекает. Так что это только математически конденсатор и аккумулятор кажутся одинаковыми, но суть их электродвижущей силы разная.

Ну, Ну совершено же ж ага!
А по поводу воды... В разряженном кислотном аккумуляторе электролит - вода. В заряженном - серная кислота. Это, конечно, довольно грубая модель.
Ну, бросьте в стакан чаю две ложки сахару. Требуется некоторое время чтобы сахар растворился и его концентрация выравнялась по всему объему. В аккумуляторе никто чайной ложечкой электролит не размешивает. Потому, сколь угодно быстро там реакция не пойдет. Аккумулятор ШИМом заряжать нельзя. Он - плохой "усреднитель" тока.
И не надо по поводу скорости реакции в метрах в секунду. В тротиле или динамите это так и меряется.
По идее, щелочной аккумулятор должен вести себя немного лучше. Но все равно, скорость движения ионов несоизмеримо мала со скоростью движения электронов. Потому и там с ШИМ в десятки килогерц или даже сотен герц ничего путного не получится.

Очень даже можно, а иногда даже полезно приложить разрядный импульс тока в промежутке между зарядными. Не надо категорически обобщать некоторые знания о некотором типе аккумуляторов на все электрохимические системы. А аккумулятору для заряда не надо ничего усреднять. Этим занимается для подсчета сообщенных при заряде ампер - часов или зарядное устройство (если умеет), или персонал, или ... но не аккумулятор.

Ну, хорошо, пусть я заряжаю током 2А аккумулятор с емкостью 2Ач
следующим макаром первые пол-часа держу 2А, вторые все отключаю, третьи опять 2А, четвертые отключаю. При этом индицитрую на показометре зарядный ток 1А и таймер обратного отсчета времени заряда считает от 2ч до 0ч и отрубает зарядник АКБ
в 0ч диким визгом давая юзеру понять, что заряд окончен.
Батарея же зарядится?

Чем эта ситуация будет отличаться от такой в течении двух часов
секунду держу ток 2А, следующую секунду 0А, т.е. заряжаю 2ч секундными импульсами...

???

Где можно гляннуть на толковое описание метода заряда и его оценки для NiMH кумулятеров...

Заранее благодарен.

Вы уклоняетесь... Так чем прерывистый ток хуже постоянного, кроме того, что нагрев больше?
Чай я пью без сахара, но неплохо представляю себе химические реакции... Кинетический и диффузионный режимы... Детонацию и горение обычно не считают химической реакцией, хотя там, конечно, идут реакции... И говорят о скорости детонации...
Все это относится к т.н. макрокинетике... Но для начала надо понимать элементарные процессы на уровне отдельных молекул. А в электрохимии есть основополагающая штука - двойной слой... называется.

вот небольшая подборка информации по теме Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Таким методом можно заряжать только NiMH аккумуляторы поскольку они не очень чувствительны к перезаряду малым током.
Li-Ion от такого метода, если начальный заряд был не нулевой, может взорваться.

Вполне будет работать, но лучше всё же поменьше - доли секунды.

Можно, только она не равна емкости аккумулятора, а составляет доли процента от неё.

Не верно, см. выше, величина емкости будет намного меньше.

Горение - не химическая реакция? Это что-то особенного, как говорят в Одессе.....
Ладно, действительно, уклоняемся.

В качестве небольшого дополнения к вопросу - что происходит в аккумуляторе при заряде импульсным током.
Не помню, писал ли уже об этом.

Как известно, аккумуляторы выходят из строя по разным причинам, но предположим что эксплуатируется правильно и качественный - тогда все равно вечно не прослужит. Ну, к примеру, сульфатация, кристаллизация и еще что-то там. Старение, в общем.

Порекомендовали мне как-то на радиорынке такой способ заряда: с частотой примерно 5 кгц и скважностью опять же 5 чередовать заряд и разряд. Причем зарядный ток (средний) должен получиться 0.1 C, как положено. Для чего в импульсе , естественно, мгновенное значение 0.5С. Разрядный ток половина от зарядного. Практически в импульсе получается 1 С, а разрядный постоянно 0.05С .

Сделали такую игрушку, некоторое время баловались - аккумулятор от кинокамеры, который держал минут 5-7 , после примерно трех циклов на таком устройстве стал номинальной емкости (часа 3 кажется, работала камера от него, как в юности ) . Так потом еще года на 3-4 хватило этого аккумулятора , но заряжали уже только с этой примочкой.

Процессы , видимо, происходили там странноватые - потому что реально работала только одна реализация - когда от источника ток в импульсе на заряд, а сбрасывается разрядный - через резистор(или лампочку накаливания).
Экономить рекуперацией не получилось почему-то. Как будто в разрядном токе электроны какие-то порченные . Повторному использованию не подлежали.

Да. Забавно было наблюдать за напряжением переменной составляющей на клеммах АКБ - по размаху легко видеть внутреннее сопротивление и как оно уменьшается прямо по ходу заряда.

Баловались также и с обычными свинцовыми , эффект похожий, но практического применения, по понятным, я думаю, причинам, не нашли. Разве что не в такой уж сильной форме асимметрию и импульсность все же вводить, там где сама получается... А максимальная допустимая частота - это очень просто, у АКБ есть индуктивная составляющая, ну так чтобы более-менее форма пульсаций напряжения на клеммах была похожа на прямоуголную, с каким-то выбросом в начале, естественно... Обычно это не выше 10 кгц, но раз на раз не приходится...
Возможно и скважность 5 не обязательна - ну кому охота - пусть пробует

А вот и не уклоняйтесь - отвечайте на довопросы...про вред импульсов...
Я вот прямо отвечаю - никуда не отклоняюсь.
Да, что-то особенного там есть... в Одессе не дураки живут...
Профессионалы никогда не говорять "реакция горения", а только процесс...,
так как там много реакций, самосопряженных с тепломассопереносом еще...

в качестве датчика тока практически всегда применяю провод до АБ (3 провода +,+изм, -), поправку на "серийность" осуществляю программно, свинцовые SLA заряжаю до 15В током 0,1С как только ток будет нулевым, прекращаю заряд и перевожу в режим "буфера" 13,8В.

Таймер и брехливый показометр тут лишние.
Так делать нельзя. За полчаса аккумулятор выйдет из строя.
Ну, представьте, что мы усовершенствуем Вашу технологию. Дадим 10 минут 6 ампер, а потом 50 минут оставим остывать батарею. Не, лучше 1 минуту 60 ампер, а потом 59 греться возле углей будем.
Нельзя превышать рекомендованные режимы заряда. Я не знаю конкретного времени усреднения токов, они сильно зависят от размеров и конструкции батареи. Но скорость химической реакции и теплоотдачу аккумулятора нельзя подобным образом обойти. Не забываем, что в режиме заряда у аккумулятора относительно большое внутреннее сопротивление.
Зарядить аккумулятор за 5 минут пыталось не одно поколение.

Японцы уже смогли решить эту проблему.
http://www.fcenter.ru/online.shtml?hardnews/id/25787

это - другой аккумулятор и другие проблемы.

Аккумулятор другой - это так. Речь была о проблеме быстрого заряда, и она в нём решена.