Nabíječky

Leaflet : CUSTOMER ELECTRONICS

Výrobní středisko Tesla Blatná, a.s. – středisko Elektroniky vyvíjí a vyrábí pro své koncové zákazníky nabíječky baterií pro přenosné nářadí. Nabíječky jsou vyráběny v provedení síťovém ve variantách vstupního napájení 230V (Evropa), 120V (USA) nebo jako autonabíječky pro napětí palubní sítě automobilů (12 / 24V).

V současné době je maximální pozornost soustředěna na nabíječky Li-Ion; vzhledem k historii používání akumulátorů a baterií NiCd a NiMH však i nadále vyrábíme nabíječky, které automaticky rozpoznají typ vložené baterie a následně se přepnou do příslušného nabíjecího módu. Všechny vyráběné nabíječky jsou řízeny mikroprocesorem.

U každé nabíječky pro akumulátory Li-Ion je důležitým bezpečnostním  parametrem způsob ukončení nabíjení po plném nabití baterie (4,1 – 4,15 V /  článek). Funkci  ukončení nabíjení  věnujeme velkou pozornost a je proto několikanásobně jištěno. Současně se sledováním parametrů pro ukončení nabíjení je nutné zajistit nabití  i v případě, že teplota baterie nebo okolního prostředí způsobí  přerušení nabíjení. V takovém případě je využita funkce tzv. teplotního restartu, tzn. že pokud není baterie ještě plně nabita, nabíječka „si počká“ až její teplota  nebo teplota prostředí klesne na povolenou hodnotu (tj. méně než 42-45°C) a opět pokračuje v nabíjení. Funkce teplotních restartů tedy umožňuje nabít baterii i v nepříznivých teplotních podmínkách.

Sledované parametry zajišťující ukončení nebo přerušení nabíjení :

  • dosažená teplota akumulátoru (> 45°C)
  • čas, který uplynul od zahájení nabíjení – závisí na kapacitě akumulátoru
  • pokles nabíjecího proudu
  • nadlimitní vnitřní odpor akumulátoru

Se sledováním parametrů úzce souvisí ochranné funkce :

  • monitorování funkce vypínacího tranzistoru
  • ochrana proti přepólování
  • ochrana proti cyklování
  • dvojúrovňové hlídání vnitřního odporu (Ri) akumulátoru
  • monitoring napětí aku
  • přerušení nabíjení při chybné činnosti obvodů regulace proudu

Charakteristika námi vyráběných nabíječek :

  • plní normy pro režim nízké spotřeby (Green Energy)
  • mají účinnost mezi 85 – 90% (podle výkonu)
  • plní normy elektromagnetické kompatibility (EMC)
  • relativně jednoduchá, ale do detailu promyšlená konstrukce
  • mají široký rozsah výstupního napětí – konfigurace aku 2S – 14S (tj. napětí 7,2V – 50V)
  • vstupní napětí 120V nebo 230V, autonabíječky 12 resp. 24V
  • výkonové řady : 35W, 80W, 150W, 300W

 Jako příklad uvádíme technický popis jednoúčelové nabíječky 35W pro baterie Li-Ion.

Nabíječka je jednoúčelová, určena pro nabíjení aku Li-Ion 4 články (konfigurace 4S1P), připojené pěti kontakty – plus, mínus, termistor 6k8 zapojený proti minus kontaktu, komunikace 1-wire, napájení el. +5V, kde k přenosu informace o typu aku dochází po vložení aku do nabíječky.

Popis funkce a indikace

1. Zahájení nabíjení
Po připojení k síti je nabíječka v režimu standby – to je stav, kdy nabíječka má minimální příkon v rozmezí 0,3W – 0,5W; na kontaktech je nízké napětí; R-LED slabě svítí.
Po vložení aku do nabíječky nabíječka ukončí režim standby a zahájí přenos dat od akumulátoru. Po jeho regulérním ukončení je podle aktuálního stavu a při teplotě v limitu zahájeno nabíjení. Po 1s nabíjení procesor otestuje Ri aku. Je-li jeho hodnota větší než 3Ω, signalizuje nabíječka „VADNÝ AKU“ trvalým červeným svitem R/G-LED. Je-li Ri aku v limitu, nabíječka pokračuje v nabíjení. Po dvou minutách nabíjení je změněn parametr hodnocení úrovně Ri na 1Ω – testování probíhá 1x za 16sec. s identickou chybovou signalizací. Nabíjení je signalizováno zeleným blikáním stavové LED.

2. Ukončení nabíjení
Informace z přenesených dat určuje limitní napětí, od něhož začne procesor regulačními pulzy snižovat hodnotu nabíjecího proudu tak, aby se limitní napětí neměnilo. Při poklesu nabíjecího proudu na 1,4A začne nabíječka signalizovat „aku nabit“ nabíjí však dál až do poklesu proudu na 400mA, kdy přejde do úsporného režimu, ve kterém neteče do aku žádný proud a ten je zatížen děličem pro měření napětí s odběrem max. 1mA při 30V. Tento stav je signalizován stejně jako ukončení nabíjení – trvalým svitem stavové R/G LED (zeleně)  trvající cca 8 hodin, po kterých se nabíječka opět probudí, dobije aku o ztrátu způsobenou  zátěží pro měření napětí a opět přejde do úsporného režimu se signalizací „AKU NABITÝ“ (R/G LED svítí zeleně) na cca 8 hodin.

Li-Ion 70W Charger Z přenesených dat po lince 1-wire procesor vyhodnotí, zda vložený aku není již nabit – je-li tomu tak, není zahájeno nabíjení, ale je spuštěna signalizace „AKU NABITÝ“ s přechodem do úsporného režimu podle předchozího bodu.

Je-li vložen aku s teplotou mimo toleranci, signalizuje tento stav nabíječka červeným blikáním stavové R/G LED ( interval 1/1 – 0,5sec. ). Po dosažení teploty v rámci tolerance (cca 6°C – 42°C) zahájí nabíječka nabíjení. V případě vloženého aku Li-Ion přejde  nabíječka do úsporného režimu – zůstává však signalizace „TEPLOTA MIMO TOLERANCI“.