Nabíjače a nabíjanie

Nabíjača a nabíjanie
V sekcii venovanej akumulátorom sme sa už zmienili o základných metódach nabíjania: pomalom, zrýchlenom a rýchlonabíjanie. V praxi nabíjača pracujú ako tzv zdroja konštantného prúdu. To znamená, že nabíjač vždy obsahuje obvod, ktorý do akumulátora dodáva stály prúd. Naopak napätie je premenlivé a obvod je automaticky prispôsobuje počtu článkov v sade. Počas nabíjania sa zvyšuje, aby bol i pri rastúcom napätí nabíjaných článkov zachovaný stály nabíjací prúd. U nabíjačov s automatikou sa nabíjania v pravidelných intervaloch prerušuje a riadiaca elektronika testuje napätie na akumulátore pre stanovenie okamihu ukončenia nabíjania (delta-peak). U inteligentných nabíjačiek s mikroprocesorovým riadením sa často stretneme napríklad s pomalším nábehom nabíjacieho prúdu po zapnutí, špeciálnym priebehom nabíjania tesne pred ukončením nabíjania atď Účelom je "dostať" do akumulátora maximálny náboj čo najšetrnejšie.

Na nabíjanie akumulátorov patrí nerozlučne aj ich vybíjania. Už sme si ukázali dôležitosť pravidelného "cyklovanie" akumulátorov pre ich udržanie vo "forme". Vybíjač (alebo vybíjací obvod) zaistí kontrolované vybitie na stanovenú hranicu (0,8-0,9 V pre NiCd a NiMH akumulátory) stálym prúdom. (U niektorých mikroprocesorových nabíjačiek môžete nájsť zložitejšie priebeh vybíjania.)

Značná časť nabíjačiek je v súčasnosti už vybavená obvody meracími parametre nabíjania / vybíjania a je vybavená displejom, ktorý spravidla zobrazuje okamžité napätie, nabíjací / vybíjací prúd, dobu nabíjania, nabitý / vybitý náboj (kapacitu) atď Investície do drahšie nabíjačky s displejom sa určite vyplatí - modelár dostáva oveľa viac informácií o akumulátoroch, o ich kondíciu, všetko je pod kontrolou. Navyše: ak lietate len s motorovými vetroni, je celkom jedno, či sa akumulátor nabije na 1650 alebo 1750 mAh - aj pri úplnom vybití pohonné sady bezpečne pristanete. U motorových modelov to ale môže znamenať rozdiel medzi bezproblémovým okruhom na pristátie (príp. jeho bezpečným opakovaním) a núdzovým pristátím niekde v poli.

Udržiavacie nabíjanie

Myšlienka udržiavacieho (konzervačného) nabíjanie vychádza z potreby vyrovnanie samovoľného vybíjania akumulátorov. V praxi je to tak, že okamžite po pripojení k nabíjačke je akumulátor nabíjaný malým prúdom (obvykle 50-250 mA) a rovnako tak aj po automatickom ukončení nabíjania. Pri nabíjaní akumulátorov malých kapacít je potrebné sa mať na pozore, aby udržiavacie prúd pre nich nebol príliš vysoký - v tom prípade je po ukončení nabíjania nemožno nechávať dlhšiu dobu pripojené.

Pomalé nabíjanie

(0,1 C, nabíjanie cez noc) - je veľmi šetrná a jednoduchá metóda. Používa sa pre nabíjanie vysielačových a prijímačových akumulátorov aj potrebné olovených akumulátorov pre žhavenie. Tento režim samozrejme zvládajú všetky nabíjačky vyšších tried s automatikami; okrem nich sú veľmi populárne kompaktné sieťové nabíjačky ("adaptéry") umožňujúci súčasné nabíjanie vysielačových a prijímačových akumulátorov. Ponúkajú ich všetci výrobcovia RC súprav, čo je dôležité, pretože nabíjacie konektory vysielačov sú vzájomne nekompatibilné . Doba nabíjania je logicky 10-12 hodín (berieme do úvahy účinnosť nabíjania, ktorá nie je 100%). Úplne nové alebo dlhšiu dobu nepoužívané akumulátory môžete nabíjať 14 hodín. Výhodou pomalého nabíjania je, že životnosť akumulátora neohrozíte, ani keď dobu nabíjania náhodou o niekoľko hodín prekročíte. Napriek tomu je potrebné sa vyhnúť veľmi dlhého (desiatky hodín, dni) alebo častého nadmerného nabíjanie.

Zrýchlené nabíjanie (0,2 - 0,6 C)

stále pomerne šetrné, nutné je už ukončenie nabíjania automatikou - aspoň časovým spínačom. Pri nabíjaní olovených akumulátorov (v modelárskej praxi väčšinou gélových, uzavretých) je bezpodmienečne nutné strážiť dosiahnutie medzného napätia akumulátora. Používa sa pre nabíjanie vysielačových a prijímačových akumulátorov a olovených akumulátorov. Potrebná doba nabíjania sa určí nasledovne:
doba nabíjania (h) = faktor x kapacita akumulátora (mAh) / nabíjací prúd (mA)
"Faktor" zohľadňuje účinnosť nabíjania - pre úplne nové alebo dlhšiu dobu nepoužívané akumulátory počítajte s hodnotou 1,4. V bežnej prevádzke by mal stačiť faktor 1,2.

Rýchlonabíjanie (1 - 2C i viac)

používa sa pre nabíjanie pohonných NiCd a NiMH akumulátorov. Nevyhnutná je spoľahlivá automatika pre ukončenie nabíjania - ak by sme v nabíjaní pokračovali, začne sa akumulátor veľmi silno ohrievať. V krajnom prípade to môže viesť až k explózii článkov alebo požiaru. Väčšinou sa používa obvod typu "delta-peak", ktorý ukončuje nabíjanie spravidla pri poklese napätia akumulátora cca o 50mV (NiCd) alebo 20 mV (NiMH). Nabíjačky vyšších tried mávajú túto prahovú hodnotu nastaviteľnú. Pre zaistenie vyššej spoľahlivosti sa často pomocou špeciálne sondy sleduje aj teplota nabíjaného akumulátora (nemala by prekročiť 40 ° C), popr. sa nastavuje limitná hodnota dodaného náboje. Staršie alebo "uležaný" akumulátory môžu niekedy krátko po začatí nabíjania vykazovať tzv falošný delta-peak, kedy dôjde k poklesu napätia na akumulátore , ktorý môže spôsobiť predčasné ukončenie nabíjania. Riadiaca elektronika niektorých nabíjačiek preto detekciu delta-peak zapína až s časovým oneskorením (4 - 6 minút po začatí nabíjania).
Dôležitou zásadou je, že sa akumulátory nabíjajú a vybíjajú zásadne "studené" - tj necháme je po ukončení nabíjania alebo vybíjania vychladnúť na teplotu okolia. (Pri lietanie v chladných dňoch akumulátory poslúži ako vynikajúci ohrievač prokřehlých prstov.)
Akumulátory pri rýchlonabíjanie neponechávame nikdy bez dozoru. Ku koncu očakávanej doby nabíjania kontrolujeme rúk teplotu sady - majú byť na dotyk teplé, ale nie horúce - v tom prípade nabíjania okamžite ukončíme.
Osobitnú pozornosť si zaslúži NiMH akumulátory. Nabíjací prúd by v záujme ich životnosti nemal prekročiť 1C (hodinové nabíjanie), tiež odporúčame naozaj poctivo pohmatom kontrolovať teplotu sady a dohliadať na koniec nabíjania. Majte na pamäti (a na to upozorňujú v návodoch aj výrobcovia nabíjačiek tých najvyšších tried), že zmena napätia na konci nabíjania NiMH akumulátorov je naozaj veľmi malá a ani veľmi múdra nabíjačka s delta-peak detekciou nemusia v určitých prípadoch spoľahlivo vypnúť.

Napájanie nabíjača, menič

nabíjačky používajú napájanie zo siete 230 V/50 Hz, z autobatérie 12 V alebo stabilizovaných zdrojov 12 - 13,8 V. Nabíjanie akumulátora vyžaduje, aby nabíjačka bola schopná dodávať minimálne o 3-4 V vyššie napätie, ako je napätie plne nabitého akumulátora ( 1,5 V u NiCd a NiMH). Ak je použité sieťové napájanie, nerobí to problém. Pri použití autobatérie alebo stabilizovaného zdroje napájacie napätie postačí len pre nabíjanie 7 článkov. Tento nedostatok odstraňuje menič - elektronický obvod, ktorý premení jednosmerné napájacie napätie na striedavé o frekvencii stoviek Hz alebo niekoľkých kHz. Pomocou malého transformátora s feritovým jadrom je toto napätie zvýšené a následne usmernené a stabilizované. Pri voľbe parametrov napájacieho zdroja musíme brať do úvahy, že prúd odoberaný nabíjačkou je vyššia, ako nabíjací prúd - zvlášť, ak je nabíjačka vybavená meničom a nabíjame väčší počet článkov ako 7. Orientačne môžeme určiť potrebný prúd napájacieho zdroja podľa nasledujúceho vzťahu:

I_zdroje = 0,145 x U_n-max x I_nab-max

Např. pro nabíjení 10 článkové sady (jmenovité napětí: 10 x 1,2 V = 12 V) 2400 mAh proudem 2C (4,8 A) vypočteme:

I_zdroje= 0,145 x 12 x 4,8 = 8,35 A

Zvolíme stabilizovaný zdroj s nejbližším vyšším proudem - tedy 10 A.

Pokud napájíme nabíječku z autobaterie, připojujeme ji zásadně přímo na vývody autobaterie, nikoliv prostřednictvím konektoru na palubní desce. Důvodem je velká ztráta napětí na vodičích mezi autobaterií a zásuvkou a neschopnost poskytovat dostatečný proud. Ostatně všechny vodiče připojené k nabíječce - napájecí i nabíjecí kabel by měly být co nejkratší a velkého průřezu.