Nabíječky

Nabíječe a nabíjení

V sekci věnované akumulátorům jsme se již zmínili o základních metodách nabíjení: pomalém, zrychleném a rychlonabíjení. V praxi nabíječe pracují jako tzv. zdroje konstantního proudu. To znamená, že nabíječ vždy obsahuje obvod, který do akumulátoru dodává stálý proud. Naopak napětí je proměnlivé a obvod je automaticky přizpůsobuje počtu článků v sadě. Během nabíjení se zvyšuje, aby byl i při rostoucím napětí nabíjených článků zachován stálý nabíjecí proud. U nabíječů s automatikou se nabíjení v pravidelných intervalech přerušuje a řídící elektronika testuje napětí na akumulátoru pro stanovení okamžiku ukončení nabíjení (delta-peak). U inteligentních nabíječek s mikroprocesorovým řízením se často setkáme např. s pomalejším náběhem nabíjecího proudu po zapnutí, speciálním průběhem nabíjení těsně před ukončením nabíjení atd. Účelem je „dostat“ do akumulátoru maximální náboj co nejšetrněji.

K nabíjení akumulátorů patří nerozlučně i jejich vybíjení. Už jsme si ukázali důležitost pravidelného „cyklování“ akumulátorů pro jejich udržení ve „formě“. Vybíječ (nebo vybíjecí obvod) zajistí kontrolované vybití na stanovenou mez (0,8-0,9V pro NiCd a NiMH akumulátory) stálým proudem. (U některých mikroprocesorových nabíječek můžete najít složitější průběh vybíjení.)

Značná část nabíječek je v současnosti již vybavena obvody měřícími parametry nabíjení/vybíjení a je opatřena displejem, který zpravidla zobrazuje okamžité napětí, nabíjecí/vybíjecí proud, dobu nabíjení, nabitý/vybitý náboj (kapacitu) atd. Investice do dražší nabíječky s displejem se určitě vyplatí - modelář dostává mnohem více informací o akumulátorech, o jejich kondici, vše je pod kontrolou. Navíc: pokud létáte jen s motorovými větroni, je celkem jedno, zda se akumulátor nabije na 1650 nebo 1750 mAh – i při úplném vybití pohonné sady bezpečně přistanete. U motorových modelů to ale může znamenat rozdíl mezi bezproblémovým okruhem na přistání (popř. jeho bezpečným opakováním) a nouzovým přistáním někde v poli.

Udržovací nabíjení

myšlenka udržovacího (konzervačního) nabíjení vychází z potřeby vyrovnání samovolného vybíjení akumulátorů. V praxi je to tak, že okamžitě po připojení k nabíječce je akumulátor nabíjen malým proudem (obvykle 50-250 mA) a stejně tak i po automatickém ukončení nabíjení. Při nabíjení akumulátorů malých kapacit je třeba se mít na pozoru, aby udržovací proud pro ně nebyl příliš vysoký - v tom případě je po ukončení nabíjení nelze nechávat delší dobu připojené.

Pomalé nabíjení

(0,1C, nabíjení přes noc) – je velmi šetrná a jednoduchá metoda. Používá se pro nabíjení vysílačových a přijímačových akumulátorů i třeba olověných akumulátorů pro žhavení. Tento režim samozřejmě zvládají všechny nabíječky vyšších tříd s automatikami; kromě nich jsou velice populární kompaktní síťové nabíječky („adaptéry“) umožňující současné nabíjení vysílačových a přijímačových akumulátorů. Nabízejí je všichni výrobci RC souprav, což je důležité, neboť nabíjecí konektory vysílačů jsou vzájemně nekompatibilní. Doba nabíjení je logicky 10-12 hodin (bereme v úvahu účinnost nabíjení, která není 100%). Úplně nové nebo delší dobu nepoužívané akumulátory můžete nabíjet 14 hodin. Výhodou pomalého nabíjení je, že životnost akumulátoru neohrozíte, ani když dobu nabíjení náhodou o několik hodin překročíte. Přesto je třeba se vyvarovat velmi dlouhého (desítky hodin, dny) nebo častého nadměrného nabíjení.

Zrychlené nabíjení (0,2 - 0,6C)

stále poměrně šetrné, nutné je již ukončení nabíjení automatikou – aspoň časovým spínačem. Při nabíjení olověných akumulátorů (v modelářské praxi většinou gelových, uzavřených) je nezbytně nutné hlídat dosažení mezního napětí akumulátoru. Používá se pro nabíjení vysílačových a přijímačových akumulátorů a olověných akumulátorů. Potřebná doba nabíjení se určí následovně:
doba nabíjení (h) = faktor x kapacita akumulátoru (mAh)/nabíjecí proud (mA)
„Faktor“ zohledňuje účinnost nabíjení – pro úplně nové nebo delší dobu nepoužívané akumulátory počítejte s hodnotou 1,4. V běžném provozu by měl stačit faktor 1,2.

Rychlonabíjení (1 – 2C i více)

používá se pro nabíjení pohonných NiCd a NiMH akumulátorů. Naprosto nezbytná je spolehlivá automatika pro ukončení nabíjení - pokud bychom v nabíjení pokračovali, začne se akumulátor velmi silně ohřívat. V krajním případě to může vést až k explozi článků nebo požáru. Většinou se používá obvod typu „delta-peak“, který ukončuje nabíjení zpravidla při poklesu napětí akumulátoru cca o 50mV (NiCd) nebo 20 mV (NiMH). Nabíječky vyšších tříd mívají tuto prahovou hodnotu nastavitelnou. Pro zajištění vyšší spolehlivosti se často pomocí zvláštní sondy sleduje i teplota nabíjeného akumulátoru (neměla by překročit 40° C), popř. se nastavuje limitní hodnota dodaného náboje. Starší nebo „uleželé“ akumulátory mohou někdy krátce po zahájení nabíjení vykazovat tzv. falešný delta-peak, kdy dojde k poklesu napětí na akumulátoru, který může způsobit předčasné ukončení nabíjení. Řídící elektronika některých nabíječek proto detekci delta-peak zapíná až s časovým zpožděním (4 - 6 minut po zahájení nabíjení).
Důležitou zásadou je, že se akumulátory nabíjejí a vybíjejí zásadně „studené“ – tj. necháme je po ukončení nabíjení nebo vybíjení vychladnout na teplotu okolí. (Při létání v chladných dnech akumulátory poslouží jako vynikající ohřívač prokřehlých prstů.)
Akumulátory při rychlonabíjení neponecháváme nikdy bez dozoru. Ke konci očekávané doby nabíjení kontrolujeme rukou teplotu sady – mají být na dotek teplé, ale nikoliv horké – v tom případě nabíjení okamžitě ukončíme.
Zvláštní pozornost si zaslouží NiMH akumulátory. Nabíjecí proud by v zájmu jejich životnosti neměl překročit 1C (hodinové nabíjení), rovněž doporučujeme opravdu poctivě pohmatem kontrolovat teplotu sady a dohlížet na konec nabíjení. Mějte na paměti (a na to upozorňují v návodech i výrobci nabíječek těch nejvyšších tříd), že změna napětí na konci nabíjení NiMH akumulátorů je opravdu velmi malá a ani velmi chytrá nabíječka s delta-peak detekcí nemusí v určitých případech spolehlivě vypnout.

Napájení nabíječe, měnič

nabíječky používají napájení ze sítě 230 V/50 Hz, z autobaterie 12 V nebo stabilizovaných zdrojů 12 – 13,8 V. Nabíjení akumulátoru vyžaduje, aby nabíječka byla schopna dodávat minimálně o 3-4 V vyšší napětí, než je napětí plně nabitého akumulátoru (1,5 V u NiCd a NiMH). Pokud je použito síťové napájení, nečiní to problém. Při použití autobaterie nebo stabilizovaného zdroje napájecí napětí postačí jen pro nabíjení 7 článků. Tento nedostatek odstraňuje měnič – elektronický obvod, který přemění stejnosměrné napájecí napětí na střídavé o frekvenci stovek Hz nebo několika kHz. Pomocí malého transformátoru s feritovým jádrem je toto napětí zvýšeno a následně usměrněno a stabilizováno. Při volbě parametrů napájecího zdroje musíme brát v úvahu, že proud odebíraný nabíječkou je vyšší, než nabíjecí proud – zvláště, pokud je nabíječka vybavena měničem a nabíjíme větší počet článků než 7. Orientačně můžeme určit potřebný proud napájecího zdroje dle následujícího vztahu:

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.

RAYTRONIC C60 nabíječ 

v současné době nejlepší v poměru cena výkon  Pozor zdroj 40A je nutnost

 

Dvojitý mikroprocesorový rychlonabíječ 2x 300W s balancery pro 1-18 čl. NiCd/NiMH, 1-7 čl. Li-poly/Li-ion/Li-Fe, 2-24V Pb proudem 0,1-20A. Vybíjení max. 10A. Napájení 12 -28 V.

---

Vysokovýkonný dvoukanálový nabíječ s integrovanými 7-kanálovými balancery s komfortní a přitom jednoduchou obsluhou. Až 300 W výkonu na kanál drženého pod kontrolou trojicí ventilátorů spolehlivě uspokojí i velmi náročného uživatele; umožní naplno využít nejnovějších 5C Li-poly i A123® Li-Fe akumulátorů. 20 pamětí na nabíjecí programy pro každý kanál zaručuje velmi jednoduchou práci i v případě, že používáte desítky různých druhů sad!

• Vstupní napájecí napětí 11–28 V stejnosměrných
• Dva nezávislé kanály pro nabíjení a vybíjení 1–18 NiCd/NiMH článků, 1–7 Li-ion/Li-poly/Li-Fe článků nebo 2-24 V gelových olověných akumulátorů
• Nastavitelný nabíjecí proud (0,1 A – 20,0 A). Max. výkon 300 W na kanál. (naráz max. 200 + 200W)
• Nastavitelný vybíjecí proud (0,1 A – 10,0 A). Ztrátový výkon automaticky omezován na max. 50 W
• Ukončení nabíjení pomocí automatiky delta-peak pro NiCd a NiMH akumulátory, volitelný režim nabíjení (Normal, Linear, Reflex) s ručním nastavením nebo plně automatický.
• Lithiové a Pb akumulátory jsou nabíjeny metodou „konstantní proud/konstantní napětí“
• Nastavitelná citlivost delta-peak detekce
• Opakovaný cyklický provoz nabíjení/vybíjení nebo vybíjení/nabíjení pro NiCd a NiMH akumulátory
• Oba kanály mají vestavěný inteligentní balancer sloužící pro individuální vyrovnávání napětí jednotlivých článků připojené lithiové akumulátorové sady s tolerancí 5 mV během nabíjení nebo vybíjení. Napětí na jednotlivých článcích je při balancování průběžně zobrazováno na displeji.
• Měření teploty s přídavným teplotním čidlem
• Měření vnitřního odporu akumulátorů
• Ukončení nabíjení při překročení nastavené teploty, kapacity nebo času.
• Paměť pro 20 nabíjecích programů pro každý kanál
• Podsvícený LCD displej s jednoduchým a přehledným menu a zobrazováním parametrů během nabíjení současně pro oba kanály
• 3 vestavěné výkonné ventilátory pro účinné nucené chlazení
• K bezpečnému provozu přispívá řada varovných textových hlášení – nesprávné vstupní napětí, špatné zapojení, nevhodný akumulátor nebo jeho stav, nesprávná polarita na výstupu...
• Ochrana proti přepólování a zkratu na výstupu.
• Pro plné využití parametrů vyžaduje stabilizovaný zdroj aspoň 13,8 V/40 A.
• Nastavitelné omezení příkonu na ochranu proti přetížení napájecího zdroje. Díky tomu je možno nabíječ napájet i ze zdroje s menší zatížitelností (od 12 V/5 A), aniž by hrozilo přetížení méně výkonného zdroje.
• Nastavitelný poměr příkonů pro jednotlivé kanály nabíječe.
• Kompaktní pevná skříňka, malé rozměry

Napájení	11-28 V stejnosměrné
Napájecí zdroj	13,8 V/40A pro plné využití výkonu nabíječe
Počet článků	1 ~ 18 článků NiCd, NiMH
	1 ~ 7 článků LiPo, LiIon, LiFe
	1 ~ 12 článků (2-24 V) Pb
Nabíjecí proud	0.1A ~ 20.0A (max. 300W) na kanál
Nabíjecí výkon	max. 200+200 W oba kanály současně
Vybíjecí proud	0.1A ~ 10.0A (max. 50W) na kanál
Koncové napětí pro vybíjení	0.1 ~ 1.1V/článek (NiCd, NiMH)
	2.5 ~ 3.7V/článek (LiPo, LiIon, LiFe)
Udržovací nabíjení	0 ~ 500mA, Auto (NiCd, NiMH)
Provozní režim	Nabíjení, Vybíjení, Cyklus (NiCd, NiMH)
	Nabíjení, Vybíjení, Skladování (LiPo, LiIon, LiFe)
Nabíjení (NiCd, NiMH)	Automatické, Normální, Lineární, REFLEXní
Nabíjení (LiPo, LiIon, LiFe, Pb)	Konstantní proud - Konstantní napětí
Vybíjení	Automatické, Normální (NiCd, NiMH)Lineární (LiPo, LiIon, LiFe, Pb)
Skladovací režim nabíjení/vybíjení	60% kapacity (LiPo, LiIon, LiFe)
Cyklický provoz	1~10 cyklů, prodleva 1-30 min (NiCd, NiMH)
Citlivost delta peak	5 ~ 25mV/čl. (NiCd), 0, 3 ~ 15mV/čl. (NiMH)
Teplotní čidlo	10 ~ 60°C
Max. nabitá kapacita (ukončení nabíjení)	10 ~ 150% (120% LiPo, LiIon, LiFe)
Zpoždění aktivace delta-peak	1 ~ 20 min po spuštění (NiCd, NiMH)
Paměť	20 pamětí na kanál
Bezpečnostní časovač	20 ~ 300 min a Vypnuto
Řízení příkonu	Nastavitelné omezení pro každý kanál
Další funkce	USB PC port2x zásuvka pro teplotní čidlo

Velká péče je věnována nabíjení lithiových akumulátorů. Pokud nabíjenou lithiovou sadu připojíte také prostřednictvím servisního konektoru, máte možnost v průběhu celého nabíjení nebo vybíjení sledovat napětí na jednotlivých článcích a vestavěný balancer vyrovnává napětí jednotlivých článcích. Pro připojení servisního konektoru nabíjené/vybíjené sady je s nabíječem dodáván pár adaptérů pro systém - PolyQuest/RAY/E-Tech a JST-XH (EasyCopter/Align/DualSky). Servisní konektory sad JST-EH (Kokam/Graupner/RC System) můžete zapojovat přímo do zásuvky na nabíječi - první černý kablík konektoru sady musí být zapojen na kontakt (-) na pravé straně zásuvky nabíječe. Samostatnou zapojovací destičku adaptéru pro servisní konektory systému ThunderPower/ThunderFlight/MPX je možno dokoupit zvlášť. Li-poly akumulátory pro RC auta v pevném pouzdře RAY Hardcase je možno připojovat pomocí obou typů speciálních nabíjecích kabelů (#7987 i #7988), přičemž při použití kabelu #7988 Raytronic nebudete potřebovat adaptér.

Pro měření teploty je možno dokoupit teplotní čidlo (shodné pro Raytronic C16).

Sada nabíječe obsahuje: nabíječ RAYTRONIC C60, 2x zapojovací deska pro lithiové akumulátory se servisními konektory systému PolyQuest/RAY/E-Tech, 2x zapojovací deska pro lithiové akumulátory se servisními konektory systému JST-XH (EasyCopter/Align/DualSky), krokosvorky pro napájecí kabel.