Techniek - Sneller laden van namaak Sony NP-F970 lithium-accu's
Woord vooraf
In dit artikel ga ik lithium-ion accu's van onbekende kwaliteit opladen met een lader die veel meer stroom kan leveren dan de originele lader. Dit soort accu's zijn gevaarlijk en kunnen explosief aan hun einde komen.
Ik verwacht dat je weet wat je doet, verstand hebt van elektronica en de gevaren van deze accu's én dat je geen risico's neemt.
Hoewel het artikel zelf over 'Sony' accu's rept, raad ik het sterk af om te proberen originele Sony-accu's op deze manier op te laden.
Probeer NIET de NP-F550 en NP-F770 types op te laden met de in dit artikel beschreven lader. De laadstroom is veel te hoog!
NP-F accu's voor camera's en videolampen
Als je, net als ik en vele anderen in de videowereld, gebruik maakt van videolampen, dan is er een kans dat die werken met zogenoemde NP-F accu's.
Deze accu's, oorspronkelijk ontworpen door Sony, zijn in diverse afmetingen en - daarmee - vermogens verkrijgbaar en voeden bijna alles van camera tot videolamp.
Zoals zoveel accu's worden ook deze types nagemaakt.
Daar is, naar mijn mening, niet zoveel mis mee.
Hoewel de kans groot is dat de cellen in een échte Sony-accu van veel betere kwaliteit zijn dan in de namaak-varianten, is het een goedkoop alternatief als je er veel nodig hebt en kwaliteit niet het belangrijkste is.
Lader van zo-zo kwaliteit
De problemen beginnen bij de lader. Van diverse leveranciers, allemaal even dubieus, zijn deze laders verkrijgbaar, vaak meegeleverd met de accu of als accesoire bij een videolampje.
Zowel Falcon Eyes als Chilipower is mij inmiddels bekend. Op de foto is te zien dat ze amper verschillen.
Die laders zijn van discutabele kwaliteit. Ze worden bij het laden van de kleine NP-F550 accu vrij warm, maar het belangrijkste is dat de lader elektrisch gezien echt onveilig is.
De laders zijn universeel. Door het opschuif-voetje te verwijderen en te vervangen door dat van een ander type accu, kan met 1 lader een veelvoud aan accu's geladen worden.
De veercontacten die het voetje ontmoeten zitten alleen wel op een minieme afstand van de trafo in de behuizing en dus op hele kleine afstand van netspanning.
De laadtijd van een uur 10 voor de NP-F550 is (voor mij) geen probleem. De lader kan niet meer dan 600 mA leveren, als dat al gehaald wordt. Dat vind ik snel zat en ik heb er 9 van de 10 keer de tijd voor.
De NP-F970 laden: Uren? Dagen!
Met de veel grotere NP-F970 die ik kreeg bij de aankoop van m'n (tweedehands) videolampen, werd de laadtijd een probleem.
Volgens de sticker op de accu's kunnen deze 7400 mAh leveren, maar erg geloofwaardig vind ik die opgave niet.
Bij het openen van een NP-F550 bleek op de cellen slechts 1800 mAh opgedrukt (wat ik al heel wat vond), terwijl de sticker 2200 mAh toonde. Een vergelijkbaar model accu van Swit, het betere merk onder de namaak-accu's, geeft ook al minder dan die 7400 mAh op, (6600 mAh) dus dat zegt wel iets.
De twee identieke, goedkope laders zijn in ieder geval zo goed als waardeloos.
Ik ben fan van een accu rustig vol laden in plaats van binnen een paar uur volpompen, maar de 36 tot 48 uur die het kleine ladertje nodig had was me echt te gek.
Daarnaast werd de lader werkelijk gloeiend heet. Ik heb er steeds een ventilator op laten blazen, omdat ik het anders niet aandurfde.
Sneller laden: zelfbouw?
Met slechts 3 laders en 4 grote accu's (en meerdere kleine) besloot ik dat het anders moest: in het slechtste geval moest ik dagen van tevoren tot laden overgaan om op de dag van gebruik opgeladen accu's te hebben.
Ik vond een betere lader, maar alleen aan de andere kant van de oceaan.
Daarnaast vond ik de prijs samen met invoerrechten, over de 100 Amerikaanse Dollar, ook wel pittig.
Zelf bouwen dus en ik ging op zoek naar schema's. Het nadeel is dat lithium-accu's niet gemakkelijk op te laden zijn.
Het laadproces begint met laden met een constante stroom tot een bepaalde spanning, waarna met een constante spanning verder geladen wordt.
Bij een bepaalde spanning (vaak 4,2 Volt voor 1 cel) MOET de lader stoppen met laden. Slechts een tiende Volt over die grens is al funest voor de levensduur en verhoogt ook de risico's op brand en (mogelijk) explosie.
Een schema vinden dat relatief makkelijk na te bouwen was, bleek erg moeilijk. Erg basale schema's die slechts 1 type op konden laden, of een IC gebruikten wat bijna nergens verkrijgbaar was, bleven over.
Als er nog een verkrijgbaar IC gebruikt werd, was dat 9 van de 10 keer een behuizing die voor hobbyisten praktisch onverwerkbaar is (BGA-achtige huisjes). Ik besloot af te zien van zelfbouw en zocht naar gedeeltelijke zelfbouw.
Gedeeltelijke zelfbouw: Ebay of?
Via Ebay kun je allerhande zaken kopen om lithium-accu's op te laden of zelf accu-packs samen te stellen.
Gezien de wachttijd die je er voor over moet hebben en de discutabele kwaliteit, zag ik dat niet zo zitten.
In een eigen gebouwd apparaat wou ik een inmiddels overleden, zware 12 Volt 5 Ampère lood-accu vervangen door een zelfgebouwd pack van lithium-cellen. Ik keek eens rond bij Nkon.nl naar de mogelijkheden. Losse cellen waren het probleem niet, het opladen en het noodzakelijke BMS wel.
De accu's die ik op wil laden, hebben een zogenoemde '2S3P' configuratie. Dat betekent dat er 2 cellen in serie geschakeld zijn. Elke cel is daarnaast een groep van 3 cellen parallel.
Elektrisch gezien worden parallel geschakelde cellen 1 en wordt de stroom automatisch over de cellen verdeeld.
Al zoekende viel mijn oog op 'Fietsaccu-laders'. Kleine, handzame laders die ze voor verschillende spanningen en stromen aanboden.
Daar zat ook een 8.4 Volt, 3 Ampère type bij, de Fuyuang (Enerpower) FY0853000.
En dat was interessant. Die spanning komt overeen met de NP-F accu's en de stroom is ruwweg de nominale capaciteit van 1 cel in een NP-F970 accu, vooropgesteld dat de waardes op het stickertje (7400 mAh (7,4 Ampère gedeeld door 3)) kloppen en niet grondig afwijken.
Ik besloot de lader te kopen en te zien waar het schip zou stranden.
'Buiten'gewoon opladen...
De connectie van de accu is ietwat problematisch als je wil knutselen en niet meteen een oplader op wil offeren om het mooie voetje te gebruiken. Gelukkig blijken mini-banaanstekkers zoals gebruikt in de modelbouw-wereld, een prima pasvorm te hebben en daarmee is het belangrijkste wel gebeurd.
Ik maakte wat korte snoertjes om m'n multimeter in de keten op te kunnen nemen en was klaar om te gaan laden.
Opgelet! Vanwege accu's en multimeter
Lithium accu's zijn bepaald geen ongevaarlijke batterijen. De kortsluitstromen die deze accu's kunnen leveren zijn enorm en het laden en ontladen moet met precisie gebeuren om te voorkomen dat de cel heet wordt of (in het ergste geval) ontploft.
In dit geval komt daar een tweede risico bij: de cellen in de namaak Sony NP-F accu's zijn van onbekende kwaliteit. Daardoor weet ik niet wat de capaciteit is en daarmee de maximale laadstroom.
Ook belangrijk: deze lader is ALLEEN GESCHIKT voor het laden van de NP-F970 accu's.
Gebruik deze lader NIET voor het laden van de veel kleinere NP-F550 en NP-F770, omdat de laadstroom met grote waarschijnlijkheid veel te hoog is.
Neem geen risico en doe een eerste test met een VOLLEDIG ONTLADEN accu en laad deze BUITEN op.
Dit is namelijk de slechtst denkbare toestand waarbij de meeste stroom gaat lopen.
Zorg dat de accu daarbij op een relatief hittebestendige ondergrond ligt en (als je het echt grondig aan wil pakken) houdt een brandblusser bij de hand.
GEBRUIK GEEN WATER OM MEE TE BLUSSEN! LITHIUM REAGEERT HIER MEE!
Let op wat betreft de multimeter! Mijn multimeter (Multimetrix DMM220) meet stroom zonder een spanningsval te veroorzaken. Er zijn echter ook multimeters die de stroom meten door de spanningsval over een weerstand in de multimeter te meten. Die spanningsval zou een lithium-acculader in de war kunnen brengen wat betreft de laadstatus van de accu.
Controleer dit voordat je 'm zonder meer in serie schakelt met de te laden accu.
Een stroomtang is natuurlijk geen enkel probleem.
Opladen in de achtertuin
Om de eventuele gevolgen te beperken, ging ik in de tuin aan de gang, met hierboven genoemde maatregelen in acht genomen.
Een dakpan op de tuintafel, de multimeter op de stroom-meetstand en m'n temperatuur-pistool werden klaar gelegd.
De accu en multimeter werden verbonden en daarna de lader ingestoken, waarna de lader met de accu verbonden werd. Dat was best griezelig, want bijna een half uur lang liep de volle 3 Ampère laadstroom.
Na 30 minuten was de stroom met zo'n 130 mA gezakt en zeker na 45 minuten was de stroom duidelijk teruggelopen met 2,3 Ampère. Na 105 minuten liep er nog maar 1,2 Ampère.
Hoewel er ruim voldoende luchtkoeling was in deze test, heb ik ook bijna 3 kwartier lang regelmatig de temperatuur van de accu op elke denkbare plek gemeten.
Die is geen enkel moment boven de 32 graden gekomen en na die periode ben ik gestopt met meten, omdat ik geen verdere stijging meer verwachtte.
Na ongeveer 4,5 uur laden was het zover: de lader gaf aan dat de accu vol was en op constante-spanning modus was gesprongen.
Er liep, geheel volgens sticker-opgave op de lader, minder dan 0,3 Ampère.
Als je de accu op dat moment afkoppelt, is de spanning zo'n 8 Volt. Laat je de accu langer aan de lader hangen, zal de spanning toenemen tot het absolute maximum van 8,4 Volt.
Levensduurtechnisch is 8 Volt beter als je de accu niet direct zult gebruiken.
Of je dit verschil in de praktijk zal merken is de vraag. Voor de cellen is het prettig, want die krijgen het chemisch een stuk minder te verduren bij 4 Volt dan bij 4,2 Volt. Dat resulteert in een langere levensduur, maar de gebruiksduur is daardoor wat minder.
Het is in ieder geval wel een stuk prettiger om te weten dat ik 4 volledig lege accu's in pakweg 24 uur op zou kunnen laden in plaats van anderhalve week.
Nu alleen nog een iets veiliger laad-station bouwen...