Зарядно-десульфатирующий автомат для автомобильных аккумуляторов и не только...
Восстанавливаем аккумулятор с помощью автоматического зарядно - десульфатирующего устройства
Давно уже известен тот факт, что заряд электрохимических источников питания асимметричным током, при соотношенииIзар : Iразр = 10:1, в частности кислотных аккумуляторов, приводит к устранению сульфатации пластин в батарее, т.е. к восстановлению их емкости, что, в свою очередь, продлевает срок службы батареи.Не всегда есть возможность находиться возле зарядного устройства и все время контролировать процесс зарядки, поэтому зачастую либо систематически недозаряжают батареи, либо перезаряжают их, что, конечно же, не продлевает сроких службы.
Из химии известно, что разность потенциалов между отрицательной и положительной пластинами в аккумуляторной батарее составляет 2,1 В, что при 6 банках дает 2,1 х 6 = 12,6V
При зарядном токе, равном 0,1 от емкости батареи, в конце заряда напряжение повышается до 2,4 В на одну банку или 2,4 х 6 = 14,4 В. Повышение зарядного тока ведет к повышению напряжения на аккумуляторе и повышенному разогреву и кипению электролита. Заряд же током ниже 0,1 от емкости не позволяет доводить напряжение до 14,4 В, однако длительный (до трех недель) заряд малым током способствует растворению кристаллов сульфата свинца. Особенно опасны дендриты сульфата свинца, "проросшие" в сепараторах. Они и вызывают быстрый саморазряд батареи (с вечера зарядил аккумулятор, а утром не смог запустить двигатель). Вымыть же дендриты из сепараторов можно только растворением их в азотной кислоте, что практически не реально.
Путем длительных наблюдений и экспериментов была создана электрическаясхема, которая, по моему мнению , позволяет довериться автоматике. Опытная эксплуатация в течение 10 лет показала эффективную работу устройства. Принцип работы заключается в следующем:
1. Заряд производится на положительной полуволне вторичного напряжения.
2. На отрицательной полуволне происходит частичный разряд батареи засчет протекания тока через нагрузочный резистор.
3. Автоматическое включение при падении напряжения за счет саморазрядадо 12,6 В и автоматическое отключение от сети 220 В при достижении напряжения на батарее 14.5 В.
Отключение - бесконтактное, посредством симистора и схемы контроля напряжения на батарее.
Важное достоинство метода заключается в том, что пока не подключена батарея (автоматический режим), блок не может включиться, что исключает короткое замыкание при замыкании проводов, подводящих зарядный ток к аккумуляторной батарее.
При сильно разряженной батарее включение блока возможно посредством переключателя "АВТОМАТ-ПОСТОЯННО".
Еще одно очень важное достоинство - отсутствие сильного"кипения", что в совокупности с автоматическими отключением и включением позволяет оставлять включенное устройство без присмотра на длительное время. Я про-экспериментировал с двухнедельным режимом постоянного включения в режиме "АВТОМАТ".
В целях пожарной безопасности необходимо, чтобы зарядное устройство было вметаллическом корпусе, сечение подводящих проводников к батарее - не менее 2,5мм2. Обязателен так же надежный контакт на клеммах батареи, для этого использовал зажимы, типа "Крокодил"
Напряжение сети 220 В подается через предохранитель FU1 и симис-тор VS1 на первичную обмотку силового трансформатора. Со вторичной обмотки переменное напряжение U2=21 В выпрямляется диодом VD1 и через балластный резистор R3 сопротивлением 0,5 Ом поступает на амперметр РА1 затем на "+" батареи, к которой подключены вольтметр на 15 В, тумблер SA1 "ВКЛ.ДЕСУЛЬФАТА-ЦИЯ" и схема контроля и управления, представляющая собой компаратор с гистерезисом около 1,8 В. При напряжении на аккумуляторе 12,6 V включается, и через оптрон U1 включает симистор VS1, что приводит к включению трансформатора Тr1 и подаче напряжения на заряжаемый аккумулятор. Подключение тумблером SA1 резистора R10 обеспечивает асимметричность формы зарядного тока. Свето-диоды VD7и VD3 индицируют включение блока в режимы "ДЕСУЛЬФАТАЦИЯ" и "ВКЛ." соответственно. Резистором R13 подбирают величину гистерезиса, чем больше сопротивление, тем меньше величина гистерезиса и наоборот, а резистором R16 устанавливается момент отключения блока при напряжении на вольтметре 15 В (=0,5 В падает на подводящихпроводах). Мостик VDS обеспечивает включение симистора на обеих полуволнах сетевого напряжения и нормальную работу трансформатора. Тумблер SA2 служит для включения режима "ПОСТОЯННО".
Регулирующим элементом тока является тиристор VS2, работающий в ключевом режиме. Он управляется импульсами, вырабатываемыми релаксационным генераторомна однопереходном транзисторе VT1. Величина выходного тока определяется разностью фаз импульсов управляющего генератора и полуволн выпрямленного тока, зависящего, в свою очередь, от емкости зарядного конденсатора С1. Последний включен в коллекторную цепь транзистора VT3, выполняющего функции усилителя тока. С движка переменного резистора R8 через разделительный резистор R7 на базу VT3 поступает часть напряжениясо стабилитрона VD6, а на эмиттер подают через разделительный диод D3 напряжение, снятое с резистора R3, являющегося датчиком тока. (Величину резистора R7 нужно подобрать такимобразом, чтобы ток был максимальным, а стрелка на амперметре не дёргалась). Параллельно соединенные резистор R5 и конденсатор С2 составляют цепь временной задержки вслучае исчезновения напряжения обратной связи по току в период, когда тиристорVS2 закрыт. Постоянная времени цепи R5C2 равна 0,02 с. Диод VD4 служит для защиты перехода «база — эмиттер» транзистора VT3 от пробоя обратным напряжением. Когда на выходе происходит короткое замыкание, задающее напряжениена резисторе R8 исчезает, транзистор VT3 закрывается. В результате прекратитсязаряд конденсатора С1 и тиристор VS2 не откроется.
Схема разряда - аккумуляторной батареи, предназначенная для предотвращения процесса сульфатации пластин аккумуляторной батареи собрана на транзисторе VT4. Принцип её работы следующий: Во время действия отрицательной полуволны сетевого напряжения, что соответствует отсутствию тока заряда, ток, протекающий по пути - вывод вторичной обмотки трансформатора стабилитроны VD13и VD14, резистор R10, база-эмиттер транзистора VT4,открывает этот транзистор. Происходит разряд аккумуляторной батареи по пути:+АКБ, коллектор-эмиттер VT4, резистор R10 -АКБ. Ток разряда, как было написано ранее определяется значением сопротивления резистора R10 .При изменении полуволны питающего напряжения, транзистор закрывается ипроисходит заряд аккумуляторной батареи от схемы заряда.
Стабилитроны VD13 и VD14 предназначены для предотвращенияразряда АКБ по вышеописанной цепи в случае пропадания напряжения
сети.
Данным зарядным устройством можно заряжать раличные аккумуляторные батареи, так как есть возможность плавно регулировать ток заряда.
Для более стабильного температурного режима, я установил кулер от БП компьютера, для его питания поставил стабилизатор на микросхеме КР142ЕН8Б
Кого заинтересует устройство, могу поделиться опытом, а так же файлами печатных плат в формате layout, которые я разработал и испытал.
Рис.1 платы автоматики.
Рис 2. платы регулировки тока:
Рис 3. платы разрядки.
Автор: Боцман Н. 25.11.2012г.
Сообщение от Генри
АКБ и дольше работают, при чем без применения всяких волшебных подзарядок.
Социальные закладки