У частник форума электромобилистов, Курманенко Геннадий Викторович из Днепропетровской области обобщив информацию форума, разработал схему приставки для пульсирующего заряда аккумуляторной батареи. Устройство может не только заряжать аккумулятор импульсами тока, но и контролировать напряжение на аккумуляторе, а при достижении установленного уровня включить пульсирующую добивку с возможностью десульфатации.
Обратите внимание, приставка включается между зарядным устройством и аккумулятором. При этом провода от приставки к аккумулятору должны быть не тоньше проводов от зарядного устройства к приставке и желательно короче. Иначе пульсации зарядного устройства будут вмешиваться в нормальную работу приставки.
Рис.2 Плата печатная
Сразу следует предупредить: Зарядное устройство к которому эта приставка будет подключаться должно выдерживать импульсный режим нагрузки. Возможно какие-то электронные зарядные устройства впадут в депрессию от такого поведения нагрузки, они же расчитывали иметь спокойный и предсказуемый аккумулятор. А тут, аккумулятор то он есть, то его нет.
Геннадий Викторович являясь оператором дефектоскопической установки для проверки рельсов использует приставку для качественного заряда аккумуляторов и востановления потерявших работоспособность. Ранее для заряда аккумуляторов использовались самые простые зарядные устройства прозванные в народе "кипятильниками".
Приступаем к описанию работы схемы устройства.
От провода обозначенного знаком "+" через диод VD1 питание поступает на параметрический (линейный) стабилизатор питания состоящий из резистора R1, конденсатора С2, стабилитрона VD3 (например КС191).
Почему через диод? Нагрузка имеет импульсный характер, диод выполняет функции развязки неспокойного аккумулятора от схемы управления.
Из точки после диода VD1 берем напряжение на анализатор (компаратор) заряженности аккумулятора.
Компаратор состоит из следующих элементов:резисторы R1-R3,R5-R7, конденсатора, интегрального стабилизатора TL431, транзистора VT1.
На базе транзистора VT1 стабилизатор VD2 поддерживает фиксированное напряжение, на эмиттере этого транзистора напряжение меняется пропорционально изменению напряжения на аккумуляторе. При повышении напряжения на аккумуляторе сверх установленного резистором R1, транзистор VT1 закрывается и разблокирует до того заторможенный блокинг-генератор на микросхеме NE555.
Несколько слов о блокинг-генераторе: В начале заряда он блокирован анализатором напряжения, а именно открытым транзистором VT1 закорочен конденсатор C4 и работа генератора невозможна, а выход (3) находится в высоком состоянии.
А
теперь о работе той части схемы управления, что называется пульсатором.
На основе микросхемы NE555 реализован генератор с частотой задаваемой в основном конденсатором C4,а также резисторами R8-R10, конденсатора VD4.
Переключатель S1 может переключать вывод 7 микросхемы либо на резистор R8 или диод VD4, что меняет скважность работы генератора. Иными словами, меняет время зарядного импульса и разрядной паузы (или паузы рассасывания).
Автором выбрана частота генератора 0.7 Гц. На мой взгляд этого мало. Надо как минимум в 10 раз меньше. Для этого конденсатор С4 следует увеличить до 100 мкф.
С выхода 3 микросхемы сигнал положительной полярности поступает на базу транзистора VT4, открывает его и аккумулятор подключается к минусовому проводу зарядного устройства, начинается заряд батареи. По истечению установленного времени управляющий импульс снимается, транзистор VT4 закрывается. Но при этом закрывается и транзистор VT2, при этом открывается транзистор VT3, подключающий разрядный резистор Rn. Начинается процесс разряда аккумулятора через этот резистор. Светодиод HL1 индицирует факт разряда.
Резистор R16 служит для обеспечения протекания открывающего тока для транзистора VT3, иначе он не включится.
Таким образом можно констатировать, что положительный импульс микросхемы NE555 (КР1006ВИ1) обеспечивает временной промежуток для заряда аккумулятора, а отрицательный (пауза) импульс обеспечивает временной промежуток для разряда аккумулятора.
Т
еперь немного об устройстве микросхемы.
В состав таймера входят два прецизионных компаратора высокого (DA1) и низкого (DA2) уровней, асинхронный RS-триггер DD1, мощный выходной каскад на транзисторах VT1 и VT2, разрядный транзистор VT3, прецизионный делитель напряжения R1R2R3. Сопротивления резисторов R1-R3 равны между собой.
Таймер содержит два основных входа: вход запуска (вывод 2) и пороговый вход (вывод 6). На этих входах происходит сравнение внешних напряжений с эталонными значениями, составляющими для указанных входов соответственно l/3Uпит и 2/3Uпит. Если на входе Unop (6) действует напряжение меньше 2/3Uпит, то уменьшение напряжения на входе Uзап (2) до значения, меньшего 1/3Uпит, приведет к установке таймера в состояние, когда на выходе (вывод 3) имеется напряжение высокого уровня. При этом последующее повышение напряжения на входе Uзап (2) до значения 1/3Uпит и выше не изменит состояния таймера. Если затем повысить напряжение на выходе Uпop (6)до значения больше 2/3 Uпит, то сработает триггер DD1 и на выходе таймера (3) установится напряжение низкого уровня, которое будет сохраняться при любых последующих изменениях напряжения на входе Uпop (6). Этот режим работы таймера обычно используют при построении реле времени, ждущих мультивибраторов. При этом вход Unop (6) подключают к одной из обкладок конденсатора времязадающей цепи, а по входу Uзап (2) производят запуск таймера подачей короткого импульса отрицательной полярности. Если необходимо создать автоколебательный мультивибратор, то оба входа объединяют. Транзистор VT3 (7) служит для разрядки времязадающего конденсатора. При появлении напряжения высокого уровня на выводе 3 таймера этот транзистор открывается и соединяет обкладку конденсатора с общим проводом.
Если на запускающем входе напряжение не превышает l/3Uпит, то повышение напряжения на входе Unop выше 2/ЗUпит приведет к появлению низкого напряжения на выходе таймера, а понижение напряжения на этом входе ниже 2/ЗUпит установит высокое напряжение на выходе. Таким образом, в данном случае таймер работает как обычный компаратор и может быть использован в устройствах регулирования температуры, автоматического включения освещения и др.
Если на входе Unop напряжение превышает 2/3Uпит, то на выходе таймера будет низкое напряжение независимо от значения напряжения на входе Uзап. В заключение следует отметить, что напряжение питания таймера может находиться в пределах 5...15 В.
Максимальный выходной ток таймера равен 100 мА. Это позволяет использовать в качестве нагрузки электромагнитное реле. Вывод 5 служит для контроля значения образцового напряжения, а также для возможного изменения его значения путем подключения внешних резисторов. Для уменьшения возможного действия помех этот вход обычно соединяют с общим проводом через конденсатор емкостью 0,01...0,1 мкФ. Вход Uc6p (вывод 4) позволяет устанавливать на выходе низкое напряжение независимо от сигналов на остальных входах. Для этого на вывод 4 следует подать напряжение низкого уровня. Последующее повышение напряжения на этом входе до напряжения высокого уровня приводит к установлению на выходе таймера состояния, которое было до подачи низкого напряжения на вход 4 (имеется в виду, что времязадающая цепь не подключена). Если этот вход не используется, его следует соединить с выводом 8. В схемах реле времени вход Uсбр часто используют для установки таймера в исходное состояние, соответствующее закрытому транзистору VT3.
Зарядно-десульфатирующий автомат для автомобильных аккумуляторов используется для десульфатации устройства и предотвращения разрушения его внутренних компонентов. Как известно, АКБ является одним из основных приборов в любом автомобиле, поскольку без нее запуск двигателя будет невозможным. Подробнее о том, к чему может привести сульфатация и как от нее избавиться, читайте в этой статье.
[ Скрыть ]
Решетчатые пластины считаются одним из основных конструктивных элементов в любой свинцово-кислотной батарее. Одни из этих пластин могут быть произведены из чистого свинца, другие — из оксида этого металла. Свободное место между этими пластинами конструкции заполняется электролитом — специальным раствором на основе серной кислоты. При работе аккумуляторной батареи внутри прибора осуществляется химическая реакция, которая приводит к появлению воды, а также сульфата свинца. Последний, в свою очередь, оседает на решетках, — именно этот процесс и зовется сульфатацией.
Собственно, именно сульфатация является одной из основных причин, по которым АКБ изнашивается и выходит из строя. При зарядке прибора реакция происходит в обратном направлении, но следует учитывать, что в данном случае она никогда не может быть полной. То есть частицы износа, не вступившие в реакцию, медленно, но уверенно, будут покрывать электроды аккумулятора, таким образом приводя его в негодность (автор видео — канал Evseenko Technology).
Соответственно, в первое время образование сульфата никак не повлияет на функциональность АКБ. Однако через какое-то время молекулы сульфата будут способствовать появлению кристаллов, размеры которых регулярно будут увеличиваться. Уже спустя 2-4 года интенсивного использования решетки будут забиты до такого уровня, что электролитический раствор не сможет нормально циркулировать внутри конструкции.
В конечном итоге сульфатация станет причиной таких ситуаций:
Нужно учитывать, что полностью избежать сульфатации не удастся, однако надо помнить, что происходит она значительно быстрее, если аккумулятор не заряжается.
Десульфатация АКБ представляет собой процесс очистки пластин АКБ от продуктов износа с использованием цикла зарядки и разрядки. Если вы хотите, чтобы этот процесс был наиболее эффективным, то перед тем, как приступить к восстановлению батареи, необходимо произвести ее диагностику.
Проверьте следующее:
Процедура десульфатации может быть произведена в домашних условиях. Учтите, что такой процесс не терпит ошибок, поэтому если вы решили заняться им в домашних условиях, то обязательно следует всем действиям, описанным в инструкции. Есть несколько способов, они подробно описаны ниже.
Для этого применяется специальное десульфатирующее зарядное устройство. Этот процесс не должен вызвать трудностей, для его реализации вам нужно подключить АКБ к зарядному прибору и запустить процедуру десульфатации. Сразу же следует отметить, что занять она может не одни сутки. Сама суть заключается в подаче напряжения на батарею и ее разряде через определенное время.
Как правило, соотношение тока берется 10 к 1. То есть если уровень зарядного тока составляет 2 ампера, то для разряда используется ток 0.2 А. При таких настройках прибор может функционировать достаточно долгое время, зарядный девайс должен сам сообщить, насколько удается и сколько времени для этого потребуется (автор видео — Андрей Ващенко).
Вариантов восстановить работоспособность АКБ довольно много, но мы остановимся на одном из них, самом эффективном. Учтите, что процедура десульфатации должна осуществляться в проветриваемом гараже или квартире, в частности, если речь идет об обслуживаемых приборах.
Процедура осуществляется следующим образом:
Этот цикл должен повторяться до тех пор, пока устройство полностью не восстановит свою плотность — значение в данном случае должно быть около 1.27 кг/см3. Это позволит максимально восстановить работоспособность прибора и вернуть его характеристики к номинальным.
Как мы уже сообщили в начале статьи, полностью предотвратить сульфатацию не удастся — это естественный процесс, который происходит в каждом аккумуляторе.
На видео ниже вы можете ознакомиться с подробной и наглядной инструкцией по проведению процесса десульфатации в домашних условиях (автор ролика — misha343).
Полностью заряженная батарея автомобиля отказалась заводить мотор? Для большинства автомобилистов это может стать причиной для приобретения нового аккумулятора. Однако проблема может скрываться не в серьезной поломке, а в сульфатации.
Покрытие пластин налетом солей свинца и снижение, таким образом его емкости, не дает возможности извлечь достаточный для зажигания ток. «Лечение» агрегата производится с помощью десульфатации – разрыхления налета на решетках и возвращения атомов свинца на пластины. Этот процесс может производиться с помощью нескольких методик: химической, механической, электрохимической.
Принцип работы АКБ основывается на энергии химического взаимодействия свинца и кислоты. Свинцовая решетка выступает в качестве электродов. В качестве электролита заливается концентрированная серная кислота, которая в первый же момент образовывает соли с кальцием или свинцом и обволакивает тонкой пленкой этого вещества рабочую поверхность решетки.
По сути — сульфатация пластин аккумулятора — это процесс отложения солей сульфата свинца на пластинах электродов
При нормальной работе батареи это естественный процесс, когда электролит переносит заряд на пластину в результате химической реакции образования солей металла. На одном из электродов образовываются небольшие повреждения на месте «вырванных» из поверхности атомов, а на другом – скапливаются соли элемента.
Процесс десульфатации позволяет разбить соляные соединения и вернуть к первоначальному виду состав электролита, а потерянные атомы металла – обратно на электрод.
Десульфатация - это удаление солей серной кислоты с пластин аккумулятора
Следует понимать, что полностью вернуть все образовавшиеся соединения до первоначального вида не получится. При надлежащем уходе и своевременной зарядке такие АКБ прослужат ещё несколько лет, но при этом электроды становятся рыхлыми и усеянными кристаллами солей, которые уже не разбиваются при десульфатации.
Краткое видеоописание процесса сульфатации:
Снижение заряда происходит вследствие большого скопления кристаллизованных солей кальция или свинца на электродах, что мешает проникновению к поверхности пластины электролита. Меньшая концентрация в электролите заряженных ионов приводит к снижению емкости батареи до критического уровня, что не позволяет автомобилю получать требуемый для зажигания заряд.
Бороться с таким состоянием АКБ следует несколькими способами: химическим, механическим, электрохимическим. Все они обладают разной степенью эффективности, выбираются в зависимости от типа батареи, состояния износа, иных параметров.
Самым явным признаком того, что батарея не выдает нужный ток из-за сульфатации, является образование на пластинах серого сплошного налета. Рассмотреть его не всегда возможно из-за особенностей АКБ. Для обслуживаемых батарей, которые оснащены съемной крышкой, есть возможность открыть прибор и заглянуть в него.
В ином выполнении аккумулятора, если он полностью запаян, такая операция требует распила батареи, что небезопасно для человека.
Признаки сульфатации аккумулятора:
Для увеличения срока службы АКБ и возврата рабочего состояния необходимо правильно производить десульфатацию прибора.
Под десульфатацией понимают воздействие на электроды и пластины различными способами, которые способствуют устранению образовавшегося налета солей кальция или свинца. Различаются такие виды очистки: механическую, химическую или с использованием неорганических присадок, электрохимическую с применением зарядного устройства.
Самым простым и быстрым способом десульфатации считается механическая очистка пластин от образовавшихся кристаллов соли. Батареи старого образца или обслуживаемые позволяют снимать крышку и получать доступ к пластинам и электродам.
Эти комплектующие извлекаются с батареи вручную и таким же образом очищаются – налет просто соскабливается с поверхности и щелей до полного устранения по мере возможности. Современные агрегаты чаще выпускаются необслуживаемого образца. Это не дает возможности попасть к банкам с электродами, чтобы их достать и почистить.
Для проведения очистки пластин севшей АКБ этим методом необходимо выполнить ряд операций:
Для EFB батарей этот способ не применим,
поскольку каждая группа электродов отдельно запаяна в сепаратор, предназначенный для предотвращения осыпания пластин.
В этой конструкции различается плотность электролита в банке и самом пакете (сепараторе), что испортит устройство после нарушения целостности. Этот фактор не дает провести механическую десульфатацию.
Суть процесса заключается во введении в полость банок с электролитом специальных присадок с химическим составом, воздействующим на сульфаты кальция или свинца. В ходе зарядки растворы с присадками замедляют образование на электродах солевого налета, что возвращает до практически номинального заряда АКБ.
Чаще всего выбирают «Трилон-Б» , однако не на всех батареях этот раствор одинаково эффективно срабатывает. Зависит реакция от особенностей конструкции аккумулятора, модели и технических параметров. Вероятность того, что химический способ десульфатации сработает — 50 на 50.
Важно! Во многих АКБ производители для увеличения производительности батареи и срока ее службы покрывают пластины пастой, содержащей оксиды свинца. При использовании присадок такой слой быстро растворяется и химическая «реанимация» прибора приводит к его гибели.
Состав «Трилона-Б» включает 5% аммиака, 2% кислоты органической производной от соли натрия, дистиллят. Эти компоненты к свинцу инертны, зато хорошо реагируют с налетом на электродах. В промышленности такой раствор применяется для превращения нерастворимых солей в растворимые.
Порядок проведения химической десульфатации:
Наиболее продуктивным способом десульфатации считается электрохимический, который осуществляется специальным зарядным устройством.
Суть электрической десульфатации заключается в пропускании через электролит тока с более высокими показателями, чем номинальные значения АКБ. Это приводит к естественному растворению в окружающей пластины жидкости скоплений свинцовых или кальциевых солей и растворение в ней, повышая плотность электролита. Это приводит показатели аккумулятора в норму.
Производить десульфатацию АКБ можно самостоятельно с использованием специального или стандартного зарядного устройства.
Обычное зарядное устройство бывает автоматическим с возможностью регулирования подаваемых на клеммы токов и напряжения и режимом «Десульфатация» или упрощенным с необходимостью контроля процесса. Самый удобный вариант — это автоматическое импульсное зарядное устройство с режимом десульфатации.
Этапы зарядки автоматическим зарядным устройством с режимом десульфатации включает следующие этапы:
Время процесса зависит от многих факторов:
Для расчета среднего времени зарядки делят емкость АКБ на средний показатель тока зарядки. Чаще всего требуется от 15 часов до 3 суток для полного восстановления оборудования.
Для этого типа зарядки аккумуляторной батареи электрохимическим способом необходимо осуществлять регулярный контроль процесса и постоянно в него вмешиваться. Для достоверности и точности зарядки инструкция разработана для батареи с плотностью электролита 1,07 г/куб. см и напряжением 8 В на клеммах оборудования. Без получения напряжения у данного прибора начинается спустя 15 минут кипение при типичной зарядке.
Для десульфатации необходимо сделать следующее:
Важно! Разбавлять концентратом или электролитом любой плотности перед зарядкой запрещено!
Необходимо контролировать процесс разрядки АКБ, поскольку конечное напряжение должно остаться не ниже 9 В.
Последующая пара зарядки и разрядки батареи по вышеуказанному сценарию позволит повысить уровень электролита до показателя 1,16 г/куб. см. Необходимо повторять цикл до тех пор, пока плотности не достигнет значения 1,26 г/куб. см или не приблизится к номинальному 1,27 г/куб. см.
Важно! Длительность работ по десульфатации АКБ с помощью обычного зарядного устройства в зависимости от состояния батареи и сложности процесса может занять до 2 недель.
Как показывает практика, подобные манипуляции обновляют аккумулятор на 80-90%.
Десульфататор
– это устройство, способное провести автономную очистку АКБ
без необходимости демонтажа с транспортного средства.
Для процесса потребуется снятие хоть одной клеммы, связывающей батарею с автомобилем. Это делается с целью обезопасить электронику машины от вероятных нагрузок. Помимо очистки электродов от соляного налета с помощью десульфататора можно делать регулярную профилактику рабочей батареи, что способно существенно продлить ее сроки эксплуатации.
Принцип работы оборудования базируется на получении от АКБ питания и генерации в этой цепи высокочастотных кратковременных импульсов. При возникновении резонанса у атомов свинца и молекул свинцовых солей инициируется обратная сульфатация пластин. Этот процесс восстанавливает сопротивление и емкость батареи к первоначальным показателям.
Главными недостатками «чудо-оборудования» является большой срок десульфатации – достигает в редких случаях месяца и не менее суток, а также невозможность восстановить им примерно 10% — 15% батарей.
Простая схема десульфататора невысокой мощности в простонародье называется — моргалка. Чаще всего такое устройство может эффективно помочь в восстановлении батареи.
Для изготовления понадобится:
Составляется основная схема, на которой главные моменты:
Для основания крепления всех элементов используется текстолитовая пластина. Есть вероятность поломки поворотного реле из-за состояния замкнутости выходов 3 и 4. Это не позволит батарее разрядиться.
Просмотрите видео о десульфатации зарядным устройством:
Процесс сульфатации – это естественный признак износа АКБ и происходит из разных причин. Для устранения слоя свинцовых солей необходимо провести обратный процесс, чтобы повысить уровень плотности электролита и напряжения на клеммах батареи. Такая операция называется десульфатацией и может производиться самостоятельно с использованием обычного зарядного устройства.
При крайней необходимости пластины электродов аккумулятора очищаются химическим или механическим способом, с меньшей степенью восстановления. В домашних условиях можно самостоятельно собрать десульфататор. Схема довольно простая и быстро собирается. Более простой вариант сборки устройства – приобретение китайского комплекта с инструкцией и всеми необходимыми деталями.
Средний срок службы аккумуляторной батареи в среднем 5-7 лет, у дешевых моделей – 3-4 года, продлить жизнь АКБ может помочь автомобильное зарядное устройство с десульфатацией. Этоприбор, который для снятия сульфатных отложений, с забитой батареи, использует циклично повторяющиеся импульсные токи различной амплитуды и полярности.
Когда заряженный АКБ перестает запускать двигатель, большинство водителей просто меняют его на новый. Среди множества причин скоропостижной смерти аккумулятора, одной из наиболее частых, является сульфатация активной массы его пластин. Это преобразование электролита на пластинах в кристаллы сульфата, постепенно забивающих рабочую поверхность. В итоге емкость аккумулятора снижается до 80%. И соответственно, обратный процесс очищения пластин АКБ называется десульфатацией и может осуществляться разными методами.
В интернете немало способов, как восстановить ёмкость аккумулятора собственными руками: от разбора батареи и механической ее очистки до заливки особых растворов для растворения сульфата. Все эти доморощенные методы не только затратные и сложные, они способны окончательно добить АКБ. Самое надежное средство для очищения пластин – специальные зарядные устройства, работающие в режимах «заряд — разряд».
Процедура несложная, понятная большинству водителей, которые хотя бы приблизительно представляют принципы работы аккумулятора. Проводится по принципу «включил и забыл». Автомобильное зарядное устройство с режимом десульфатации подсоединяется к АКБ, настраивается нужное напряжение и сила тока, запускается режим «Десульфатация» и все – дальше весь процесс идет автоматически. Восстановление емкости может длиться несколько дней – в зависимости от емкости АКБ, степени сульфатации, разряженности.
Технически работа данного устройства построена на принципе многократной зарядки. Сначала батарея заряжается током определенного номинала, а после разряжается при соотношении зарядного и разрядного тока 10:1. Эти этапы повторяются, пока батарея не зарядится. Засульфатированные пластины очищаются, емкость восстанавливается. Подобный процесс можно проводить на исправных аккумуляторных батареях в профилактических целях.
Автомобильное зарядное устройство с функцией десульфатации – полезный прибор для автолюбителя, позволяющий сэкономить средства на покупке нового аккумулятора. Десульфатация, конечно, не способна сделать работу АКБ вечной, но в силах очистить батарею на 95%, замедлить процесс сульфатации и подарить дополнительное время работы на полной мощности на 1-2 года.
Его достоинства:
Зарядное устройство для автомобильных АКБ с десульфатацией имеет и свои недостатки:
Сегодня на рынке представлены как бытовые зарядники с десульфатацией для водителей, так и профессиональные пуско-зарядные станции для автосервисов. Кроме того, зарядные устройства с таким режимом выпускаются и для других видов транспорта: грузового, авиационного, речного, железнодорожного и т. п.
Среди лучших зарядных устройств с десульфатацией для автомобильного аккумулятора можно назвать следующие модели:
Если планируете купить автомобильные зарядные устройства с десульфатацией, лучше обратиться в специализированные магазины, торгующие автомобильными аккумуляторными батареями и пуско-зарядными приборами. Не для всех автолюбителей выбор правильного зарядника с десульфатором для конкретного типа аккумуляторов будет по силам, в этом случае помогут грамотные консультации менеджеров магазина.
