Пульсирующее зарядно восстановительное устройство – —

Восстановление свинцовых аккумуляторов | RUQRZ.COM

Проблемой продления работоспособности свинцовых аккумуляторов авторы статьи занимались не один десяток лет. За это время проведены сотни лабораторных работ и разработаны технологии восстановления свинцовых аккумуляторов емкостью от 4 до 2200 А-час и напряжением от 1,5 до 110 В. Благодаря сотрудничеству лаборатории с Российской железной дорогой, Речфлотом, Автотрансом и др. разработан ряд зарядно-восстановительных устройств и даны рекомендации по оптимальной эксплуатации аккумуляторов.

Как показывает практика, аккумуляторы заметно теряют свои свойства (сульфатируются) после 2-3 лет эксплуатации на современном автотранспорте. Причины снижения их качества — отсутствие профилактических работ по восстановлению пластин. Аккумуляторы в автомобилях используются в смешанном режиме эксплуатации: при заводке двигателя потребляются значительный стартовый ток, а в поездке аккумулятор заряжается в буферном режиме небольшим током от генератора. При неисправной автоматике автомобиля ток зарядки может быть недостаточным или, наоборот, привести к перезаряду аккумулятора.

Признаки сульфатации пластин аккумулятора:
— уменьшение емкости аккумулятора;
— повышенное напряжение на электродах;
— кипение и газообразование при зарядке.

Восстановить нормальную работу такого аккумулятора непосредственно от автомобильного генератора обычно не удается ввиду малого превышения напряжения генератора над аккумуляторным и небольшим током заряда. Для этого необходимы специальные зарядные устройства.

Для оценки качества аккумулятора можно считать, что его ток разряда в течение 10 часов примерно равен емкости аккумулятора. Если напряжение при разряде упало до 1,92 В на элемент раньше чем за 10 час, то и емкость аккумулятора соответственно меньше.

В некоторых автомобилях (грузовых) устанавливаются два аккумулятора общим напряжением 24 В. У них получаются разные токи разряда из-за того, что на первый аккумулятор подключена вся нагрузка с напряжением 12 В (телевизор, радиоприемник, магнитофон и пр.), которая питается от аккумулятора на стоянке и в пути, а второй нагружается только во время пуска стартера и разогрева свечей в дизельном двигателе. Заряжать эти аккумуляторы нужно отдельным зарядным устройством с возможностью регулирования тока заряда и разряда на каждом аккумуляторе.

При незначительной сульфатации пластин применяется длительный заряд малым током. Вначале аккумулятор доливают дистиллированной водой чуть выше уровня пластин и включают на заряд нормальным током (Iзар=0,1С, где С — емкость аккумулятора). Время заряда зависит от состояния аккумулятора. При возникновении газообразования его отключают на 0,5 час, снижают ток в 2-3 раза и ведут зарядку опять до появления газообразования, вновь перерыв 0,5 час и очередное снижение тока.

Плотность электролита при таком методе восстановления достигает величины, близкой к нормальной. Недостаток такого метода восстановления—длительное время процесса, доходящее до нескольких суток.

Более эффективный метод восстановления — заряд циклическими токами, т.е. чередующимися циклами заряда и разряда. После диагностики технического состояния аккумулятора (например, нагрузочной вилкой) вычисляют его внутреннее сопротивление. Если оно превышает заводское в 8…10 раз, необходимо поставить аккумулятор на заряд (Iзар=0,1С) и проводить его до появления газообразования. После перерыва 5…10 мин включают разряд аккумулятора на нагрузку, в качестве которой берут лампу 50 свечей 12 В от фары автомобиля. Время разряда примерно равно времени заряда. Такие циклы проводят несколько раз до достижения нормальной плотности электролита.

Еще более действенный метод восстановления — заряд аккумулятора импульсным током. Импульсный ток по форме, амплитуде и длительности значительно отличается от синусоидального. Амплитуда импульса тока восстановления, как правило, превышает средний ток заряда в 5…10 раз. Повредить пластины аккумулятора такой ток не может, а вот расплавить застарелые кристаллы сульфата свинца в состоянии, и за короткое время. При средней величине зарядного тока 5 А амплитуда импульса может достигать 50 А. Достичь такой амплитуды тока можно при величине напряжения заряда 24…26 В. Ввиду малой длительности импульса (несколько микросекунд), нагрева аккумулятора и кипения электролита практически не наблюдается. Ток разряда при зарядке асимметричным током должен составлять не более 0,1Iзар.

Зарядно-восстановительное устройство, выполненное например по схеме:

Данное устройсвто восстанавливает аккумуляторы от КАМАЗа емкостью 240 А час за 12 часов при токе заряда 5 А.

Задающий генератор построен на двух транзисторах разной проводимости — VT1 и VT2, образующих аналог однопереходного транзистора. Питание генератора выполнено от параметрического стабилизатора на элементах VD1-VD2-R9. Импульс управления с генератора через ограничительный резистор R8 поступает на светодиод оптопары VU1 и открывает ее. Через ограничительный резистор R10 на управляющий электрод тиристора VS1 подается открывающий уровень. Через открытый тиристор зарядный ток со вторичной обмотки силового трансформатора Т1 поступает на аккумулятор GB1. Контроль суммарного тока производится стрелочным прибором РА1, правильность подключения аккумулятора индицирует светодиод HL1.

Отрицательный импульс разрядного тока формируется тиристором VS2. В момент открывания VS2 ток с вторичной обмотки трансформатора Т1 через цепь R11-VS2 поступает на аккумулятор в обратной полярности. Разряд происходит на резистор R11.

Технические характеристики
Напряжение сети, В 220
Выходное напряжение, В 24
Длительность зарядного импульса, мс 2…5
Длительность разрядного импульса, мкс 1.. .3
Мощность трансформатора, Вт 120

Регулировка тока устройства осуществляется переменным резистором R1 путем изменения длительности импульсов генератора. Для повышения температурной стабильности схемы добавлен терморезистор R2.

В схеме используются радиодетали, типы и возможная замена которых приведены в таблице:

Устройство размещено в стандартном корпусе блока питания компьютера. Регулятор тока R1, амперметр РА1. светодиод HL1 и выключатель SA1 крепятся на передней панели корпуса. Терморезистор R2 крепится на радиаторе тиристора VS1 и отслеживает его перегрев.

Наладку схемы начинают с проверки монтажа. Вместо аккумулятора к выходным гнездам подключают эквивалент нагрузки — автомобильную лампочку 12 В, 20… 100 свечей и, вращая движок R1, проверяют изменение яркости лампочки от минимальной до максимальной. Корректировку диапазона регулировки можно сделать изменением емкости конденсатора С1 и сопротивления R3. Разрядный ток можно проверить, подключив амперметр в разрыв анодной цепи тиристора VS2.

Что еще почитать по теме:

www.ruqrz.com

Восстановление и зарядка аккумулятора

Восстановление и зарядка аккумулятора

Прислал Виктор Гавриков.

 

В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.

Известен способ восстановления таких батарей при заряде их «ассимметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Рис. 1 Электрическая схема зарядного устройства

 

На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.

Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22…25 В.

Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0…5 А (0…3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000…18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис. 2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Рис.2

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.

Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.

Приведенные схемы пускового (рис.1) и зарядного устройств (рис.2) можно легко объединить (при этом не потребуется изолировать корпус транзистора VT1 от корпуса конструкции), для чего на пусковом трансформаторе достаточно намотать еще одну обмотку примерно 25…30 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,8…2,0 мм.

Эта обмотка используется для питания схемы зарядного устройства.

www.radio-schemy.ru

Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккумуляторов — Зарядные устройства (для авто) — Источники питания

               Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккумуляторов

Сложные условия работы акку­муляторных станций бесперебой­ного электроснабжения не позво­ляют соблюдать условия снижения выбросов в атмосферу сероводо­родных соединений. Экологичес­кая обстановка требует макси­мального снижения выброса газо­вой смеси сероводорода, атомар­ного кислорода и водорода, изме­нения технологии заряда и восста­новления элементов аккумулято­ров. Особенно это актуально при восстановлении мощных аккумуля­торов емкостью свыше 2000 А*ч на элемент.

Существенную добавку смеси сероводорода вносит автотранс­порт, зарядка аккумулятора во вре­мя движения создает выход газов не менее 1500 мл’ч, от которого бо­леют люди, ускоренно ржавеют ме­таллические части автомобилей и конструкций. Заменить дешевые аккумуляторы пока нечем. Выход — в изменении технологии регенера­ции пластин.

Данная технология, разработан­ная авторским коллективом и апро­бированная в течение десяти лет, получила высокую оценку на меж­дународной выставке ЭКСПО-2003, позволяет снизить выделение се­роводорода и кислорода в атмос­феру до естественного испарения, качественно восстановить пластины аккумуляторов при минимальных затратах средств и времени. Ре­зультаты подтверждены протоко­лами испытаний.

Процесс разложения электроли­та при пропускании через него электрического тока называется электролизом. Внутри электролита происходит движение атомов или групп атомов, представляющих со­бой части молекулы растворенно­го вещества. При пропускании че­рез раствор электролита электри­ческого тока на электродах аккуму­лятора оседают продукты разложе­ния электролита. На катоде выде­ляется водород и металлы, на ано­де — ионы кислотных остатков и гидроксильной группы. Часть ато­мов элементов перестают участво­вать в химической реакции из-за несовершенной технологии и выде­ляются в атмосферу в виде серо­водородных соединений.

Анализ работы зарядных уст­ройств и технологий восстановле­ния электродов аккумуляторов ука­зывает на повышенное выделение газов при отсутствии в цикле вос­становления периода разряда и пе­риода «пауза».

Цикл восстановления (ЦВ) = Тзаряда+Тпауза+Тразряда + Тпауза.

Время заряда (Тзаряда) в за­водских зарядных устройствах по­стоянного тока не имеет периода разряда и паузы, необходимых для рекомбинации ионов свинца. Ис­следования -показывают, что для

полного использования в химичес­ком процессе электролиза всех элементов требуется Тразряда не менее 1/4 цикла восстановления при токе не более 1/10 Тзаряда.

Ионы элементов, по каким-либо причинам (не хватило времени заря­да, препятствия от примесей, боль­шая плотность ионов элементов на пластинах электродов, снижение ско­рости ионов при падении энергии поля) не успевшие своевременно достигнуть пластин электродов, при отрицательном импульсе тока вос­становления возвращаются на рас­стояние, достаточное для последую­щего разгона при движении к элект­родам — при положительной поляр­ности поля. Поскольку этим ионам не надо проходить полное расстояние между положительными и отрица­тельными электродами, то и мощ­ность отрицательного периода вос­становления незначительна по срав­нению с положительным (рис. 1). Для восстановления энергии ионов, пе­ред последующим движением заряд­ного тока, они проходят рекомбина­цию — перестроение во время паузы.

Заряд импульсными токами — постоянными по направлению, но переменными по величине хорошо снижает внутреннее сопротивление аккумулятора, продлевается срок его эксплуатации, снижается нагрев электролита и пластин ак­кумулятора, выход смеси газов не превышает естественного испаре­ния поверхности электролита — по сравнению с зарядом постоянным током. Восстановление перемен­ным током еще более улучшает экологическое состояние восстано­вительного цикла.

Технология восстановления мощ­ных низковольтных аккумуляторов большой емкости типа 22СН-2200 подтвердила правильность выб­ранных режимов восстановления по технологии «4Т» — четыре пери­ода восстановления.

Восстановление кислотных ак­кумуляторов проводят по несколь­ким технологиям (таблица 1).

Выделение газа одним элемен­том при напряжении заряда 2,15 В — 172 мл*час, 2,3 В — 1720 мл*час, 2,4 В — 4590 мл*час, при примене­нии технологии заряда постоянным током с режимом от 99 А до 396 А с временем восстановления до 15-ти суток. Ускоренное восстановление с применением больших токов за­ряда сопровождается высоким вы­делением сероводородных соеди­нений. Без мощной вытяжной вен­тиляции заряжать такие аккумуля­торы невозможно из-за опасности отравления и возможного взрыва смеси водорода и кислорода. При заряде цепи элементов аккумулято­ра в 240 В выброс газовой смеси составляет более 10 м³ в сутки.

Снижение выбросов сероводо­родных соединений возможно с ис­пользованием циклических зарядно-разрядных устройств, имеющих возможность рекомбинации ионов атомов свинца с переходом в амор­фный свинец. Короткие по време­ни и мощные по амплитуде импуль­сы заряда позволяют расплавить кристаллы сульфата свинца и пе­ревести их в аморфное состояние.

Имеется существенная разница предлагаемой в статье технологии по сравнении с предложенными ра­нее [1-12]. Выброс сероводородных соединений ниже в 8 раз, чем при заряде постоянным током при на­пряжении заряда 2,3 В на элемент, а время восстановления — в семь раз меньше.

Практически на достижение данных результатов ушло трое суток с учетом подборки режимов вос­становления и отключения на ночь по пожарным требованиям в отсут­ствии дежурного персонала. Поме­щение не имело принудительной вентиляции кроме форточки в окне, запах сероводорода присут­ствовал на уровне испарений, ки­пения электролита в аккумуляторе не наблюдалось даже при достиже­нии конечной плотности.

Диагностика восстановленных по предлагаемой технологии акку­муляторов методом десятичасово­го разряда показала паспортную плотность в конце разряда, что подтверждает полный заряд за указанное время.

По данной технологии проводи­лось восстановление кислотных аккумуляторов открытого типа, применяемых для питания релей­ной автоматики подстанций желез­ной дороги, общим напряжением 110 В и показала высокие резуль­таты со снижением внутреннего со­противления аккумуляторов, ко­нечного напряжения, температуры и существенного снижения выбро­сов сероводорода в атмосферу от аккумуляторов, но и дополнитель­ного расхода топлива электростан­циями.

Расход электроэнергии за счет уменьшения времени заряда и сни­жении мощности вытяжных устано­вок снизился в 12 раз.

Схема

Зарядно-восстановительное ус­тройство (рис. 2) служит для вос­становления одного элемента кис­лотного аккумулятора и может быть переработана на любое напряжение батареи кислотных аккумуляторов от 2 до 30 В постоянного тока с то­ком восстановления от 1 до 50 А (рис. 3).

В основе схемы определен гене­ратор импульсов прямоугольной формы, позволяющий иметь на каж­дом выходе генератора интервал в 1/4 от полного времени цикла.

Импульсы тока заряда, имея высокую амплитуду и короткое вре­мя действия, не приводят к чрез­мерному нагреву электролита и пластин аккумулятора, время пауз позволяет рассеять тепло, к тому же при таком режиме более полно ис­пользуются элементы химической реакции, что заметно по значитель­ному снижению выделения серово­дорода и отсутствии электролиза.

Генератор прямоугольных импуль­сов выполнен на элементах DD1.1.. .DD1.3 цифровой микросхемы серии К561. Частота генерации F за­висит от номиналов элементов частотозадающей RC-цепи: F=0,44/R1 С1.

Частота генератора практичес­ки не изменяется от напряжения источника питания. Резистором R1 устанавливается время импульса и скорость переключения выходов счетчика DD2.

Сформированный генератором на микросхеме DD1 прямоугольный импульс с вывода 10 инвертора DD1.1 поступает на вход CN (вывод 14) двоично-десятичного счетчика на микросхеме DD2. Счетчик имеет десять выходов, которые, позволя­ют при определенном включении использовать для формирования временных интервалов цикла вос­становления: заряд — пауза — раз­ряд — пауза. В данном устройстве для восстановления элемента акку­муляторной батареи используются равные временные интервалы.

При низком уровне на входе разрешения CP (вывод 13) DD2 счетчик выполняет свои операции синхронно с положительным пере­падом на тактовом входе CN (14).

При высоком уровне на входе сброса R (15) счетчик очищается до нулевого отсчета. Это происходит, когда на выводе 9 DD2 присутству­ет высокий уровень.

Индикатор на светодиоде HL 1 указывает на состояние счета им­пульсов.

Питание микросхем DD1 и DD2 выполнено от аналогового стаби­лизатора напряжения на микросхе­ме DA1.

Для организации интервалов восстановления элемента аккуму­лятора, выходы 0-1 DD2 использу­ются для заряда аккумулятора, со временем 1/4 всего периода цикла. Сумматор на диодах VD1, VD2 при положительных уровнях счета на выводе 3 или 2 DD2 передает им­пульс прямоугольной формы через резистор R4 на резистор R6 — ре­гулятора тока заряда и далее на затвор полевого транзистора п- типа VT1. Транзистор открывается в ключевом режиме и подает в ак­кумулятор GB1 с цепи питания им­пульс тока, короткий по времени, но высокий по амплитуде.

После периода заряда происхо­дит период паузы с прохождением выводов 2 DD2 и 3 DD2. При появ­лении высокого уровня на выходе 4 или 5 DD2 на выводе 11 инверто­ра DD1.4 высокий уровень пере­ключится на низкий, полевой тран­зистор VT2 (прямой проводимости) откроется и разрядит элемент GB1 на нагрузку R8 током, зависящим от напряжения на затворе транзи­стора и номинала резистора.

Светодиод индикатора HL2 ука­зывает на наличие тока разряда.

Выходы 6 и 7 DD2 отрабатыва­ют интервал второй паузы и при по­явлении высокого уровня на выхо­де 8 DD2 счетчик по входу R очи­щается до исходного состояния, светодиод HL1 гаснет и счет повто­рится с высокого уровня на выхо­де 0 DD2.

Для контроля состояния напря­жения и зарядного тока элемента GB1 аккумулятора в схеме уста­новлены: амперметр FA1 с шунтом и вольтметр PV1.

Амперметр регистрирует алгеб­раическую сумму тока заряда и разряда.

Среднее значение тока разряда можно примерно определить по откло­нению амперметра в отрицательные величины (левее нуля шкалы) при снижении тока заряда до нуля ре­зистором R6.

В отсутствии напряжения элек­тросети разряд отключится.

Светодиодный индикатор HL3 свечением указывает на правиль­ную полярность подключения эле­ментов аккумулятора GB1 в заряд- но-разрядную цепь.

Резистор R10 в цепи питания устройства восстановления кис­лотных аккумуляторов ограничива­ет бросок тока при случайном ко­ротком замыкании в цепи аккуму­лятора или неверной полярности подключения.

Детали

Источник питания выполнен на мощном трансформаторе Т1 и ди­одном мосте VD3. При емкости ак- * кумуляторов до 200 А*ч достаточ­но использовать трансформатор на мощность в 70… 100 Вт с ампер­метром на 10 А постоянного тока. При изготовлении силового транс­форматора применить трансфор­матор от ламповых телевизоров или магнитофонов с исправной первичной обмоткой, вторичная на­матывается исходя из количества витков обмотки на 6,3 В.

Резисторы R8, R10 — проволоч­ные.

Полевые транзисторы и диод­ный мост закреплены на отдельных радиаторах, используемых от бло­ков питания компьютеров.

Наладка

Для проверки работоспособнос­ти схемы на место элемента GB1 до­статочно подключить аккумулятор на напряжение 2,4… 12 В или еди­ничный элемент емкостью 1-10 А*ч. Предварительно регулятор тока за­ряда R6 вывести в нижнее положе­ние, по амперметру установить ток разряда регулятором R5-b0,01C10. Резистором R6 поднять ток заря­да с нуля до 0.2С10. Резистором R1 можно опытным путем выставить ско­рость восстановления пластин эле­ментов аккумулятора с минимальным выходом сероводородной смеси, при минимальной температуре элек­тролита и отсутствии электролиза.

Литература

1. в. Коновалов, А. Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов. — Радиомир, 3/2005, с.7.

2. В. Коновалов, А. Вантеев. Технология гальванопластики. — Радиолюбитель, 9/2008.

3. В. Коновалов. Пульсирующее эарядно-восстановительное устройство. — Радиолюбитель, 5/2007, с.ЗО.

4. В. Коновалов. Ключевое зарядное устройство. — Радиомир, 9/2007, с. 13.

5. Д.А. Хрусталев. Аккумуляторы. — Москва, Изумруд, 2003 г.

6. В. Коновалов. Измерение R-вн АБ». — Радиомир, 8/2004, с.14.

7. В. Коновалов. Эффект памяти снимает вольтдобавка. — Радиомир, 10/2005, с. 13.

8. В. Коновалов. Зарядно-восстановительное устройство для Nl-Cd аккумуляторов. — Радио, 3/2006, с.53.

9. В. Коновалов. Регенератор АКБ. — Радиомир, 6/2008, с.14.

10.      В. Коновалов. Импульсная диагностика аккумулятора. — Радиомир, 7/2008, с.15.

11.      В. Коновалов. Диагностика аккумулятора сотовых телефонов. — Радиомир, 3/2009, с.11.

12.      В. Коновалов. Восстановление аккумуляторов переменным током. — Радиолюбитель, 07/2007, с.42.

Творческая лаборатория «Автоматики и телемеханика Иркутского областного Центра ДТТ

Владимир Коновалов, Александр Вантеев

г. Иркутск-43, а/я 380

cxema.my1.ru

Двухканальное зарядно-разрядное устройство « схемопедия

Аккумуляторы в автомобилях используются в смешанном режиме эксплуатации : при заводке двигателя потребляется значительный стартовый ток, в поездке аккумулятор заряжается в буферном режиме небольшим током от генератора.

При неисправной автоматики автомобиля ток зарядки может быть недостаточным или привести к перезаряду – при повышенных значениях.

Кристаллизация пластин, повышенное напряжение заряда, преждевременный электролиз с обильным выделением сероводорода и недостаточная емкость в конце заряда сопровождают работу такого аккумулятора.

Восстановить нормальную работу аккумулятора непосредственно от автомобильного генератора невыполнимо, для этого используются зарядные устройства.

Ток разряда аккумулятора в течении 10-ти часов всегда равен ёмкости аккумулятора. Если напряжение при разряде упало до 1.92 вольта на элемент, раньше чем за десять часов, то и ёмкость во столько меньше.

В некоторых автомобилях используется по два аккумулятора общим напряжением 24 вольта. Разные токи разряда, из-за того, что на первый аккумулятор подключена вся нагрузка с напряжением 12 вольт (телевизор, радио, магнитофон …), которая питается от аккумулятора на стоянке и в пути, а второй нагружается только во время пуска стартера и разогрева свечи в дизельном двигателе. Регулятор напряжения не во всех автомобилях автоматически отслеживает напряжение заряда аккумулятора в зимнее и летнее время, что приводит к недозаряду или перезаряду аккумулятора.

Необходимо восстанавливать аккумуляторы отдельным зарядным устройством с возможностью регулирования тока заряда и разряда на каждом аккумуляторе.

Такая потребность натолкнула на создание зарядно- разрядного устройства на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и тока разряда, это очень удобно и позволяет подобрать оптимальные режимы восстановления пластин аккумулятора исходя из их технического состояния.

Использование циклического режима восстановления приводит к значительному снижению выхода газов сероводорода и кислорода из-за их полного использования в химической реакции, ускоренно восстанавливается внутреннее сопротивление и ёмкость до рабочего состояния, отсутствует перегрев корпуса и коробление пластин.

Ток разряда при зарядке ассиметричным током должен составлять не более 1/5 тока заряда.

 В инструкциях заводов изготовителей перед зарядкой аккумулятора требуется произвести разрядку, то есть провести формовку пластин перед зарядом. Искать подходящую разрядную нагрузку нет необходимости, достаточно выполнить соответствующее переключение в устройстве.

 Контрольную разрядку желательно проводить током в 0,05С от ёмкости аккумулятора в течении 20 часов, к примеру при ёмкости аккумулятора в 50 А/час, ток разряда устанавливается в 2,5 ампера.

Предложенная схема позволяет провести формовку пластин двух аккумуляторов одновременно с раздельной установкой разрядного и зарядного тока,

Характеристики устройства:

Напряжение сети -220Вольт.

Вторичное напряжение 2 * 16 Вольт

Ток заряда 1-10 Ампер

Ток разряда 0,1-1 Ампер.

Форма тока заряда –однополупериодный выпрямитель.

Ёмкость аккумуляторов 10-100 А/час.

Напряжение аккумуляторов 3.6-12 Вольт.

Регуляторы тока представляют ключевые регуляторы на мощных полевых транзисторах VT1,VT2.

В цепях обратной связи установлены оптопары U1,U2, необходимые для защиты транзисторов от перегрузки. При больших токах заряда влияние конденсаторов C3,C4 минимальное и почти однополупериодный ток длительностью 5 мс с паузой в 5 мс ускоряет восстановление пластин аккумуляторов, за счёт паузы в цикле восстановления, не возникает перегрева пластин и электролиза, улучшается рекомбинация ионов электролита с полным использованием в химической реакции атомов водорода и кислорода.

Конденсаторы С2,С3 работая в режиме умножения напряжения, при переключении диодов VD1,VD2, создают дополнительный импульс для расплавления крупнокристаллической сульфатации и переводе окисла свинца в аморфный свинец.

Регуляторы тока обеих каналов R2, R5 питаются от параметрических стабилизаторов напряжения на стабилитронах VD3, VD4. Резисторы R7, R8 в цепях затворов полевых транзисторов VT1, VT2 ограничивают ток затвора до безопасной величины.

Транзисторы оптопар U1, U2 предназначены для шунтирования напряжения затвора полевых транзисторов при перегрузке зарядным или разрядным токами. Напряжение управления снимается с резисторов R13, R14 в цепях стока, через подстроечные резисторы R11, R12 и через ограничительные резисторы R9, R10 на светодиоды оптопар. При повышенном напряжении на резисторах R13, R14 транзисторы оптопар открываются и снижают напряжение управления на затворах полевых транзисторов, токи в цепи сток-исток понижаются.

Для визуального определения токов заряда или разряда, в цепях стока дополнительно установлены гальванические приборы – амперметры PA1, PA2 с внутренними шунтами на десять ампер.

Режим заряда устанавливается переключателями SA1, SA2 в верхнее положение, разряда в нижнее положение.

Аккумуляторы подключаются к зарядно-разрядному устройству многожильными проводами сечением 2,5- 4 мм в виниловой изоляции с зажимами типа «Крокодил».

Полевые транзисторы крепятся для охлаждения на отдельные радиаторы.

Силовой трансформатор T1 по мощности не критичен, в данном варианте используется трансформатор от старого лампового телевизора с перемоткой на два напряжения 16-18 вольт. Сечение провода выбрано не менее 4мм/кв.

Резисторы R13, R14 выполнены из отрезка провода из нихрома диаметром 1.8 мм длиной 10см, закреплённых на резисторе типа ПЭВ -50.

По возможности использовать силовые трансформаторы типа ТН59- ТН63,ТПП.

Светодиоды HL1, HL2 индицируют правильную полярность подсоединения аккумуляторов в зарядную цепь.

После подключения аккумулятора переключатель режима SA1или SA2 переводится в режим разряда. Регулятором тока, при включенной сети, устанавливается ток разряда в указанных выше пределах. После снижения тока разряда до нулевого значения через 6-10 часов переключатель режима переводится в верхнее положение – заряд, регулятором тока устанавливается рекомендуемое значение зарядного тока.

Через 6-10 часов заряда ток должен упасть до величины подзаряда.

Далее провести повторный разряд. При полной ёмкости 10 -ти часового разряда ( напряжение не ниже 1,9 Вольта на элемент ), провести повторный 10-ти часовой заряд.

Хорошее состояние аккумулятора позволяет провести восстановление характеристик за один цикл.

Проводить зарядно-разрядный цикл аккумулятора рекомендуется даже при отличном его состоянии, легче кристаллизацию устранить в начале эксплуатации и не ждать когда она перейдёт в «застарелую» сульфатацию с ухудшением всех параметров аккумулятора.

Схема устройства собрана и закреплена с трансформатором и силовыми диодами внутри корпуса, на лицевой стороне установлены регуляторы тока, переключатели и светодиоды, предохранитель и силовой провод закреплены на задней стенке корпуса. Транзисторы установлены на мощные радиаторы 100*50*25. Вариант внешнего вида двухканального зарядно-разрядного устройства показан на фотографии. Формовку пластин по указанной технологии обязательно проводить после длительного хранения аккумулятора в складе (предпродажная подготовка), длительной эксплуатации или в режиме общего напряжения питания электрооборудования автомобиля – 24 Вольта.

Литература:

1. В.Коновалов. А.Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов. Радиомир 2005 №3 с.7.

2. В.Коновалов. А.Вантеев. Технология гальванопластики. Радиолюбитель №9.2008.

3. В.Коновалов. Пульсирующее зарядно-восстановительное устройство Радиолюбитель № 5 /2007г. стр.30.

4. В.Коновалов. Ключевое зарядное устройство. Радиомир №9/2007 с.13.

5. Д.А.Хрусталёв. Аккумуляторы.г. Москва. Изумруд.2003 г.

6. В.Коновалов. «Измерение R-вн АБ».«Радиомир» №8 2004 г. стр.14.

7. В.Коновалов. «Эффект памяти снимает вольтдобавка.» «Радиомир» №10.2005 г. стр. 13.

8. В.Коновалов. «Зарядно –восстановительное устройство для NI-Cd аккумуляторов.». «Радио» №3 2006 г. стр.53

9. В.Коновалов. «Регенератор АКБ». Радиомир 6/2008 стр14.

10. В.Коновалов. «Импульсная диагностика аккумулятора». Радиомир №7 2008г. стр.15.

11. В.Коновалов. «Диагностика аккумулятора сотовых телефонов». Радиомир 3/2009 11стр.

12. В.Коновалов. «Восстановление аккумуляторов переменным током» Радиолюбитель 07/2007 стр 42.

Авторы: Коновалов Владимир, Вантеев Александр (Творческая лаборатория «Автоматика и связь» ИРК ПО)

shemopedia.ru