Схема зарядного устройства для устранения сульфатации. Зарядно-десульфатирующий автомат для автомобильных аккумуляторов

Рисунок 4 - Схема зарядного – десульфатирующего автомата для автомобильных аккумуляторов

Принцип работы устройства заклю­чается в следующем:

Заряд производится на положи­тельной полуволне вторичного на­пряжения.

На отрицательной полуволне происходит частичный разряд бата­реи за счет протекания тока через на­грузочный резистор.

Автоматическое включение при падении напряжения за счет самораз­ряда до 12,5 В и автоматическое от­ключение от сети 220 В при достиже­нии напряжения на батарее 14,4 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.

Устройство работает от напряжение сети 220 В, которое подается через предохранитель FU1 и симистор VD1 на первичную обмотку си­лового трансформатора. Со вторич­ной обмотки переменное напряжение U n = 21 В выпрямляется диодом VD3 и через балластный резистор R8 со­противлением 1,5 Ом поступает на клемму "+" батареи, к которой под­ключены вольтметр РА1 на 15 В, тум­блер SA2 и схема контроля и управле­ния, представляющая собой триггер Шмитта с гистерезисом около 1,8 В, определяемым падением напря­жения на диодах VD5, VD6 и перехо­де база-эмиттер транзистора VT2. Транзистор VT1 при напряжении на аккумуляторе 12,6 В включается, и через оптрон VD4 включает симистор VD1, что приводит к включению трансформатора Т1 и подаче напря­жения на заряжаемый аккумулятор.

Подключение тумблером SA2 рези­стора R5 обеспечивает асимметричность формы зарядного тока. Резистором R7 устанавливается мо­мент отключения блока, при напряже­нии на вольтметре 15 В. Диодный мост VD2 обеспечивает включение симистора на обеих полуволнах сетевого напряжения и нормальную работу трансформатора.

1.1.5 Цифровое зарядное устройство

Рисунок 5 - Электрическая принципиальная схема цифрового зарядного устройства

Рассмотрим работу цифрового зарядного устройства. На вход счетчика DD1 поступа­ют тактовые импульсы. На выходе DD2 присутствует некоторый дво­ичный код, являющийся номером ка­нала (выводы 12, 13). Этот код поступает на адресный вход мультиплек­сора DD2. Через мультиплек­сор напряжение по­ступает на не инвертирующий вход компаратора DA1 (вывод 3), который сравнивает его с образцовым обратным напряжением (вывод 2), равным выбранному на­пряжению ходе DA1. Ко времени окончания тактового импульса формируется напряжение высокого или низкого логического уровня, которое поступает на вход триггера DD3 и заря­жает его входную емкость. В этот момент через дешифратор на такто­вый вход триггера поступает положительный импульс, произво­дящий запись в триггер информации с его входа. Состояние этого триг­гера остается неизменным до поступ­ления следующего тактового им­пульса, т.е. до повторения адреса. Напряжение с выхода каждого триг­гера поступает на силовые ключи 1VT1 и 1VT2, которые включают зарядный ток, если акку­мулятор, подключенный к этому ка­налу, разряжен. В противоположном случае включается индикатор HL1, который сигнализирует о том, что аккумулятор не заряжается. Импульсы с удвоенной частотой сети поступают с выхода выпрямителя VD1, VD2 через фор­мирователь R14, CI, VT1, R1 на счетный вход DD1, с выходов ко­торого тактовая последователь­ность производит переключение каналов с частотой 6 Гц. При таком выборе тактовой часто­ты переключение каждого канала происходит с частотой 1,5 Гц. Конденсатор С1 необходим для предотвращения сбоев счетчика из-за помех по сети 220 В. Для предотвращения выхода мик­росхем из строя при смене полярности напряжения заряжаемого аккумулятора питание выбрано биполярным. Светодиод HL5, зеленого цвета, яв­ляется индикатором включения уст­ройства в сеть и совместно с резисто­рами R7, R9, R10 образует источник образцового напряжения. На­пряжение на инвертирующем входе 7 компаратора DA1 устанавливается с помощью резистора R9 равным поро­говому напряжению заряженного ак­кумулятора, т.е. 1,43... 1,50 В.Для повышения КПД устройства сглаживание выпрямленного напря­жения фильтрами С8, С9 производится только в цепях питания малой мощ­ности. Напряжение питания мало­мощной части устройства стабилизи­ровано простейшими параметричес­кими стабилизаторами R12, VD3 и R13, VD4.

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 ]

Понятие сульфатации: ее причины и возможные последствия

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:

• рабочая поверхность решеток будет меньшей;
• уровень электрического сопротивления станет более высоким;
• емкость батареи в целом снизится.

Нужно учитывать, что полностью избежать сульфатации не удастся, однако надо помнить, что происходит она значительно быстрее, если аккумулятор не заряжается.

Что представляет собой процесс десульфатации?

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:

• есть ли повреждения на корпусе аккумулятора или трещины;
• при проследите за тем, быстро ли она заряжается, а при ее эксплуатации — быстро ли происходит разряд;
• закипает ли электролит внутри конструкции;
• греется ли батарея;
• есть ли на пластинах налет светлого цвета;
• какая емкость батареи.

Способы, как свести сульфатацию к минимуму

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.

С помощью зарядных устройств

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).

Своими руками

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:

1. Сначала произведите замер уровня электролита в банках. Если слишком мало, то емкость нужно восполнить путем добавления дистиллята, который можно купить в любом автомагазине. При этом учтите, что дистиллят должен полностью покрыть пластины. Добавление чистого электролита либо концентрата не допускается.
2. Далее, вам потребуется обычное ЗУ, необходимо, чтобы на нем были установки Вольт и Ампер. Универсальные приборы в данном случае не подходят.
3. Выставьте на ЗУ параметр напряжения 14-14.3 вольта. Что касается тока, то это параметр должен варьироваться в районе 0.8-1 ампера, не выше. Выставив эти значения, аккумулятор должен заряжаться не меньше восьми часов.
4. По прошествии восьми часов уровень плотности не должен изменяться, но параметр напряжения должен увеличиться до 10 вольт. При таких параметрах АКБ должна заряжаться около 24 часов.
5. Далее, процедуру заряда нужно повторить, только теперь батарея должна простоять 8 часов. При этом ток зарядки должен составлять 2-2.5 А.
6. В итоге уровень напряжения должен составить около 12.7-12.8 вольт, также будет увеличиться и плотность. Ее значение должно составить около 1.11-1.12 кг/см3.
7. Далее, чтобы приступить непосредственно к процессу десульфатации, вам необходимо будет немного разрядить батарею. Оптимальным вариантом для этого будет использование лампочки дальнего освещения авто или любого идентичного устройства. Когда АКБ начнет разряжаться, должно пройти не менее 6-8 часов, при отключении прибора убедитесь в том, что напряжение на его выводах снизилось до 9 вольт. При необходимости воспользуйтесь тестером для диагностики. Даже когда напряжение будет 9 вольт, плотность электролита не должна упасть.
8. После этого алгоритм десульфатации необходимо повторить. Итак, батарея заряжается еще одну ночь при токе 0.8-1 ампер, потом она стоит 24 часа, а затем ее опять надо подключить к ЗУ, но в данном случае ток должен быть выставлен на 3 ампера. Убедитесь в том, что показатель напряжения после заряда составит не выше 12.8 вольт, а затем произведите диагностику плотности. После второго цикла плотность должна составить 1.15-1.17.

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.

Фотогалерея «Процесс десульфатации АКБ»

Как снизить сульфатацию?

Как мы уже сообщили в начале статьи, полностью предотвратить сульфатацию не удастся — это естественный процесс, который происходит в каждом аккумуляторе.

1. Всегда помните о том, что АКБ не должна храниться в разряженном состоянии.
2. Время от времени необходимо проверять уровень электролита в банках прибора. Если вы заметили, что пластины АКБ не заполнены жидкостью, то сначала добавьте в устройство дистиллят и только после этого его можно будет полноценно эксплуатировать.
3. Проследите за тем, чтобы АКБ не использовалась при температуре более пятидесяти градусов, это разрушительно влияет на ее характеристики.
4. Время от времени проводите диагностику плотности жидкости и обязательно проверяйте это значение после заряда АКБ. Если вы используете прибор не обслуживаемого типа, то узнать плотность не выйдет.
5. Необходимо, чтобы транспортное средство не простаивало длительное время. Если же избежать этого не удается и вы заранее знаете, что машина простоит на стоянке или в гараже не одну неделю, то лучше демонтируйте аккумулятор и занесите его домой, чтобы он хранился в тепле.
6. Периодически следует осуществлять контрольно-тренировочный цикл АКБ.

Видео «Наглядная инструкция по десульфатации в домашних условиях»

На видео ниже вы можете ознакомиться с подробной и наглядной инструкцией по проведению процесса десульфатации в домашних условиях (автор ролика — misha343).

Есть несколько распространенных ошибок у автомобилистов, связанных с обслуживанием аккумуляторной батареи, особенно у начинающих. Во-первых , считают, что если автомобиль новый, то зачем что-то смотреть – ведь машина заводится?

Во-вторых , если аккумулятор был приобретен только в прошлом году – он же новый и на гарантии? В-третьих , производитель аккумуляторов должен был все предусмотреть. Это типичные ошибки в суждениях, которые могут стоить ровно столько, сколько стоит новый аккумулятор.

Сульфатация пластин аккумулятора что это такое

При разряде аккумулятора происходит естественный процесс сульфатации активной массы аккумуляторных пластин. При этом образуется сульфат свинца тонкокристаллической структуры, которая растворяется при заряде аккумулятора.

Но если режим работы аккумулятора таков, как описано ниже, то возникает иного вида сульфатация. Возникающие крупные кристаллы сульфата свинца изолируют активную массу.

Чем больше образовалось этих кристаллов, тем меньше рабочей поверхности активной массы, следовательно, и емкости аккумулятора . Внешне их видно как белый налет на свинцовых пластинах.

Какие же есть опасности для нормального функционирования аккумуляторной батареи? Давайте разберемся сразу. Вы ездите, и никаких проблем в отношении аккумулятора не было?

О причинах сульфатации аккумуляторных батарей, видео.

Основные причины сульфатации

• Как минимум осенью и весной снимаете аккумулятор, производите его зарядку и следите за плотностью электролита по сезону, если нет это первая причина.
• Ездите каждый день, машина на стоянке по полмесяца не стоит, и двигатель с момента как его завели, до момента как его заглушили, работает на средних оборотах минимум полчаса, если нет, это вторая причина.
• А в пробки не попадаете, и двигатель не перегревается, если нет, это третья причина.
• При остановке автомобиля свет всегда отключаете, если нет это четвертая причина.

Это названы основные причины, которые могут привести к такому печальному явлению, как сульфатация аккумулятора.

Если же аккумулятор сульфатирован, нет необходимости сразу идти выбирать новый. Попытайтесь его восстановить. Эта процедура занимает довольно много времени, но не сложная, как кажется на первый взгляд. Для этого потребуется ареометр, зарядное устройство и измерительный прибор, позволяющий измерять напряжение и силу тока.

Десульфатация аккумулятора зарядным устройством

Решение вопроса по восстановлению аккумулятора бесперебойного питания.

Снимите аккумулятор с машины. Откройте пробки. Доведите до нужного уровня электролит, если надо, при помощи дистиллированной воды.

На автомобильный аккумулятор во время запуска двигателя и поездки действуют меняющиеся токовые нагрузки, которые со временем его разрушают.

Предотвратить сульфатацию пластин может зарядное устройство, выдающее пульсирующие асинхронные токи для восстановления емкости.

В статье рассматриваются две простые электрические схемы зарядного устройства с трансформатором, которые несложно собрать своими руками. Они позволяют продлить ресурс АКБ, сэкономить денежные средства.

Что такое сульфатация

Внутри свинцового кислотного аккумулятора постоянно протекают химические реакции, сопровождаемые выделением кристаллов серного свинца PbSO4. Они оседают на пластинах, не растворяются в электролите, мешают его проникновению к электродам.

Эти примеси ограничивают рабочую площадь пластин. АКБ начинает терять емкость, разряжается. По этой причине аккумулятор может быстро снизить работоспособность, даже прийти в негодное состояние.

Для предотвращения сульфатации пластин существует много различных технических решений, включая применение органических активаторов типа Eco Tec Power. В статье же рассматривается метод создания пульсирующих электромеханических нагрузок при заряде в среде электролита.

Они как бы «встряхивают» жидкость, не дают кристаллам серного свинца задерживаться на пластине. Промышленность выпускает различные приборы, осуществляющие функцию десульфатации при заряде.

Можно купить зарядное устройство подобного типа, но мы рассматриваем две схемы прибора, которые легко собрать своими руками.

Самое простое зарядное устройство

Электрическая схема

Для сборки прибора потребуются:

• любой трансформатор, способный выдавать напряжение и ток, необходимые для зарядки автомобильного аккумулятора, например, 25 вольт, 150 ватт;
• диод или диодная сборка для преобразования зарядного тока, например, на 5 или лучше 10 ампер;
• амперметр контроля процесса заряда. Допустимо использовать , чтобы выставить первоначальный ток, а затем отсоединить прибор из схемы.

Имеет смысл на входе трансформатора поставить защиту от коротких замыканий внутри пластин и перегрузок: предохранитель на 1 ампер.

В целях безопасности следует периодически осуществлять визуальный контроль за работой этой схемы при заряде аккумулятора.

Форма сигнала

Если обычное автомобильное зарядное устройство выдает постоянный ток, то рассматриваемая схема за счет трансформатора обеспечивает его пульсации, уменьшающие процесс сульфатации пластин.

Это вполне рабочий способ, но намного эффективнее работает второй метод.

Схема с асинхронной гармоникой тока

Принцип формирования сигнала

Убирать кристаллы серного свинца с пластин позволяет меняющийся по величине и направлению электрический ток. Форма его гармоники имеет несимметричный, но повторяющийся характер.

Зарядный ток каждой полуволны должен обеспечивать нормальное протекание набора емкости аккумулятором, а разрядный - стряхивать образующиеся примеси PbSO4 с пластин и, одновременно, не препятствовать заряду. Их оптимальное соотношение по амплитуде составляет 10:1.

Схема зарядного устройства с асимметричным током

Самодельное зарядное устройство не требует при изготовлении дефицитных, дорогих деталей. Для его сборки потребуются:

• трансформатор Т1;
• реле напряжения К1;
• амперметр pA1;
• транзистор VT1;
• диоды VD1 и VD2;
• стабилитрон VD3;
• резисторы;
• предохранители;
• выключатель SA1.

Конструкция трансформатора напряжения

Можно использовать любую заводскую модель или собрать его своими руками . Главное условие - трансформатор должен преобразовывать напряжение сети 220 в 25 вольт, иметь мощность от 250 ватт.

Эти нагрузки выбираются для возможности проведения ускоренного заряда токами в 10 ампер. Если отсутствует необходимость использования такого режима, то допустимо создавать зарядное устройство на 5А и обойтись трансформатором напряжения на 130 ватт.

Защитные устройства схемы

Предохранитель стороны 220

Выполняет задачи защиты от коротких замыканий в схеме и токов перегрузок трансформатора. Достаточно использовать плавкую вставку на 1 ампер или чуть больше.

Предохранитель выходной цепи

Защищает зарядное устройство от возникновения аварий внутренних цепей между пластин аккумулятора. Плавкая вставка подбирается с учетом выбранного рабочего режима на 5 или 10 ампер.

Реле К1

Задача: при поданном напряжении на схему обмотки электромагнит, срабатывая контакты, удерживает их в притянутом положении. Через их цепь протекает зарядный ток.

Если напряжение питания 220 пропадает, то электромагнит реле обесточивается, автоматически разрывает цепочку подключения аккумулятора. Предотвращается его саморазряд через резистор R4.

Допустимо выбрать любую модель реле под напряжение срабатывания вторичной цепи трансформатора. Можно использовать и меньший номинал, но для этого придется настроить его срабатывание за счет включения в схему питания обмотки дополнительного резистора, ограничивающего входной сигнал до безопасной величины.

Контакты реле должны коммутировать ток заряда до 10 ампер. Для этого разрешается из них собрать параллельно срабатывающую цепочку, как показано на схеме (К1-1 и К1-2).

Хорошо подходит реле напряжения серии РПУ-0.

Узел выпрямления тока

На схеме в качестве примера показаны диоды КД231А. Их можно заменить любыми подходящими по току. Например, Д242.

Измерительный прибор

Амперметр постоянного тока включается в схему с учетом полярности и возможности контроля величины заряда. Удобно использовать головку М42100.

При необходимости можно установить шунты с переключателем, предварительно откалибровав их на самодельной схеме.

Выставление режима заряда аккумулятора выполняют резистором R2. Необходимо учитывать, что:

• ток, протекающий через амперметр, разветвляется на АКБ и цепочку разряда к R4;
• прибор показывает среднее значение тока по времени, например, за период;
• заряд в это время происходит током одного полупериода.

Поэтому импульсам зарядного тока в 5 ампер будет соответствовать показание амперметра порядка 1,8 А. Желательно при первичной наладке настраивать прибор замерами на всех ответвлениях.

Цепи формирования тока заряда/разряда

Нижнюю полуволну синусоиды на аккумулятор пропускает транзисторный ключ VT1. В экспериментальной схеме надежно отработал прибор КТ827А.

Выходной транзистор при заряде греется. Ему необходимо охлаждение. Тепло хорошо рассеивает металлический радиатор с площадью поверхности от 200 см кв. Под него можно использовать металлический корпус прибора.

Настройку напряжения на базе транзистора осуществляет подстроечный резистор R2 с номиналом 3,3÷15 кОм.

Стабилитрон VD3 можно использовать любой модификации. Он должен стабилизировать напряжение на входе транзистора в пределах 7,5÷12 вольт.

Номиналы и мощности остальных резисторов обозначены на схеме прибора. Их следует выдерживать.

Такое зарядное устройство с трансформатором собирается навесным монтажом в отдельном корпусе. Оно хорошо себя зарекомендовало в работе.

Другой метод исправления пластин аккумулятора объясняет владелец видеоролика Avto-Blogger.ru «Десульфатация, восстановление емкости своими руками».

Если у вас остались вопросы по этой теме, то можете задать их в комментариях.