Простое двухполярное зарядное устройство

Простое двухполярное зарядное устройство

Длительное  хранение  или  эксплуатация  автомобильных  аккумуляторов  приводит  к  возникновению на  пластинах и на  клеммах   кристаллического  сульфата свинца. При  отсутствии  контакта клеммы  можно  почистить  напильником  с  крупной  насечкой  или  наждачной  бумагой, а вот очистить  пластины таким  методом  невозможно.

Нагрузка  на  аккумулятор  во  время  заводки  автомобиля  составляет 120-150  ампер, то есть  почти 1,5  киловатта и  зависит  от  состояния  двигателя.

Из-за    внутреннего  сопротивления, созданного  плохой проводимостью кристаллов  сульфата свинца, автомашина, возможно, и  заведётся  но  не  более  одного  раза, снижается  напряжение  на клеммах  аккумулятора, при  подключении  нагрузки – ниже  допустимых  пределов, стартер  при  таком  напряжении источника  тока  не в  состоянии  провернуть  вал  двигателя.  

Надеяться, что  аккумулятор  зарядится  в  пути при  таком  состоянии  пластин  нереально.

Если  рассматривать  генератор  автомобиля  как  источник  питания, зарядить  аккумулятор возможно, а  вот  снять «застаревшую»   кристаллизацию  пластин  он   не  в  состоянии.

Поверхностная (рабочая) сульфатация  пластин снимается  при  рабочем напряжении  зарядки  аккумулятора  в  13,8-14,2 Вольт, а  внутренняя  кристаллизация  пористой  структуры  пластин   на  такое  напряжение  слабо  реагирует  из-за  высокого  сопротивления  кристаллов   сульфата свинца  и низкого  напряжения  заряда.

Для  восстановления  пластин  –  снятия  кристаллизации  требуется  нестандартное  напряжение   источника  тока  заряда.

Добавлять  напряжение  генератора  ни  в  коем  случае  нельзя – из-за  опасности  повреждения  электрического  и  электронного  оборудования  автомобиля  нестандартным  напряжением, это  иногда  случается при  повреждении  реле-регулятора  напряжения.

Выход прост  -зарядить  аккумулятор  внешним  зарядным устройством с  повышенным  напряжением источника.

Средний  ток заряда   при  снятии  сульфатации пластин  не  превышает  рекомендуемый  для  заряда  заводом – изготовителем, а  напряжение заряда  в  импульсе  превышает  стандартное почти в  половину. Время  импульса  невелико  и  такая  зарядка  с  восстановлением  не  приводит к излишнему  нагреву   аккумулятора, и  короблению пластин.

Двухполярное  восстановление   пластин  позволяет  продлить  срок  эксплуатации  аккумулятора  и  поддержать  его  рабочее  состояние. Повышенное  напряжение  источника  зарядного  тока позволяет  передать  в  импульсе  мощность, достаточную, для расплавления  и  перевода кристалла   сульфата  свинца в  аморфный  свинец.

Устранение крупнокристаллической  сульфатации  элементов аккумулятора, снижает  внутреннее  сопротивление   до  рабочего  состояния, устраняется  саморазряд  и  межэлектродные  замыкания, повышается  напряжение  под нагрузкой, что  облегчает  запуск  автомобиля.

Предлагаемая схема  позволяет  выполнить  эти  условия  с  небольшими  затратами   из  радиодеталей  используемых  от  отслуживших  свой  срок  электронных приборов.

Характеристики устройства:

1. Напряжение сети  210- 230 вольт.

2. Мощность  трансформатора 50-100 ватт

3. Напряжение  аккумуляторов 6/12 вольт.

4. Ток  заряда   макс. средний 1 ампер

5. Ток  разряда  12 мА.

6. Ток заряда  импульсный макс. 3 ампера

7. Время  восстановления   6- 18  часов.

8. Аккумулятор : а) открытого  типа ;б) закрытого  типа ;  в) гелиевый.

9. Ёмкость аккумулятора  от  2  до  100 А/час.

Зарядное  устройство  не  предназначено  для  питания   радиоэлектронных устройств.

Принципиальная  схема зарядного  устройства состоит  из силового  трансформатора Т2  и защиты  от  перегрузки FU1.Снижение  помех  коммутации  достигается  введением   фильтра   на  двухзвенном  трансформаторе Т1   и  конденсаторах С1,С2.

Выходная  обмотка  трансформатора   подключена одним  выводом  –  через  зарядный  тиристор VD1, к   минусовой  шине  аккумулятора GB1,  вторым  выводом  –  через прибор  контроля  зарядного  тока PA1, к плюсу  аккумулятора..  Выпрямитель импульсного  тока обратной  полярности  -VD2 подаёт  в  аккумулятор  GB1  разрядный ток   ограниченный  резистором R3. Двухполярный  ток  облегчает  восстановление  пластин  аккумулятора    и  защищает  трансформатор T1   от  перемагничивания  железа,  как  в случае  однополярного    тока. Выпрямитель  импульсного  тока  восстановления  выполнен   на одном  диоде  VD2, что  ведёт  к  ускоренному  восстановлению  пластин  аккумулятора,  снижению  нагрева  как  в  с использованием    моста из  четырёх диодов. Диодные  мосты, используемые в заводских зарядных устройствах, из-за  отсутствия  временного  разрыва  между  импульсами  зарядного  тока  не  позволяют  вести рекристаллизацию  пластин, что   приводит  к преждевременному  электролизу  электролита, кипению и нагреву  аккумулятора. При  использовании аккумуляторов  с  гелиевым наполнителем   или   отсутствием  воздушных  пробок (закрытого типа) – это  недопустимо,  из-за  возможной  разгерметизации корпуса.

Однополупериодная  импульсная  схема  восстановления,  в данном  случае  с  регулятором  тока  на  тиристоре, с  перерывами  между  импульсами  равными  по  времени  периоду положительного  импульса  тока, снижает температуру  электролита и  увеличивает время  на  рекомбинацию  (перестроение)  ионов  электролита.

Регулирование  тока  происходи за счёт  изменения  времени  заряда  конденсатора С3, резистором R1. Контроль  зарядного  тока  выполнен  на гальваническом  приборе РА1  с  внутренним  шунтом.

Аккумулятор  подключается  к  зарядному  устройству  с  помощью  зажимов  типа «Крокодил». Восстановление  аккумулятора  возможно  производить  без  снятия с  автомобиля, предварительно положительную  клемму  питания автомобиля отключить.

Детали  устройства

В схеме зарядного  устройства  отсутствуют  покупные  радиодетали.

Силовой  трансформатор  Т1  использован от  ламповых  радиоприёмников :железо  предварительно разбирается, сетевая обмотка используется  без изменений, повышающая  и  накальная аккуратно  удаляются  послойно  – перекусыванием  кусачками  витков, вместо  них  наматывается  проводом сечением 0,5мм -0,6 мм  обмотка  до  заполнения с  отводом (примерно ) от середины, количество  витков   новой  вторичной  обмотки  2х 9 вольт  переменного  тока должна  соответствовать виткам  удалённой  обмотки  накала  ламп  на  6,3 вольта.. Далее  проводится  обратная  сборка  железа, несколько  листов ш- образного  железа  не  войдут  – это  не  повлияет на  характеристики  трансформатора. При  подключенном   сетевом  напряжении  вторичное  напряжение на  отводах  должно  быть  в  пределах 2х 18вольт.

Заводской    трансформатор  типа  ТПП243 или  ТН.

Коммутационный переключатель  SA1  использован  от сетевых  тумблеров  на ток в 3  ампера.

Конденсатор С1  типа  К17   с  напряжением  250 – 400Вольт.

Светодиод  индикации  HL1  допустимо  установить  любого  свечения.

При  отсутствии  в наличии  амперметра  указанного  тока, используется  любой  гальванометр от  магнитофонов (индикация  выходного  сигнала), поскольку  обмотка  такого  прибора не  выдержит  ток  заряда, параллельно  выводам  прибора  подключается  шунт  состоящий из  5-8  витков   провода  сечением 0,6-1,0 мм.  В разрыв положительной  шины  зарядного  тока  подключается  временно тестер и  сверяются  показания  зарядного  тока. Количество  витков обмотки шунта необходимо  подогнать  по   показаниям  действующего амперметра.

Зарядка  аккумулятора

Наличие  амперметра  позволяет отследить  процесс  рекристаллизации  пластин  –  в  начальный  момент  ток  заряда  имеет  минимальное  значение,  далее по  мере  очистки  пластин  электродов аккумулятора от  кристаллизации, ток  возрастёт  до  максимального  значения, и  через  время, определяемое  состоянием  аккумулятора, ток  начнёт  падать  практически  до  нулевого значения, что  и  будет индикацией   окончания  времени восстановления  аккумулятора.

При  отсутствии  гальванометра   ток  заряда можно  проверить тестером  и  при  удовлетворительных  показателях  установить в разрыв  перемычку.

При  неверной полярности  подключения  аккумулятора  GB1 светодиод  гореть не  будет, стрелка амперметра  повернётся  влево – на  разряд.  Длительно, в неверном подключении, аккумулятор держать нельзя, незаряженное состояние может привести  к переполюсовке  электродов и  полной  невозможности  дальнейшего  использования.

После  нескольких  часов  восстановления  ёмкости  аккумулятора элементы  схемы проверяются  на  нагрев,  при  удовлетворительных  результатах восстановление  продолжают.

Ввиду  небольшого  количества  элементов   схема собрана  в  корпусе от  блока  питания  компьютера  или типа  БП-1  навесным  монтажом с  установкой тумблеров SA1, светодиода HL1, высокочастотного  гальванометра РА1 типа Т210-М1   на  передней  панели.  Предохранитель FU1   крепится  на  задней  стенке, переменный  резистор  типа  СП-3.

Соединение  зарядного  устройства  с  аккумулятором  выполнено  многожильным  проводом  в  виниловой  изоляции  сечением  2,5мм    с  зажимами  типа «крокодил»  на  концах.  

По  окончании  зарядки  в  первую очередь  отключается  сеть,  затем  снимаются  зажимы  с  клемм  аккумулятора.

Трансформатор допустимо  установить  заводской,  мощностью  70-120  ватт  типа  ТПП, ТН, ТС.  Вторичная обмотка   используется  на  напряжение 15-18   Вольт  для зарядки  аккумуляторов  для  зарядки  аккумуляторов   6-12 вольт.

Если  аккумулятор  не  имел  сбоев  в  работе, желательно  провести  профилактику, к примеру  при  стоянке  на  даче  подключить  на  ночь. Основное  требование  при  эксплуатации зарядных устройств  –  правильная  полярность  подключения. Недопустимо закрывать  вентиляционные   устройства  корпуса. Внешний  вид  зарядного  устройства  во включенном  состоянии  указано  на  фотографии  зарядного  устройства.

Авторы: Коновалов Владимир, Вебер Вадим, Вантеев Александр

Творческая лаборатория на Булавина г.Иркутск


Категория: Источники питания
Метки:

Написать коментарий

*
= 4 + 9

Добавить изображение

Последние статьи