Схема десульфататор: Электронный десульфатор | Мастер-класс своими руками


0
Categories : Разное

Содержание

Электронный десульфатор | Мастер-класс своими руками

Каждый, кто хоть раз задавался вопросом «почему выходит из строя аккумуляторная батарея», знает, что большинство батарей выходит из строя именно из-за сульфатации пластин. Этому явлению подвержены все свинцово-кислотные аккумуляторы.

Я был удивлен простотой работы по восстановлению аккумулятора электронным десульфатором. Фактически все манипуляции сводились к тому, чтобы подключить чудо устройство к батарее и восстановление засульфатированных пластин начнется. Причем аккумулятор даже не нужно было снимать с автомобиля, откручивать пробки банок для отвода лишнего газа и производить ещё какие-то действия. Даже подключения зарядного устройства не требуется. Да и контроля особого практически не нужно – накинул клеммы и иди занимайся своим делом, а устройство все само сделает.
Благодаря устройству о котором пойдет речь, вы сможете не только восстановить свою батарею, но и провести профилактику у аккумуляторов, которые ещё находятся в строю. Тем самым вы продлите их службу на годы.

Принцип работы десульфатора


Десульфатор питается от батареи, которую восстанавливает. По этой же цепи питания он генерирует обратные короткие мощные импульсы высокой частоты. Давно известно, что такие импульсы вводят в резонанс молекулы сульфата свинца, в результате происходит обратный процесс – десульфатации и аккумулятор восстанавливает свою емкость и сопротивление.
Конечно, у этого метода восстановления есть и минусы: не все АКБ поддаются восстановлению, а порядка 85 процентов. И это, я вам скажу, очень хорошая вероятность чтобы попробовать данный способ. Ещё одним минусов является очень длительный процесс протекания восстановления, которой может длиться от суток до месяца.

Схема десульфатора



На микросхеме 555 собран задающий генератор, которой генерирует короткие импульсы частотой 1-3 кГц. Элементы C1 и R3 фильтруют напряжение, обеспечивая нормальную работу генератора. Выход микросхемы нагружен на транзистор, который коммутирует индуктивности.
В катушке L1 как раз и возникает мощный короткий импульс после закрытия транзистора. Этот импульс возвращается обратно в батарею через диод D1 и конденсатор C4.
Детали:
С1, С4 – емкость указана в микрофарадах. С1 лучше брать не на 30 мкФ, а на 300 мкФ. С4 лучше делать составным, соединив параллельно 4 конденсатора по 22 мкФ, так как на него возлагается очень большая нагрузка.
Индуктивности L1 и L2 намотаны на ферритовых кольцах. Тут все зависит от проницаемости магнитного сердечника и диаметра кольца. L1 у меня содержит примерно 45 висков провода 0,8 мм, а катушка L2 70 витков такого провода. Вообще, я рекомендую пользоваться тестером с замером индуктивности, при намотке катушек. Кольца можно взять от ненужных компьютерных блоков питания.
D1 – любой мощный на 15-25 А.

Сборка десульфатора



Схему я собрал на макетной плате, снизу запаял перемычки кусками провода. Транзистор установил на небольшой теплоотвод.
Затем установил эту плату в самодельный корпус. Конечно размеры завышены и устройство можно сделать гораздо компактнее.

Проверка работы десульфатора


Десульфатор желательно подключать к аккумулятору через предохранитель, ампера так на два. Хотя сила импульсов там горазда больше, но длительности их не хватит, чтобы вывести предохранитель из строя.
После подключения устройства, вы должны услышать слабый писк, свидетельствующий о нормальной работе устройства.

Ну и окончательную проверку можно провести только с помощью осциллографа. Для этого сначала подключаем щупы на вход транзистора (зеленая диаграмма). Убедившись в работе генератора можно подключить щупы параллельно выходу устройства (желтая диаграмма). И вы увидите периодические пикообразные импульсы, свидетельствующие о нормальной работе десульфатора. В пике эти импульсы достигают 30 В, причем на клеммах самой батареи. А сила тока колеблется в промежутке 15-25 А.

Процесс восстановления аккумуляторной батареи


Перед восстановление желательно полностью зарядить батарею. Если же вы собираетесь восстанавливать АКБ стоящую на машите, то обязательно скиньте одну клемму питания автомобиля, чтобы не повредить электронику своего авто.
Далее подключаем десульфатор и ждем. Время ожидания всегда индивидуально. От вас требуется только периодический контроль батареи – замер напряжения, чтобы не допустить полного разряда. Замер напряжения необходимо производить при отключенном десульфаторе, это обязательно.
Максимальный результат можно получить только по истечению 4 недель непрерывной эксплуатации десульфатора.
Хотя устройство автономно, я не рекомендую его оставлять без присмотра.

Китайский десульфатор




Али Экспресс можно купить готовый комплект для сборки, смотрите – ТУТ.
Или уже полностью готовое устройство, смотрите – ТУТ.

Смотрите видео по сборке китайского комплекта



Смотрите видао посстановления аккумулятора десульфатором


Электронное восстановление аккумулятора — десульфатирование

По статистике, большая половина аккумуляторов выходит из строя по причине – сульфатации пластин. По каким причинам происходит это явление я особо вдаваться не буду, но в небольшой части это связано с неправильной эксплуатацией аккумулятора. А в большей — с длительным периодом эксплуатации батареи.
Есть ряд способов обратить сульфатацию вспять, такой процесс называется – десульфатацией. Я расскажу вам, как собрать электронное устройство, способное десульфатировать пластины аккумуляторной батареи электрическими импульсами.

Достоинства электронного способа восстановления аккумуляторной батареи


Для восстановления батарею не нужно подвергать каким-либо разборкам, что так важно при восстановлении неразборных или гелевых аккумуляторов.
Её даже не нужно снимать с машины, если речь идет об автомобильном аккумуляторе.
Такой метод восстановления эффективен в 80 процентах случаев – и это очень хороший процент.
По времени способ не затратный и займет у вас не более 24 часов.

Электрическая схема



Схема не замысловатая. Слева стоит выпрямительный мост со сглаживающими конденсаторами. Далее идет стабилизатор на микросхеме, который питает задающий генератор, собранный на таймере 555. Таймер в свою очередь управляет мощным полевым транзистором, который коммутирует аккумуляторную батарею с источником питания.
Подключается вся схема к выпрямительному трансформатору, с выходом вторичной обмотки вольт 15-20 переменного тока. Напряжение выпрямляется в постоянный ток до 20-25 В. Это будет основное напряжение, которое будет подаваться на батарею. Задающий генератор выдает очень короткие импульсы высокой частоты, где-то 10-35 кГц. Посредствам транзисторного ключа эти импульсы поступаю на батарею.

Принцип действия


Устройство выдает аккумулятору короткие импульсы высокой амплитуды. Пик, которых может достигать величины 10-25 А. Под действием этих импульсов высокой частоты и высокой амплитуды происходит возбуждение электронов ионов, которые в свою очередь и разрушают свинцовый сульфат, и батарея восстанавливает свою емкость.

Этот способ восстановления является очень действенным и помогает вернуть к жизни, казало бы, почти «убитые» аккумуляторные батареи.

Сборка устройства для десульфатации


Собрать схему можно на макетной плате. Транзистор не будет лишним установить на небольшой радиатор.


Процесс восстановления аккумулятора


В любом случае, перед тем как начать восстановление батареи, неплохо бы проверить наличие электролита в банках. И, при необходимости, долить дистиллированную воду.
Ну а дальше подключаем к аккумулятору как обычное зарядное устройство и периодически контролируем процесс заряда, замеряя напряжение на батарее.


Весь процесс может занять у вас от 1 часа до 24 часов, все зависит от емкости аккумулятора. Естественно, для автомобильных аккумуляторов оно будет больше. Так же, возможно, для АКБ с большой емкостью может потребоваться более мощный сетевой трансформатор с более высоким напряжением.
Переменным резистором регулируется частота импульсов. Вращая который, опытным путем, добиваются наилучших результатов восстановления.
За все время мне удалось восстановить не один аккумулятор. Устройство подходит как для 12-ти вольтовых батарей, так и для 6-ти вольтовых.

Сморите видео


Схема для восстановления автомобильного аккумулятора

Всем привет, вы давно просите написать статью про устройство для восстановления автомобильных, свинцово-кислотных аккумуляторов. Наверное любой автолюбитель сталкивался с явлением, когда аккумулятор полежав некоторое время без дела, перестает отдавать номинальную ёмкость.

Крутит стартёр полсекунды затем задыхается, но напряжение на нём нормальное — 12 вольт, в этом случае в народе часто говорят «аккумулятор не держит ток», с этим может столкнулся каждый.

Но почему это происходит?

Автомобильный аккумулятор состоит из свинцовых пластин находящихся в растворе электролита, в данном случае электролитом является серная кислота. Процесс заряда и разряда аккумулятора не что иное, как окислительно-восстановительный процесс. Протекает химическая реакция в ходе которой, свинцовая пластина вступает в реакцию с оксидами на соседней пластине.

В ходе данной реакции образуются сульфаты, которыми со временем обрастают пластины, сульфаты препятствуют протеканию тока, так как являются плохим проводником и со временем аккумулятор теряет ёмкость и не способен отдавать большой ток для работы стартёра.

Если ваш аккумулятор заряжается и разряжается быстрее чем раньше, не имея при этом механических повреждений, скорее всего сульфатация убила его, но отчаиваться не стоит, читаем статью до конца…

Предлагаемое устройство, отныне — «десульфатор» создаёт короткие импульсы высокой амплитуды и чистоты, импульс длится определённое время, затем простой, затем снова импульс.

Такие ударные процессы могут разрушить сульфатную плёнку и в теории это возможно, на практике не все аккумуляторы удаётся восстановить, из-за конструктивных особенностей последних. Но судя по статистике, около 80-85 % старых аккумуляторов подлежат восстановлению. Естественно если причиной неработоспособности является сульфатация, а не обрыв свинцовых пластин или иное механическое повреждение.

Вот такое получится устройство…

Как пользоваться устройством?

  Данный вариант является зарядно-десульфатирующим устройством, обычный десульфатор питается от аккумулятора, который он десульфатирует и постепенно разряжает его, в этом же случае устройство заряжает аккумулятор короткими всплесками высокого напряжения высокой частоты.

Схему можно использовать и для зарядки низковольтных, свинцовых аккумуляторов с номинальным напряжением в 4-6 вольт, такие ставят в китайские фонарики, в детские электрокары и так далее…

Схема изначально создана для зарядки аккумуляторов малой ёмкости, но её успешно используют и для десульфатации автомобильных аккумуляторов.

Перед тем, как начать процесс заряда с десульфатацией, нужно слегка подзарядить автомобильный аккумулятор. Для начала нужно найти любой источник питания или зарядное устройство с напряжением от 8 до 12 вольт и подключить его на вход десульфатора. Но не напрямую, а через лампу накаливания 12 вольт с мощностью в 21 ватт, чтобы не превысить ток заряда.

К выходу прибора подключается аккумулятор, который нужно восстановить, ну и в принципе всё.

Так, как прибор работает в звуковом диапазоне, вы скорее всего услышите слабый свист, силовые компоненты схемы слегка должны нагреваться.

Осциллографом можно убедиться, что аккумулятор заряжается импульсами тока высокой частоты.

Схема устройства довольно простая…

Простыми словами поясню как работает схема.

Напряжение зарядного устройства через предохранитель и диод поступает на схему десульфатора, для маломощной части схемы, питание подаётся через токоограничивающий резистор R1, затем сглаживается небольшим электролитическим конденсатором.

На микросхеме NE555 собран генератор прямоугольных импульсов, частота этих импульсов около 1 килогерц, коэффициент заполнения 90%, то есть сигнал высокого уровня длится большУю часть времени, именно этот импульс нам нужен для того, чтобы открыть полевой транзистор. Но проблема заключается в том, что при подаче такого импульса на полевой транзистор он большую часть времени будет находиться в открытом состоянии и лишь 10% в закрытом, это приведёт к тому, что транзистор будет прокачивать слишком большой ток и как следствие мы получим сильный нагрев всех силовых элементов и большое потребление тока всей схемы в целом.

Это неэффективно и может навредить аккумулятору. Один из вариантов — это снижение длительности сигнала высокого уровня, тогда транзистор будет открыт на короткое время и всё станет на свои места. Но к сожалению в таком включении конструктивные особенности таймера NE555 не позволяют сделать этого, так как же быть?

Микросхема CD4049 представляет из себя логику, которая содержит в своём составе 6 логических инверторов «не», каждый инвертор имеет один вход и один выход, их задача «отрицание». Если на вход поступает высокий уровень, на выходе получаем обратное, иначе говоря инвертированный или перевёрнутый сигнал.

Полевой транзистор 10 % времени у нас открыт, 90% закрыт, открываясь он замыкает дроссель на массу питания, в дросселе накапливается некоторая назовём это энергией, а когда транзистор закрыт цепь разрывается и за счёт явления самоиндукции, которая свойственна индуктивным нагрузкам, дроссель отдаёт накопленную энергию.

Это кратковременный всплеск напряжения с высокой амплитудой, притом напряжение самоиндукции в разы выше напряжения питания, этот всплеск напряжения выпрямляется и подается на аккумулятор.

Процесс происходит больше тысячи раз в секунду, то есть на аккумулятор подаются кратковременные импульсы высокого напряжения с высокой частотой, именно это и разрушает сульфатную плёнку.

Я подключил на вход схемы накопительный конденсатор и стало ясно, что амплитудное значение выходного напряжения при питания от источника 12 вольт доходит до 70-75 вольт и зависит исключительно от индуктивности накопительного дросселя.

В схеме задействован предохранитель и ещё один выпрямительный диод.

Предохранитель защищает десульфатор при случайных коротких замыканиях на выходе, а диод выполняет несколько функций: во-первых защищает схему, если вы случайно её подключите к зарядному устройству неправильно… и во-вторых защищает зарядное устройство от всевозможных импульсных помех и всплесков напряжения, которые образуются на плате десульфатора.

Я думаю все поняли как это работает.

О компонентах…

Ну с таймером и логикой думаю всё понятно, в моём случае они установлены на панельке для безпаечного монтажа, но вам советую после проверки схемы запаять их напрямую.

Полевой транзистор IRF3205 или любые другие n-канальные с напряжением от 60 до 200 вольт и с током от 30 ампер.

Транзистор советую установить на небольшой радиатор.

Дроссель имеет индуктивность около 200 микрогенри, намотан на кольце из порошкового железа, такие кольца можно найти в компьютерных БП, размеры кольца внешний диаметр-20. 5мм, внутренний 12мм и ширина кольца 6.6мм.

Обмотка намотана проводом 1мм, количество витков 60, в моём случае прОвода чуть-чуть не хватило и индуктивность получилась слегка меньше, но работает устройство хорошо. Размеры кольца особо не критичны, главное соблюдать индуктивность и мотать обмотку проводом 1 -1.2 миллиметра.

Конденсатор С1 на 100- 220 микрофарад, очень желательно взять с низким внутренним сопротивлением, так как схема генератора фактически питается от данного конденсатора, а значит он постоянно будет накапливать и отдавать энергию, даже слегка греется во время работы.

Оба диода нужно взять с током в 5-10 ампер, можно обычные, но желательно взять импульсные диоды.

Вот печатная плата, скачать её можно в конце статье. 

На самом зарядном, нужно выставить ток не более 2 ампер, иначе сгорит предохранитель на плате десульфатора. Кто-то скажет 2 ампера зарядного тока это мало?

-Да согласен, но не забываем, что у нас в большей степени не зарядка, а десульфатация.

В холостую прибор потребляет от источника питания ток всего в 100 миллиампер, его можно подключить к любому зарядному устройству с напряжением 12-15 вольт, ограничить ток на уровне 2 ампер и всё.

Ограничение можно сделать мощным резистором или лампочкой накаливания соответствующей мощности, подключённой в разрыв плюса питания.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Можно использовать и более низковольтные блоки питания с напряжением 8-10 вольт, так как наша схема всё равно повышает начальное питание до нескольких десятков вольт.

Сколько должен длиться процесс десульфатации?

Автор данной схемы говорит, что в течение двух недель регулярной зарядки полностью можно восстановить старый аккумулятор и конечно же без проверки я бы не стал писать эту статью.

В наличии у меня несколько 6 вольтовых аккумуляторов на 10 ампер\часов, которые не были в эксплуатации несколько лет, в течение пяти дней я регулярно заряжал один из этих аккумуляторов десульфатором, затем разряжал.

В самом начале подопытный аккумулятор отдавал ёмкость всего 700-800 миллиампер\часов, не помогла и заливка дистилированной воды, но десульфатор помог..

Спустя 5 дней аккумулятор отдаёт аж 4 ампера из 10, это я думаю очень хороший показатель.

Архив к статье; плата в формате .lay скачать.

Автор; АКА КАСЬЯН

Десульфатация аккумулятора зарядным устройством своими руками — схема десульфатации

Основной причиной старения аккумулятора считают образование нерастворимой корки сульфата свинца на зарядных пластинах. Отложения уменьшают концентрацию ионов в электролите, увеличивают внутреннее сопротивление приему заряда. Когда говорят «аккумулятор сел» виновником является отложение сернокислого свинца в банках. Удалить налет — провести десульфатацию батареи, восстановить работоспособность.

Десульфатация кислотного аккумулятора

Когда аккумулятор отдает энергию, он разряжается за счет протекания химической реакции:

Pb +2h3SO4 +2PbO2 -> 2PbSO4 +2h3O

Pb – это свинцовая пластина

PbO2 – активная замазка на угольной решетке

PbSO4 – мелкие кристаллы, которые разрастаясь, закрывают пластину

Но когда аккумулятор заряжается от генератора или сети реакция идет в обратную сторону, то есть сернокислый свинец распадается на ионы свинца и кислотный остаток. И все было бы хорошо, но часть кристаллов, при хроническом недозаряде и глубоком разряде аккумулятора, разрастается и не участвует в реакции. Вещество нерастворимой серо-желтой пленкой покрывает пластину, забивает поры, не пропускает заряженные ионы к токопроводящим пластинам. Этим объясняется быстрая подзарядка аккумулятора и моментальная разрядка – нет емкости.

Возвратить емкость аккумулятору можно, если не осыпалась замазка, и не разрушились пластины – то есть электролит в банках светлый, без взвеси. Цель десульфатации АКБ – очистить механически, химически или электротоком пластины, восстановить или заменить электролит. Схемы снятия осадка отработаны годами. Есть методы десульфатации АКБ, применяемые в сервисных центрах и доступные в домашних условиях.

Как сделать десульфатацию на автомобильный аккумулятор

Естественный процесс старения аккумулятора в связи с потерей емкости, в результате осаждения трудно растворимых солей можно отложить своевременной десульфатацией стартового или тягового аккумулятора.

Все методы можно классифицировать по видам:

  • Воздействие электрическим зарядом – постоянным током малой величины, импульсным током, переполюсовкой.
  • Химические методы с использованием разрушителей осадка с последующей заменой электролита. Или растворение в дистиллированной воде осадка малым током зарядки
  • Механические – когда вынутые из банок пластины восстанавливают механической обработкой.

В целях профилактики периодически в электролит добавляют присадки, препятствующие появлению сульфатного камня, но они разрушают пластины, сокращая срок службы аккумулятора.

Схема для десульфатации автомобильного аккумулятора

Из химических методов десульфатации аккумуляторных батарей чаще всего применяют сложный состав трилона Б и аммиака. Эти вещества доступны, но использовать их следует с соответствие инструкции и на крепких аккумуляторах. Трилон Б, натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, растворимая в воде, натрий замещает в соли ион свинца и осадок растворяется. Но растворяется и активная замазка.

Порядок десульфатизации аккумулятора химическим способом:

  • Готовится раствор – на 3 л взять 60 г трилона Б, 622 мл Nh5OH 25%, 2340 мл дистиллированной воды. Можно взять 10% аммиачный раствор1560 мл, воды 1140 мл и 60 г трилона Б.
  • Сливается электролит из АКБ в подходящую емкость.
  • Сразу непросохшие банки залить подготовленным составом, на оставить в АКБ не более чем на 60 минут.
  • Слить содержимое и промыть банки 3-4 раза дистиллированной водой.
  • Залить свежий электролит нужной плотности и выполнить зарядку по полному циклу.

Способ нужно использовать с осторожностью. Если десульфатацию автомобильного аккумулятора проводят для удаления небольшого количества осадка, время воздействия сокращают до 30-40 минут. Трилону Б все равно что растворять – вредный осадок или активную массу. В момент реакции идет разогрев и кипение жидкости. Работать нужно на открытом воздухе, использовать защитные средства.

 Зарядное устройство с десульфатацией для автомобильного аккумулятора

В промышленных условиях, на автобазах, где зарядку аккумуляторов ведут обученные работники, десульфатацию АКБ проводят специальным зарядным устройством для десульфатации. Для снятия осадка с сильно забитого аккумулятора используют реверсивные импульсные токи.

Реверсивный ток – переменный, с различной амплитудой и полярностью, повторяющихся циклично. Импульсная десульфатация зарядом и разрядом действует на аккумулятор мягко, температура электролита не поднимается, выделения газа не происходит.

Для создания реверсивных токов используется специальное устройство, генератор реверсивного тока, стоимость которого примерно равна двум аккумуляторам. Как произвести десульфатацию аккумулятора, пользуясь генератором реверсивного тока?

Генератор используют при среднем сульфатировании пластин с подачей тока 0,5 – 2,0 А в течение 20-50 часов. Процесс окончен, когда в течение 2 часов напряжение и плотность электролита остаются неизменными.

Сильно забитый аккумулятор чистят с применением устройства для десульфатизации дистиллированной водой в несколько этапов. Для этого напряжение на батарее нужно снизить до 10,8 В, удалить электролит, залить в банки дистиллированной водой.

Вести десульфатацию АКБ малым током, чтобы напряжение было до 2,3 В. Постепенно осадок растворяется в воде, электролит приобретает плотность около 1,11 г/см3. Раствор заменить свежей дистиллированной водой, и продолжать процесс до плотности 1,12 г/см3. Силу тока теперь установить 1 А и наблюдать за ростом напряжения, до тех пор, пока показатель не стабилизируется.

По прошествии первого этапа десульфатации АКБ, поднимают ток до 20 % от разрядного, заряжают батарею 2 часа, разряжают и так до постоянной плотности и напряжения 3-5 раз.

Доводят кислоту до плотности 1,21-1,22 г/см3, заряжают аккумулятор полностью и спустя 3 часа корректируют плотность, пользуясь таблицей. Метод трудоемкий, но десульфатация пластин получается полной. Аккумулятору возвращается вторая молодость.

Десульфатация аккумулятора зарядным устройством

Можно обойтись более дешевым способом десульфатизации обычным зарядным устройством. Но непременным условием является возможность регулировать ток и напряжение. Если осадок пока занимает меньше половины пластин, применяется следующая схема десульфатизации аккумулятора:

  • Довести уровень электролита до нормального уровня дистиллированной водой.
  • Подключить ЗУ и установить напряжение 14 В, силу тока 1 А. Заряжать 8 часов. Замеры должны показать, что плотность электролита увеличилась, напряжение поднялось до 10 В. Если показатели ниже – аккумулятор не восстановить.
  • Сутки АКБ отдыхает, отключенное от ЗУ.
  • Подключить с напряжением 14 в и током 2-2,5 А на 8 часов. Напряжение должно стать 12,7-12,8 В. Электролит в банках плотностью 1Ю13 г/см3.
  • Разрядить аккумулятор до 9 В, лампой дальнего света за 6-8 часов.
  • Повторять разряд-заряд несколько раз, пока плотность электролита не станет 1,27 -1,28 г/см3. В период циклов идет процесс десульфатации, растворяется камень, кислотный остаток SO4 укрепляет электролит.

В результате емкость свинцового кислотного аккумулятора восстановится на 80-90 %. Но так нельзя провести десульфатацию кальциевого или гелевого аккумулятора.

Чаще всего для десульфатации зарядным устройством используют установку «Вымпел». Она доступна по цене, и имеет необходимую регулировку. К ней можно подключить приставку в виде моргалки или другое электронное устройство для снятия свинцового камня.

В необслуживаемых аккумуляторах десульфатация эффективна только на начальной стадии отложения камня. Ведется она с применением импульсного зарядного устройства. Но надо знать, что камень в кальциевом аккумуляторе содержит гипс, который не разрушается под воздействием импульсных токов. Поэтому необслуживаемые аккумуляторы после 3 глубоких разрядов не подлежат восстановлению.

Устройство для десульфатации автомобильных аккумуляторов

Хорошо ведется десульфатация на пластинах автомобильных аккумулятора под действием токов переменного направления с изменением полярности в высокой частоте. Промышленность предлагает приборы и приставки к зарядке для десульфатации аккумулятора.

Зарядное устройство для аккумуляторов Кедр Авто-10, с режимом десульфатации относится к автоматическим зарядникам. Он обеспечивает зарядку с тока в % А от емкости АКБ, быстрый режим током 5 А и циклический – десульфатацию. Компактный зарядник доступен по цене.

Зарядные десульфатирующие устройства выбирают для конкретного типа аккумуляторов. Лучшими для обслуживания одного аккумулятора считают изделия:

  • устройство одноканальное, предназначенное для автомобильных батарей;
  • лучше взять устройство с ручной регулировкой зарядного тока;
  • изучить возможности защиты, блокировки и допустимые температуры;
  • знать параметры своего аккумулятора, подбирать подходящее устройство.

По техническим показателям для автомобилиста подойдет прибор с регулируемым напряжением 0-36 В, с разными способами десульфатации:

  • щадящий – малый ток, напряжение постоянное;
  • интенсивный – циклический импульсный, подающий ассиметричный ток;
  • циклический заряд со снижением зарядного напряжения.

Совместимость с батареей вашей емкости – обязательное условие.

Если вы приобрели десульфатирующую приставку, то она должна включаться между зарядным устройством и аккумулятором, и провода ее не должны быть тоньше других в схеме соединения. Зарядное должно поддерживать импульсный режим.

Десульфатация АКБ в домашних условиях

Часто десульфатацию АКБ легковых авто проводят своими руками, руководствуясь предоставленными на различных ресурсах схемами. Многие из них основаны на использовании обычного зарядного устройства, но требуют много внимания. В среднем ручная сульфатация малыми токами и в несколько циклов занимает больше 2-х недель.

Подключение к зарядному устройству приставки ускорит режим десульфатации АКБ. Примером приставки служит импульсный преобразователь, называемый моргалкой, так как светодиоды сигнализируют от прохождении переменного тока. Устройство можно собрать своими руками.

Перед вами схема зарядного устройства для сульфатации автомобильного аккумулятора, называемая «моргалка».

Принцип «моргалки» — прохождение 10 % тока от емкости АКБ, напряжение 13,1 – 13,4 В. Схема представляет разрядку лампочками на 12 в и реле, включающее зарядку по окончании разрядки. Получается моргание с пульсацией 4,3 секунды на разряд током 1 А и 3 секунды на заряд током 5 А. Импульсы тока сначала разрыхляют монолитную пленку на пластине, потом растворяют маленькие кристаллы.

Знаем, что необслуживаемые аккумуляторы плохо поддаются десульфатации. Но если батарея новая, отслужила не более 2 лет, а уровень электролита в банках низок, можно попробовать восстановить емкость. Сначала нужно добавить в банки дистиллированной воды и заклеить отверстия эпоксидным клеем. Потом попробовать провести зарядку импульсным током. В режиме десульфатации АКБ, одновременно с корочкой сульфатированного свинца будет разрушаться активная замазка. Емкость восстановится ненамного и ненадолго.

Важно знать!

Электролит разъедает тело и натуральные хлопковые волокна также как концентрированная серная кислота. Выделяющиеся через открытые пробки АКБ газы вредны и взрывоопасны. Поэтому место, где проводятся опасные работы должно быть проветриваемым и недоступным для детей и животных. Бутыли с электролитом не должны находиться в местах общей доступности. Не забывайте надеть защитные очки, резиновые перчатки и пользоваться резиновым фартуком.

Видео

Возможно, для вас будет полезным посмотреть предоставленное видео по десульфатации аккумулятора.

 

РадиоКот :: Десульфататор свинцово-кислотных аккумуляторов

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

Десульфататор свинцово-кислотных аккумуляторов

Многим автолюбителям и не только известно, что свинцово-кислотные аккумуляторы подвержены сульфатации во время разряда, которая впоследствии приводит к выходу из строя аккумулятора. Сульфатация – это процесс образования труднорастворимых кристаллов сульфата свинца на пластинах аккумулятора. Часто это происходит, если аккумулятор не полностью разряжается или заряжается. Сульфатация пластин приводит к увеличению внутреннего сопротивления и уменьшению емкости аккумулятора.
Для устранения сульфатации применяют специализированные десульфатирующие зарядные устройсва, либо отдельные устройства – десульфататоры. Их принцип основан на разрушении кристаллов сульфата свинца генерацией коротких импульсов высокой амплитуды, приложенных к аккумулятору.

С целью создания подобного устройства ко мне за помощью обратился один знакомый. Т.к. я не имел понятия о физике и химии десульфатации, то обратился за вдохновением в просторы интернета. За основу была взята широко распространенная схема, часто встречающаяся на сайтах посвященных радиоэлектроники, в том числе на страницах Радиокота [1]. Схема представляет собой импульсный преобразователь в котором энергия запасается индуктивностью и отдается в аккумулятор в виде импульсов высокой амплитуды. Работой десульфататора управляет асинхронный мультивибратор на интегральном таймере КР1006ВИ1 (NE555).
Десульфатирующую часть я решил оставить без изменения, а генератор построить на современной элементной базе, поймав несколько мышей одновременно.

 

 

 

Схема генератора, а также вольтметра построена на микроконтроллере семейства AVR (DD1), тактируемом от внешнего кварцевого резонатора (ZQ1) с частотой 8 МГц. Применение микроконтроллера обусловлено обеспечением гибкой перестройки десульфататора путем изменения программы без вмешательства в схему. Информация о работе десульфататора отображается на 3-х разрядном 7-сегментном индикаторе (HG1) с общим анодом. Т.к. ток на ножках микроконтроллера ограничен 20 мА, управление анодами индикатора осуществляется с помощью транзисторных ключей VT1 – VT3. Резисторы R14, R15 образуют делитель напряжения с коэффициентом деления 10 на входе АЦП (вход PC2), а стабилитрон VD1 защищает вход от превышения напряжения. Управление работой десульфататора осуществляется с помощью энкодера B1. Диоды VD2, VD3 обеспечивают развязку порта PB3, к которому подключена кнопка энкодера и электронного выключателя для исключения ложного срабатывания кнопки. Для управления питанием десульфататора на резисторах R16, R17, R18, R19, транзисторах VT4, VT5 собрана схема электронного выключателя питания. Цифровая часть схемы запитана от линейного стабилизатора DA1. Разъем XP2 необходим для питания схемы, минуя электронный выключатель во время отладки и программирования. Резисторы R20, R21, R22, R23, транзисторы VT6, VT7 образуют драйвер полевого n-канального транзистора VT8. Супрессор VD5 защищает от высоковольтных импульсов, опасных для человека.

Управляющая программа написана на языке Си в среде WinAVR. Исходные файлы с подробными комментариями приложены в конце статьи. В качестве драйвера 7-сегментного индикатора использована библиотека Pashgan [2], за что ему огромное спасибо. Для отладки цифровая часть схемы и электронный выключатель были смоделированы в среде Proteus.

 

Включение десульфататора осуществляется кратковременным нажатием кнопки энкодера. При это сигнал низкого уровня через диод VD3 открывает транзистор VT4, напряжение 12В с аккумулятора поступает на стабилизатор DA1. С выхода стабилизатора 5В приходит в микроконтроллер DD1. После инициализации микроконтроллера, на выходе PB2 появляется сигнал высокого уровня, который транзистором VT5 блокирует транзистор VT4, не давая ему закрыться. На индикаторе отображается заставка и в течение нескольких секунд высвечивается напряжение на аккумуляторе. Затем десульфататор переходит в режим запуска десульфатации.

 

 

Переключение между режимами осуществляется вращением ручки энкодера «вправо» или «влево». Для изменения параметров необходимо кратковременно нажать кнопку энкодера. При этом изменяемый параметр начнет мигать. Подтверждение изменений также осуществляется нажатием кнопки. Все измененные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера.
Включение генерации осуществляется в режиме запуска десульфатации. При этом основной индикатор отключается, а работа десульфататора контролируется с помощью светодиода. Пока полевой транзистор закрыт, конденсаторы C15, C17 заряжаются через дроссель L4 до напряжения аккумулятора. Затем транзистор открывается на время выставленной длительности накопления энергии. Конденсаторы C15, C17 мгновенно разряжаются через него и дроссель L3, через который начинает протекать ток. Дроссель L3 накапливает энергию. После закрытия полевого транзистора VT8 ток через дроссель не прекращается мгновенно, а продолжает протекать высвобождая накопленную энергию в виде импульса высокой амплитуды через диод VD4 и конденсаторы C15, C17 в аккумулятор. Цикл повторяется с установленной в настройках частотой.

 

 

В оригинальной схеме [1] емкость конденсатора равна 100 – 200 мкф. В процессе экспериментов я увеличил емкость в 10 раз и получил значительно большую амплитуду импульсов.
Если во время запущенной десульфатации повернуть ручку энкодера «вправо» или «влево», на индикаторе в течение примерно 20 сек отобразится пиковая амплитуда импульса, отданная в аккумулятор. По амплитуде импульса можно определить степень сульфатации аккумулятора – чем выше амплитуда, тем больше внутреннее сопротивление и тем сильнее аккумулятор сульфатирован. Напряжение импульса зависит от частоты десульфатации и длительности накопления заряда. Эти значения подбираются экспериментально для каждого аккумулятора.
Внимание! Т.к. десульфататор работает на частоте звукового диапазона, во время десульфатации слышен характерный писк дросселя.
Для защиты аккумулятора от глубокого разряда в десульфататоре предусмотрена функция автоматического отключения питания, порог напряжения которой выставляется пользователем.
Для выключения питания десульфататора вручную необходимо длительно нажать кнопку энкодера в любом режиме работы.

 

 

Конструкция в первую очередь собиралась из деталей, имеющихся в наличии. Десульфататор собран на двух печатных платах, установленных в алюминиевый корпус подходящих размеров, выполняющий роль экрана и радиатора для транзистора VT8 и диода VD4.

 

 

 

 

 

В схеме установлен микроконтроллер ATmega8-16PU в корпусе DIP28. Возможна замена на ATmega8L. В качестве индикатора HG1 используется 3-х разрядный светодиодный 7-сегментный индикатор красного свечения с общим анодом, размер символа индикатора 14,2 мм (0,56”). В схеме применен китайский аналог HS31056K.
Резисторы R14, R15 делителя напряжения имеют точность 2%. Диоды VD2, VD3 – любые кремниевые. Транзистор VT4 – структуры p-n-p с током коллектора не менее 300 мА. Остальные биполярные – любые структуры n-p-n и p-n-p. Транзистор VT8 и диод VD4 должны быть рассчитаны на ток не менее 5А и напряжение 100В. Диод VD4 должен быть быстродействующим. В качестве стабилизатора напряжения DA1 можно применить КР142ЕН5А или аналог. Дроссель L2 – ферритовый фильтр, представляющий собой проводник, продетый через ферритовый стержень. Дроссель L3 — 40 витков (3 слоя) проводом ПЭВ — 1,0 на каркасе B65816N1012D001, сердечник RM12 N41 250 с зазором 1 мм. В качестве дросселя L3 можно применить готовый индуктивностью 100 – 330 мкГн из расчета, чем больше, тем лучше, на ток не менее 3-х Ампер. Дроссель L4 — 46 витков (4 слоя) проводом ПЭВ — 0,8 на каркасе B65814-C1512-T1, сердечник RM10 N47 с искусственным зазором 0,3 мм. Зазор необходим для предотвращения насыщения магнитопровода. В качестве дросселя L4 можно применить входной фильтр от импульсных источников питания, рассчитанный на ток 1 Ампер, необходимо использовать одну из обмоток фильтра. Индуктивность L4 должна быть минимум в 3 раза больше, чем индуктивность L3. Конденсатор С15 должен быть с низким эквивалентным последовательным сопротивлением (Low ESR).

Файлы:
Прошивка
Файлы PCAD
Файлы Proteus
Файлы WinAVR
Схема
Инструкция

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Эффективное мощное зарядно-десульфатирующее устройство для батарей 10-100 А/ч

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

Эффективное мощное зарядно-десульфатирующее устройство для батарей 10-100 А/ч

Про зарядные устройста и устройства для десульфатации аккумуляторов написано уже столько, что даже опытные радиолюбители теряются в многообразии схемных решений. В итоге,  радиолюбитель-автолюбитель собирает/покупает первое попавшееся подходящее по мощности зарядное устройство и пользуется им, не подозревая, что аккумулятор на авто прослужит всего 2-3 года, вместо 5 (это не предел), а  затем приходит в полную негодность.

Давно известно и научно доказано (есть патенты на этот счет), что зарядка АКБ импульсным током значительно эффективнее, чем постоянным. В случае использования ассиметричного тока (тоже есть патент) эффективность процесса еще более возрастает, что позволяет использовать такое зарядное  устройство в качестве «реаниматора» старых батарей, значительно продляя их срок службы.

Причин собрать подобное устройство было две. Первая – отстуствие подобных приборов в продаже, вторая – желание освоить данную технологию.  Был проведен анализ различных схем их разных источников (старые журналы «Радио», «За рулем», Интернет) в результате которого, выяснилось, что устройств, удовлетворяющих заданным требованиям и доступных среднему протребителю не существует.

Устройство должно обеспечивать:

1.

 Зарядку любых 3-6-12 вольтовых кислотных стартерных или тяговых АКБ емкостью до 100 А/ч импульсным током, со средним значением от 1 до 10А с плавной регулировкой в заданном пределе.

2.

Формирование разрядного тока с соотношением токов заряда/разряда 1:10 с возможностью ступенчатой регулировки – подбором нагрузочного резистора.

3.

Стабилизацию зарядного тока в течение всего процесса заряда с отклонением не хуже 10% от заданного, зарядный ток не должен зависеть от уровня заряда батареи, напряжения питающей сети, температуры. Устройство должно иметь защиту от перегрузки, короткого замыкания нагрузки и переполюсовки.

4.

КПД устройства должен быть не хуже 70%, устройство должно иметь небольшую массу и невысокую стоимость.  Должна быть достигнута хорошая повторяемость схемы, упрощена отладка. Схема не должна содержать дорогостоящих компонентов.

5.

Возможность апгрейда схемы с целью повышения тока заряда путем замены только силовых элементов – трансформатора, тиристора, диодного моста, измерительного шунта без доработки маломощной управляющей электроники.

В итоге, все эти пожелания были достигнуты! Устройство собрано по схеме тиристорного широтно-импульсного регулятора мощности (ШИМ) в цепи первичной обмотки сетевого трансформатора с обратной связью по датчику тока в цепи заряда. Благодаря использованию в схеме ОУ достигнута высокая стабилизация тока заряда, не зависящая от степени заряда батареи, напряжения питания, температуры.  Для формирования импульсов разрядного тока используется «мертвое время» – момент прохода сетевого напряжения через «0» до открытия силового тиристора.Данное схемное решение – скорее не новое, а «хорошо забытое старое». Проверенное временем!
Перелопатив гору материала по эксплуатации свинцовых аккумуляторных батарей, были сделаны следующие простые выводы, которые не должны вызывать сомнения, относительно их правильности:

1.     Зарядный ток должен составлять 1/10 от емкости батареи, допускается его отклонение в обе стороны на 20% без вреда для батареи.

2.     Время заряда, при этом, должно быть примерно 10-12 ч, в зависимости от  состояния батареи. Допускается значительное увеличение времени заряда с целью доведения плотности электролита до нормы.

3.     Со временем, батарея теряет свою емкость по причине сульфатации электродов. В среднем, батарея работает 2-3 года, дальше ее емкость существенно падает (без принятия специальных мер).

4.     Зарядка постоянным током не способна устранить сульфатацию электродов. Батарея будет заряжена настолько, насколько сохранена ее химическая емкость (состояние пластин) с учетом «возраста» и условий эксплуатации.

5.     При зарядке постоянным током обильно выделяется газ и тепло, особенно  ближе к окончанию заряда, т.е. энергия зарядного устройства бесполезно тратится на эти процессы.

6.     Заряд батареи на автомобиле от штатного генератора постоянным напряжением 13.8 – 14.5 В вообще неспособен полностью зарядить батарею, она фактически, постоянно «недозаряжена», особенно зимой. В такой батарее значительно быстрее происходит разрушение электродов, образование сульфатов и пр. вредные процессы, снижающие ее срок службы. Как минимум, 1 раз в 3 месяца батарею надо ставить на «профилактику» для полной зарядки и доведения уровня и плотности электролита до нормы.

7.     Зарядка импульсным током с крутыми фронтами способствует десульфатации батареи. Посторонние химические образования на электродах под действием импульсов тока разрушаются, пластины «восстанавливаются». Если чередовать зарядные/разрядные импульсы с соотношением тока заряда/разряда 1:10 процесс десульфатации форсируется.

8.     При зарядке импульсным током выделяется значительно меньше газа и тепла, меньше выкипает воды из электролита. В целях ускорения процесса заряда, зарядный ток, при этом, может быть значительно увеличен, вплоть до ½ емкости батареи, особенно в начале заряда.

9.     Батарею можно считать полностью заряженной, когда плотность электролита составит во всех банках составит не менее 1.28 – 1.30 и не растет в течении 3х последних часов заряда. Таким образом, невозможно точно определить фактический уровень заряда лишь по напряжению на клеммах батареи.

10.    И, наконец, батареи нельзя заряжать дома! Это очень вредно для здоровья людей и животных! Эти работы следует выполнять только в гараже или на открытом воздухе.

Распостранение импульсной схемотехники в блоках питания и зарядных устройствах (в радиолюбительских условиях – доработка блоков питания АТ и АТХ) не позволяет на их базе создать эффективное зарядно-восстановительное устройство. В подобных устройствах невозможно получить на выходе пульсирующий ток частотой 50-100 Гц, по той простой причине, что сетевое напряжение там сразу выпрямляется. Преобразователь работает на частоте около 100 кГц, пульсации на которой будут совершенно бесполезны для аккумулятора (а скорее – вредны). Попытка модулировать от внешнего генератора схему управления импульсного преобразователя приводит к выходу из строя ключевых транзисторов преобразователя, поскольку в таких схемах уже существует обратная связь для обеспечения стабилизации выходного напряжения или тока. При попытке подачи модулирующего сигнала частотой 25-50 Гц, схема управления не успевает стабилизироваться, блок питания работает на импульсах то максимальной ширины, то самой узкой, что рано или поздно приводит к пробою мощных транзисторов. Также, при этом, невозможно установить выходное напряжение и ток. При снижении частоты модуляции до нескольких Герц, значительно ухудшается эффективность десульфатации. Блок питания, при таком управлении, постоянно «свистит», схема постоянно находится в переходном состоянии, что рано или поздно выводит ее из строя.

 Другой вариант создания пульсирующего зарядного тока в импульсных высокочастотных преобразователях – установка мощного ключа на выходе блока питания. Данный вариант жизнеспособен, однако следует учитывать, что при зарядном токе 10A потребуется серьезный транзистор с хорошиим радиатором. Еще следует учитывать, что перед транзистором должен стоять конденсатор очень большой емкости, который будет «сглаживать» пульсации от такой коммутации нарузки. Без конденсатора получится то, о чем написано абзацем выше.

 На основании этого, можно сделать простой вывод – серийные импульсные блоки питания АТ и АТХ для создания мощных зарядных токов не пригодны, как минимум, без серьезной доработки их схемотехники.

 Еще один, не менее распостраненный у радиолюбителей вариант зарядных устройств – различные схемы параметрических стабилизаторов тока с мощным транзистором на выходе. В таких схемах легко получить импульсный зарядный ток, однако такие стабилизаторы имеют крайне низкий КПД по причине значительного выделения тепла выходным мощным транзистором, на котором рассеивается «лишняя» мощность. По такой схеме реально собрать аппарат с током заряда 3А, при токе заряда уже 5А потребуется огромный радиатор (на весь корпус устройства), а получить 10А почти нереально. Следует отметить, что зарядное устройство должно работать много часов непрерывно, что означает, что потребуется как минимум, 2х-кратный запас по мощности для всех его силовых элементов для исключения их перегрева и выхода из строя.

 Наконец, рассмотрим «правильные» схемные решения для зарядных устройств, которые применяются в промышленности по причине эффективности и высокого КПД. В таких устройствах для управления зарядным током используется мощный тиристор, включенный в разрыв зарядной цепи батареи. Управляя временем подачи импульса, тиристор открывается в определенный момент, что обеспечивает на выходе мощный импульс тока, равный по длительности от момента открытия тиристора до прохода сетевого напряжения (синусоиды) через «0». Нетрудно догадаться, что на выходе такого устройства будут присутствовать мощные импульсы зарядного того, а сила зарядного тока будет определяться только их длительностью. Включив параллельно аккумулятору нагрузку (например, небольшую лампу на 12V) получится зарядное устройство с ассиметричным током. Поскольку тиристор стоит после понижающего трансформатора, непосредственно перед нагрузкой – легко построить стабилизатор, позволяющий поддерживать зарадный ток на одном уровне в процессе заряда.

Однако, такая схема имеет один серьезный недостаток: падение напряжения на тиристоре достигает 2V, для снижения потерь (выделения тепла) при токах заряда более 10A потребуется параллельно соединять несколько тиристоров, потребуется городить мощную и сложную схему для их управления (в таких схемах тиристоры обычно управляются импульсами постоянного тока), а так-же, опять-же, использовать большой радиатор для охлаждения тиристоров…

Наконец, было найдено вот такое решение. Привожу схему в «первозданном» виде, в каком она была обнаружена в сети.

Основная схема двумя экранами ниже, эта — лишь прототип.

Схема взята из древнего журнала «Радио» за 1988г и вполне работоспособна. Здесь семистор КУ208Г стоит в цепи первичной обмотки трансформатора и предельно упрощена низковольтная цепь. Семистор делает ровно то-же самое, что и тиристор, о чем писалось выше – за счет установки момента включения формируется импульс тока цепи первичной обмотки. Регулировка силы тока в первичной обмотке трансформатора позволяет регулировать ток в цепи нагрузки.  В этом случае, низковольтная цепь, предельно упрощена, что снижает в ней потери и значительно повышает КПД всего устройства!
 К сожалению, в данной схеме невозможно обеспечить стабилизацию зарядяного тока т.к. сигнал с датчика тока – аналоговый и сам датчик тока (шунт) должен размещаться в зарядной цепи, т.е. в цепи вторичной обмотки силового трансформатора. Передать сигнал с такого датчика в цепь регулирования тока, т.е. в цепь первичной обмотки трансформатора простыми средствами не представляется возможным.  По этой причине, невозможно также, стабилизировать и выходное напряжение зарядного устройства, что необходимо для заряда слабовольных батарей.
 Далее приводится общий вид и полная схема зарядного устройства, лишенная этих недостатков. В схеме используются «нестандартные» инженерные решения, что делает ее более интересной и привлекательной для повторения. Характерно, но в процессе отладки устройства не возникло никаких проблем – фактически, потребовалось только «вогнать» зарядный ток в нужные значения и настроить узел защаты от перегрузок и короткого замыкания выхода. Как отмечалось выше, схема не содержит дорогостоящих деталей – большинство компонентов можно добыть из неисправных блоков питания АТ и АТХ.  Схема может быть несколько упрощена:  может быть удалена автоматика защита от перегрузок,  удалены измерительные приборы в зарядной цепи. При этом качество работы схемы устройства не ухудшится.  Также, если планируется заряжать только аккумуляторы на 12V, канал контроля выходного напряжения может не использоваться.  Для увеличения мощности устройства потребуется установить только более мощный силовой трансформатор, выпрямительный мост и подобрать измерительный шунт. Все детали в первичной цепи легко могут выдержать мощность до 1 кВт, что вполне достаточно для любого зарядного устройства…
Общий вид зарядного устройства:

Принципиальная электрическая схема:

Описание работы схемы
В момент включения питания (нажатие кнопки S1) сетевое напряжение подается на трансформатор ТР2, выпрямляется диодным мостом и подается на все узлы маломощной электроники.  Микросхема К561ЛЕ5 содержит четыре логических элемента «Исключающее или (XOR)», из которых используется только один. Согласно таблице истинности для данной логики, на выходе элемента в этот момент присутствует лог. 1. Высокий логический уровень выхода элемента, через ограничительный резистор, подается на базу составного транзистора КТ315 – КТ815, что приводит к открыванию обоих транзисторов и срабатыванию реле К1. Данное реле, своими контактами шунтирует кнопку S1.1 и замыкает зарядную цепь.  При отпускании кнопки S1 (через 0.5 – 1 сек после нажатия) устройство остается включенным в сеть т.к. контакты реле K1 остаются замкнутыми. Лампа Л1 показывает подключение устройства к сети.  В этом состоянии, если хотя-бы на одном из входов элемента микросхемы К561ЛЕ5 появится лог. 1 , на выходе микросхемы немедленно появится 0, транзисторы ключа управления реле закроются, контакты реле размокнутся и устройство отключится от сети.  Это свойство данного типа логики используется для токовой защиты устройства и принудительного отключения. Действительно, если повторно нажать и удерживать кнопку S1, конденсатор на выводе 2 микросхемы К561ЛА7 начнет постепенно заряжаться и рано или поздно (в течение примерно 2 сек) на входе 2 установится лог.1 и устройство отключится.  Ровно тоже произойдет при появлении лог. 1 на входе 1 вышеназванной микросхемы, т.е. при превышении порога срабатывания токовой защиты.  Такая простейшая автоматика защитит схему от различных внештатных ситуаций – короткое замыкание выхода, отключение сети. В случае применения датчика температуры, таймера и т.д.  возможно отключение устройства по сигналам с этих датчиков.
Основным узлом схемы является ШИМ контроллер TL494. Данная «почтенная» микросхема имеет весьма развитые цепи управления и контроля, что позволяет ее использовать нестандартным образом – в качестве фазового регулятора, с сохранением всех функциональных возможностей! Задающий генератор микросхемы, в этом случае, вместо 80 – 100 кГц как в импульсных блоках питания АТ, работает на удвоенной частоте питающей сети. При этом по выводу CT генератор получает сигнал синхронизации (лог. 0) по проходу синусоиды сетевого напряжения через 0. Рассмотрим подробнее, как работает синхронизатор. Известно, что частота пульсаций двухполупериодного выпрямителя составляет 2f, где f частота сети. Таким образом, после выпрямления мостом, сигнал принимает следующий вид:

Нас интересуют только спады напряжения – нижние участки сигнала. Именно они соответствуют проходу сетевого напряжения через «0».  Для исключения влияния сглаживающего конденсатора емкостью 2000 мкф, он «отвязан» от выпрямительного моста диодом. Пульсации сетевого напряжения, через ограничительный резистор 1 кОм подаются на светодиод оптрона 4N35. На выходе оптрона, в этом случае появляются импульсы, близкие к прямоугольным по форме, и совпадающие по времени с входным сигналом. Транзистор КТ 315 в цепи выхода оптрона включен так, что при спаде импульсов с оптрона (т.е. при проходе синусоды через 0) открывается и шунтирует вывод CT микросхемы. При этом сигнал на коллекторе этого транзистора имеет следующий вид:

Нижние горизонтальные участки сигнала – проход синусоиды питающего напряжения через 0. Наклонные – рабочая область ШИМ сигнала т.е. сигнал на выходе TL494 может быть шириной, не больше, чем ширина этого наклонного импульса т.е. не больше ширины половины периода сетевого напряжения. Характерно, но время начала импульса при его регулировании будет с самого верха, что позволит таким импульсам «рубить» синусоиду тиристором и осуществлять, в итоге, фазовое регулирование мощности.
 Еще один интересный момент – способ включения усилителей ошибки для обеспечения их совместной работы в линейном режиме. Сами по себе, усилители ошибки TL494 (при стандартном включении) работают как компараторы, а не дифференциальные усилители. Для импульсного блока питания, работающего на частоте несколько сотен кГц это нормально, а в нашем случае – совершенно недопустимо. В импульсных блоках питания стабилизация обратной связи в схеме достигается за счет конденсаторов на выходе БП, при этом, только один ОУ TL494 может работать в линейном режиме (канал напряжения или тока), а второй – только как компаратор (токовоя защита или превышение напряжения сверх нормы). В нашем случае оба канала ОУ работают линейно т.к. на оба их инвертирующих (опорных) входа подается опорное пилообразное напряжение, как на входе синхронизации генератора!  При этом, линейное изменение напряжения на неинвертирующих (измерительных) входах усилителей будет приводить в линейному, опять-же, изменению длительности выходного импульса ШИМ контроллера! При этом, стабильность будет определяться только стабильностью источника опорного напряжения (ИОН), встроенного в TL494. Таким образом, чем больше значение постоянного напряжения на неинвертирующих входах ОУ, тем уже импульс на выходе, что позволяет охватить всю схему отрицательной обратной связью для стабилизации напряжения и тока. Такое включение микросхемы TL494 позволяет организовать два симметричных канала управления выходным напряжением и током при минимуме навесных элементов. Внутренняя логика TL494 построена так, что она не различает приорита между каналами управления: в каком канале будет выше – тот и перехватывает управление ШИМ контроллером на себя, что соответствует условиям  поставленной задачи.
 Другие выводы TL494 включены стандартно, корпус на выводе 13 переключает микросхему из парафазного в синфазный режим, т.е. оба выходных ключа работают совместно. При этом, открытые  ключи означают наличие сигнала на выходе ШИМ контроллера, а закрытые – отсутствие. Следующая сигналограмма демонстрирует выходной сигнал. Ширина импульса определяется длительностью спадающего импульса, т.е. сигнал на выходе контроллера – инверсный.

Следующий узел – микросхема NE555 с помощью которой осуществляется управление тиристором.  Несколько слов об этой, не менее, (а скорее – более) «почтенной» микросхеме.  Разработанная аж в 1970 году микросхема до сих пор весьма привлекательна для многих приложений. В этой схеме она выполняет следующие функции:
1.     Генерацию прямоугольных импульсов частотой около 10 кГц с циклом соотношения времени 20-80 %.
2.     Манипуляцию генератором по внешнему сигналу управления.
3.     Усиление сигнала по мощности до 0.5 вт.
Обвязка микросхемы заставляет последнюю генерировать нужные импульсы, а подача лог. 1 на выводы 2 и 6 переводит выход в лог. 0 и прекращает генерацию выходных сигналов.  Сигналграмма 3 показывает то, что подается на управление этой микросхемой. При этом, на выходе микросхемы присутствует следующий сигнал (в увеличенном масштабе по оси X):

Видно, как мелко «нарезан» верхний уровень сигнала импульсами частотой 10 кГц.  Зечем такое? Дело вот в чем. Тиристор, находящийся в цепи первичной обмотки силового трансформатора находится под высоким напряжением и гальваническая связь с ним невозможна. Мы ведь не хотим получить электротравму при работе с устройством? Остается 2 способа связи: индуктивный и емкостной. Последний прост, но для управления тиристором не подходит по причине крайней ненадежности. Через емкость мы сможем передать всего один импульс за цикл, а дальше емкость зарядится, и перестанет пропускать постоянный ток. А если тиристор не откроется? Такое бывает. Другой недостаток – высокая чувствительность к импульсным помехам. К тому-же, разделительный конденсатор надо как-то разряжать  во время отсутствия сигнала, опять проблема. В общем, способ не наш!  Другое дело – индуктивный способ связи с помощью разделительного трансформатора. Когда-то во времена дефицитов, кольца и др. ферриты было не достать, теперь раскурочив старый блок питания можно извлечь оттуда груду разных колец. Идеально подходит сетевой фильтр от блока питания АТ, там 2 обмотки по 25 витков. Вот и готовый трансформатор!
 Микросхема Ne555, накачивает первичную обмотку мощными импульсами, частотой 10 кГц,  которые практически без потерь передаются в тиристор и открывают его. Гальваническая развязка от маломощной электроники, защищенность от импульсных помех, надежность работы, низкое потребление тока.  И всего-то пяток деталей… Это наш путь 😉
 Следующий узел (микросхема) LM358, содержащая в корпусе 2 ОУ. Из даташита следует, что данная микросхема предназначена для звукотехники и узлов автоматики. Пусть будет так, но сдесь она используется как усилитель постоянного тока в качестве усилителя напряжения шунта и компаратора схемы защиты от короткого замыкания и переполюсовки нагрузки. Микросхема хороша тем, что правильно работает при однополярном питании и имеет высокую стабильность.
 Первый ОУ LM 358 включен как УПТ и усиливает падения напряжение на шунте (около 50 мВ) до операционного уровня в несколько вольт. Подстрочный резистор 50к регулирует усиление схемы на максимальном токе для исключения ограничений со стороны ОУ.  Диод и конденсатор на выходе является простейшим ФНЧ для перевода импульсного напряжения, снятого с шунта в постоянный ток для подачи последнего через делитель на измерительный вход TL494 и компаратор защиты от перегрузок.
 Второй ОУ является обычным компаратором. При превышении на входе 5 напряжения выше, чем на входе 6, на выходе появляется напряжение, близкое к напряжению питания, а во всех остальных случаях – ноль. Это напряжение, через диод, очень быстро заряжает конденсатор, но разряжаться конденсатор будет долго – 1-2 сек, что вполне достаточно, чтобы заблокировать схему и отключить питание всего устройства.
 Сигнал блокировки схемы подается на теже выводы мекросхемы Ne555, что и сигнал от ШИМ контроллера, через диод. Высокий лог. уровень  на выводах 2 и 6 заставляет микросхему прекратить генерацию импульсов, тиристор закрывается и на выходе устройства пропадает напряжение.
 Канал регулировки напряжения (вывод 1 TL 494) необходим в случае заряда слабовольтных батарей (3 – 6 V) или заряда 1 банки батареи (если есть такая возможность). Действительно, не имеет смысла подавать напряжение, большее в несколько раз напряжения заряжаемой батареи. Однако следует заметить, что без использования этого канала, канал ограничения тока вполне справится со своей задачей и не позволит «вкачать» в батарею больше тока, чем нужно. Фактически, канал управления напряжением сделал больше «для красоты», лишь как полезная опция, без него можно легко обойтись, посадив вывод 1 TL 494 на корпус.
 Несколько слов о зарядной цепи (на схеме она выделена жирным маркером). Тут все предельно просто. К вторичной обмотке силового трансформатора подключен мощный диодный мост. Параллельно ему – проволочный резистор на 24 Ом для создания импульсов асимитричного тока. Когда тиристор закрыт, ток идет от батареи через этот резистор, создавая небольшой разрядный ток. Конденсатор на 1000 Мкф необходим для правильной работы вольтметра в цепи заряда при отсутствии полезной нагрузки – заряжаемого аккумулятора. Без конденсатора на узких импульсах вольтмотр будет показывать неправильно. Цепочка резисторов на 27 Ком, 15 Ком и 1 Ком, а также конденсатор является интегрирующей для подачи сигнала напряжения на измерительный вывод TL 494. Как отмечалось выше, ее может не быть.
 Высоковольтная часть устройства не содержит ничего необычного, это классический тиристорный фазовый регулятор мощности, используемый в диммерах и пр. подобных устройствах.  Однако, в нашем случае, нагрузка регулятора носит реактивный характер (особенно на холостом ходу и слабом токе заряда).  Следует помнить об ЭДС самоиндукции обмотки трансформатора, которая может паразитно влиять на каскад регулирования.  Для снижения влияния этой ЭДС первичную обмотку трансформатора следует зашунтировать небольшим конденсатором 0.022 мкф, который будет гасить выбросы напряжения в момент открытия тиристора, особенно в начале кривой регулирования.  Конденсатор на 0.5 мкф устраняет помехи радиоприему, которые могут возникать при работе подобных фазовых регуляторов.  Импульсный трансформатор должен иметь достойную изоляцию между обмотками для снижения риска поражения током!
Несколько слов об измерении импульсных токов и стабильности устройства. Дело в том, что данное устройство выдает на выходе пульсирующий ток, причем, в зависимости от величины зарядного тока меняется не только ширина, но и амплитуда этих импульсов.  С приемлимой точностью такие токи можно измерить обычными магнитоэлектрическими приборами (рамка с током в магнитном поле), однако при применении электронных измерительных приборов (на основе микроконтроллеров из наборов «Мастер-Кит» и т.п.) возможна очень значительная погрешность измерения без приянятия специальных мер.  Аналогично, цепи стабилизации тока и напряжения используют простейшие ФНЧ (резистор, конденсатор) и вносят значительные погрешности измерения импульсного сигнала.   Детали в схеме подбраны так, чтобы обеспечить соответсвие фактического (стабилизированного) зарядного тока показаниям стрелочного амперметра в интервале 1 – 10А. Однако, при попытке питания от данной схемы других активных нагрузок (не аккумуляторов) возникнет несоответствие между стабилизируемым и измеряемым током (и напряжением тоже), причем, чем выше сопротивление нагрузки, тем выше погрешность измерений и стабилизации.  Выход из положения заключается в применении специализированных микросхем RMS – DC конвертеров, которые «расчитывают» точное значение ЭДС импульсного сигнала и выдают постоянное напряжение, эквивалентное измеряемому сигналу. При применении таких микросхем в каналах измерения тока и напряжения, зарядное устройство может быть использовано как лабораторный блок питания. Однако такие доработки  несколько усложнят схему. В данном случае, это не нужно т.к. со своей основной задачей – зарядкой аккумуляторов – устройство справляется и без этого.В дополнение приводится несколько сигналограмм, показывающих работу устройства.

Сигнал на выходе зарядного устройства — ток 5А:

Сигнал на выходе зарядного устройства — ток 10А:

Конструкция и детали
Возможная компоновка узлов прибора:

Большая часть деталей может быть добыта из неисправных блоков питания АТ и АТХ. Отклонения номиналов резисторов на 20% не повлияет на работу схемы. Электролитические конденсаторы в цепях измерения могут отличаться по емкости в 2 раза в большую сторону, равно как конденсаторы фильтров.
 Микросхемы NE555, TL494 можно заменить «советскими» аналогами, микросхему K561ЛЕ5 можно заменить, на аналогичную из 176 или 155 серии,  запитав последнюю +5V от выхода ИОН TL494. Также, можно найти и применить ее импортный аналог. Микросхему сдвоенного ОУ LM 358 можно заменить практически на любой ОУ, способный работать от однополярного питания. Также, можно применить «советские» ОУ, из серии К140, но тогда придется где-то брать напряжение –9V, что не совсем удобно.
 Транзисторы КТ315 любые маломощные кремниевые n-p-n, KT815 тоже любой кремниевый n-p-n транзистор средней мощности. При использовании оригинального реле РЭН-34 можно применить вместо КT815 — КТ315, однако последний будет греться.  В случае примения другого реле следует учитывать ток, потребляемый обмоткой реле.
 Диодные мосты выбираются исходя из тока и напряжения. Диодный мост в цепи тиристора KBU6M (1000V, 6A) выдран из сгоревшего блока питания АТХ. Диодный мост питания маломощной электроники КЦ405  (200В 4А) можно заменить отдельными диодами, диод (100В 1А) после моста перед конденсатором на 2000 мКф можно применить любой подходящий.  Диодный мост в зарядной цепи должен иметь двухкратный запас по току и пятикратный запас по напряжению. Можно применить «советские» диоды Д242Б, Д231А и т.п. в металлическом корпусе, но следует помнить, что без радиаторов эти диоды не выдержат ток более 8А. Все диоды, которые не обозначены на схеме, используются КД 522, 1N4148 и т.п. подойдут любые кремниевые диоды малой мощности.
 Тиристор КУ202Н можно заменить на Т122-25-5, можно применить и импортный BT138, BT151 накакой разницы нет, главное чтобы рабочее напряжение прибора было не менее 400В и ток не менее 5А. Внимание! Применение симистора (сдвоенного тиристора) в данной схеме не допускается!
 Электролитические конденсаторы любого типа, обычные – тоже, главное чтобы соответствовало рабочее напряжение и емкость, указанным на схеме.
 Реле РЭН 34 было выдрано из «советского» усилителя низкой частоты – там оно использовалось для защиты аккустики от перегрузок. Можно применить любое реле, главное чтобы его обмотка работала от 12V, а контакты выдерживали ток до 15А. Можно применить и два отдельных реле – никакой разницы нет. Напимер, подойдут стартерные реле от автомобилей ВАЗ. Обмотки реле в этом случае следует зашунтировать диодом для подавления токов самоиндукции при отпускании реле.
 Трансформатор ТР1 ТВК110 выдран из «советского» черно-белого телевизора (да-да, такие раритеты еще встречаются на просторах нашей страны), однако в последствии заменен на более компактный из китайского адаптера от древнего модема Zyxel. Требования к трансформатору: напряжение холостого хода 15…18V ток нагрузки 0.3А. Выбор очень широкий.
 Трансформатор ТР2 ОСМ-1-0.16 220-24 идеально подходит для данной схемы. Хорошее мощное железо, качественная обмотка, словом – то, что нужно. К сожалению, имеющийся у меня экземпляр на выходе давал 42V вместо 24V, что явно, много. Пришлось размотать вторичную обмотку, провод сложить вдвое и намотать обмотку меньшим числом витков. Получилось, вторичная обмотка содержит 44 витка двумя (не скрученными!) параллельными проводами диаметром 1 мм. Как показала практика, этого оказалось мало. Надо было мотать тремя проводами. При токе 10А трансформатор греется, однако, уже при 6А он чуть теплый. Резюме: транформатор должен быть не менее 180-200 Вт мощности, вторичная обмотка должна быть намотана проводом диаметром не менее 2 мм (лучше – 2.5 … 3 мм) и выдавать напряжение холостого хода 24 – 26V. Такое трансформатор при токе 10А вообще не будет греться. Учитая, что зарядное устройство может работать неперывно несколько часов, трансформатор должен гарантированно обеспечивать требуемую мощность и не перегреваться.
 Трансформатор ТИ можно использовать готовый – подходит дроссель из сетевого фильтра блока питания АТ. Если такого дросселя не окажется – на подходящем ферритовом кольце с внешним  диаметром 18-25мм, монтажным проводом МГТФ или подобным наматывается две обмотки с числом витков 25. Скручивать провода обмоток «косичкой» не нужно. Концы обмоток фиксируются клеем. Трансформатор желательно обернуть лакотканью и проклеить клеем БФ или лаком. Перед установкой в схему трансформатор следует сфазировать – ипмульс положительной полярности, приходящий на первичную обмотку должен наводить во вторичной обмотки тоже импульс положительной полярности, который следует подавать на управляющий электрод тиристора.
 Переменные резисторы 10 – 15 кОм любой конструкции и мощности, главное, чтобы они были группы «А». Допускается группа «В», но никак не «Б»!  Дело в том, что характеристика фазового регулятора нелинейна, поэтому резистор группы «Б» сильно осложнит точную установку тока, близкого к максимальному значению.  В устройстве примены керамические проволочные переменные резисторы СП-Б на 15 Ком, но это не означает, что надо ставить именно такие
 Измерительные приборы – вольтметр и амперметр в зарядной цепи – щитовые магнитоэлектрические приборы постоянного тока, например из серии М42. Амперметр обязательно должен иметь шунт на 10А.
 Кнопка включения-выключения любой конструкции с двумя контакными группами, причем одна из групп нормально замкнутая. Лампа включения может быть совмещена с кнопкой – так наглядно и удобно.
 Клеммы зарядной цепи, держатели предохранителей и сами предохранители любой конструкции. Внимание! Установка плавких предохранителей в схему обязательна! Эксплуатация прибора без предохранителей может привести к пожару!
 Корпус любой конструкции. Обязательно наличие отверстий для охлаждения трансформатора. Также, жалательно утстановить кулер, выдрать который можно их того-же блока питания АТ или АТХ.  Диодный мост зарядной цепи жалательно установить на радиатор. Можно использовать радиатор от блока питания АТ или АТХ.
 Важное замечание. Измерительный шунт желательно применить заводской конструкции, применение самодельного шунта крайне нежелательно т.к.  его параметры будут нестабильны! Вместо шунта на 20А можно применить шунт на 50A, запаса усиления на ОУ вполне достаточно. Недопустимо применять шунт на 15А и ниже т.к. при максимальном зарядном токе он будет греться.
 Что касается монтажа, зарядная цепь должны быть выполнена толстым многожильным медным проводом диаметром не менее 2.5 мм для снижения потерь. При длине кабеля 2.5 м общая длина цепи составляет 5м. При применении провода диаметром 2 мм падение напряжения при токе 10А в этой цепи составило около 2V, что явно много! Поэтому, диаметр проводов был увеличен до 4 мм, падение напряжения при токе 10А составило всего 0.75V, что вполне допустимо.
 Монтаж высоковольтной части устройства должен быть выполнен согласно всем требованиям правил электробезопасности силовых элекроустановок, все соединения должны быть тщательно заизолированы, а высоковольтные провода не должны проходить в жгуте совместно с низковольтными. Высоковольтные провода должны быть одного цвета, например – красного.
 Трансформатор и блоки устройства должны быть крепко и надежно закреплены внутри корпуса устройства для исключения их касания друг друга, передавливания монтажных проводов и т.д.
 Монтаж блока низковольтной электроники должен быть выполнен аккуратно. Можно развести и изготовить печатную плату, однако вполне достаточно применить стандартную макетную плату размером 50×80 мм – в схеме не много деталей, такой платы будет более чем достаточно.

Налаживание устройства
 Собранное устройство, при отсутствии ошибок в монтаже и исправности деталей начинает работать сразу. Требуется «вогнать» зарядный ток в нужные значения, настроить узел токовой защиты, возможно, настроить делитель в канале установки выходного напряжения.
 Перед первым включением устройства необходимо еще раз проверить правильность монтажа, отсутствие коротких замыканий, проверить правильность подключения трансформаторов, тиристора, измерительных приборов. Движки всех переменных и подстроечных резисторов следует установить в среднее по схеме положение. Подключать нагрузку (аккумулятор) пока не нужно.
 При нажатии кнопки включения питания должно щелкнуть реле и включиться сигнальная лампа. Необходимо сразу проверить напряжения в контрольных точках схемы, посмотреть осциллографом сигналы в точках «А» – «Г», они должны быть похожи на приведенные сигналограммы. Если на выходе появится напряжение — следует посмотреть сигнал также и на выходе.
 Если схема запустилась и все нормально работает (детали не греются), можно приступать к начальной установке зарядного тока. Временно отпаивает верхний вывод переменного резистора регулировки тока заряда от схемы, и припаиваем его к шине питания +9V. Вращая движок переменного резистора убеждаемся, что ширина управляющих импульсов на выходе ШИМ контроллера плавно меняется от минимальной до максимальной. Сигнал на выходе прибора также, будет изменяться. Можно подключить к выходу прибора нагрузку– лампу на 12V 21W чтобы убедиться, что яркость свечения лампы при регулировке ширины импульса меняется.
 Следующий этап — калибровка максимального тока прибора. Устанавливаем переменный резистор регулировки тока в такое положение, при котором удается получить самый узкий импульс (минимальную мощность). Выводы устройства закорачиваем накоротко. Измеряем ток — он должен быть около 1А. Затем, подключаем к выходу LM358.1 осциллограф и постепенно увеличивает ток до 10А. Смотрим на сигналограмму. На максимальном токе не должно быть ограничений со стороны ОУ — импульсы должны быть примерно такие, как они изображены на сигналограммах 6 и 7. Амплитуда этих импульсов должны быть около 5V. Установкой подстроечного резистора на 50 кОм устанавливаем нужную амплитиду импульсов или добиваемся отвсутствия ограничений. Ток на выходе 10А будет максимальный, который должен выдавать прибор.
 Возвращаем вывод переменного резистора на место, Устанавливаем движок резистора регулировки тока заряда в верхнее по схеме положение, выходные клеммы оставляем закороченным, включаем питание. Ток должен резко возрасти до 10А а затем  — сразу упасть до 0.7 — 1А. Если этого не происходит, ток остается большим необходимо проверить правильность монтаже схемы, особенно LM358, проверить шунт, еще раз проверить работу ШИМ контроллера. Добившись стабилизации тока, устройство уже можно использовать для зарядки аккумулятоов. При наличии ЛАТР, желательно проверить качество работы стабилизатора. Включаем прибор через ЛАТР,  устанавливаем ток 1 — 4 А и меняем напряжение от 180 до 270V, выходной ток при этом будет меняться на 5 — 10%.
 Проверка и отладка канала напряжения аналогична, каналу тока. Канал установки напряжения проще — там нет ОУ, сигнал с выхода устройства через RC цепочку и делитель сразу подается на TL494. Такая простейшая схема не требует какой-либо отладки.
 Отладка схемы защиты сводится к установке переменного резистора на заданном максимальном токе нагрузки (в данном случае — около 10А) при котором зарядное устройство отключается. Можно установить как меньший, так и больший ток — это зависит от мощности силового трансформатора, диодного моста, максимального тока амперметра в зарядной цепи. Для большинства аккумуляторов достаточно 8А. Внимание! Установка тока защиты должна производиться при закороченных клеммах  зарядного устройства или при подключенном аккумуляторе, соответствующей емкости. Не допускается использовать активную нагрузку (мощные лампы, проволочные резисторы и тп). При токе защиты 10А аккумулятор должен иметь емкость не менее 80 — 100А/ч. При отсутствии подходящего аккумулятора клеммы устройства можно временно закоротить и установить максимальный зарядный ток, а затем — ток защиты. Данная схема защиты, автоматически, обеспечивает и защиту от переполюсовки нагрузки — никаких отладок для этой защиты не требуется. 

Нас интересуют только спады напряжения – нижние участки сигнала. Именно они соответствуют проходу сетевого напряжения через «0».  Для исключения влияния сглаживающего конденсатора емкостью 2000 мкф, он «отвязан» от выпрямительного моста диодом. Пульсации сетевого напряжения, через ограничительный резистор 1 кОм подаются на светодиод оптрона 4N35. На выходе оптрона, в этом случае появляются импульсы, близкие к прямоугольным по форме, и совпадающие по времени с входным сигналом. Транзистор КТ 315 в цепи выхода оптрона включен так, что при спаде импульсов с оптрона (т.е. при проходе синусоды через 0) открывается и шунтирует вывод CT микросхемы. При этом сигнал на коллекторе этого транзистора имеет следующий вид:


Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Устройство для восстановления и десульфатирования аккумуляторов | Energic Plus

Увеличьте срок службы ваших аккумуляторов: сульфат свинца удаляется за счет процесса электрической высокочастотной пульсации в установке для ремонта аккумуляторов. Восстановите заряд батареи!

ИСПОЛЬЗУЙТЕ РЕКОНДИЦИОНЕР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ И СОХРАНИТЕ СУЛЬФАТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Восстановление аккумуляторов очень популярно. 80% аккумуляторов, выходящих из строя и теряющих емкость, сульфатированы, но их можно восстановить с помощью подходящего оборудования.Наш аккумуляторный регенератор Energic Plus успешно удаляет сульфатацию из-за процесса электрической высокочастотной пульсации . Этот процесс восстанавливает емкость батареи, давая вам возможность повторно использовать старые и сульфатированные батареи. Вы также можете использовать устройство для восстановления батарей для ежегодного обслуживания , чтобы существенно продлить срок службы ваших батарей.

Загрузите брошюру по регенератору для получения дополнительной информации

ПРИМЕНЕНИЕ РЕКОНДИЦИОНЕРА АККУМУЛЯТОРА

Стартерные батареи — Стационарные батареи — (Полу) тяговые батареи — Никель-кадмиевые батареи

Наши восстановители аккумуляторов Energic Plus специализируются на аккумуляторных батареях для вилочных погрузчиков.Помимо ремонта аккумуляторов вилочных погрузчиков, устройство имеет другие области применения: тележки для гольфа, инвалидные коляски, ИБП, автомобильные транспортные средства, тяжелое оборудование, военные, сельскохозяйственные машины, мотоциклы, лодки, поезда, ветряные и солнечные энергетические системы и другие.

Нажмите здесь, чтобы загрузить нашу брошюру по регенератору батареи.
Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с новейшими установками регенераторов батарей.

ЧТО ТАКОЕ СУЛЬФАЦИЯ АККУМУЛЯТОРА?

Когда энергетический заряд аккумулятора истощен и его необходимо зарядить во время нормальных рабочих циклов, кристаллов сульфата постепенно накапливаются на электродах, не позволяя аккумулятору эффективно передавать ток.По сути, кристаллы задыхают аккумулятор.

Этот сульфат свинца увеличивает внутреннее сопротивление и снижает удельный вес электролита. Процесс накопления сульфатации аккумулятора неизбежен. Что еще хуже, через 3-4 года процесс существенно ускоряется.

Причины сульфатации аккумулятора

Сульфатирование аккумуляторов является результатом многих причин. Вот основные причины:

Батарея не использовалась слишком долго.

  • Батарея разряжена слишком глубоко.
  • Использовано неправильное зарядное устройство.
  • Неисправный аккумулятор оставлен без лечения.
  • Аккумулятор достиг слишком высокой / низкой температуры.
  • Циклы зарядки не соблюдались.

ЧТО ТАКОЕ ДЕСУЛЬФАТОР БАТАРЕИ

Десульфатор или устройство для восстановления аккумуляторных батарей — это электронное устройство, которое очищает внутренние пластины аккумуляторной батареи от сульфата свинца. Этот сульфат свинца образуется на внутренних пластинах батареи и значительно снижает емкость заряда батареи.Возвращая сульфат свинца обратно в кислотный раствор, можно значительно продлить срок службы батареи.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕГЕНЕРАТОРА АККУМУЛЯТОРА

Используя наш регенератор батарей, вы сможете растворить затвердевший сульфат и восстановить его до активного материала. Он использует высокочастотные токи разглаживания морщин, которые очень эффективно удаляют затвердевший сульфат.

Процесс десульфатации полностью автоматический (максимум 42 часа), регулируется по температуре и состоит из 5 этапов.Это приводит к увеличению плотности электролита, снижению внутреннего сопротивления и увеличению емкости аккумулятора.

  • Комбинация зарядного устройства и разрядника аккумуляторов — все вместе в 1
  • Подробные отчеты об испытаниях
  • Минимальные затраты на обслуживание
  • Увеличенный срок службы батарей
  • Быстрая регенерация
  • Бесплатное программное обеспечение для анализа
  • Программа автоматизации применена
  • Гарантия 2 года
  • Практически постоянное использование за счет упрощения схем и использования лучших компонентов
  • Сертификат CE
  • Беспроводное соединение между регенератором и компьютером
  • Преобразуется разряженная энергия постоянного / переменного тока.Эту энергию можно вернуть в электросеть и использовать повторно

ОТЛИЧНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕКОНДИЦИОНЕРА АККУМУЛЯТОРА

Наша установка для восстановления батарей поставляется с программным обеспечением для мониторинга. Это программное обеспечение позволяет:

  • Получите точные факты и статистические данные по десульфаторам батарей.
  • Создать полный отчет о регенерации аккумулятора.
  • Следить за реакцией аккумулятора при зарядке / разрядке.
  • Сконфигурируйте REPLUS Battery Regenerator с помощью портативного компьютера.

Аккумуляторный десульфатор REPLUS имеет чрезвычайно удобную панель управления. Через «Настройки» вы можете изменить дату и некоторые настройки экрана, а в «Эксплуатации» вы можете настроить окончательные настройки для процесса восстановления батареи. Эта кривая показывает полную реставрацию:

  1. Контролируемый сброс
  2. Реставрация
  3. Выравнивание
  4. Разряд
  5. Реставрация

Когда вы сравниваете разряд 1 с 4, вы видите, что время, необходимое для разрядки аккумулятора, увеличилось более чем вдвое во время второго разряда.Это прямой результат процесса высокочастотного импульса на шагах 2 и 3.

Та же история, что и в шаге 5: сравнивая этот шаг с шагом 2, вы видите, что установленное напряжение батареи достигается намного позже, чем на шаге 2. Это означает, что ваша батарея работает дольше, снова принимает ток и, таким образом, восстанавливается.

КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ РЕКОНДИЦИОНЕРОМ И ДЕСУЛЬФАТОРОМ АККУМУЛЯТОРА?

Есть два способа использования восстановителя аккумуляторных батарей: восстановительная регенерация и поддерживающая регенерация.

Восстановительная регенерация позволяет восстанавливать старые (5, 6, 7… лет) аккумуляторы среднего и хорошего качества, которые «заилились» до 90-100% производительности в результате естественного сульфатирования.

Техническая регенерация позволяет поддерживать аккумулятор в оптимальном состоянии без сульфатов за счет кратковременной ежегодной регенерации.

СЧАСТЛИВЫЕ ЗАКАЗЧИКИ РЕГЕНЕРАТОРА АККУМУЛЯТОРА

Energic Plus стал специалистом в области оборудования для восстановления аккумуляторов за последние 5 лет.Имея более 500 довольных и постоянных клиентов на всех континентах мира, мы можем сказать, что мы являемся ведущим поставщиком оборудования на сегодняшнем рынке. Благодаря технологии регенерации аккумуляторов вы можете использовать свои аккумуляторы дольше и сэкономить много CO2. Таким образом, регенератор на улучшает среду .

Наша технология обессеривания аккумуляторов специально разработана для анализа, регенерации и восстановления всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов, у нас есть очень хорошие рекомендации в различных отраслях промышленности.Погрузочно-разгрузочные работы — это наш самый большой рынок с такими известными брендами, как Linde и Toyota, которые купили несколько машин для использования их официальными дилерами.

Ознакомьтесь с нашими отзывами о средствах для восстановления аккумуляторов.

Более подробную техническую информацию можно найти в нашем каталоге Energic Plus®.

Steves Fix It Shop: десульфатор свинцово-кислотных аккумуляторов

ОБНОВЛЕНИЕ 2:
Мои детали прибыли, я разобрал схему (думаю) . Я думаю, что я собираюсь начать, чтобы закончить публикацию о моей текущей процедуре изготовления печатной платы и изготовить новую плату, даже если другая, похоже, работает. У меня есть нужные детали, а другая плата вместе и работает. Хотелось бы посмотреть, работают ли они по-другому.
Desulfator-RevB — KiCAD 3D Render

Theory :
Когда свинцово-кислотная батарея застывает, на пластинах образуются разряженные кристаллы сульфата, уменьшая площадь поверхности и, следовательно, потенциальную емкость батареи.Десульфатор посылает в батарею всплеск высокого напряжения / тока, который вызывает вибрации, которые сбивают кристаллы сульфата с пластин.
Обычная частота составляет около 1 кГц, хотя вибрации обычно находятся в диапазоне МГц. Это описывается как звонок в колокол. Десульфатор звонит тысячу раз в секунду, и на самом деле всю работу делают гармонические колебания. Поэтому фактическая частота не имеет особого значения.
Вероятно, было бы лучше вынуть аккумулятор из автомобиля, чтобы не передавать высокое напряжение через компьютеры, регуляторы и т. Д.В любом случае восстановление аккумулятора может занять от недели до нескольких месяцев, поэтому в любом случае предпочтительнее делать это вне автомобиля.
Desulfator Rev. B — Top
Спецификации:
  • Устройство управляется почтенным таймером 555, хотя устройство будет работать и позволит больше контролировать / отслеживать прогресс. (Возможный будущий дизайн)
  • Должен работать на многих напряжениях
  • Может работать и на nicad.
  • Это в основном эталонный дизайн.Я хочу посмотреть, работает ли (и насколько хорошо) это, прежде чем тратить много времени на разработку собственной системы (если мне тоже нужно, давайте не будем изобретать колесо, верно?)
  • Я пробую компактный дизайн, олово альтоидов или меньше. предпочтительно 50 мм x 50 мм, так как, если он работает хорошо, я могу сделать партию и попытаться продать их.

Десульфатор Ред. B — снизу
Ограничения:
  • По мере увеличения размера батареи необходимо увеличивать силу тока.Два резистора можно заменить на электролизеры, чтобы отрегулировать частоту и рабочий цикл 555, но это приводит к увеличению нагрева индукторов. (для начала попробуем настройки по умолчанию)
  • Для увеличения силы тока требуются более дорогие катушки индуктивности.
  • Он не имеет автономного питания, поэтому для работы требуется постоянный заряд.
  • Нет защиты от обратной полярности, подключите ее задом наперед, и вы, вероятно, ее сломаете. (Я собираюсь изучить это, не думаю, что это будет слишком сложно предотвратить, определенно изучу это, прежде чем продавать что-либо)
Примечания:
Я основываю это на дизайне Рона Ингрэхэма, я не думаю, что он следовал нумерации компонентов оригинала, поэтому, если они скажут, что вы можете заменить что-то на R1, это может не быть R1 в схеме.

Обновление 1:
Мои детали не прибыли, и у меня закончилось терпение. Итак, я набрал некоторые индукторы (около 600uh и 180uh) заменили другие части и это вроде работает.

Всего обнаружено две проблемы:
1. Я пропустил след (как-то пропустил его на схеме) и что предотвращает падение рабочего цикла ниже 25% и вызывает частота меняться вместе с ним. это было действительно неприятно. Я в конце концов нашел его и добавил трос. Теперь RV2 регулирует частоту, а RV4 регулирует рабочий цикл.Я также добавил резистор 180 кОм к RV2, но это просто потому что у меня было только 100 000 банков (должно быть не менее 300 000+. Я очень рекомендую использовать для них горшки. Тогда вы можете просто набрать его прямо сейчас. (с источником питания и прицелом или на слух и следя за тем, чтобы hot)
2. Глупый (я) использовал неполяризованные колпачки (C) вместо поляризованных колпачков (CP) в схеме, так что 3 заглушки были перевернуты.

У меня исправил все эти вещи в схеме. Мне нужно очистить схему и загрузить ее.Я не уверен, собираюсь ли я сверните все это в Rev B или перейдите в Rev C. У меня есть внес ряд мелких изменений, но это ни в коем случае не редизайн.


Ред. B Изменения:
1. Заменены R2 и R4 на потенциометры для регулировки. Вместо них должны подходить резисторы, так что это необязательно.
2. Добавлены C41, C43 для дополнительных опций на нижнем конденсаторе esr.
3. На схеме отмечены разные варианты сборки.
4. Имеет расположение компонентов для нескольких вариантов схемы. Доска не должна заполняться полностью.
5. Возможно, разъем питания перевернулся. Ой.
6. На данный момент авторские права принадлежат на макет печатной платы. Бесплатно для личного пользования. В конце концов, я могу передать его в общественное достояние. Я просто не хочу, чтобы пока кто-нибудь продавал эти непроверенные платы.

Ссылки:
Файлы KiCAD + PDF

Убедитесь, что вы добавили библиотеку кэша в самый верх библиотек KiCAD для схемы. Это PITA, он не делает это автоматически. PDF-файлы могут работать, а могут и не работать, они меня устроили.Убедитесь, что вы печатаете на 100%, без масштабирования.
Фотографии последней платы в моем посте PCB Fab

Информация о десульфаторе (моя основана на маломощном — дизайн Рона Ингрэма)

S / Y BORAL TEKNESİ: DESÜLFATÖR

Konu tesadüfen Gezgin Korsan forum sayfalarında dikkatimi çekmişti. Akülerin plakalarında zamanla biriken Sülfat, akünün hem performanceansını düşürüyor hem de ömrünü kısaltıyormuş. Бу конуда бен де араштырма яптым ве бойле бир дурумун олдугуну интернетте ябанджи кайнаклы бир чок макаледе окудум.

Бу ISE çözüm olarak önerilen desülfatör isimli Cihaz, akünün kutupları arasına bağlanıyor, elektriksel beslemesini aküden alıyor ве aküye belirli aralıklarla 10 кГц frekansında darbeler yollayarak biriken Sülfat’ı табир yerindeyse kırarak döküyor (ен azından Bunu yaptığı iddia ediliyor).

Desülfatör ve kullanım kitapçığı

Araştırmam sırasında bu cihazdan pek çok model ve marka olduğunu gördüm. Ağırlıklı Çin malı hepsi.Fiyatları da değişik. Alibaba.com’dan daha önce de alışveriş yaptığım için gözüme kestirdiğim ve eğer gelmezse veya bozuk çıkarsa üzülmeyeceğim bir fiyatlı olanını seçtim ve sipariş verdim. Yaklaşık bir ayda elime ulaştı. Fiyatı 14 USD иди. Geç gelmesi ise ücretsiz normal kargoyu seçtiğim içindi.

Hafta sonu teknede montajını yaptım. Ok basit. Akünün kutuplarına kırmızı (artı) ве siyah (eksi) krokodillerini tutturuyorsunuz ве bitiyor. Ekranında önce akünün voltaj standartı otomatik görülüyor (12V).Sonra o anki gerilimini (13,6V olarak) okuyor ve çalışmaya başlıyor. 10 кГц darbe frekansı olduğundan çalıştığını sessizlikte duyuyordum. Yaklaşık 30-40 sn darbeler yolluyor, sonra 15-20 sn kadar duruyor. Anladığım kadarıyla adeta böbrek taşı kırma makinesi gibi çalışıyor.


Aküye bağlanmış hali

Cihazı servis aküsüne bağladım ve bıraktım. Бу arada açmışken akünün bakımını da yaptım. Eksilen suyu tamamladım, tam 1 lt saf su ilave ettim toplam 6 göze.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены.