Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный десульфатор


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


Изучены 2 простых схемы десульфатора батареи

В этой статье мы исследуем 2 простые, но мощные схемы десульфатора батареи, которые можно использовать для эффективного удаления и предотвращения десульфатации в свинцово-кислотных батареях. Первый метод использует импульсы PWM, а второй метод реализует обычный мостовой выпрямитель для того же.

Сульфатирование в свинцово-кислотных аккумуляторах - довольно распространенное явление и большая проблема, потому что процесс полностью снижает эффективность аккумулятора. Считается, что зарядка свинцово-кислотной батареи с помощью метода ШИМ инициирует десульфатацию, помогая восстановить эффективность батареи до определенного уровня.

Что такое сульфатирование в свинцово-кислотных аккумуляторах

Сульфатирование - это процесс, при котором серная кислота, присутствующая в свинцово-кислотных аккумуляторах, со временем реагирует с пластинами с образованием слоев белого порошка, подобного веществу, над пластинами.

Этот слой отложений серьезно ухудшает химические процессы внутри батареи во время зарядки или разрядки, делая батарею неэффективной с ее способностью передавать энергию.

Обычно это происходит, когда аккумулятор не используется в течение длительного времени, а процессы зарядки и разрядки выполняются не очень часто.

К сожалению, не существует эффективного способа решения этой проблемы, однако было исследовано, что застрявшие отложения серы на поврежденной батарее могут быть в некоторой степени разрушены путем воздействия на батарею сильноточных импульсов во время ее зарядки.

Эти сильноточные зарядные импульсы должны быть хорошо оптимизированы с помощью некоторой схемы управления и должны тщательно диагностироваться при реализации процесса.

1) Использование ШИМ

Реализация метода через схему с ШИМ-управлением, вероятно, лучший способ сделать это.

Вот отрывок из википедии, в котором говорится:

«Десульфатация достигается за счет сильноточных импульсов, генерируемых между выводами батареи. Этот метод, также называемый импульсным кондиционированием, разрушает кристаллы сульфата, которые образуются на пластинах батареи. . Короткие сильноточные импульсы, как правило, работают лучше всего. Электронные схемы используются для регулирования импульсов различной ширины и частоты сильноточных импульсов. Их также можно использовать для автоматизации процесса, поскольку для полной десульфатирования батареи требуется длительный период времени. ."

https://en.wikipedia.org/wiki/Talk%3ABattery_regenerator

Обсуждаемая здесь схема зарядного устройства с ШИМ-сигналом может считаться наилучшей конструкцией для проведения описанного выше процесса десульфатации.

Как работает схема Функции

IC 555 сконфигурирован и используется в стандартном режиме управления PWM.

Выходной сигнал IC соответствующим образом усиливается через пару транзисторов, так что он может подавать упомянутые сильноточные импульсы на батарею, которая должна быть десульфатированный.

ШИМ-регулирование может быть установлено на низкий коэффициент «отметки» для реализации процесса десульфатации.

И наоборот, если схема предназначена для использования для зарядки обычных аккумуляторов, ШИМ-управление может быть настроено для генерации импульсов с равными отношениями метка / пространство или в соответствии с желаемыми спецификациями.

Управление ШИМ будет зависеть исключительно от личных предпочтений человека, поэтому должно выполняться правильно в соответствии с инструкциями производителя батарей.

Несоблюдение надлежащих процедур может привести к несчастному случаю со смертельным исходом из-за возможного взрыва аккумулятора.

Уровень входного тока, равный уровню AH аккумулятора, может быть выбран изначально и постепенно уменьшаться, если обнаруживается положительный ответ от аккумулятора.

2) Десульфатирование с помощью схемы трансформатора и мостового выпрямителя

Чтобы сделать этот простейший, но эффективный десульфатор аккумулятора со схемой зарядного устройства, вам просто потребуется трансформатор подходящего номинала и мостовой выпрямитель. Конструкция не только обессеривает аккумулятор, но и предотвращает появление этой проблемы в новых аккумуляторах и одновременно заряжает их до желаемого уровня.

В начале этого поста мы узнали, как десульфатировать, используя концепцию ШИМ, однако более глубокое исследование показывает, что процесс десульфатации батареи не обязательно требует прецизионной схемы ШИМ, просто источник питания должен колебаться с определенной заданной скоростью, и этого достаточно, чтобы запустить процесс десульфатации (в большинстве случаев) ... при условии, что батарея все еще находится в диапазоне отверждения и не находится за пределами состояния восстановления.

Итак, что вам нужно, чтобы сделать эту сверхпростую схему десульфатора батареи, которая также будет заряжать данную батарею и, кроме того, обладать способностью предотвращать развитие проблемы сульфатирования в новых батареях?

Трансформатор подходящего номинала, мостовой выпрямитель и амперметр - все, что нужно для этой цели.

Номинальное напряжение трансформатора должно быть примерно на 25% выше номинального напряжения батареи, то есть для батареи 12 В на клеммах батареи может подаваться напряжение от 15 до 16 В.

Ток может быть приблизительно равен номиналу Ач батареи для тех, которые необходимо восстановить и которые сильно сульфатированы, для хороших аккумуляторов зарядный ток может составлять примерно 1/10 или 2/10 их номинала Ач. Мостовой выпрямитель должен быть рассчитан в соответствии с указанными или рассчитанными уровнями заряда.

Схема десульфатора с использованием мостового выпрямителя

Принцип работы мостового выпрямителя в качестве десульфатора

На приведенной выше диаграмме показаны минимальные требования к предлагаемому десульфатору батареи со схемой зарядного устройства.

Мы можем увидеть наиболее стандартную или, скорее, грубую настройку источника питания переменного тока в постоянный, где трансформатор понижает сетевое напряжение до 15 В переменного тока для указанной батареи 12 В.

Прежде чем достигнуть клемм аккумулятора, 15 В переменного тока проходит процесс выпрямления через подключенный мостовой выпрямительный модуль и преобразуется в двухполупериодный 15 В постоянного тока.

При питании от сети 220 В частота перед мостом будет 50 Гц (стандартная спецификация сети), а после выпрямления предполагается, что она станет двойной по сравнению с 100 Гц. Для входа 110 В переменного тока это будет около 120 Гц.

Это происходит потому, что мостовая сеть инвертирует нижние полупериоды понижающего переменного тока и комбинирует их с верхними полупериодами, чтобы в итоге получить пульсирующий постоянный ток 100 или 120 Гц.

Именно этот пульсирующий постоянный ток становится ответственным за встряхивание или сбивание сульфатных отложений на внутренних пластинах конкретной батареи.

Для хорошей батареи это импульсное зарядное устройство с частотой 100 Гц гарантирует, что сульфатирование перестает происходить в первую очередь, и, таким образом, помогает держать пластины относительно свободными от этой проблемы.

Вы также можете увидеть амперметр, подключенный последовательно к входу питания, он обеспечивает прямую индикацию потребления тока батареей и обеспечивает «живое обновление» процедуры зарядки, а также то, может ли происходить что-нибудь положительное.

Для хороших аккумуляторов это предоставит информацию от начала до конца, касающуюся процесса зарядки, то есть первоначально стрелка измерителя будет указывать заданную скорость зарядки аккумулятора, и можно ожидать, что постепенно она опустится до нулевой отметки, и это когда необходимо отключить зарядное устройство.

Можно использовать более изощренный подход для включения автоматического отключения после полной зарядки аккумулятора с помощью схемы автоматического отключения полного заряда аккумулятора на базе операционных усилителей (вторая диаграмма)

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.Самодельный десульфатор

- HomemadeTools.net



ОПИСАНИЕ:

Самодельный десульфатор, изготовленный по опубликованной принципиальной схеме.

Новые сообщения на форуме

  1. Подвеска с шагающей балкой - GIF от Frank S on 2020-08-20 22:42:09
  2. Титановый молоток - видео от IAMSatisfied on 2020-08-20 22:29:14
  3. Зажимы для установки плинтуса - GIF от Altair on 2020-08-20 21:51:01
  4. Машина для плетения - видео от N00b Machinist на 2020-08-20 21:48:54
  5. Пластиковое ведро для предотвращения заклинивания от madokie on 2020-08-20 21:23:24
  6. Таблицы эквивалентов и сравнения Carbide Insert от Canyonman44, 2020-08-20 20:27:47
  7. Клавиатура для просмотра интернета для слепых - GIF от Altair on 2020-08-20 20:27:02
  8. Расчет радиуса кругового сегмента Duke_of_URL 2020-08-20 20:24:33
  9. Камера возрождения канарейки угольной шахты - фото McDesign 2020-08-20 20:11:14
  10. Клара Линдблом в рекламе энергетического напитка - GIF от Frank S 2020-08-20 19:45:37

Родственные самодельные инструменты:

.

Аккумуляторный десульфатор | Hackaday

Hack a Day фаворит [Майки Склар] вернулся с новым проектом. Mini-D - это аккумуляторный десульфатор. Если свинцово-кислотная батарея на 12 В работает с напряжением ниже 12,3 В, на свинцовых пластинах начнут формироваться кристаллы серы. Этот рост кристаллов увеличивает внутреннее сопротивление и в конечном итоге делает батарею непригодной для использования. Десульфатор батареи посылает высокочастотные импульсы через батарею, чтобы создать резонанс, который разрушит кристаллы.Для автомобильного аккумулятора весом 60 фунтов для полного обессеривания потребуется примерно три недели. Вы можете найти схемы и десяток строк кода для ATmega169 на его сайте. Ниже представлено видео, в котором он объясняет устройство и другие методы, такие как нагрузочное тестирование.

.

Смотрите также