Зарядное с десульфатацией своими руками

Автомобили

Недавно собрал зарядно-десульфатирующий автомат, практически под все 12-ти вольтовые аккумуляторы, так как есть плавная регулировка тока. Автомат успешно заряжает как гелевые АБ 12В 4,5А/ч для безперебойника, так и аккумуляторные батареи для автомобиля — 80А/ч. Не содержит дорогих и дефицитных деталей и нескложен в сборке. Выкладываю схему и фото внешнего вида ЗУ.

Рисунки печатных плат десульфатирующего зарядного устройства показаны ниже. Если требуется — можете скачать их в формате Lay.

Модуль контроля напряжения


Для более стабильной работы автомата поставил маленький кулер от процессора, что вполне оправдало себя. Теперь температура стабильная, а значит и параметры заряда практически не меняются от нагрева.

При выборе схемы хотелось сделать полный автомат и обязательно с десульфатацией, чтобы заряжал асиметричным током. Данный зарядный автомат работает стабильно, испытывал 3 недели в непрерывном цикле. Функция десульфации тоже работает исправно — вылечил один аккумулятор, который начал брать ток и держать ёмкость.

Микросхема 554СА3 здесь работает стабильно, особенно если грамотно и чётко настроить. При проектировании устройства учтите, что тепла эта микросхема не любит, её нужно устанавливать в том месте, где тепло не доходит. Желательно внизу и подальше от греющихся резисторов.

Корпус десульфатирующего ЗУ можно использовать металлический, а можно и из прочной пластмассы. Естественно надо предусмотреть отверстия для вентиляции.

Обязательно снабдите зарядное устройство стрелочными индикаторами тока и напряжения. Это будет удобно и наглядно. Сразу видна динамика процесса заряда и восстановления АКБ. Автор конструкции: nbotsman

Обсудить статью ДЕСУЛЬФАТИРУЮЩЕЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

Схема простого слуxового аппарата или сверхчувствительный микрофонный усилитель.

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12-220В

Схема и описание сборки преобразователя напряжения бортовой сети автомобиля 12В в переменное сетевое — 220В.

Категорически приветствую всех читателей!

Написать данную статью меня побудили несколько факторов: борьба с потенциальным алкоголизмом, желание несколько упорядочить «кашу» из накопившейся информации и, конечно, большое желание помочь единомышленникам.

В конечном итоге мы получим зарядное устройство с линейной характеристикой выходного тока. Это означает, что зарядка будет происходить в два этапа — постоянным заданным вручную током до набора заданного напряжения, затем постоянным заданным напряжением. При этом выходной ток будет плавно снижаться вплоть до нуля, когда заряд будет полностью окончен. Это самый правильный способ зарядки.

Также мы добавим режим десульфатации аккумуляторной батареи. Такой функцией обладают некоторые заводские зарядные устройства, например, Кедр-Авто 10. Такой зарядник у меня так же имеется, и его режим работы мне не очень нравится: во-первых, он не производит должным образом зарядку постоянным напряжением, а просто падает в дозарядку малым током. Окончания зарядки придется ждать очень долго; во-вторых, в интересующем нас режиме "Цикл" максимальное напряжение целенаправленно увеличено до 15,5 вольт, чтобы устройство не отключалось. Это в конечном итоге приведёт к перезаряду аккумулятора. Использованная у меня реализация лишена этих недостатков.

Ключевые моменты статьи для удобства восприятия и навигации я выделил полужирным шрифтом.

Лирика: данный текст ориентирован на начинающих радиолюбителей, подобных мне самому. Собственно, я сам почти год назад не держал в руках паяльник, пока не набрёл на статью Андрея Голубева про изготовление лабораторного блока питания из компьютерного БП. Не имея четкого представления, зачем он мне впоследствии пригодится, я поставил себе задачу во что бы то не стало разобраться и сделать себе такое устройство. И это мне удалось. Выражаю огромную человеческую благодарность Андрею и Юрию Вячеславовичу за посильную помощь в моих начинаниях. Много крови я у них выпил. Я не повторяю статью Андрея, но постараюсь ключевые моменты переделки раскрыть более подробно, останавливаясь на моментах, которые вызывали у меня много вопросов. Прошу воспринимать данный материал как отчет о проделанной работе. Чтобы понимать, о чем я вообще говорю, вам необходимо изучить вышеупомянутые статьи.

Читайте также:  Из какого материала сделаны карбюраторы

Многие здесь и сейчас присутствующие знают, что я человек расчетливый, и не ищущий легких путей. И недавно, промывая подкапотку любимого авто от месячной пыли, обнаружил недобро косящийся на меня красный глаз индикатора плотности в банке аккумуляторной батареи. В связи с никак не радующими глаз ценами на аккумуляторы, да и что угодно в наше время, в принципе, решил, что не стоит оставлять без внимания такой важный элемент автомобиля, как аккумуляторная батарея, пробуждающая 6 цилиндров в сибирские морозы. Готовь сани летом, как говорится. А с другой стороны, не кошерно таскать в гараж лабораторный блок питания, в который вложил душу.

А что нам стоит дом построить?

За период создания вышеупомянутого лабораторника у меня скопилось достаточной количество барахла, которое можно превратить в объект обсуждения – аккумуляторное зарядное устройство.
По сути, это тот же лабораторный блок питания, но с некоторыми ограничениями – минимальное напряжение на выходе равно 14,4В, максимальное 16В, блок питания не стартует без подключенного к выходным клеммам аккумулятора и имеет защиту от переполюсовки. В штатном режиме регулятор напряжения всегда в крайнем левом положении, и напряжение на выходе равно 14,4В. Повышенное напряжение используется для "пинка" запущенным аккумуляторам.

Суть зарядного устройства: обеспечить стабилизированное напряжение 14,4 вольта и заданный ограниченный ток. Проще говоря, в начале процесса зарядки ток будет максимальным, заданным реостатом. По мере заряда батареи, собственное напряжение аккумулятора будет расти. В конце концов, когда напряжение аккумулятора станет 14,4 вольта, блок питания перейдет в режим стабилизации напряжения и станет постепенно снижать ток до нуля. В таком состоянии аккумулятор может находиться сколь угодно долго, и ничего плохого с ним не произойдет.

Мне по вышеупомянутой причине сия поделка обошлась в 0 рублей и 0 копеек, если же все комплектующие покупать поштучно, бюджет может подрасти до 1000 рублей, где большую часть занимают вольтамперметры. От момента задумки до реализации прошла неделя. Делал в основном вечерами, но пару дней посвятил процессу полностью.

На этом описательно-вступительную часть предлагаю считать оконченной и перейти к самому интересному.
Достался в виде трупа блок питания ATX:

Видно следы отвратительного ремонта: силовые ключи и диодные сборки вообще не прикручены к радиаторам. Схема очень схожа с этой:

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…

Читайте также:  Как делают операцию аппендицит

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.

Читайте также:  Устройство карбюратора пирбург 2е

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.

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 амперчасов, 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 миллиамперчасов, 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.

Добавить комментарий

три + 4 =