Простое двухполярное зарядное устройство

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

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

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

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

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

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

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

Добавлять напряжение генератора ни в коем случае нельзя - из-за опасности повреждения электрического и электронного оборудования автомобиля  нестандартным напряжением, это иногда случается при повреждении реле-регулятора напряжения.
Выход прост -зарядить аккумулятор внешним зарядным устройством с повышенным напряжением источника.

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

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

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

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

Характеристики устройства:
1. Напряжение сети 210- 230 вольт.
2. Мощность трансформатора 50-100 ватт
3. Напряжение аккумуляторов 6/12 вольт.
4. Ток заряда макс. средний 1 ампер
5. Ток разряда 12 мА.
6. Ток заряда импульсный макс. 3 ампера
7. Время восстановления  6- 18 часов.
8. Аккумулятор : а) открытого типа ;б) закрытого типа ; в) гелиевый.
9. Ёмкость аккумулятора от 2 до 100 А/час.
Зарядное устройство не предназначено для питания  радиоэлектронных устройств.

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

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

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

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

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

Детали устройства

В схеме зарядного устройства отсутствуют покупные радиодетали.
Силовой трансформатор Т1 использован от ламповых радиоприёмников :железо предварительно разбирается, сетевая обмотка используется без изменений, повышающая и накальная аккуратно удаляются послойно - перекусыванием кусачками витков, вместо них наматывается проводом сечением 0,5мм -0,6 мм обмотка до заполнения с отводом (примерно ) от середины, количество витков  новой вторичной обмотки 2х 9 вольт переменного тока должна соответствовать виткам удалённой обмотки накала ламп на 6,3 вольта.. Далее проводится обратная сборка железа, несколько листов ш- образного железа  не войдут - это не повлияет на характеристики трансформатора. При подключенном  сетевом напряжении вторичное напряжение на отводах должно быть в пределах 2х 18вольт.
Заводской   трансформатор типа ТПП243 или ТН.

Коммутационный переключатель SA1  использован от сетевых тумблеров на ток в 3 ампера.
Конденсатор С1 типа К17  с напряжением 250 - 400Вольт.
Светодиод индикации HL1  допустимо установить любого свечения.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Зарядное устройство