Схема зарядного устройства с десульфатацией

Информационный сайт о накопителях энергии

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 +2H2SO4 +2PbO2 -> 2PbSO4 +2H2O

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 NH4OH 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.

На автомобильный аккумулятор во время запуска двигателя и поездки действуют меняющиеся токовые нагрузки, которые со временем его разрушают.

Предотвратить сульфатацию пластин может зарядное устройство, выдающее пульсирующие асинхронные токи для восстановления емкости.

В статье рассматриваются две простые электрические схемы зарядного устройства с трансформатором, которые несложно собрать своими руками. Они позволяют продлить ресурс АКБ, сэкономить денежные средства.

Что такое сульфатация

Внутри свинцового кислотного аккумулятора постоянно протекают химические реакции, сопровождаемые выделением кристаллов серного свинца PbSO4. Они оседают на пластинах, не растворяются в электролите, мешают его проникновению к электродам.

Эти примеси ограничивают рабочую площадь пластин. АКБ начинает терять емкость, разряжается. По этой причине аккумулятор может быстро снизить работоспособность, даже прийти в негодное состояние.

Для предотвращения сульфатации пластин существует много различных технических решений, включая применение органических активаторов типа Eco Tec Power. В статье же рассматривается метод создания пульсирующих электромеханических нагрузок при заряде в среде электролита.

Они как бы «встряхивают» жидкость, не дают кристаллам серного свинца задерживаться на пластине. Промышленность выпускает различные приборы, осуществляющие функцию десульфатации при заряде.

Можно купить зарядное устройство подобного типа, но мы рассматриваем две схемы прибора, которые легко собрать своими руками.

Самое простое зарядное устройство

Электрическая схема

Для сборки прибора потребуются:

• любой трансформатор, способный выдавать напряжение и ток, необходимые для зарядки автомобильного аккумулятора, например, 25 вольт, 150 ватт;
• диод или диодная сборка для преобразования зарядного тока, например, на 5 или лучше 10 ампер;
• амперметр контроля процесса заряда. Допустимо использовать стрелочный или цифровой мультиметр, чтобы выставить первоначальный ток, а затем отсоединить прибор из схемы.

Имеет смысл на входе трансформатора поставить защиту от коротких замыканий внутри пластин и перегрузок: предохранитель на 1 ампер.

В целях безопасности следует периодически осуществлять визуальный контроль за работой этой схемы при заряде аккумулятора.

Форма сигнала

Если обычное автомобильное зарядное устройство выдает постоянный ток, то рассматриваемая схема за счет трансформатора обеспечивает его пульсации, уменьшающие процесс сульфатации пластин.

Это вполне рабочий способ, но намного эффективнее работает второй метод.

Схема с асинхронной гармоникой тока

Принцип формирования сигнала

Убирать кристаллы серного свинца с пластин позволяет меняющийся по величине и направлению электрический ток. Форма его гармоники имеет несимметричный, но повторяющийся характер.

Зарядный ток каждой полуволны должен обеспечивать нормальное протекание набора емкости аккумулятором, а разрядный — стряхивать образующиеся примеси PbSO4 с пластин и, одновременно, не препятствовать заряду. Их оптимальное соотношение по амплитуде составляет 10:1.

Схема зарядного устройства с асимметричным током

Самодельное зарядное устройство не требует при изготовлении дефицитных, дорогих деталей. Для его сборки потребуются:

• трансформатор Т1;
• реле напряжения К1;
• амперметр pA1;
• транзистор VT1;
• диоды VD1 и VD2;
• стабилитрон VD3;
• резисторы;
• предохранители;
• выключатель SA1.

Конструкция трансформатора напряжения

Можно использовать любую заводскую модель или собрать его своими руками по технологии, описанной в статье об импульсном паяльнике Момент. Главное условие — трансформатор должен преобразовывать напряжение сети 220 в 25 вольт, иметь мощность от 250 ватт.

Эти нагрузки выбираются для возможности проведения ускоренного заряда токами в 10 ампер. Если отсутствует необходимость использования такого режима, то допустимо создавать зарядное устройство на 5А и обойтись трансформатором напряжения на 130 ватт.

Защитные устройства схемы

Предохранитель стороны 220

Выполняет задачи защиты от коротких замыканий в схеме и токов перегрузок трансформатора. Достаточно использовать плавкую вставку на 1 ампер или чуть больше.

Предохранитель выходной цепи

Защищает зарядное устройство от возникновения аварий внутренних цепей между пластин аккумулятора. Плавкая вставка подбирается с учетом выбранного рабочего режима на 5 или 10 ампер.

Реле К1

Задача: при поданном напряжении на схему обмотки электромагнит, срабатывая контакты, удерживает их в притянутом положении. Через их цепь протекает зарядный ток.

Если напряжение питания 220 пропадает, то электромагнит реле обесточивается, автоматически разрывает цепочку подключения аккумулятора. Предотвращается его саморазряд через резистор R4.

Допустимо выбрать любую модель реле под напряжение срабатывания вторичной цепи трансформатора. Можно использовать и меньший номинал, но для этого придется настроить его срабатывание за счет включения в схему питания обмотки дополнительного резистора, ограничивающего входной сигнал до безопасной величины.

Контакты реле должны коммутировать ток заряда до 10 ампер. Для этого разрешается из них собрать параллельно срабатывающую цепочку, как показано на схеме (К1-1 и К1-2).

Хорошо подходит реле напряжения серии РПУ-0.

Узел выпрямления тока

На схеме в качестве примера показаны диоды КД231А. Их можно заменить любыми подходящими по току. Например, Д242.

Измерительный прибор

Амперметр постоянного тока включается в схему с учетом полярности и возможности контроля величины заряда. Удобно использовать головку М42100.

При необходимости можно установить шунты с переключателем, предварительно откалибровав их на самодельной схеме.

Выставление режима заряда аккумулятора выполняют резистором R2. Необходимо учитывать, что:

• ток, протекающий через амперметр, разветвляется на АКБ и цепочку разряда к R4;
• прибор показывает среднее значение тока по времени, например, за период;
• заряд в это время происходит током одного полупериода.

Поэтому импульсам зарядного тока в 5 ампер будет соответствовать показание амперметра порядка 1,8 А. Желательно при первичной наладке настраивать прибор замерами на всех ответвлениях.

Цепи формирования тока заряда/разряда

Нижнюю полуволну синусоиды на аккумулятор пропускает транзисторный ключ VT1. В экспериментальной схеме надежно отработал прибор КТ827А.

Выходной транзистор при заряде греется. Ему необходимо охлаждение. Тепло хорошо рассеивает металлический радиатор с площадью поверхности от 200 см кв. Под него можно использовать металлический корпус прибора.

Настройку напряжения на базе транзистора осуществляет подстроечный резистор R2 с номиналом 3,3÷15 кОм.

Стабилитрон VD3 можно использовать любой модификации. Он должен стабилизировать напряжение на входе транзистора в пределах 7,5÷12 вольт.

Номиналы и мощности остальных резисторов обозначены на схеме прибора. Их следует выдерживать.

Такое зарядное устройство с трансформатором собирается навесным монтажом в отдельном корпусе. Оно хорошо себя зарекомендовало в работе.

Другой метод исправления пластин аккумулятора объясняет владелец видеоролика Avto-Blogger.ru «Десульфатация, восстановление емкости своими руками».

Если у вас остались вопросы по этой теме, то можете задать их в комментариях.

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.

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: