Зарядно восстановительное устройство для автомобильного аккумулятора

В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.

Известен способ восстановления таких батарей при заряде их "ассимметричным" током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Рис.1. Электрическая схема зарядного устройства

На рис.1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.

Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.

Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000. 18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис.2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Рис.2. Электрическая схема зарядного устройства(второй вариант)

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.

Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.

Устройство зарядно-восстановительное УЗВ1 предназначено для заряда и восстановления работоспособности кислотных свинцовых 12-вольтовых батарей, частично или полностью утраченной в результате сульфатации и окисления электродов, а также их тренировки проведением циклов заряд-разряд с целью увеличения ресурса, срока службы и сохраняемости.

Устройство допускается использовать как источник переменого тока напряжением 36 В частотой 50 Гц.

Перед началом эксплуатации устройства необходимо внимательно изучитъ настоящий паспорт, а также правила по уходу и эксплуатации аккумуляторных батарей.

Технические характеристики

• Ток заряда «НОРМА», не более:
• средний 3,0 А;
• импульсный положительный 8,2 А;
• импульсный отрицательный 0,3 А;
• длительность импульсов 20 мс.
• Ток разряда, не более минус 8,0 А;
• Допустимый ток нагрузки на выводах 36 В 50 Гц, не более 2,5 А;
• Напряжение питания частотой 50 Гц 220 В при токе не более 1,0 А; или 36 В при токе не более 3,0 А.

Устройство нормально работает:

• в диапазоне температур от – 10 до + 40 °С;
• при относительной влажности воздуха от 60 до 98 %;
• при атмосферном давлении от 86 до 106 кПа.

На лицевой панели расположены:

1. тумблер включения сети;
2. индикатор включения сети;
3. индикатор заряда;
4. индикатор разряда;
5. ручка для переноса;
6. шнур подачи сетевого напряжения с вилкой;
7. зажимы для подключения аккумулятора;
8. тумблер изменения тока заряда;
9. клемма заземления;
10. вставка плавкая 1 А;
11. перемычка;
12. розетка подключения нагрузки 36 В;
13. вставка плавкая 3 А:
14. шильдик.

Особенностью и существенным отличием устройства УЗВ1 от других предлагаемых зарядных устройств является возможность:

• зарядки;
• восстановления;
• тренировки кислотных свинцовых 12-вольтовых батарей.

Методика восстановления аккумуляторов защищена авторским свидетельством № 1677750.

Рис. 1. Внешний вид устройства зарядного-восстановительного "УЗВ1".

Устройство и принцип работы

Принципиальная электрическая схема устройства приведена на рис. 2.

Работа устройства основана на формировании зарядного тока в виде асимметричных импульсов равной длительности с расчетным отношением амплитуд зарядного (прямого) и разрядного (обратного) тока. Это осуществляется с помощью трансформатора и цепей: VD1, R2 – R7 – для амплитуды зарядного (прямого) тока при положительном полупериоде напряжения на выводах обмотки трансформатора, и R1 -R7 – для амплитуды разрядного (обратного) тока при отрицательном полупериоде напряжения на выводах трансформатора.

Индикация режимов работы устройства осуществляется с помощью индикаторов VD5 – VD7. Индикатор VD7 показывает подключение устройства к сети переменного тока. Индикаторы VD5 заряда и VD6 разряда показывают проведение заряда или разряда аккумуляторной батареи.

Работают они в режиме изменяющейся интенсивности свечения в зависимости от величины зарядного или разрядного тока. В конце заряда или разряда возможно отключение индикаторов или их работа в «тлеющем режиме».

Устройство может работать при питании напряжением 220 В или 36 В переменного тока частотой 50 Гц. При этом тумблер S1 должен быть установлен в положение «220 В» или «36 В» соответственно. В конструкции УЗВ1 введена защитная планка, предотвращающая случайное переключение режимов работы «36 В» и «220 В».

Перед подключением аккумуляторной батареи на подзарядку проверьте уровень электролита и его плотность в соответствии с инструкцией по эксплуатации батареи.

Подключение устройства к сети осуществляется с помощью шнура армированного с вилкой Х2.

Аккумуляторная батарея подсоединяется к устройству с помощью зажимов Х3 и Х4 с проводами. При работе от сети 220 В предусмотрена возможность ступенчатого изменения зарядного тока с помощью тумблера SA2.

В устройстве предусмотрена возможность проведения разряда аккумуляторной батареи на резисторы R2 – R7. Для этого при отключенном от сети устройстве необходимо установить перемычку Х5. Это позволяет произвести качественную оценку работоспособности аккумуляторной батареи, а также её тренировку после восстановления путем проведения циклов заряд-разряд.

При проведении заряда перемычка Х5 «РАЗРЯД» должна быть отключена.

Режим заряда «НОРМА» рекомендуется применять в летнее время, режим «БОЛЬШЕ» – при отрицательных температурах наружного воздуха или при повышенной сульфатации и окислении электродов.

Указания по мерам безопасности

Категорически запрещается подключать устройство к электросети, не убедившись, что тумблер SA1 находится в положении, соответствующем напряжению электросети (220 или 36 В).

Подключение устройства к электросети переменного тока осуществляется с помощью шнура питания, входящего в комплект поставки.

Перед заменой вставки плавкой необходимо отключить вилку шнура питания от электросети. Запрещается использовать самодельные вставки плавкие.

Подключение к устройству аккумуляторной батареи и нагрузок переменного тока осуществляйте при отключенной от электросети вилке шнура питания.

При работе устройства клемма «_|_» должна быть заземлена.

Рис. 2. Принципиальная схема устройства зарядно-восстановительного УЗВ1.

Указания по эксплуатации

Заряд и проверку плотности электролита аккумуляторной батареи производите в соответствии с указаниями на заряд в техническом описании конкретного типа батареи и согласно правилам по уходу и эксплуатации аккумуляторных батарей. При этом следует помнить, что устройство работает в режиме источника с постоянным напряжением.

Зарядный ток по мере зарядки аккумуляторной батареи уменьшается. Рекомендуемое время заряда при разряженной аккумуляторной батарее 12 ± 1 час, при подзарядке 2 – 3 часа. Окончание заряда батареи может быть практически определено по признакам:

• напряжение на батарее достигает 13,5-14,5 В;
• происходит газовыделение.

Выход из строя (перегорание) вставки плавкой F1 в режиме заряда характеризует наличие короткого замыкания в аккумуляторной батарее. Дальнейшему заряду, до проведения соответствующих ремонтных работ, аккумуляторная батарея нс подлежит.

Заряд аккумуляторной батареи производите при отключённых перемычке Х5 «РАЗРЯД» и нагрузке переменного тока.

Разряд аккумуляторной батареи производите при отключенной электросети переменного тока и подключенной перемычке «РАЗРЯД». Сопротивление нагрузки при разряде в устройстве равно 1,7 Ом. В процессе разряда необходимо контролировать напряжение на клеммах аккумуляторной батареи. Разряд следует прекратить при снижении напряжения аккумуляторной батареи до 10,5 В.

Циклы заряд-разряд проводите для проверки и восстановления работоспособности батареи, а также её тренировки с целью увеличения ресурса, срока службы и сохраняемости. Цикл состоит из полного заряда и разряда батареи. Количество циклов зависит от состояния аккумуляторной батареи и может быть от 1 до 3.

Подключение нагрузки к источнику переменного тока с напряжением 36 В частотой 50 Гц (розетка X1) производите при отключенных аккумуляторной батарее и перемычке «РАЗРЯД».

Табл. 1. Перечень элементов к принципиальной схеме прибора УЗВ1.

Табл. 2. Данные трансформатора прибора УЗВ1.

Источник: Ходасевич А. Г, Ходасевич Т. И., Зарядные и пуско-зарядные устройства, Выпуск 2.

Вся история началась с поиска правды. Были у меня и дедушкин транформаторный зарядник, и китайский интеллектуальный CLEN, и самый дешевый и простой, с регулировкой тока и напряжение. Про трансформаторный, все делает терпимо, но очень грубо, для старых акб губительно. Интеллектуальный заряд считал оконченным, когда достигал ток заряда 2 ампера, и отключался. Потом перестал отключаться и кипятил акб всю ночь, за это дело был выкинут на свалку. Ну и самое лучшее, что собрал, с регулировкой ток-напряжение. Всем прекрасен для неискушенного пользователя. Конечно, перемешивать он без кипячения не может, а так пойдет. Недостатки: нужны знания, опыт и время, время что-бы выставлять ток и напряжение. Предзаряд, заряд, дозаряд, ну и перемешивание, и все надо следить и крутить ручки. Ну и самый главный недостаток: после второго перемешивания электролита заметил падение емкости акб. Прежде хватало акб на 2 недели, теперь стало на 1,5 недели. Думаю, как так ? раньше не делал перемешивание, ждал, когда ток упадет на заряднике до 0,5 ампера, плотность 1.26, и ставил на машину хватало на 2 недели. Теперь делаю, как рекомендовано заводом с перемешиванием, плотность 1.27 , а акб стал хватать на 1.5 недели. При кипячении наблюдалось уже потемнение электролита. Аргумент сторонников кипячения — выделяющийся в процессе кипячения кислород, (ну помимо того, что окисляет решетки плюсовых пластин и отрывает кусочки намазок, от чего электролит мутнеет и чернеет а банки могут уходить в КЗ), теряется емкость. Подумал что все-таки придется сдать акб в пункт приема металла.
Тут случайно набрел на сайт electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=5807.
. Не особо веря что написано о Бережке 7, решил купить контроллер Бережка 7 цена 1100 руб. На то время недорого. В особые чудеса я не верил, но думал, хоть теперь не придется крутить ручки, и ночью буду спокойно спать, когда заряжается акб. Пришел контроллер. Установил его на блок питания. Включил, дело пошло! Вижу, мой акб реально не кипит, электролит не темнеет! Плотность в конце заряда 1.27. Чудо! Для меня лоха! Для знающих все это научно обоснованные методы заряда, раскрытые в институтах в разное время! Падения емкости АКБ больше не наблюдаю . Насчет прибавки может внушение но вроде АКБ ожил . Но для серьезного вывода надо приборчик иметь типа Ланкол, Autool, либо ждать зимы .На прилавках магазинов такие зарядники не встретил. Самый близкий прототип, похожий отдаленно, — ПУСКОЗАРЯДНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ ПРИБОР Т-1013Р (ПРОФЕССИОНАЛ)
7 880 руб. рассматривались самые серьезные стек и оптимате. не впечатлили отзывы обычное умное реле.
Ваше мнение приветствуется !

Цифровое зарядно-восстановительное устройство Бережок-7
Технические характеристики
• Поддерживаемые аккумуляторы — все типы свинцово-кислотных АКБ номинальным напряжением
12В: стартерные, тяговые и резервные, с жидким (WET), загущённым (GEL) и абсорбированным
(AGM) электролитом, обслуживаемые и необслуживаемые (MF, SLA), герметичные (VRLA), с
различными присадками (Pb, Sb, Ca, Ag в любых сочетаниях, в т.ч. «графеновые» (с углеродными
нанотрубками)), «кальциевые», «серебряные», гибридные, EFB.
• Метод заряда — цифровое управление формой зарядного тока в реальном времени, с
прерывистыми (импульсными) и реверсивными (асимметричными) режимами.
• Программы — 1 «графен» — быстрый бережный заряд при пониженном перенапряжении, 2 —
восстановительная, с углублённым дозарядом, 3 — «EFB» — усиленный заряд. При отключении АКБ
и пропадании питания обслуживание возобновляется на 1 программе. Ёмкость и состояние АКБ,
оптимальные токи и напряжения каждого этапа определяются автоматически. При отсутствии
питания, ЗУ не разряжает АКБ.
• Управление — выбор программы одной кнопкой, далее микропроцессор осуществляет её
автоматически, вплоть до перехода в хранение с поддержанием заряженности и продолжением
выравнивания и десульфатации.
• Индикация — цветом двух RGB-светодиодов. Верхний индикатор показывает ориентировочную
остаточную ёмкость, нижний мигающий — номер программы и этап заряда.
• Стадии заряда — предзаряд (с 7.5В), десульфатация, ускоренный основной заряд, двухэтапный
дозаряд с выравниванием и перемешиванием электролита при минимальных газовыделении и
нагреве, хранение с паузами и периодической компенсацией саморазряда при необходимости.
• Сила зарядного тока — до 7.2А (Бережок-7), до 14А (Бережок-14). Микропроцессор регулирует
амплитуду тока от 400 мА в реальном времени, дальнейшее снижение интегрального тока вплоть до
единиц миллиампер производится соотношением подач (импульсов) и пауз, а также разрядными
импульсами (420 мА). Это позволяет подавать как повышенные токи основного заряда (до 0.3С и
более, при достаточной мощности силовой части), обеспечивающие укрепление положительной
активной массы и значительное ускорение процесса, так и малые токи, осуществляющие
десульфатацию и выравнивание (балансировку) банок и полублоков.
• Максимальное напряжение заряда — 14.1В в программе «графен», 14.22В в программе «EFB».
Использование паразитных ёмкостей аккумулятора в качестве накопителя зарядового насоса
(удвоителя напряжения) позволяет эффективно дозаряжать и перемешивать электролит при
пониженном перенапряжении, что продляет срок службы АКБ и значительно сокращает
нежелательные и опасные побочные эффекты. Возможны кратковременные (до 100 миллисекунд)
импульсы амплитудой до 14.8В.
• Защиты — от короткого замыкания, подключения в неверной полярности, перегрузки, генерации и
воздействия электромагнитных помех (EN55022 класс A).
• Напряжение питания 180-250 В. Род тока переменный. Частота питающей сети 50-60 Гц.
Потребляемая мощность 2-120 Вт (Бережок-7), 2-180 Вт (Бережок-14). Класс защиты I, IP30. Режим
работы продолжительный, разрешается профессиональное использование.
• Рабочая температура окружающей среды от -20 до +40 градусов Цельсия. Относительная
влажность не более 90% без конденсации влаги. Охлаждение естественное. Температура хранения
от -40 до +70 градусов Цельсия.
• Габаритные размеры 227*150*55 мм, без учёта шнура питания с вилкой и выходных проводов с
зажимами типа крокодил, с учётом кабельных вводов. Масса 1 кг.
• Срок службы 15 лет. Ремонтопригодность полная, конструкция разборная.