Каталог статей

Главная » Все схемы » Источники питания » Зарядные устройства (для авто)

Выбранная схема!!!


5230
ЗДДУ-21 век (зарядно-диагностическое десульфатационное устройство)

Кратко опишу процессы, происходящие в аккумуляторах при разряде и заряде новым методом, который не понятен многим инженерам и отрицаем ими.

                                   ЗДДУ-21 век (зарядно-диагностическое десульфатационное устройство)

     1)   Процессы, происходящие при заряде и разряде.

Коротко рассмотрим процессы, происходящие при заряде и разряде в автомобильных свинцовых акку­муляторах САБ): при полном заряде, или новая АБ. По­ложительная пластина состоит из окиси свинца, нахо­дящейся на решетке из сплава свинца стойкого к элек­трохимическим процессам или из окиси свинца, полученного при перезаряде губчатого свинца отрицатель­ная - из губчатого свинца.

При разряде окись свинца (положительная пластина) превращается в губчатый свинец . А губчатый сви­нец отрицательчых пластин превращается в сернистокислый свинец (падает плотность электролита), и если его сразу не превращать в губчатый, он превращается в сульфат свинца который предыдущими ме­тодами заряда трудно превратить в губчатый без раз­рушения пластин.

Сульфат свинца белого цвета и изолятор. Для пре­вращения сульфата в губчатый свинец требуется боль­шой ток и повышенное напряжение, что приводит к сильному нагреву и газовыделению. (Молекулы воды микровзрывами распадаются на кислород и водород, образующих взрывоопасную смесь и отрыв частичек окиси свинца (мы видим эти последствия - мутный электролит и коричневый налет на пробках.)

2)  Процесс протекания заряда от ЗДДУ-2ек.

Заряд АБ до 14 В протекает как обычно, малейшее превышение на несколько милливольт вызывает прекращение подачи тока от ЗУ, напряжение на АБ уменьшается и включает заряд до следующего пре­вышения. Ток и напряжение каждой порции тока постоянной величины (ранее нами установленные), а количе­ством зарядной энергии управляет сама АБ. Каждая порция большого тока (до 10 А и напряжением 17 В) раз­рушает сульфат осстанавливается активная масса пластин (губчатый свинец отрицательных и окись свинца положительных). Пока частота порций заряд­ного тока зависит и от саморазряда.

По мере восстановления активной массы пластин частота порций зарядного тока уменьшается и напряжение включения следующих порций зарядного тока уменьшается. Сульфат свинца-изолятор, и для его разложения требуются частые порции большого тока и на­пряжения.

Для ускорения десульфатации применяем разрядную нагрузку для быстрого снижения напряжения между пластинами ( для стоком заряда 10 А - 2 А лампа 24 В 21 Вт, при токе 15-20 А разрядная нагрузка 5 А) и включаем ее при колебаниях стрелки амперметра ниже 5 А. После ее выключения смотрим на частоту колебаний стрелки амперметра от нуля и плотность электролита. При малой плотности продолжаем десульфелацию до нормы. Редкие порции тока компен­сируют саморазряд. Заряд разряженной АБ до 14 В - это 80% емкости если нет сульфата, и заряд с ограничением напряжения - разрушение сульфата (востановление емкости).

3) Отличие от аналогов.

От аналогов зарядных устройств ЗДДУ-2ек от­личается тем, что при заряде нет вредных факторов при 100% заряде:

а)  Количеством электроэнергии и процессом заря­да управляет сама АБ, и поэтому возможно параллельное включение на заряд нескольких АБ (соединенных параллельно), мы только устанавливаем величину за­рядного тока в зависимости от мощности ЗУ. но не менее 0,1 емкости и для ускорения заряда - 0,5 и более.

б)  Заряд прекращается после восстановления ак­тивной массы пластин (восстанавливается плотность электролита), и потребляемый ток АБ от ЗУ снижается до компенсации саморазряда.

в)  Заряд при напряжении ниже порога нагрева и газовыделения (при 14,0 В).

г)   Заряжать можно на любой стадии разряда - чем раньше, тем лучше (предовоатить образование суль­фата).

д)  Нет необходимости снимать АБ с автомобиля и выкручивать пробки.

е)  Диагностирует состояние бортовой сети автомо­биля и неисправности АБ.

ж)  В подключенном состоянии может находиться бесконечно долго (нужно помнить, что при отключении сети ЗУ потребляет от АБ ток до 0,018 А).

Уже есть первые результаты. 10 лет службы АБ на машинах и тракторе и, главное, нет проблем при ис­пользовании в зимнее время, удобно и в тех случаях, когда АБ подключены в дежурных режимах и находящиеся на хранении. При глубоком полном разряде и при отсутствии напряжения на выводах АБ ЗДДУ-2ек 100% восстанавливает АБ.

Пример: неделю простояла машина в гараже с включенной магнитолой и была полностью посажена АБ, к ней была подключена исправная и ЗДДУ, через 2 часа исправную отключили и через 4 дня плотность электролита в АБ норма.

Не нужно проводить контрольные разряды, основ­ной критерий 100% заряда - востановление плотнос­ти электролита. Не удивляйтесь, когда плотность элек­тролита повышается до 1,30-1,32: АБ изготовлены или для севера или продавцы перед продажей увеличили у частично разряженных.

Структурная схема устройства ЗДДУ-21 век приве­дена на рис. 1.

Аккумуляторная батарея (АБ) подключается к узлу управления зарядом и температурного контроля (УУЗ и ТК), который при правильном подключении к АБ, при напряжении на АБ менее 14 В и при температуре си­лового блока (СБ) ниже 60 градусов выдает блоку фор­мирования импульсов для запуска токовых ключей в СБ, который выдает зарядные токовые импульсы АБ. СБ можно делать на любую мощность и 3-х фазный.

Схема УУЗ и ТК приведена на рис. 2.

Схемы узлов собраны на сдвоенном операционном усилителе К157УД2. DA1.1 контролирует напряжение на АБ. Диод VD1 - защита от "дурака", защищает от неправильного подключения к АБ, который нужно уста­навливать на напряжение не ниже 100 В и ток 300 мА (1N400). R1 и VD2 формируют опорное дифференци­альное напряжение. Делитель R2, R3, R4 - для уста­новки величины напряжения на АБ. R3 и R4 с винто­вой многооборотной настройкой, тип сопротивления 3296 (импорт). Уменьшая сопротивление верхних плечей при подаче на выводы напряжения 13-14 В, доби­ваемся свечения HL1 и HL2. R3 настраиваем при за­ряде под контролем вольтметра - HL1 (зеленого све­чения) начинает при 14,2 В мигать и быстро уходит стрелка вольтметра к уровню 14 В, и при редких коле­баниях стрелки амперметра от нуля - напряжение на АБ должно уменьшиться приблизительно до 13,36 В. Узел ТК собран на DA1.2, HL2 (красного свечения), его настраивают - вначале гасят и, вращая в сторону зажи­гания и после зажигания еще на два оборота, и точно устанавливают под контролем термометра. Если нет данного термосопротивления 2,2 кОм с отрицатель­ной динамикой, можно поставить четыре диода, со­единенных последовательно (1N400 или КД522) и за­менить R10 на 5,1 или 6,8 кОм (сбоку от схемы пунк­тиром нарисовано, как их подключить). DA1.1 для оптопар АОТ127 или LTV4N35 выдает минус, a DA1.2 выдает плюс и при превышении 14 В или температуры  ........................трансформатора (больше 60 градусов) прекращется подача сигнала на выработку запускающих импуль­сов для открывания токовых ключей в силовом блоке. Узел температурного контроля был установлен в пер­вых образцах ЗУ, когда не было нужного диаметра провода для вторичной оомотки силового трансфор­матора (был только 1.56 мм в хлопчатобумажной изо­ляции, и при нагреве трансформатора перегрева не отмечалось, а при режиме десульфатации средняя мощность уменьшалась, что позволяло импульсами большого тока проводить десульфатацию. В настоящее время блок ТК в ЗУ оставлен, в целях повышения безопасности - у нас в обычае ставить на максималь­ный ток или нечаянно закрыть зарядное курткой или тряпкой, но зарядное не выключается и заряд продол­жается током прежней величины, но порционно.

Схема УФИ приведена на рис 3.

Узел формирования импульсов собран на двух биполярных транзисторах и оптопары АОТ127А или LTV4N35, которые разделяют токовые связи. Начало открывания тиристоров (величина зарядного тока) ре­гулируется подстроечным резистором R4.

Схема СБ приведена на рис 4.

Трансформатор на 180 Вt от старых ламповых те­левизоров с сохраненной сетевой обмоткой (их два вида): с двумя обмотками на 110 В и с двумя обмотка­ми 110/127 В. При изготовлении второго типа сетевую делаем на 254 В и в режиме десульфатации электро­механический электросчетчик такое ЗУ не фиксиру­ет. Между сетевой и вторичной обмотками сохраняем экранную обмотку с пропиткой изоляционной бумаги парафином и не менее 4 слоя от сетевой. Вторичные обмотки по 28 витков по две на каждом стержне (две обмотки по 8,5 В). Обмотки с одного стержня спаива­ем с другого с образованием двух обмоток по 17 В и их спаиваем с образованием обмотки на 34 В со средней точкой. В настоящее время в электротоварах можно купить провод для домашней электропроводки (2x2,5 мм2), одну из жил обматываем конденсаторной бумагой и мотаем обмотки сразу двумя проводами. Этот провод в каждом плече силового выпрямителя выдерживает без нагрева 6 А. Общий ток двух плечей выпрямителя до12 А, а в режиме десульфатации 15 А импульсы. В данном ЗУ хорошо работают дешевые ти­ристоры BT152600R.  Второй двуполупериодный выпря­митель на диодах 1N4007 запитывает светодиод подсветки шкалы амперметра и он же сигнализирует о включении сети, и через выключатель напряжение подается на токовый кпюч десульфатации. В данном ЗУ для десульфатации используется лампа 24 В 21 Вт для уменьшения нагрева ЗУ. Для сильно сульфатированных АБ устанавливается большая нагруз­ка на выводыАБ. При отключении от сети десульфа- тационная нагрузка отключается, и от АБ потребляе­мый ток не превышает 0,018 А. Чтобы полностью от­ключить нагрузку на АБ, можно установить, для при мера поляризованное реле или электронный ключ (это в основном нужно для ЗУ в складах дпя хранения АБ зимой в сельхозпредприятиях, и можно параллельно включать до10-15 АБ на одно зарядное. Только выво­ды АБ допжны быть чистыми и смазаны литолом и иметь винтовые наконечники (контакты должны быть надежны), АБ протереть нашатырным спиртом, На каждую АБ можно завести памятку и вести учет - ког­да заряжалась и степень саморазряда.

Если применять амперметры с выводами на М4 необходима тщательная пропайка выводов (большая aмплитуда токовых импульсов быстро разрушает кон­такт). Очень хорошо в ЗУ работают микроамперметры от магнитофонов (переносных), занимают мало места, светодиод включения сети освещает шкалу, шунт к нему изготавливается из нихрома не менее 2 мм/d на ток 5 А, при 15 А в шунте три отрезка, шунт устанавли­вается под радиатором для тиристоров. Размер шунта зависит от сопротивления нихрома и микроамперметpa (М476 более чувствителен). 

   Как изготовить радиатор для тиристоров, можно посмотреть в [1]. В [1, рис. 6] изображены импульсы тока не той формы, что я подавал в пе­чать. На рис. 5 токовые импульсы более правильной формы. В настоя­щее время напряжение сети стабильно и коррекции не нужно делать. За­ряд щелочных АБ: количество полупериодов в пачке (ЗАРЯДНОГО ИМ­ПУЛЬСА) - не более 6 (ШЕСТИ). Так же и с другими накопителями элект- роэнергии - алколиновые элементы (востановление) и серебрянно-цинковые 1,4 В на элемент, литиевые при напряжении отсечки 3,8 В на эле­мент, но в каждом случае должна быть и разрядная составляющая.

Очень хорошо сочетаются АБ, разрядно-защитное (РЗ) устройство [1, рис. 5] и ЗУ в накопителях электроэнергии для аварийного освещения дома и в гараже, в медицине и аварийной сигнализации. АБ из строя никогда не выйдет, будет всегда 100% заряжена, упрощается уход. По­требление электроэнергии незначительно. В РЗ устанавливаем вместо R1 10 кОм - 20 кОм, вместо R2 -470 Ом - 1 кОм, напряжение отключения 11,8 В.

Описанным ЗДДУ-2ек можно заряжать и литиевые аккумуляторы от электроинструментов на 12 В. При 18-вольтовых небходимо выпрями­тель изготовить на 24 В и установить ограничение зарядки на 21 В (при исправных аккумуляторах). При установке на заряд кадмиево-никилевых аккумуляторов при включенном режиме десульфатации подключают их к выводам и при свечении зеленого светодиода и регулятором тока увеличиваем ток зарядки до мигания зеленого светодиода.

В ЗДДУ должна быть установлена автомобильная лампа на 24 В 21 Вт для десульфатации, которая должна при включении режима "десульфа- тация" светиться при исправых аккумуляторах. Если свечения нет (долго лежали и были списаны в брак), подключить к выводам исправную АБ и убедиться, что нет короткого замыкания, установить зарядный ток до мигания зеленого светодиода, ток должен быть немного больше 2 А, и при отключении исправной АБ заряд должен продолжаться и регулятор тока на несколько градусов поворачиваем в сторону увеличения. Воста- навливаемая АБ не должна нагреваться, и только через несколько часов отмечается небольшой нагрев, который ощущаем тыльной частью кисти - АБ заряжена.

Заряжать можно на любой стадии разряда, тут как и с автомобильны­ми АБ, заряжать после малейшего разряда, и это продляет жизнь акку­муляторов. Не оставляйте аккумуляторы без присмотра и чаще ставьте на контрольный заряд, постепенно приспособитесь к тому, чтобы они всегда были заряжены и всегда не подводили Вас.

Для 18-вольтовых питание операционного усилителя можно и от акку­мулятора и обмотки Тр, добавив стабилизатор на 12 В.

Дорогие радиолюбители!

Это всем в подарок! Делайте ЗУ себе и друзьям автолюбителям! И сельхоз-автохозяйствам. В списанных АБ автохозяйств часто попадают­ся годные к эксплуатации (сильно сульфатированные) и после десульфа­тации они работают как новые. Из 4-5 АБ получается сварочный аппа­рат, не мешающий другим приборам в гаражах и позволяющий проводить сварку в поле, только при малейших признаках разряда устанавливать на зарядку.

Удачи всем и здоровья!

Литература

1. Шрам В. Восстановление емкости герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов. - Радиолюбитель, №6, 2008, стр. 29-31.

Изобретение. Патент РБ №11193

                                                                                                     Инструкция к ЗДДУ-21 век

При эксплуатации аккуму­ляторной батареи (АБ) на авто­мобиле отмечается постепен­ное снижение емкости и, как следствие, снижение плотнос­ти электролита. При напряже­нии от генератора 14,2 В пол­ного заряда нет, но и нет раз­рушающих факторов. При 14,5 В восстановлении газовыделе­ние активной массы несколько больше, но отмечаются нагрев и повышение саморазряда из- за разрушения положительных пластин, особенно при заряде зарядными устройствами ста­рого образца.

От аналогов зарядных уст­ройств ЗДДУ-21 век (зарядно- диагностическое десульфатационное устройство) (ЗУ) отли­чается тем, что зарядом управ­ляет сама АБ (мы только вклю­чаем ЗУ и устанавливаем же­лаемую величину тока) - заряд прекращается после восста­новления активной массы пла­стин; заряд происходит при на­пряжении на АБ ниже порога газовыделения и нагрева; за­ряжать можно на любой стадии разряда (чем раньше, тем луч­ше - не дать возможности об­разования сульфата; нет необ­ходимости контролировать время и ток заряда; заряд до 100% без газовыделения и на­грева; нет необходимости сни­мать АБ с автомобиля и выкру­чивать пробки; диагностирует состояние бортовой сети и не­исправности АБ.

ВНИМАНИЕ! При установке на заряд неизвестной АБ необ­ходимо выкрутить пробки и контролировать на газовыде­ление и нагрев. Если начинает нагреваться АБ и ток самосто­ятельно возрастает - АБ неис­правна; и если стрелка ам­перметра не опускаеся ниже уровня 2 А или 4 А (к 0 не стре­мится) - неисправны 1 или 2 эле­мента АБ (возможно, замыкание или повышенный саморазряд), если нет нагрева - идет процесс десульфатации. При колебаниях стрелки амперметра от 0 - прове­рить плотность электролита. При плотности ниже нормы подклю­чить при заряде нагрузку 2-3 А (десульфатация). Время для вос­становления плотности зависит от глубины залегания сульфата свин­ца и его количества.

ПРИ ПОДКЛЮЧЕНОМ ЗУ НЕ ЗАПУСКАТЬ ДВИГАТЕЛЬ! От­дельныеодели ЗУ рассчитаны на запуск. Выводы АБ и ЗУ дол­жны быть без окисления и сма­заны смазкой ВТВ или литолом. Выводы ЗУ не удлинять и не за­менять на выводы с меньшим се­чением меди.

При правильном подключении выводов ЗУ к АБ загорается зе­леный светодиод. В некоторых вариантах ЗУ, при неправильном подключении, загорается раз­рядная лампа внутри корпуса для проведения десульфатации, сиг­нализирующая о наличии напря­жения на выводах АБ и об ошиб­ке подключения. При разряжен­ной АБ свечения зеленого светодиода не будет и нет разрешения на заряд. Ручное управление ус­танавливается по желанию вла­дельца (автоэлектрика).

СЕТЕВАЯ РОЗЕТКА С ЗА­ЗЕМЛЕНИЕМ В ГАРАЖНЫХ УС­ЛОВИЯХ ОБЯЗАТЕЛЬНА! При наличии корректора сети пере­ключатель устанавливаем в по­ложение 1. Включаем сеть - за­горается подсветка амперметра, плавно вращаем регулятор тока вправо, контролируя ток заряда. Включаем сеть и устанавливаем нужный ток. Если зеленый свето­диод начинает сразу мигать и стрелка амперметра колеблется на уровне меньше 0,1 емкости АБ, можно думать о перезаряде или неисправности (обрыв в од­ной из банок). В норме, после по­ездки (при напряжении от гене­ратора 14,2 В), стрелка ампер­метра должна выйти на ток 0,1 емкости и медленно смещаться к 0. В подключенном состоянии АБ может находиться бесконечно долго. При 100% заряде АБ потреб­ляет ток для компенсации самораз­ряда (редкие вспышки зеленого све- тодиода от 1 -2 в секунду до 1 в не­сколько минут при отключении десульфатационой нагрузки). Необхо­димо помнить, что при отключении сети ЗУ потребляет от АБ ток менее 0,018 А (за 100 часов 0,18 А/час). При необходимости устанавливает­ся дополнение в схему - при отключении сети АБ отключается от ЗУ (и обратно включается при включении сети).

Длительность опускания стрел­ки амперметра к 0 зависит от сте­пени сульфатации и саморазряда. Глубокая сульфатация при разря­де АБ ниже 11,8 В. При разряде большим током (стартерный ре­жим) происходит перезаряд плас­тин в наиболее разряженном эле­менте. Ниже 11,8 В разряжать нельзя (раньше считалось 10,2 В) - из шести элементов 12 В АБ все­гда будет один меньшей емкости, который мы можем разрядить больше нормы, что приводит к ко­роблению положительных пластин, поломке и замыканию. Самораз­ряд увеличивается при перезаря­дах из-за оседания окиси свинца, при разрушении оголенных (от электролита) частей пластин и ко­робления. При редких колебаниях стрелки амперметра от 0 (при выключенной сульфатации) заряд можно считать законченным. Про­веряем плотность электролита. При плотности меньше нормы (если не было потерь электролита) подключаем нагрузку (десульфатационную) 2-3 А и доводим плот­ность до нормы (контролируя через 6-12 часов).

Свечение красного светодиода сигнализирует о исправности теп­ловой защиты, при повышении температуры силового трансфор­матора до 60 градусов (ток ЗУ больше нормы или нарушение вен­тиляции) происходит снижение средней величины зарядного тока до достижения равновесия между температурой и зарядом (опти­мальный ток ЗУ). При переходе в импульсный дозаряд температу­ра снижается до нормы. При двух ЗУ в одном корпусе можно их подключать на две АБ, не разъе­диняя их, или на одну параллель­но (большой емкости), при уста­новке токов больше нормы или нарушении вентиляции одно ЗУ временно отключается (у которо­го ниже температура отключе­ния) и включается после заряда подключенного, когда он перехо­дит в режим десульфатации. В режиме десульфатации потреб­ление тока от сети резко падает.

Проверка АБ на саморазряд: заряжаем с десульфатацией до редких колебаний стрелки ам­перметра от нуля и ставим АБ на неделю без подключения нагруз­ки, затем подключаем зарядное и, если стрелка амперметра ко­леблется от нуля, - НОРМА.

Можно заряжать сразу 2-4 АБ меньшей емкости, соединенных параллельно, ток рассчитываем из суммы емкостей. Данным ме­тодом можно устанавливать ток от 0,1 до 0,5 емкости, если позво­ляет мощность ЗУ, время заря­да сокращается обратно пропор­ционально зарядному току.

В пускозарядном варианте ПЗУ2 два выхода поключаются к АБ, левый тумблер в положение ПУСК, включаем сеть, регулято­ры тока устанавливаются на вто­рую белую метку. Запускаем дви­гатель - светодиоды гаснут (на­пряжение от генератора больше 14 В), отключаем сеть и ЗУ от АБ. Пусковой ток зависит от сопро­тивления кабеля сети 220 В, се­чение меди не менее 2,5 мм2, длина не более 5 м.

Минская обл., г. Столбцы

Валентин Шрам

E-mail: 17170011837044@mail ru




Источник: "Радиолюбитель"
Категория: Зарядные устройства (для авто) | Добавил: Vovka (07.03.2013)
Просмотров: 9300 | Рейтинг: 3.0/2


Всего комментариев: 0

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016