Зарядное устройство свинцовых акуммуляторов по способу кабанова б. н.
Хорошего времени дней, глубокоуважаемые читатели мембраны. Воображаю на Ваше рассмотрение разработку моего отца Храмцова В.П и его приятеля Станкова А.Д.
Уж какое количество теоретических изысканий, статей, разработок, изделий посвящено теме зарядных устройств (ЗУ) для свинцовых акуммуляторов (СА), что иногда, кроме того умелому электронщику с базисными знаниями химии и физики непросто разобраться в выборе ЗУ.
Мы не претендуем на «научность» данной статьи, а посему, для лучшей читабельности не будем апеллировать к источникам, не смотря на то, что цифры и факты из оных будут приведены ниже.
Как мы знаем, что 84% СА выходят из строя из-за сульфатации пластин, а так как цена СА почему-то всё время растёт, то очень актуальной задачей делается продление срока работы СА, чему фактически и посвящается данный опус с презентацией Вам изделия, действенно решающего эту задачу.
Итак, существует пара научно обоснованных способов борьбы с сульфатацией пластин СА:
1. Заряд не сильный током
полностью ликвидирует выделение газов в порах активной массы пластин и облегчает постепенный переход сульфата в двуокись свинца и губчатый свинец на пластинах. Серная кислота (СК) успевает диффундировать в окружающий пластины раствор СК.
Таковой процесс «лечения» СА требует нескольких дней, но при «застарелой» сульфатации неэффективен.
2. Серия «лечебных» циклов заряд – разряд.
соотношения и Величины токов приводятся различные, но в большинстве источников Iз=0,1С, Iр=0,01С (С – ёмкость СА), а количество циклов колеблется от 7 до 10. Причём, сперва нужен полный разряд, позже полный заряд и т.д. Такое «лечение» разрешает восстанавливать СА, утратившие 40…50% собственной номинальной ёмкости, но дабы вернуть собственный старенький СА, автомобилист обязан забрать отпуск минимум на 7 дней.
Тут направляться заострять Ваше внимание, что под данный метод многие разработчики пробуют подвести способ заряда в первую полуволну синусоидального напряжения частотой промышленной сети 50 герц током 0,1С и разряда во вторую полуволну током 0,01С. Способ весьма несложен в реализации и фразеологично весьма похож на обрисованный выше, но не имеет научного подтверждения и, по крайней мере, очень вызывающ большие сомнения.
3. Заряд с прерываниями
требует на 50% больше времени, чем метод 1, но более действен, т.к. разрешает ликвидировать кроме того застарелую сульфатацию. К сожалению, неприемлем из-за длительности процесса.
4. Всевозможные комбинации способов
1, 2, 3, но ограниченные временными рамками чтобы не пугать автомобилистов. Это уже попытки продвинутых разработчиков усовершенствовать очевидное и постараться с этого взять барыши.
5. Метод Кабанова Б.Н.
заряд СА импульсным током громадной величины. Самый действен кроме того при застарелой сульфатации.
Казалось бы, чего тут думать, в далеком прошлом бы все ЗУ сделали по методу Кабанова, но! Наряду с этим методе нужно обеспечить ток в импульсе до 1С (Еще громадные токи смогут привести к преждевременному разрушению пластин СА) К примеру, для СА с С= 55А/ч нужно обеспечить ток в импульсе до 50А, что потребовало от ЗУ соответствующих размеров и огромной мощности. Для автомобилиста и данный вариант был неприемлем.
Но, с развитием комплектующих элементов, например, ключей на базе полевых транзисторов (HEXFET®) произошло данный способ реализовать в очень компактном устройстве.
На основании вышеизложенного нами было очерчено ТЗ для будущего ЗУ.
1. ЗУ должно действенно «лечить», либо профилактически не допускать сульфатацию пластин СА;
2. ЗУ не должно недозаряжать, либо перезаряжать СА;
3. ЗУ должно разрешать медлено поменять напряжение окончания заряда в пределах от 13,6 до 15,2В (Для температурной коррекции заряда СА);
4. ЗУ должно зарядить СА с С=55А/ч менее, чем за день;
5. ЗУ возможно подключено к СА столь угодно продолжительно, не причиняя ему вреда по окончании полного заряда;
6. ЗУ должно быть лёгким, компактным, нужно в унифицированном корпусе;
7. ЗУ должно быть легко повторяемым радиолюбителем средней квалификации и недорогим в изготовлении.
Схема созданного нами ЗУ, представлена на Рис. 1
Напряжение ~20В с трансформатора Тr1 выпрямляется мостом VD1 и сглаженное конденсатором С7, поступает для питания схемы = 28В.
ШИМ, собранный на м/с TL494, производит маленькие импульсы с частотой порядка 3 кГц (f выбрана с учётом уменьшения динамических утрат в силовом ключе). С выхода 9 м/с импульсы поступают через «ключи раскачки» VT1, VT2 на силовой ключ VT3, подающий импульсы тока порядка 20А на заряжаемый СА. Причём, пауза между очередными импульсами образовывает более 90% от общего периода, что более чем достаточно для успешной диффузии серной кислоты в окружающий пластины раствор СК.
Напомним, действенный ток заряда мал.
Стабильность тока заряда поддерживается посредством ОС на измерительных резисторах R17, R18 и резисторе R12.
Посредством резистора R1 выбирается напряжение окончания заряда в зависимости от температуры СА (от 13,6 до 15,2В).
Миллиамперметр посредством тумблера SA2 измеряет действенный ток заряда, либо напряжение на зажимах СА.
Действенный ток заряда регулируется от 0 до 1,7А, что разрешает заряжать СА различной ёмкости. К примеру, СА 55А/ч мы заряжаем действенным током 1,4А/ч.
Шкала миллиамперметра по напряжению проградуирована в пределах 0мА – 10В…..100мА – 15В. Такая узкая калибровка достигнута посредством мостовой схемы измерения на элементах R20, R21, R22, R23, VD2.
Обвязка м/с TL494 типовая и в объяснениях не испытывает недостаток.
Цепочка VD3, R24, C9 гасит обратный выброс с индуктивности подводящих проводов к СА.
Все установленные пассивные элементы с точностью ±10%.
При верной сборке и указанных элементах схема не требует наладки.
При большом действенном токе 1,7А температура радиатора и трансформатора не превышают 45?С при внешней температуре не более 25?С.
Выбор напряжения окончания заряда нужно создавать из графика зависимости напряжения окончания заряда от температуры СА, представленного на Рис.2
Конструкция ЗУ на фото. Радиатор применён из этого же сгоревшего БП, на нём установлен силовой ключ V3 на изолирующей прокладке и диодный мост VD1.Конденсатор С7 у нас складывается из 3х С=3300мкф*35В
Печатная плата представлена на Рис. 3 и Рис.4
Ключи раскачки смогут быть заменены на на данный момент645 и КТ646.
В обязательном порядке! Перед подключением кабеля СА к разъёму ЗУ, подключить «крокодилы» к клеммам СА:
— в случае если нет звуковой сирены, подключить к разъёму ЗУ;
— в случае если слышна сирена, поменяйте местами полюса и подключайте к разъёму ЗУ.
Схема кабеля от СА до ЗУ представлена на Рис.5
Характеристики ЗУ:
Напряжение питающей сети от 150 до 240В;
Потребляемая мощность не более 60Вт;
Импульсный ток заряда СА – 20А;
Действенный ток заряда – 0…1,7А;
Напряжение прекращения заряда – 13,6…15,2В;
Диапазон рабочих температур от -20?С до +40?С;
Габаритные размеры 145: 150:85;
Вес 1,95Кг.
Те СА, каковые ещё возможно вернуть, заметно восстановятся за пара циклов заряда-разряда, причём, разряд вероятен при обычной эксплуатации СА на автомобиле в штатном режиме.
Напомним, нет и не может быть ЗУ-панацеей для всех СА. СА, у которых долгое время напряжение на зажимах менее 10,8В восстановлению не подлежат.
Удачи!
