2 proste obwody odsiarczacza akumulatora

W tym artykule badamy 2 proste, ale wydajne obwody odsiarczacza akumulatorów, które można wykorzystać do skutecznego usuwania i zapobiegania odsiarczaniu w akumulatorach kwasowo-ołowiowych. Pierwsza metoda wykorzystuje impulsy PWM, podczas gdy druga metoda implementuje zwykły mostek prostowniczy do tego samego.

Siarczenie w akumulatorach ołowiowych jest dość powszechne i stanowi duży problem, ponieważ proces ten całkowicie ogranicza wydajność akumulatora. Mówi się, że ładowanie akumulatora kwasowo-ołowiowego metodą PWM inicjuje odsiarczanie, pomagając przywrócić wydajność akumulatora do pewnych poziomów.

Co to jest siarczanowanie w akumulatorach kwasowo-ołowiowych

Siarczanie to proces, w którym kwas siarkowy obecny w akumulatorach kwasowo-ołowiowych z czasem reaguje z płytami, tworząc na płytach warstwy białej substancji przypominającej proszek.

Osad tej warstwy poważnie pogarsza działanie chemiczne wewnątrz baterii podczas ładowania lub rozładowywania, co powoduje, że bateria nie jest wydajna ze względu na jej możliwości dostarczania energii.

Zwykle dzieje się tak, gdy akumulator nie jest używany przez dłuższy czas, a procesy ładowania i rozładowywania nie są wykonywane zbyt często.

Niestety nie ma skutecznego sposobu rozwiązania tego problemu, jednak stwierdzono, że zablokowane osady siarki na uszkodzonym akumulatorze mogą zostać w pewnym stopniu rozbite przez poddanie akumulatora wyładowaniom wysokoprądowym podczas ładowania.

Te wysokoprądowe impulsy ładowania powinny być dobrze zoptymalizowane przez jakiś obwód sterujący i powinny być uważnie diagnozowane podczas wdrażania procesu.

1) Korzystanie z PWM

Implementacja metody poprzez Obwód sterowany PWM jest prawdopodobnie najlepszym sposobem na zrobienie tego.

Oto fragment wikipedii, który mówi:

„Odsiarczanie uzyskuje się dzięki impulsom o wysokim natężeniu prądu wytwarzanym między zaciskami akumulatora. Ta technika, zwana również kondycjonowaniem pulsacyjnym, powoduje rozbicie kryształów siarczanu, które powstają na płytach akumulatora. Najlepiej działają krótkie impulsy o wysokim prądzie. Obwody elektroniczne służą do regulacji impulsów o różnej szerokości i częstotliwości impulsów wysokoprądowych. Można ich również użyć do zautomatyzowania procesu, ponieważ pełne odsiarczenie baterii zajmuje dużo czasu ”.

https://en.wikipedia.org/wiki/Talk%3ABattery_regenerator

Omawiany tutaj obwód ładowarki akumulatorów PWM można uznać za najlepszy projekt do przeprowadzenia powyższego procesu odsiarczania.

Jak działa obwód

Plik IC 555 jest skonfigurowany i używany w standardowym trybie sterowania PWM.

Sygnał wyjściowy z układu scalonego jest odpowiednio wzmacniany przez kilka tranzystorów, dzięki czemu jest w stanie dostarczyć wspomniane impulsy o wysokim natężeniu do akumulatora, który wymaga odsiarczenia.

Sterowanie PWM może być ustawione na niski współczynnik „znacznika” w celu realizacji procesu odsiarczania.

Odwrotnie, jeśli obwód ma być używany do ładowania zwykłych akumulatorów, sterowanie PWM można regulować w celu generowania impulsów o równych stosunkach znak / przestrzeń lub zgodnie z żądanymi specyfikacjami.

Sterowanie PWM będzie zależeć wyłącznie od osobistych preferencji danej osoby, dlatego powinno być wykonane prawidłowo, zgodnie z instrukcjami producenta baterii.

Nieprzestrzeganie prawidłowych procedur może prowadzić do śmiertelnych wypadków z akumulatorem z powodu możliwej eksplozji akumulatora.

Poziom prądu wejściowego równy poziomowi AH akumulatora może zostać wybrany początkowo i stopniowo zmniejszany, jeśli wykryta zostanie pozytywna odpowiedź akumulatora.

2) Odsiarczanie za pomocą obwodu transformatora i prostownika mostkowego

Aby wykonać ten najprostszy, ale skuteczny odsiarczacz akumulatorów z obwodem ładowarki, potrzebny byłby tylko odpowiednio dobrany transformator i prostownik mostkowy. Konstrukcja nie tylko odsiarcza akumulator, ale także zapobiega pojawieniu się tego problemu w nowych akumulatorach i jednocześnie ładuje je do pożądanych poziomów.

Na początku tego wpisu dowiedzieliśmy się, jak odsiarczać za pomocą koncepcji PWM, jednak głębsze badania pokazują, że proces odsiarczania baterii niekoniecznie wymaga precyzyjnego obwodu PWM, po prostu zasilanie musi oscylować z określoną prędkością, a to wystarczy, aby zainicjować proces odsiarczania (w większości przypadków) ... pod warunkiem, że bateria nadal znajduje się w zakresie utwardzania i nie jest poza stanem regeneracji.

Więc czego byś potrzebował, aby ten super prosty obwód odsiarczający akumulator, który również ładował dany akumulator, a dodatkowo miał zdolność powstrzymywania nowych akumulatorów przed rozwojem problemu zasiarczenia?

Odpowiednio dobrany transformator, mostek prostowniczy i amperomierz to wszystko, czego potrzeba do tego celu.

Napięcie transformatora musi być znamionowe o około 25% wyższe niż napięcie znamionowe akumulatora, co oznacza, że ​​dla akumulatora 12 V można zastosować napięcie od 15 do 16 V na zaciskach akumulatora.

Prąd może być w przybliżeniu równy wartości znamionowej Ah akumulatora dla tych, które wymagają reanimacji i są mocno zasiarczone, w przypadku dobrych akumulatorów prąd ładowania może wynosić około 1/10 lub 2/10 ich wartości Ah. Mostek prostowniczy musi być oceniany zgodnie z podanymi lub obliczonymi poziomami ładowania.

Schemat odsiarczacza wykorzystujący prostownik mostkowy

Jak prostownik mostkowy działa jako odsiarczacz

Powyższy schemat przedstawia absolutne minimalne wymagania dla proponowanego odsiarczacza akumulatora z obwodem ładowarki.

Widzimy najbardziej standardową lub raczej prymitywną konfigurację zasilania AC do DC, w której transformator obniża napięcie sieciowe do 15 V AC dla określonego akumulatora 12 V.

Zanim dotrze do zacisków akumulatora, napięcie 15 V AC przechodzi przez proces prostowania przez dołączony moduł prostownika mostkowego i jest przekształcane w pełnofalowe 15 V DC.

Przy zasilaniu sieciowym 220 V częstotliwość przed mostkiem wynosiłaby 50 Hz (standardowa specyfikacja sieci), a po wyprostowaniu ma się podwoić, czyli przy 100 Hz. Dla wejścia 110 V AC będzie to około 120 Hz.

Dzieje się tak, ponieważ sieć mostkowa odwraca dolne pół cykli obniżonego prądu przemiennego i łączy je z górnymi połówkami cykli, aby ostatecznie wytworzyć pulsujący prąd stały o częstotliwości 100 Hz lub 120 Hz.

To właśnie pulsujący prąd stały jest odpowiedzialny za wstrząsanie lub strącanie osadów siarczanu na wewnętrznych płytach konkretnego akumulatora.

Dla dobrego akumulatora to impulsowe zasilanie ładujące o częstotliwości 100 Hz zapewnia, że ​​zasiarczenie przestaje występować w pierwszej kolejności, a tym samym pomaga utrzymać płytki względnie wolne od tego problemu.

Można również zobaczyć amperomierz połączony szeregowo z wejściem zasilania, który zapewnia bezpośrednie wskazanie poboru prądu przez akumulator i zapewnia `` LIVE aktualizację '' procedury ładowania oraz tego, czy dzieje się coś pozytywnego.

W przypadku dobrych akumulatorów zapewni to od początku do końca informacje dotyczące procesu ładowania, to znaczy początkowo wskazówka miernika wskaże określoną prędkość ładowania akumulatora i można się spodziewać, że stopniowo spadnie do znaku zerowego i wtedy należy odłączyć zasilanie.

Bardziej wyrafinowane podejście można zastosować, aby umożliwić automatyczne odcięcie, gdy akumulator jest w pełni naładowany, poprzez zastosowanie Opamp automatyczny obwód odcinający pełne ładowanie akumulatora (drugi schemat)