Десульфатор акумулятора

Будь-який автоаматор стикався з явищем, коли акумулятор пролежавши деякий час без діла перестає віддавати свою номінальну ємність, крутить стартер пів секунди, потім задихається, але напруга на ньому нормальна – 12 вольт.

Із цим може зіткнутися кожен, але чому це відбувається. Автомобільний акумулятор складається із свинцевих пластин, що знаходяться в розчині електроліту - в даному випадку електролітом є сірчана кислота.

Зміст:

1. Як користуватись пристроєм
2. Підключення десульфатора
3. Як працює схема
4. Компоненти десульфатора
5. Десульфатор без БЖ

Десульфатор для автомобільного акумулятора

Процес заряду та розряду акумулятора ніщо інше як окисно-відновний процес, протікає хімічна реакція, в ході якої свинцева пластина вступає в реакцію з оксидами на сусідній пластині. У ході цієї реакції утворюються сульфати, якими згодом обростають пластини. Сульфати перешкоджають протіканню струму, оскільки є поганим провідником і з часом акумулятор втрачає ємність і не здатний віддавати великий струм для роботи стартера.

Якщо ваш акумулятор заряджається і розряджається швидше, ніж раніше, не маючи при цьому механічних пошкоджень, швидше за все він вийшов з ладу саме через сульфатацію пластин.

Пристрій (десульфатор) створює короткі імпульси високої амплітуди та частоти. Імпульс десульфатації триває певний час, потім пауза, потім знову імпульс. Такі ударні процеси руйнують шар сульфату, на практиці не всі акумулятори вдається відновити через конструктивні особливості останніх. За статистикою, близько 80 - 85% старих акумуляторів підлягають відновленню, якщо причиною непрацездатності є сульфатація, а не обрив свинцевих пластин чи інше механічне пошкодження.

Як користуватись пристроєм?

Даний варіант є зарядно-десульфатуючим пристроєм, звичайний десульфатор живиться від акумулятора, який він десульфатує і поступово розряджає його, в цьому випадку пристрій заряджає акумулятор короткими сплесками високої напруги високої частоти.

Схема спочатку створена для десульфатації акумуляторів малої ємності до 30Аг, більш потужні модифікації приладу можна використовувати для десульфатації акумуляторів від 30 до 450Аг.

Рекомендується використовувати пристрій для десульфатації як додатковий засіб догляду за акумулятором, а не як заміну регулярного обслуговування та заряджання.

Підключення десульфатора до акумулятора:

1. До виходу пристрою, дотримуючись полярності, підключити акумулятор, який потрібно відновити.
2. На БЖ встановити мінімальну вихідну напругу або мінімальний струм на зарядному пристрої.
3. Зарядний пристрій (без зворотнього зв'язку) або регульоване джерело живлення з напругою від 10 до 16-18 Вольт, та струмом не меньше 3-5А (для 12В АКБ), підключити на вхід десульфатора, бажано використовувати БЖ з регулюванням обмеження по струму.
4. Повільно підвищуючи напругу встановити струм споживання приладу згідно потужності підключеного АКБ.
5. Слідкувати за напругою на клемах акумулятора.

Прилад працює в звуковому діапазоні - 1кГц, буде чутно слабкий свист, силові компоненти схеми будуть нагріватися.

• Струм на вході пристрою більше 2А, для АКБ до 65Аг може бути фатальним, так як обмазка та сульфати можуть відпадати та забивати простір між пластинами, що призведе до деформації та замикання пластин. 
• Сила струму вихідного імпульсу регулюється вхідною напругою.
• Малими токами до 2-ох Ампер, відбувається розчинення сульфатів, та їх перехід в електроліт.
• До початку десульфатації АКБ більше 100Аг бажано підзарядити до напруги 11.8 - 12 Вольт.
• Для АКБ 75 - 100Аг, струм на вході присторю потрібно обмежити до 2 - 2.5 Ампер, та слідкувати за напругою на клемах, перший цикл десульфатаціїї бажано почати з малого струму - до 1 А.
• Для АКБ 12 - 30Аг, струм на вході присторю потрібно обмежити до 0.5 - 1А, та слідкувати за напругою на акумуляторі.
• Бажано слідкувати за імпульсним вольтметром (за наявності), та не перевищувати пікову напругу - 30 Вольт.
• Не допускати  киіпіння GEL та AGM акб, не перевищувати максимально допустиму напругу на клемах акумулятора.
• Найкращий результат, для АКБ 60 - 110 Аг, спостерігається при заряджанні АКБ через десульфатор струмом 0.5 - 1.2 А, до підняття напруги до 14.4 - 15 В та наступною розрядкою, через 10-15 годин відстоювання, лампою або розрядним десульфатором, до напруги 11.8 - 12 В, з повтором циклу "заряд-розряд" декілька разів.
• Десульфатація працює тільки у певних випадках, якщо ви дуже довго зберігали АКБ, вона розрядилася та довго стояла розрядженою, тоді у вас є всі шанси пожвавити її імпульсами. Якщо ж у вас стара АКБ, яка тривалий час зазнавала перезаряду, то шансів мало.
• Уникайте переполюсування при підключенні до АКБ. Уникайте замикання вихідних клем. Вмикайте прилад після підключення до АКБ.
• Увага! Якщо пристрій не має захисту (запобіжник на клемах) від переполюсовки підключення до АКБ, при некоректному підключенні пристрі вийде з ладу.
• Не залишайте працюючий прилад без навантаження, високовольтний імпульс який генерує десульфатор, буде розряджатися на транзистор, що призведе до його перегріву та пробою.
• Під час роботи пристрою бажано контролювати напругу безпосередьньо на клемах АКБ, та не перевищувати рекомендовану виробником АКБ.
• Дроти для підключення до АКБ мають бути довжиною не більше 25-30см, та перерізом жил не меньше 1.5мм² для АКБ до 70-100Аг та від 2.5мм² для АКБ більше 100 Аг.

Напруга на вході 12-и вольтової версії пристрою більше 18 Вольт може призвести до пошкодження електронних компонентів пристрою, та виходу десульфатора з ладу, рекомендована напруга при якій безпечно лишати пристрій підключеним до АКБ на тривалий час, не більше 12.6В. Струм в імпульсі на виході пристрою може бути до 10-и раз вищій за струм споживання. 

Відновлення або десульфатація кислотно - свинцевого акумулятора має сенс якщо АКБ не більше 3-4 роки та залишкова ємність щонайменше 30-50%, за умови не жорсткої експлуатації - не було перезарядів чи глибоких розрядів, банки цілі й однаково засульфатовані, коли маємо справу з сульфатацією середнього ступеня.

Уникайте уражень електричним струмом, не торкайтесь контактів робочого пристрою, напруга на виході до 120В

Як працює схема?

Напруга із зарядного пристрою через запобіжник і діод надходить на схему десульфатора. Для малопотужної частини схеми живлення подається через резистор, що обмежує струм, потім згладжується невеликим електролітичним конденсатором.

На мікросхемі NE555 зібрано генератор прямокутних імпульсів, частота цих імпульсів близько 1кГц. Коефіцієнт заповненням близько 90%. Мікросхема CD4049 інвертує та посилює цей сигнал, перетворюючи його на імпульси із заповненням близько 10 %. З виходу інверторів імпульси надходять на затвор польового транзистора VT1. Відкриваючись, він замикає дросель на масу живлення, в дроселі накопичується енергія, коли транзистор закривається, ланцюг розривається, за рахунок явища самоіндукції, властиве індуктивним навантаженням, дросель віддає накопичену енергію . Це короткочасний сплеск напруги з високою амплітудою від 60 до 120 вольт і близько 40 ампер або більше протягом приблизно 10 - 20 мікросекунд, причому напруга самоіндукції в рази вища за напругу живлення. Цей сплеск напруги випрямляється та подається на акумулятор.

Процес відбувається більше тисячі разів на секунду, тобто на акумулятор подаються короткочасні імпульси високої напруги з високою частотою, саме це і руйнує сульфатну плівку, та розчиняє сульфати в електроліті.

У схемі задіяний запобіжник та ще один випрямний діод. Запобіжник захистить десульфатор при випадкових коротких замиканнях на виході, а діод виконує кілька функцій - по перше захищає схему якщо ви випадково її підключите до зарядного пристрою неправильно і по-друге захищає зарядний пристрій від можливих імпульсних перешкод та сплесків напруги, що утворюються на платі десульфатора.

Про компоненти

Польовий транзистор IRF3205, або інші N-канальні з напругою від 60 до 200 вольт і струмом від 30 Ампер, транзистор потрібно встановити на невеликий радіатор. Дросель має індуктивність 200-250 мікрогенрі, намотаний на кільці з порошкового заліза. Конденсатор потрібен з низьким внутрішнім опором, тому що схема генератора фактично живиться від даного конденсатора, а значить він постійно накопичуватиме і віддаватиме енергію, і буде злегка нагріватися. Діоди мають бути зі струмом в 5-10 Ампер, можна звичайні, але бажано імпульсні діоди.

На зарядному потрібно виставити струм не більше двох ампер (для базової модифікації присторю), інакше згорить запобіжник на платі десульфатора. Хтось скаже - 2 ампери зарядного струму це мало, але не забуваємо, що у нас більшою мірою не зарядка, а десульфатація.

У холосту прилад споживає від джерела живлення струм до 150мА. Його можна підключити до будь-якого зарядного пристрою або БЖ з напругою 12-15 Вольт та обмежити струм на рівні 2-х ампер. Обмеження можна зробити потужним резистором або лампочкою розжарювання відповідної потужності підключеної до розриву плюсу живлення.

При нормальній експлуатації пристрій є безпечним для користувача і не потребує спеціального технічного обслуговування.

Десульфатор без БЖ

Для автономного десульфатора просто приєднайте червоний провід до плюсовї клеми АКБ, а чорний до мінуса.
Увага! Не можна надовго (більше 2-3 діб) підключати автономний десульфатор до АКБ без заряду акумулятора. Необхідно чередувати заряд АКБ від зарядного пристрою з періодами роботи десульфатора, при цьому потрібно підтримувати акумулятор майже в зарядженому стані.

Автономний десульфатор споживає від АКБ струм 0.3 - 1А, в залежності від ступеню зарядки батареї, притому більшу частину енергії повертає назад до АКБ.

Скільки має тривати процес десульфатації - автор цієї схеми каже, що протягом 2-х тижнів регулярної зарядки цілком можна відновити сульфатований акумулятор.