Зарядное устройство автомобильного аккумулятора.
Народный проект.
Что, рано или поздно, должно было случиться, то и случилось. Аккумулятор моего Опеля потребовал не просто заряда,
с чем раньше справлялся простой лабораторный блок питания (15В, 1А), а восстановления емкости. Хорошие настали времена,
есть Интернет и совета можно спросить у 'Гугла'.
Проанализировав множество схем (небольшой список в конце статьи), почитав статьи и специализированные форумы, я пришел к выводу,
что идеального устройства для восстановления и заряда автомобильного аккумулятора нет и его придется проектировать самому.
Основная идея восстановления аккумулятора - это его зарядка малым асимметричным током, т.е. заряд чередуется с разрядом.
Факторами, влияющими на процесс восстановления будут ток заряда, ток разряда, время заряда, время разряда, общая продолжительность всей процедуры.
Мне не известны оптимальные значения этих величин, след. придется подбирать их опытным путем. Для этого, проектируемое зарядное
устройство должно обладать широкими возможностями по установке исходных величин. В простых схемах ток заряда и разряда фиксированные,
синхронизация происходит от сети переменного тока 50Гц. Поэтому, время заряда и разряда одинаково и равно 10 мс.
В Интернете мне попадалось мнение, что между циклом заряда и разряда должна быть пауза для "стабилизации химических процессов".
Все это необходимо учесть при разработке зарядного устройства аккумулятора.
Так как сам я не очень силен в проектировании электронных устройств, то возникла мысль организовать
народный проект - Разработка устройства для зарядки и восстановления автомобильных аккумуляторов.
Каждый желающий может внести свой посильный вклад в разработку такого прибора.
Блоки относительно независимы друг от друга, что облегчает проектирование и наладку.
Обсуждение, идеи, схемы можно отправлять по почте
или оставлять в гостевой книге.
При большой активности, что-нибудь придумаю с форумом. Итак, приступим к описанию блоков (Рис.1).
Блок Питания (БП)
Блок питания должен удовлетворять следующим требованиям (ориентировочно):
Выходное напряжение 15-16В при токе нагрузки 5А для заряда аккумулятора плюс 1А для питания блоков.
Иметь высокую надежность, т.к. устройство в режиме восстановления аккумулятора должно будет работать непрерывно в течение месяца
без присмотра где-нибудь в гараже (впрочем токи при этом будут небольшие).
Отключаться по сигналу  от Блока Управления от сети и отключать аккумулятор от зарядного устройства (для предотвращения
разряда аккумулятора).
Иметь вентилятор охлаждения.
Блок Заряда
Блок заряда должен обеспечить заряд аккумулятора фиксированным током, выбранным переключателем  . Фиксированные
токи заряда можно выбрать такие: 0.1А; 0.5А; 1.0А; 3.0А; 5.0А; Заряд должен быть только во время присутствия логической '1' на
входе  .
Блок Разряда
Блок разряда разряжает аккумулятор фиксированным током, выбранным переключателем  . Достаточно ограничиться
тремя значениями: 0.1А; 0.5А и 1.0А; Разряд будет только при '1' на входе  .
Блок Контроля
В режиме работы "Заряд", Блок Контроля показывает напряжение на аккумуляторе. При достижении стандартного значения 14.4В
он посылает сигнал отключения в Блок Управления. В режиме работы "Тест", Блок Контроля считает время в минутах (подробности ниже).
Блок Управления
Основной блок - управляет всем устройством. В зависимости от переключателя "Режим работы" и сигналов с Блока Контроля формирует
управляющие импульсы (см. Рис.2).
Режим "Заряд". Заряжаем исправный аккумулятор, для этого выбираем ток заряда (напр. 5А), на вход
"Блока Заряда" подаем '1', на вход "Блока Разряда" подаем '0'. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет
заданного значения (напр. 14.4В), "Блок Контроля" посылает в "Блок Управления" сигнал, и тот отключает "Блок Заряда"
(точка  на Рис.2).
Режим "Разряд". Разряжаем аккумулятор, правда, не знаю для чего это нужно, вдруг понадобится. Работаем аналогично
режиму "Заряд", но сигналы противоположны (см. Рис.2).
Режим "Восстановление". Основной режим. На "Блоке Заряда" переключателем выставляем ток заряда,
на "Блоке Разряда" переключателем выставляем ток разряда, на "Блоке Управления" выставляем время заряда,
разряда и паузы (Т1, Т2 и Т3). В этом режиме (при малых токах) разрабатываемое устройство должно работать по несколько недель,
поэтому "надежность, надежность и еще раз надежность".
Режим "Тест аккумулятора". Самый интересный режим. Как определить, что аккумулятор удачно восстановлен? Необходим тест.
Итак, на "Блоке Разряда" устанавливаем ток разряда 1А, нажимаем кнопку "Тест", аккумулятор начинает разряжаться. При падении напряжения на
аккумуляторе до 11.5В, на "Блоке Контроля" включается счетчик минут. При напряжении 10.5В, счетчик минут останавливается, "Блок Разряда"
отключается (точка  на Рис.2). Зная время разряда различных аккумуляторов (хорошего нового, рабочего б/у, неисправного или восстановленного),
можно оценить качество восстановления при различных методиках.
Схемы и статьи, основа для идей:
- Эволюция импульсных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора на основе AT/ATX
: Почти готовый "Блок Заряда", необходимо только доработать согласно требованиям.
- Измеритель емкости стартерных батарей
: Источник идей для "Блока Контроля".
- Восстановление и зарядка аккумулятора
: Простое зарядное устройство.
- Автоматическое зарядное устройство.
- Схема десульфатирующего зарядного устройства
- Зарядка аккумуляторов асимметричным током.
- Зарядно-десульфатирующий автомат для автомобильных аккумуляторов.
- Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов.
- Автомобильное зарядное устройство с цифровым ампервольтметром.
: Зарядное устройство с применением контроллера.
|
