Εξερευνήθηκαν 2 κυκλώματα απλού απολυμαντήρα μπαταρίας

Σε αυτό το άρθρο ερευνούμε 2 απλά αλλά ισχυρά κυκλώματα απολυμαντή μπαταρίας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποτελεσματική απομάκρυνση και αποτροπή της αποθείωσης σε μπαταρίες μολύβδου οξέος. Η πρώτη μέθοδος χρησιμοποιεί παλμούς PWM, ενώ η δεύτερη μέθοδος χρησιμοποιεί έναν συνηθισμένο ανορθωτή γέφυρας για τον ίδιο.

Η θείωση στις μπαταρίες μολύβδου οξέος είναι αρκετά συχνή και ένα μεγάλο πρόβλημα επειδή η διαδικασία εμποδίζει εντελώς την αποδοτικότητα της μπαταρίας. Η φόρτιση μιας μπαταρίας μολύβδου οξέος μέσω της μεθόδου PWM λέγεται ότι ξεκινά την αποθείωση, βοηθώντας την ανάκτηση της απόδοσης της μπαταρίας σε ορισμένα επίπεδα.

Τι είναι η θείωση στις μπαταρίες μολύβδου οξέος

Το Sulphation είναι μια διαδικασία όπου το θειικό οξύ που υπάρχει στις μπαταρίες μολύβδου οξέος αντιδρά με τις πλάκες υπερωρίες για να σχηματίσει στρώματα λευκής σκόνης σαν ουσία πάνω από τις πλάκες.

Αυτή η εναπόθεση στρώματος επιδεινώνει σοβαρά τις χημικές ενέργειες μέσα στην μπαταρία κατά τη φόρτιση ή την αποφόρτιση καθιστώντας την μπαταρία αναποτελεσματική με τις δυνατότητες παροχής ισχύος.

Κανονικά αυτό συμβαίνει όταν η μπαταρία δεν χρησιμοποιείται για μεγάλα χρονικά διαστήματα και η φόρτιση, οι διαδικασίες εκφόρτισης δεν γίνονται πολύ συχνά.

Δυστυχώς, δεν υπάρχει αποτελεσματικός τρόπος αντιμετώπισης αυτού του προβλήματος, ωστόσο έχει ερευνηθεί ότι το μπλοκαρισμένο θείο πάνω από μια επηρεαζόμενη μπαταρία μπορεί να καταστραφεί σε κάποιο βαθμό με την υποβολή της μπαταρίας σε υψηλές ριπές ρεύματος κατά τη φόρτιση.

Αυτοί οι παλμοί φόρτισης υψηλού ρεύματος πρέπει να βελτιστοποιηθούν καλά μέσω κάποιου κυκλώματος ελέγχου και πρέπει να διαγνωστούν προσεκτικά κατά την εφαρμογή της διαδικασίας.

1) Χρήση PWM

Εφαρμογή της μεθόδου μέσω PWM ελεγχόμενο κύκλωμα είναι ίσως ο καλύτερος τρόπος για να το κάνουμε.

Εδώ είναι ένα απόσπασμα από τη wikipedia, η οποία λέει,

«Η αποθείωση επιτυγχάνεται με παλμούς υψηλού ρεύματος που παράγονται μεταξύ των ακροδεκτών της μπαταρίας. Αυτή η τεχνική, που ονομάζεται επίσης παλμική ρύθμιση, διασπά τους θειικούς κρυστάλλους που σχηματίζονται στις πλάκες μπαταριών. Οι σύντομοι παλμοί υψηλής τάσης τείνουν να λειτουργούν καλύτερα. Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση των παλμών διαφορετικών πλάτους και της συχνότητας των παλμών υψηλού ρεύματος. Αυτά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας, δεδομένου ότι χρειάζεται πολύς χρόνος για να απολυθεί πλήρως μια μπαταρία.

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

Το κύκλωμα ενός φορτιστή μπαταρίας PWM που συζητείται εδώ μπορεί να θεωρηθεί ως ο καλύτερος σχεδιασμός για την εκτέλεση της παραπάνω διαδικασίας αποθείωσης.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

ο Το IC 555 έχει ρυθμιστεί και χρησιμοποιείται στην τυπική λειτουργία ελέγχου PWM.

Η έξοδος από το IC ενισχύεται κατάλληλα μέσω δύο τρανζίστορ έτσι ώστε να είναι σε θέση να παραδώσει τους εν λόγω παλμούς υψηλού ρεύματος στην μπαταρία που πρέπει να αφαιρεθεί.

Ο έλεγχος PWM μπορεί να ρυθμιστεί σε χαμηλή αναλογία «mark» για την εφαρμογή μιας διαδικασίας αποθείωσης.

Αντιστρόφως, εάν το κύκλωμα προορίζεται να χρησιμοποιηθεί για τη φόρτιση κανονικών μπαταριών, το χειριστήριο PWM μπορεί να ρυθμιστεί για παραγωγή παλμών με ίση αναλογία σήματος / χώρου ή σύμφωνα με τις επιθυμητές προδιαγραφές.

Ο έλεγχος του PWM θα εξαρτάται αποκλειστικά από προσωπική προτίμηση ενός ατόμου, οπότε θα πρέπει να γίνεται σωστά σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή της μπαταρίας.

Η μη τήρηση των σωστών διαδικασιών μπορεί να οδηγήσει σε θανατηφόρα ατυχήματα με την μπαταρία, λόγω πιθανής έκρηξης της μπαταρίας.

Ένα επίπεδο ρεύματος εισόδου ίσο με το επίπεδο μπαταρίας AH μπορεί να επιλεγεί αρχικά και να μειωθεί σταδιακά εάν ανιχνευτεί θετική απόκριση από την μπαταρία.

2) Αφαλάτωση με κύκλωμα μετασχηματιστή και ανορθωτή γέφυρας

Για να κάνετε αυτόν τον απλούστερο αλλά αποτελεσματικό απολυμαντή μπαταρίας με κύκλωμα φορτιστή, θα χρειαστείτε απλώς έναν κατάλληλο μετασχηματιστή και έναν ανορθωτή γέφυρας. Ο σχεδιασμός όχι μόνο αποθαρρύνει μια μπαταρία, αποτρέπει τις νέες μπαταρίες από την ανάπτυξη αυτού του προβλήματος και ταυτόχρονα τις φορτίζει στα επιθυμητά επίπεδα.

Στην αρχή αυτής της ανάρτησης μάθαμε πώς να απολυμαίνουμε χρησιμοποιώντας την έννοια PWM, ωστόσο μια βαθύτερη έρευνα δείχνει ότι η διαδικασία αποθείωσης μιας μπαταρίας μπορεί να μην απαιτεί απαραίτητα κύκλωμα PWM ακριβείας, η τροφοδοσία πρέπει απλώς να ταλαντεύεται με κάποιο δεδομένο ρυθμό, και αυτό είναι αρκετά για να ξεκινήσει η διαδικασία αποθείωσης (στις περισσότερες περιπτώσεις) ... υπό την προϋπόθεση ότι η μπαταρία βρίσκεται ακόμη εντός του εύρους σκλήρυνσης και δεν είναι πέρα ​​από την κατάσταση αναβίωσης.

Τι θα χρειαστείτε λοιπόν για να φτιάξετε αυτό το εξαιρετικά απλό κύκλωμα απολυμαντήρα μπαταρίας που θα φορτίζει επίσης τη δεδομένη μπαταρία και επιπλέον θα έχει τη δυνατότητα να εμποδίσει τις νέες μπαταρίες να αναπτύξουν το ζήτημα της θείωσης;

Ένας κατάλληλα ονομασμένος μετασχηματιστής, ανορθωτής γεφυρών και ένα αμπερόμετρο είναι το μόνο που χρειάζεται για το σκοπό αυτό.

Η τάση του μετασχηματιστή πρέπει να έχει βαθμολογία περίπου 25% μεγαλύτερη από την τάση της μπαταρίας, δηλαδή για μια μπαταρία 12V μπορεί να χρησιμοποιηθεί τροφοδοσία 15 έως 16V στους ακροδέκτες της μπαταρίας.

Το ρεύμα μπορεί να είναι περίπου ίσο με την βαθμολογία Ah της μπαταρίας για εκείνες που πρέπει να αναζωογονηθούν και είναι άθικτα θειωμένες, για τις καλές μπαταρίες το ρεύμα φόρτισης θα μπορούσε να είναι περίπου το 1/10 ή το 2/10 της βαθμολογίας Ah. Ο ανορθωτής γέφυρας πρέπει να βαθμολογείται σύμφωνα με τα καθορισμένα ή υπολογισμένα επίπεδα φόρτισης.

Σχηματικό Desulfator χρησιμοποιώντας Bridge Rectifier

Πώς λειτουργεί το Bridge Rectifier ως απολυμαντικό

Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει την ελάχιστη ελάχιστη απαίτηση για τον προτεινόμενο απολυμαντή μπαταρίας με κύκλωμα φορτιστή.

Μπορούμε να δούμε την πιο τυπική ή μάλλον ακατέργαστη τροφοδοσία AC σε DC, όπου ο μετασχηματιστής κατεβάζει την τάση δικτύου στο 15V AC για την καθορισμένη μπαταρία 12V.

Προτού φτάσει στους ακροδέκτες της μπαταρίας, το 15V AC περνά από τη διαδικασία διόρθωσης μέσω της συνδεδεμένης μονάδας ανορθωτή γέφυρας και μετατρέπεται σε DC 15V πλήρους κύματος.

Με είσοδο ρεύματος 220V, η συχνότητα πριν από τη γέφυρα θα είναι 50Hz (τυπική προδιαγραφή δικτύου), και μετά την διόρθωση υποτίθεται ότι θα γίνει διπλάσιο στα 100Hz. Για είσοδο AC 110V αυτό θα ήταν περίπου 120Hz.

Αυτό συμβαίνει επειδή το δίκτυο γέφυρας αναστρέφει τους κάτω μισούς κύκλους του κλιμακωτού AC και το συνδυάζει με τους άνω μισούς κύκλους, για να παράγει τελικά ένα παλλόμενο DC 100Hz ή 120 Hz.

Είναι αυτός ο παλλόμενος DC που καθίσταται υπεύθυνος για την ανακίνηση ή την πτώση των εναποθέσεων θειικού άλατος στις εσωτερικές πλάκες της συγκεκριμένης μπαταρίας.

Για μια καλή μπαταρία, αυτή η παλμική παροχή φόρτισης 100 Hz διασφαλίζει ότι η θείωση παύει να εμφανίζεται στην πρώτη θέση και έτσι βοηθά στη διατήρηση των πλακών σχετικά απαλλαγμένων από αυτό το ζήτημα.

Μπορείτε επίσης να δείτε ένα αμπερόμετρο συνδεδεμένο σε σειρά με την είσοδο τροφοδοσίας, παρέχει μια άμεση ένδειξη της τρέχουσας κατανάλωσης από την μπαταρία και παρέχει μια «Ζωντανή ενημέρωση» της διαδικασίας φόρτισης και εάν συμβαίνει ή όχι κάτι θετικό.

Για καλές μπαταρίες, αυτό θα παρέχει πληροφορίες έναρξης έως ολοκλήρωσης σχετικά με τη διαδικασία φόρτισης, δηλαδή αρχικά η βελόνα του μετρητή θα υποδεικνύει τον καθορισμένο ρυθμό φόρτισης από την μπαταρία και μπορεί να αναμένεται σταδιακά να πέσει στο μηδέν, και τότε η τροφοδοσία φόρτισης πρέπει να αποσυνδεθεί.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια πιο εξελιγμένη προσέγγιση για την αυτόματη διακοπή όταν η μπαταρία φορτιστεί πλήρως χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα διακοπής πλήρους φόρτισης μπαταρίας με βάση την opamp (το δεύτερο διάγραμμα)