Как по схеме 555 очистить аккумуляторную батарею от сульфатации

Без заряженной и исправной аккумуляторной батареи рассчитывать на стабильный и эффективный пуск двигателя не приходится. Именно пусковой ток от АКБ позволяет совершить вращение стартера, и тем самым запустить цепочку процессов, приводящих к началу работе двигателя.

Со временем даже дорогие и современные модели батарей постепенно выходят из строя, теряют свои изначальные технические и эксплуатационные характеристики. Ток требуемой силы они не выдают.

Одна из главных причин — это езда с разряженной АКБ. При недозаряде внутри протекают некорректные электрохимические процессы. Это ведёт к образованию осадка на поверхности свинцовых пластин. Элементы, покрытые сульфатом свинца, уже не вступают в электрохимическую реакцию. А потому не накапливают и не отдают заряд.

Процесс покрытия сульфатом поверхностей пластин называют сульфатацией. Справиться с ней поможет десульфатор. К числу распространённых решений относится применение схемы 555.

Схема для восстановления автомобильного аккумулятора

Всем привет, вы давно просите написать статью про устройство для восстановления автомобильных, свинцово-кислотных аккумуляторов. Наверное любой автолюбитель сталкивался с явлением, когда аккумулятор полежав некоторое время без дела, перестает отдавать номинальную ёмкость.
Крутит стартёр полсекунды затем задыхается, но напряжение на нём нормальное — 12 вольт, в этом случае в народе часто говорят «аккумулятор не держит ток», с этим может столкнулся каждый.

Но почему это происходит?

Автомобильный аккумулятор состоит из свинцовых пластин находящихся в растворе электролита, в данном случае электролитом является серная кислота.

В ходе данной реакции образуются сульфаты, которыми со временем обрастают пластины, сульфаты препятствуют протеканию тока, так как являются плохим проводником и со временем аккумулятор теряет ёмкость и не способен отдавать большой ток для работы стартёра.

Если ваш аккумулятор заряжается и разряжается быстрее чем раньше, не имея при этом механических повреждений, скорее всего сульфатация убила его, но отчаиваться не стоит, читаем статью до конца…

Предлагаемое устройство, отныне — «десульфатор» создаёт короткие импульсы высокой амплитуды и чистоты, импульс длится определённое время, затем простой, затем снова импульс.

Такие ударные процессы могут разрушить сульфатную плёнку и в теории это возможно, на практике не все аккумуляторы удаётся восстановить, из-за конструктивных особенностей последних. Но судя по статистике, около 80-85 % старых аккумуляторов подлежат восстановлению. Естественно если причиной неработоспособности является сульфатация, а не обрыв свинцовых пластин или иное механическое повреждение.

Вот такое получится устройство…

Как пользоваться устройством? Данный вариант является зарядно-десульфатирующим устройством, обычный десульфатор питается от аккумулятора, который он десульфатирует и постепенно разряжает его, в этом же случае устройство заряжает аккумулятор короткими всплесками высокого напряжения высокой частоты.

Схему можно использовать и для зарядки низковольтных, свинцовых аккумуляторов с номинальным напряжением в 4-6 вольт, такие ставят в китайские фонарики, в детские электрокары и так далее…

Перед тем, как начать процесс заряда с десульфатацией, нужно слегка подзарядить автомобильный аккумулятор.

Так, как прибор работает в звуковом диапазоне, вы скорее всего услышите слабый свист, силовые компоненты схемы слегка должны нагреваться.

Осциллографом можно убедиться, что аккумулятор заряжается импульсами тока высокой частоты.

Схема устройства довольно простая…

Простыми словами поясню как работает схема.

Напряжение зарядного устройства через предохранитель и диод поступает на схему десульфатора, для маломощной части схемы, питание подаётся через токоограничивающий резистор R1, затем сглаживается небольшим электролитическим конденсатором.

На микросхеме NE555 собран генератор прямоугольных импульсов, частота этих импульсов около 1 килогерц, коэффициент заполнения 90%, то есть сигнал высокого уровня длится большУю часть времени, именно этот импульс нам нужен для того, чтобы открыть полевой транзистор.

Это неэффективно и может навредить аккумулятору. Один из вариантов — это снижение длительности сигнала высокого уровня, тогда транзистор будет открыт на короткое время и всё станет на свои места.

Явные признаки, что батарее нужна помощь

Первым признаком образования налета является снижение емкости батареи. Подзаряжать ее приходится чаще, сам процесс пополнения энергии занимает меньше времени. При подозрении на сульфатацию, можно вывернуть пробки каждой банки и, подсвечивая фонарем, осмотреть пластины. Белесый нарост обнаруживается визуально.

К необслуживаемым батареям (гелевым, кальциевым, AGM) такой способ неприменим – у них нет пробок и нет другой возможности осмотреть пластины без нарушения конструкции, поэтому последствия осаждения кристаллов не будут заметны, пока налет не начнет вылезать на клеммы. Поэтому о наличии слоя сульфатов можно лишь косвенно судить по потере емкости.

Вопреки распространенному мифу, сульфатация происходит и в таких АКБ, потому что они по сути своей являются обычными свинцово-кислотными батареями, только имеют особую конструкцию, либо электролит в них загущен специальными присадками до состояния геля. Только этот процесс в них происходит медленнее (в том числе, за счет меньшей склонности к саморазряду), но не исключен полностью.

Польза десульфатации

Абсолютно другая методика — десульфатация — позволяет провести очищение быстрее, безопаснее и эффективнее. Она заключается в использовании коротких высокоамплитудных импульсов. Прибор, способствующий разрушению труднорастворимого сульфатного осадка, называется десульфататор. На 555-ой схеме можно увидеть его основные составляющие:

• Генератор (DA1). В определённой последовательности задаёт короткие импульсы, частота которых укладывается в диапазон от 1 до 3 кГц.
• Резисторы (R2 и R3). Регулируют частоту колебаний и длительность импульса соответственно.
• Полевой транзистор (VT1). Работает за счёт логических уровней, имеет напряжение 1,5 В.
• Инвертирующий триггер Шмитта (DA2). Обеспечивает функционирование полевого транзистора. Для триггера характерно отставание напряжения, составляющее 1/3 и 2/3 от напряжения питания.
• Диод (VD1). Предохраняет транзистор от действия высоковольтных импульсов и удерживает их на уровне 30 В. Аналогом такого диода может выступать стабилитрон типа Д816 В, Г-Д817А. Дополнением к нему является быстродействующий диод (VD2).
• Дроссели (L1, L2).

Подключение транзистора к выводу триггера позволяет соединить затвор с общим проводом напрямую, сохранив низкий выходной уровень, и сделать процесс работы более стабильным.

Основные признаки

Самым явным признаком того, что батарея не выдает нужный ток из-за сульфатации, является образование на пластинах серого сплошного налета. Рассмотреть его не всегда возможно из-за особенностей АКБ. Для обслуживаемых батарей, которые оснащены съемной крышкой, есть возможность открыть прибор и заглянуть в него.

В ином выполнении аккумулятора, если он полностью запаян, такая операция требует распила батареи, что небезопасно для человека.

Признаки сульфатации аккумулятора:

• Полностью заряженная батарея не способна запустить мотор транспортного средства
• Емкость батареи снизилась
• Показатели плотности электролита свидетельствуют о снижении номинального значения
• Быстро закипают банки прибора в процессе зарядки
• Аккумулятор неестественно быстро заряжается или разряжается

Для увеличения срока службы АКБ и возврата рабочего состояния необходимо правильно производить десульфатацию прибора.

Принцип работы устройства

Все перечисленные устройства, соединённые в один прибор, образуют электрический десульфататор. Схема не только демонстрирует его основные составляющие, но и позволяет понять принцип работы. Он состоит из нескольких этапов:

1. Открывается транзистор.
2. Через индуктивность L1 начинает поступать электрический ток. Энергия копится в её магнитном поле.
3. Возникает импульс высокого напряжения. По полюсам он подаётся на аккумулятор и общий провод устройства. В процессе передачи задействуются конденсаторы. При надлежащем качестве конденсаторов и их последовательном соединении максимальная величина тока в импульсе может доходить до 10 А (величина тока, потребляемого аккумуляторной батареей, при этом будет находиться в пределе всего лишь 50 мА).

В процессе очистки может быть настроена периодичность, с которой будут следовать импульсы, и определена их наибольшая амплитуда. Настройки частоты генератора должны быть такими, чтобы рекомбинация ионов завершалась до старта следующего импульса.

Чтобы с помощью десульфататора наладить работу неисправной аккумуляторной батареи,
оба устройства нужно подключить друг к другу, используя для этого провода небольшой длины сечением от 2,5 до 4 мм². При минимальном уровне заряда аккумулятора допускается параллельное подключение десульфататора и зарядного устройства к батарее с применением развязывающего резистора. Таким резистором может служить лампа накаливания, имеющая необходимое напряжение.
Когда прибор будет подключён к АКБ, ход его работы можно будет отслеживать при помощи осциллографа или вольтметра переменного тока. Он покажет острые пики напряжения. О сильной сульфатации батареи будет свидетельствовать показатель около 30 В. Как только он снизится до нескольких милли­вольт, это будет означать, что осадок расщеплён, аккумуляторная батарея восстановлена и пригодна к работе. Длительность десульфатации напрямую зависит от ёмкости АКБ.

Десульфатация аккумулятора зарядным устройством

Можно обойтись более дешевым способом десульфатизации обычным зарядным устройством. Но непременным условием является возможность регулировать ток и напряжение. Если осадок пока занимает меньше половины пластин, применяется следующая схема десульфатизации аккумулятора:

• Довести уровень электролита до нормального уровня дистиллированной водой.
• Подключить ЗУ и установить напряжение 14 В, силу тока 1 А. Заряжать 8 часов. Замеры должны показать, что плотность электролита увеличилась, напряжение поднялось до 10 В. Если показатели ниже – аккумулятор не восстановить.
• Сутки АКБ отдыхает, отключенное от ЗУ.
• Подключить с напряжением 14 в и током 2-2,5 А на 8 часов. Напряжение должно стать 12,7-12,8 В. Электролит в банках плотностью 1Ю13 г/см3.
• Разрядить аккумулятор до 9 В, лампой дальнего света за 6-8 часов.
• Повторять разряд-заряд несколько раз, пока плотность электролита не станет 1,27 -1,28 г/см3. В период циклов идет процесс десульфатации, растворяется камень, кислотный остаток SO4 укрепляет электролит.

Читать также: Какой кислотой травят металл
В результате емкость свинцового кислотного аккумулятора восстановится на 80-90 %. Но так нельзя провести десульфатацию кальциевого или гелевого аккумулятора.

Чаще всего для десульфатации зарядным устройством используют установку «Вымпел». Она доступна по цене, и имеет необходимую регулировку. К ней можно подключить приставку в виде моргалки или другое электронное устройство для снятия свинцового камня.

В необслуживаемых аккумуляторах десульфатация эффективна только на начальной стадии отложения камня. Ведется она с применением импульсного зарядного устройства. Но надо знать, что камень в кальциевом аккумуляторе содержит гипс, который не разрушается под воздействием импульсных токов. Поэтому необслуживаемые аккумуляторы после 3 глубоких разрядов не подлежат восстановлению.

Я не сдаю на металлолом свои АКБ, я их восстанавливаю! Личный метод десульфатации АКБ

Когда я купил свой гараж в нём был небольшой склад аккумуляторов. Не знаю почему их никто не сдал, это пришлось сделать мне. Кстати я тогда неплохо заработал, что-то около 10000 рублей.

Сейчас же я не сдаю на металлолом свои АКБ, я их восстанавливаю!

Все наверно знают, что большинство аккумуляторов отходят в иной мир от сульфатации. То есть на пластинах появляется налёт сульфата свинца.

Такой налёт при нагреве не спадает с пластин и электролит с данной пластиной не взаимодействует. Из этого вывод один — ёмкость аккумулятора становится меньше.

С данной проблемой сталкиваются почти все водители и только единицы знают про такое слово как «Десульфатация»

. Остальные просто едут за новым аккумулятором.

Единственное, что нужно знать про «Десульфатацию» это то, что восстанавливает ёмкость и убирает сульфат с аккумулятора.

Какие аккумуляторы можно восстанавливать

Прежде чем попытаться выполнить десульфатацию, необходимо убедиться, что конкретная аккумуляторная батарея еще подлежит восстановлению, поскольку есть аккумуляторы в таком состоянии, что об их восстановлении речи быть не может, например, если пластины батареи разрушены физически, а ее банки замыкают между собой. В этом случае участь АКБ предрешена и пролегает только через пункт приема изношенных аккумуляторов (утилизация).

Так, перед выполнением десульфатации АКБ зарядным устройством или другим методом, необходимо проверить, нет ли у аккумуляторной батареи физических повреждений, как внешних, так и внутренних. В частности, не роняли ли батарею, все ли банки целы, не коротят ли они между собой, не имеет корпус повреждений. В этом случае батарею лучше не восстанавливать, поскольку велика вероятность ее аварийной работы.

Ниже перечислены признаки аккумуляторов, пораженных сульфатацией. Если имеется налицо хотя бы один из перечисленных признаков, то имеет смысл попытаться восстановить работоспособность батареи.

• Скорость заряда/разряда. Если батарея очень быстро заряжается и также быстро разряжается.
• Скорость закипания в процессе заряжания. Если аккумулятор закипает очень быстро — один из признаков сульфатации.
• Скорость нагрева. Аналогично предыдущему пункту.
• Светлый налет на пластинах. Если после откручивания пробок на банках внутри на пластинах виден светлый налет, то это признак наличия на пластинах сульфата свинца.
• Значение емкости заряженного аккумулятора. Для выполнения этой процедуры необходимо дополнительное оборудование, и, к сожалению, есть оно не у всех. Однако если емкость измерить удалось, то минимальное критическое значение на полностью заряженном аккумуляторе составляет около 30…50% от указанной в его документации (на этикетке на его корпусе). Вообще, в соответствии с ГОСТ 959-2002 аккумулятор считается негодным при снижении его емкости до значения 40% емкости от изначально заявленной. Но можно попробовать восстановить батарею.

Перечисленные случаи актуальны для аккумуляторных батарей, которые, что называется, «доживают свой век». Однако, если вашего АКБ не подпадает ни под одно из перечисленных описаний, значит, его можно попробова восстановить.

Десульфатация электрическая

Такая десульфатация так же разделяется на две части:

• Автоматические десульфаторы
• Обычное зарядное устройство для АКБ

Автоматические десульфаторы очень просты в применение. Подключаешь к клемам и за счёт специальной системы заряда болячка уходит.

Происходит это в соотношении 10/1

10 минут — заряд 3А

1 минута — разряд 0.3А

Минус у такого прибора один — цена.

Данные устройства нормальных производителей стоят от 5000 до 15000 рублей.

Брать его со взглядом на будущее, не думаю что в наше кризисное время многие на это способны. Если Ваш аккумулятор простой и стоит не больше 3000 рублей —
покупать прибор не нужно.
Теперь перейдём к десульфатации обычным зарядным устройством. Такой метод работает с аккумуляторами, которые ещё чуть-чуть, но живы.

Замечания по схеме

1. Во время тестирования обнаружил, что зарядное устройство не имеет реального режима контроля за полнотой зарядки аккумулятора. Возможно преждевременное отключение недозаряженного аккумулятора. Это нужно контролировать.
2. Из-за потерь в кабелях, идущих к аккумулятору, наблюдается заметное падение импульса пикового напряжения. Можно сократить эти потери, если сохраняя толщину кабелей сделать их короче.
3. Использование проволочных петель для удержания катушек будет неправильным, лучше всего использовать пластиковые или нейлоновые стяжки.

Форум по зарядным устройствам

• ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ NI-CD АКБ НА PIC12F675
• ЗАРЯДНОЕ НА 10 АККУМУЛЯТОРОВ
• КАК ПЕРЕДЕЛАТЬ АВТО В ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ
• ПУСКОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ НА ТРАНСФОРМАТОРЕ СВЧ

Принцип работы:

Сначала проверяем уровень электролита. В среднем уровень должен быть на 80% банки. Если всё как надо, то покупаем дистиллированную воду и в каждой банке заливаем почти до края.

Ставим на зарядку и выставляем 15В и 1А и оставляем на ночь. При таком токе, Ваш аккумулятор не будет кипеть. За это время почти ничего не произойдёт, только напряжение самого аккумулятора немного поднимется.

Сутки не трогаем его, а потом заряжаем и выставляем 15В и 3А опять на ночь. После этой ночи напряжение должно прийти в норму

Примерно 12.4В с плотностью электролита 1.24г/см3

Что такое сульфатация

Сначала нужно понять, с чем предстоит бороться с помощью этой схемы.

Сульфатацию можно описать как процесс, при котором загрязняются пластины. На их поверхностях оседает вещество. Отличается белёсым цветом, а также твёрдой структурой.

Когда батарея работает, свинцовые молекулы начинают взаимодействовать с оксидами. Внутри АКБ, как известно, находится электролит. Это смесь дистиллированной воды и серной кислоты. Кислота способствует выделению сультфата свинца. Когда электрический ток поступает на АКБ при её зарядке, то протекает обратная химическая реакция.

В теории все эти реакции, которые протекают в одну и обратную стороны, компенсируют друг друга. Но в реальности сульфат в воде не растворяется. Он постепенно оседает на пластинах. Это ведёт к нарушению проводимости свинца, а также к повышению сопротивления.

А при росте сопротивления и падении уровня заряда до минимальных отметок аккумулятор попросту выходит из строя. Без возможности его восстановления.

Чтобы предотвратить сценарий с утилизацией АКБ, при сульфатации приходится бороться с этим осадком. Раньше это делали механическим способом, а также применяли крайне агрессивные химические вещества.

Сейчас же поставленную задачу можно выполнить специальным зарядным устройством. Всё больше моделей ЗУ с завода оснащаются функцией десульфатации.