V článku o desulfatizácii olovených akumulátorov, publikovanom na tomto odkaze bolo pre obnovu kapacity akumulátorov použité zariadenie produkujúce pulzy o špičkovej hodnote až 30 A s frekvenciou 6 kHz.

Inovovanú a vylepšenú verziu desulfátora olovených akumulátorov si môžte kúpiť aj v našom e-shope.

Kúpiť v e-shope

Teraz prinášame návod na stavbu tohto jednoduchšieho desulfátora.

Schéma zapojenia

Schéma desulfátora - pre zobrazenie na celú plochu - klikni

Popis funkcie

Princíp tohoto zariadenia je inšpirovaný zapojením publikovaným Alastairom Couperom. V podstate pracuje ako zvyšujúci menič "boost", zložený z prvkov L2, T3, D2. Pretože chceme do akumulátora posielať pulzy, nie je na výstupe zvyšujúceho meniča zaradený filter. Pretože budeme toto zariadenie napájať z toho istého zdroja - batérie, ktorá pracuje v ostrovnom energetickom (alebo inom) systéme a ktorú chceme desulfátovat, je potreba vytvoriť pevný potenciál, z ktorého bude zvyšujúci menič napájaný. To zaisťuje dolná priepusť tvorená LC filtrom zloženým z cievky L1 a kondenzátorov C1 do C4.

Výkonovú čast riadi známy časovač NE555 zapojený ako astabilný klopný obvod. Dĺžka pulzu na hradlo tranzistora je daná kombináciou R2 a C6 a určuje dobu zopnutia tranzistora M1 a teda aj veľkosť pulzu. S použitými súčiastkami je dĺžka pulzu asi 15 us, čo zaistí "nabitie" cievky L2 na prúd asi 30A. Po skončení pulzu sa tento prúd vybije cez diódu D2 do akumulátora. Doba vybíjania je daná kombináciou R4 a C6 a je asi 150 us, čo zodpovedá opakovaciemu kmitočtu asi 6 kHz.

Oproti pôvodnému zapojeniu pána Coupera však má tento desulfátor niekoľko vylepšení. Predovšetkým je tu obvod okolo IC2, ktorý zaisťuje vypnutie desulfátoru pri poklese napätia pod 13,0V a jeho zapnutie pri prekročení 13,3V. Tým je zaistené, že desulfátor pracuje len ak je pripojený akumulátor nabíjaný alebo úplne nabitý. Tento stav je signalizovaný LED diódou D5. V inom prípade totiž desulfatácia nie je účinná a desulfátor by pracoval zbytočne. Vo vypnutom stave má desulfátor spotrebu asi 1,2 mA a LED dióda D5 v tomto stave svieti veľmi slabo (preteká ňou prúd asi 0,5 mA).

Zapojenie je doplnené aj o prepäťovú ochranu, ktorá pozostáva s  tranzistora T6 spolu s D6, R12 a R15 zaisťuje vypnutie obvodu pri prekročení napätia akumulátora 15,5V. Je to predovšetkým z dôvodu ochrany obvodu NE555, ktorý znesie maximálne napätie 16V.

Zapojenie je tiež zaujímavým spôsobom doplnené o tepelnú ochranu. Ide totiž o progresívnu ochranu. Termistor NTC1 s odporom 10kOhm pri 25 °C je pripevnený na spoločný chladič s T3 a D2. Akonáhle teplota presiahne približne 50 °C, odpor termistora sa zníži na asi 3,3 kOhm. To spôsobí otvorenie tranzistora T1 a zníženie šírky pulzu generovaného IC1 na hradlo tranzistora T3. Ochrana nastavuje taký výkon, aby teplota bola udržiavaná do 55 °C.

Výroba zariadenia

Pri výrobe zariadenia nenarazíme na väčšie úskalia, okrem toho, že sa nemožno vyhnúť navinutiu vlastných cievok L1 a L2. Nie je to však nič zložité.

Najdôležitejšie je zohnať vhodné toroidné jadrá. Návrh plošného spoja je prispôsobený pre použitie železoprachových jadier typu T106-26 s vonkajším priemerom 27 mm. Tieto jadrá možno zohnať dvoma spôsobmi:

Nachádzajú sa v 99% počítačových AT / ATX zdrojov, nových i starých, kde funguje ako cievka výstupného filtra. Nejaký chybný PC zdroj má doma mnoho kutilov. Jadro možno zo zdroja vyspájkovať, odvinúť vodiče pôvodného vinutia a navinúť potrebný počet závitov. U cievky L1 vinutie tvorí 19 závitov a u L2 8 závitov. Pre vinutie sa odporúča použiť dva paralelné vodiče o priemerov min. 2 x 1 mm - vinie sa oveľa ľahšie ako jedným vodičom 2mm. Efektívny prúd v oboch vinutiach je asi 15A a aj pri priemere vodičov 2x 1,2 mm cievky celkom "kúria". Je potrebné dať si pozor na niektoré zdroje, špeciálne "P4 - Pentium 4" s výstupom 3,3V o výkone 300W, kde bývajú použité dve menšie jadrá - T94-26. Tieto možno tiež použiť, avšak tieto neumožňujú dosiahnúť výkon plných 30 A, ale len 20 A. Ak nám mierne predĺženie doby desulfatácie nevadí, je potreba upraviť počet závitov na 11 (L2) resp. 30 (L1) a upraviť šírku pulzu výmenou rezistora R2 (1,5 kOhm) za 1,0 kOhm. V prípade že žiadne PC zdroje nemáme k dispozícii, je možné jadra T106-26 zohnať u niektorého z predajcov s elektronickými komponentami.

Osadená DPS - pre zobrazenie na celú plochu - klikni

Pri osadzovaní postupujeme klasickým spôsobom - začíname od najnižších súčiastok, ako sú rezistory a drôtové prepojky. Potom osadíme zvyšné pasívne súčiastky (cievky, kondenzátory, diódy) a malé tranzistory. Nakoniec osadíme obvod NE555, D2 a T3 a pripojíme káble na miesta AKU + a -. Na kladný pól sa odporúča umiestniť poistkové káblové puzdro s poistkou 15A. Táto by mala ochrániť zariadenie pri náhodnom prepólovaní - skrate.

Kompletné zariadenie pred montážou na chladič krátko vyskúšame:

Pripojíme nabitú 12V batériu bez prídavného zdroja. Dióda D5 by sa mala slabo rozsvietiť. Potom pomocou nabíjačky alebo zdroja zvýšime napätie na batérii nad 13,3V. Zariadenie by sa malo rozbehnúť, čo je signalizované jednak silným svitom D5 a jednak počuteľným vysokým tónom na frekvencii 6 kHz. Zariadenia bez chladiča na D2 a T3 neprevádzkujeme dlhšie ako niekoľko sekúnd, pretože hrozí prehriatie a zničenie týchto prvkov! Pri montáži na chladič použijeme izolačné podložky a prechodky. Tiež je potrebné zabezpečiť dobrý tepelný kontakt termistora NTC1 s chladičom, čo možno dosiahnuť malým množstvom bielej teplovodivej (elektricky nevodivej) pasty medzi termistorom a chladičom. Chladič musí mať tepelný odpor maximálne 5 °C / W, optimum je okolo 3 °C / W. Priebeh výroby zariadenia je zachytený na nasledujúcich fotografiách.

Čiastočne osadená DPS s najnižšími komponentami.

Zahnutie vývodov kondenzátorov, veľmi vhodné pre posilnenie spojov (prúd 15A rms)

Vývody kondenzátorov po zaspájkovaní.

Cievka s jadrom T106-26 po vyspájkovaní z PC zdroja.

Cievka s ponechaným jedným vinutím, vhodné pre L2, nutné ešte odvinúť 5 závitov.

Očistené vývody cievky, pripravené pre spájkovanie.

Cievka s jadrom T106-26 po vyspájkovaní z iného PC zdroja.

Cievka s upraveným vinutím vhodná pre L1.

Kompletne osadená a oživená DPS.

Nanesenie teplovodivej pasty medzi termistor a chladič.

Termistor s dobrým tepelným kontaktom na chladič.

Kompletný desulfátor s chladičom z hliníkového profilu

Záver

Tento vyššie popísaný desulfátor je principiálne veľmi jednoduchý, avšak má niekoľko významných funkčných obmedzení. S praktického hľadiska vám preto odporúčam prepracovaný a vyladený Desulfátor akumulátorov ElektroLab v.1.0, ktorého konštrukčný popis, ako aj návod na zostavenie si môžte pozrieť na tomto odkaze - klikni, poprípade si ho môžte zakúpiť formou stavebnice v našom e-shope - klikni.

• Nemožnosť reulácie výstupu - značná nevýhoda najmä pri nízkej sulfatácii akumulátora
• Zariadenie produkuje výstupné impulzy na maximálnom výkone bez možnosti regulácie
• Pomalá hysterézia termistora, majúca za následok prehrievanie zariadenia
• Žiaden bod na pripojenie aktívneho chladenia
• Zariadenie musí byť neustále pod dozorom

 Zdroje:

Alastair Couper - zapojenie desulfátora v časopise - Home Power #77 • June / July 2000  (1) v novom okne

MyPower.cz