Импульсная диагностика аккумуляторов. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Импульсная диагностика аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

Комментарии к статье

При длительном хранении и неправильной эксплуатации на пластинах аккумуляторов появляются крупные нерастворимые кристаллы сульфата свинца. Большинство современных зарядных устройств выполнены по простой схеме, в которую входит трансформатор и выпрямитель. Их использование рассчитано на снятие рабочей сульфитации с поверхности пластин аккумулятора, но застарелую крупнокристаллическую сульфитацию они убрать не в состоянии.

Кристаллы сульфата свинца обладают большим сопротивлением, что препятствует прохождению зарядного и разрядного тока. Напряжение на аккумуляторе во время зарядки растет, ток заряда падает, а обильное выделение смеси кислорода и водорода может привести к взрыву. Разработанные импульсные зарядные устройства [1-3] способны во время зарядки перевести сульфат свинца в аморфный свинец с последующим его осаждением на поверхность очищенных от кристаллизации пластин.

Перед зарядкой и восстановлением аккумулятора необходимо провести диагностику его технического состояния, прежде всего, определить внутреннее сопротивление (степень сульфитации). Простейшим прибором диагностики является нагрузочная вилка, состоящая из низкоомного разрядного резистора и вольтметра. Ток разряда, проходя через резистор, снижает напряжение на аккумуляторе. По напряжению холостого хода Е и напряжению под нагрузкой U. зная ток разряда Iр, определяют внутреннее сопротивление аккумулятора RBH:

Rвн=(E-U)/Iр

Сложность выполнения диагностики аккумулятора в том, что требуются дополнительные приборы и проведение арифметических расчетов. Фирменные диагностические приборы с автоматическим определением параметров аккумуляторов (напряжения под нагрузкой, внутреннего сопротивления, емкости) имеют большие габариты из-за применения мощного разрядного сопротивления и релейной схемы подключения нагрузки.

Предлагаемый электронный прибор позволяет производить прямой отсчет внутреннего сопротивления аккумулятора с определением степени сульфитации пластин.

Диагностика аккумулятора при импульсном токе разряда позволяет уменьшить габариты прибора (практически на порядок), облегчить тепловой режим разрядных цепей и ускорить диагностику с минут до секунд. Прямоугольная форма разрядного тока наиболее близка по форме к пусковому току стартерных устройств автомобилей.

В приборе отсутствует сетевое питание, что позволяет проводить измерения степени сульфитации аккумулятора непосредственно на автомобиле. В состав электронной схемы прибора (рис.1) входят:

генератор прямоугольных импульсов на аналоговом таймере DA1;
ключевой транзистор VT2;
усилитель импульсов сульфитации VU1.

(нажмите для увеличения)

Характеристики устройства

Напряжение аккумулятора......12 В
Емкость, А-ч......12-120
Время измерения, с......5
Импульсный ток измерения, А......10
Диагностируемая степень сульфатации, %......30...100
Масса устройства, г......240
Рабочая температура воздуха......±27°С

Режим работы генератора стабилизирован отрицательной обратной связью с нагрузки ключевого усилителя на вход 5 таймера и схемой компенсации изменения внешней температуры с датчиком R1. Питание устройства стабилизировано электронным стабилизатором DA2.

Генератор прямоугольных импульсов на таймере DA1 позволяет при минимальном количестве дополнительных радиодеталей формировать прямоугольные импульсы с частотой и скважностью, изменяющимися в широких пределах. В состав микросхемы входят два компаратора, входы которых подключены к выводам 6 и 2 DA1. с уровнями переключения 2/3 Uп и 1/3 Uп соответственно. Внутренний триггер таймера позволяет изменять состояние выхода (вывода 3) DA1 в зависимости от уровня напряжения на зарядном конденсаторе С1.

При подаче питания конденсатор С1 заряжается до уровня 2/3 Uп в течение времени, зависящего от номиналов R1 и С1. При достижении этого напряжения внутренний триггер переключается, на выходе 3 появляется низкий уровень, включается внутренний разрядный транзистор, подключенный к выводу 7 DA1. Конденсатор С1 разряжается через резисторы R2 и R3, по достижении уровня 1/3 Uп происходит повторное переключение триггера, на выходе 3 появляется высокий уровень, внутренний транзистор закрывается, и начинается повторный заряд С1, т.е. цикл повторяется. Резистором R2 устанавливается время разряда конденсатора С1. С увеличением сопротивления R2 время разряда увеличивается, а мощность на нагрузке R9 уменьшается. В зарядной цепи конденсатора С1 установлен терморезистор R1. который при пониженной температуре увеличивает время заряда С1 и продолжительность импульса тока в разрядной цепи аккумулятора. Частота генератора снижается, что ведет к повышению напряжения на микроамперметре РА1.

С выхода 3 DA1 прямоугольные импульсы через ограничительный резистор R6 поступают на базу усилителя мощности на транзисторе VT2. Открытый очередным импульсом транзистор VT2 разряжает на короткое время аккумулятор GB1 на резистор R9.

Вход 5 DA1 используется для стабилизации разрядного тока нагрузки. При повышении напряжения на нагрузке R9 оно через установочный резистор R8 и ограничительный R7 поступает на базу транзистора VT1. Снижение напряжения на входе 5 DA1 при открытом транзисторе VT1 позволяет автоматически повысить частоту выходных импульсов таймера, что приводит к уменьшению напряжения на нагрузке. Таким образом осуществляется стабилизация тока. Конденсатор C3 устраняет импульсные помехи на базе VT1, резистор R4 ограничивает ток замыкания по входу 5 DA1 при открытом VT1.

Импульсное напряжение с аккумулятора GB1 через резистор R10 и разделительный конденсатор С4 поступает на вход усилителя на оптопаре (оптроне) VU1. Резистором R11 устанавливается режим усиления оптопары по постоянному току. Нагрузкой оптоусилителя является резистор R13, сигнал с которого через разделительный конденсатор С5 поступает на выпрямитель с удвоением напряжения на диодах VD2, VD3. После выпрямления он воздействует на показания микроамперметра РА1. Резистором R14 осуществляется установка максимальных показаний прибора РА1.

При рабочей сульфитации внутреннее сопротивление аккумулятора не превышает паспортное значение, и импульсное напряжение на клеммах аккумулятора незначительно по амплитуде. При крупнокристаллической сульфитации, когда внутреннее сопротивление аккумулятора превышает рабочее в десятки раз. импульсы разрядного тока создают на клеммах аккумулятора импульсы напряжения, амплитуда которых линейно зависит от степени сульфитации. С повышением амплитуды импульсов увеличивается отклонение стрелки микроамперметра, указывая на рост сульфитации, снижение емкости аккумулятора и его стартового тока. Показания микроамперметра соответствуют максимальной сульфитации в процентах.

Основные элементы устройства размещены на односторонней печатной плате размерами 102x31 мм. чертеж которой показан на рис.2. Устройство выполнено в корпусе БП-1. Регулятор R8 (тип Аб) и микроамперметр РА1 установлены на передней панели прибора.

Импульсная диагностика аккумуляторов

Исходя из значения напряжения под нагрузкой, резистором R14 устанавливается соответствующее значение сульфитации в процентах на шкале прибора РА1 при среднем положении движков резисторов R2, R8 и R11. Показания прибора корректируются резистором R11 в соответствии сданными, приведенными в таблице.

Напряжение аккумулятора под нагрузкой, В	Более 11,8	Менее 11,6	Менее 10,8	Менее 10,2
Сульфитация, %	Рабочая	40%	60%	100%

Среднее положение движка резистора R8 (тип аккумулятора) примерно соответствует емкости аккумулятора 60 А-ч. нижнее - 120 А-ч, верхнее - 12 А-ч. Возможное несоответствие типа аккумулятора и положения движка R8 из-за разброса элементов схемы корректируется резистором R2 (регулирует длительность паузы между импульсами), что вносит поправку в величину импульсного тока разряда аккумулятора.

Отсчет показаний сульфитации аккумулятора выполняется после кратковременного подключения разъема XT и минусовой шины к аккумулятору по прибору РА1 Предварительно резистор R8 устанавливают в положение, соответствующее проверяемому типу аккумулятора. Пульсирующее свечение контрольного светодиода HL1 указывает на правильную полярность подключения аккумулятора во время тестирования и исправную работу генератора прямоугольных импульсов на DA1.

Литература

В.Коновалов. Измеритель RBH АБ. - Радиомир, 2004. №8, С.14.
В.Коновалов, А.Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов. - Радиомир, 2005. №3, С.7.
В.Коновалов. Зарядно-восстановительное устройство для Ni-Cd аккумуляторов. - Радио. 2006. №3. С.53.
Испытатель автомобильных аккумуляторных батарей. - Радио. 2007, №6, С.49.
И.П.Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы. Кн.5. - 2003.
В.В.Мукосеев, И.Н.Сидоров. Маркировка и обозначение радиоэлементов - 2001.

Автор: В.Коновалов, г.Иркутск

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Синтезатор частоты Texas Instruments LMX2594 09.08.2017

Компания Texas Instruments выпустила новый синтезатор частоты LMX2594 с широким диапазоном рабочих частот и беспрецедентно высокими параметрами СВЧ-сигнала. LMX2594 имеет лучший в своем классе фазовый шум: -236 дБн/Гц; джиттер 50 фс и высокую рабочую частоту – до 15 ГГц без использования внутреннего умножителя.

Синтезатор содержит вход синхронизации, позволяет реализовать скачки по частоте (frequency ramping), а выходной сигнал можно снимать на двух дифференциальных выходах.

LMX2594 позволяет синхронизировать выходы нескольких микросхем, а также обеспечить предсказуемую стабильную задержку между входом и выходом. Быстрый механизм калибровки позволяет изменять частоту за 20 мкс. Диапазон регулировки выходной мощности – от 7 до 15 dBm.

Питание синтезатора производится от единственного напряжения 3,3 В; встроенные LDO исключают необходимость в дополнительных стабилизаторах на плате.

Области применения LMX2594:

Измерительное оборудование.
Высокоскоростные конверторы данных (JESD204B).
Сотовые сети 5G.
Инфраструктуры связи миллиметрового диапазона.
Фазированные антенные решетки и формирование луча.

Другие интересные новости:

▪ Разработан новый способ расщепления воды

▪ Солнечные панели на фосфиде индия

▪ Камера для съемок цветного видео в абсолютной темноте

▪ Слюна гусениц против пластика

▪ Лазерная рентгеновская установка обнаружит радиоактивную контрабанду

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Комнатные авиамодели. Советы моделисту

▪ статья Кто такие выдры? Подробный ответ

▪ статья Очистка стрелочных переводов от снега. Типовая инструкция по охране труда