Импульсная диагностика аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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.

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.

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

1. В.Коновалов. Измеритель RBH АБ. - Радиомир, 2004. №8, С.14.
2. В.Коновалов, А.Разгильдеев. Восстановление аккумуляторов. - Радиомир, 2005. №3, С.7.
3. В.Коновалов. Зарядно-восстановительное устройство для Ni-Cd аккумуляторов. - Радио. 2006. №3. С.53.
4. Испытатель автомобильных аккумуляторных батарей. - Радио. 2007, №6, С.49.
5. И.П.Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы. Кн.5. - 2003.
6. 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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Microsoft блокирует установку Linux на свои планшеты 21.01.2012 Специальное требование Microsoft практически полностью исключает возможность установки на ARM-планшеты сторонних операционных систем, в том числе Android, основанный на ядре Linux. Требования Microsoft к производителям планшетов с ARM-процессорами, решившими устанавливать операционную систему Windows 8, включают пункт, согласно которому они должны использовать загрузочную технологию UEFI. Она должна быть активирована без возможности ручного отключения (перевода в режим Custom Mode). Это требование имеет интересное следствие: оно значительно усложнит установку сторонних операционных систем, пишет Digital Trends. По словам Стивена Синофски (Steven Sinofsky), президента подразделения Windows и Windows Live корпорации Microsoft, данная мера направлена на защиту пользователей от несанкционированного вмешательства в прошивку - когда вредоносное приложение может изменить алгоритм загрузки и поместить в память вредоносный код до старта ОС. Особенность UEFI заключается в том, что данная технология не позволяет запускать на устройстве операционные системы, цифровые подписи которых отсутствуют в заводской прошивке. Таким образом, если производитель добавит цифровую подпись только Windows 8, то на планшете будет запускаться только эта операционная система. Если же пользователь захочет установить операционную систему на ядре Linux, ему придется вручную вмешиваться в прошивку, чтобы добавить подпись. Это сложная процедура, которая окажется под силу далеко не многим. Если же производитель самостоятельно добавит дополнительные подписи, Microsoft Microsoft пытается снизить конкурентное давление со стороны ARM-планшетов с операционной системой Google Android. В настоящее время ARM-устройства занимают практически весь мировой планшетный рынок, причем их абсолютное большинство работает на операционных системах Android либо iOS при практически полном отсутствии на рынке ОС Windows. Можно предположить, что Microsoft ввела ограничение на цифровые подписи в UEFI, чтобы помешать вендорам и пользователям устанавливать альтернативные ОС на планшеты, разработанные для Windows 8 и продаваемые с ее логотипом. Примечательно, что претензии от антимонопольных органов по поводу требований Microsoft вряд ли появятся, как раз по той причине, что на рынке она почти отсутствует. История с блокировкой UEFI по требованию Microsoft началась не сегодня. Еще в сентябре 2011 г. представители Linux-дистрибьюторов забили тревогу в связи с тем, что запуск сторонних ОС на компьютерах с данной технологией будет сильно затруднен. В течение месяца ими был подготовлен документ с рекомендациями, как следует организовывать процесс загрузки на системном уровне, и в декабре корпорация отменила обязательное условие, согласно которому технологию UEFI нельзя было отключать. Однако это касалось только устройств с процессорами на архитектуре x86. Таким образом, покупатели современного планшета с Windows 8, с длительным временем автономной работы и интерфейсом Metro, окажутся в том же положении, что и владельцы iPad: они смогут пользоваться только предустановленной операционной системой.

Другие интересные новости:

▪ Электроника питается от уха

▪ Жароупорный глиняный суперконденсатор

▪ Распознавание наркотиков по отпечаткам пальцев

▪ Гибрид трамвая и автобуса

▪ Из нанотрубочек плетут сети

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Яблоко раздора. Крылатое выражение

▪ статья Какие природные катастрофы уносят больше всего человеческих жизней? Подробный ответ

▪ статья Телефонист междугородной связи. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Восстановление выцветших чернил на пергаменте. Простые рецепты и советы

▪ статья Тамбурин. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025