調査された2つの単純なバッテリー脱硫回路

この記事では、鉛蓄電池の脱硫を効果的に除去および防止するために使用できる、2つのシンプルで強力な電池脱硫回路を調査します。最初の方法はPWMパルスを使用し、2番目の方法は通常のブリッジ整流器を実装します。

鉛蓄電池の硫酸化は非常に一般的であり、プロセスが電池の効率を完全に妨げるため、大きな問題です。 PWM方式で鉛蓄電池を充電すると、脱硫酸化が始まり、電池の効率がある程度回復すると言われています。

鉛蓄電池の硫酸化とは

硫酸化は、鉛蓄電池の内部に存在する硫酸が時間の経過とともにプレートと反応して、プレート上に物質のような白い粉末の層を形成するプロセスです。

この層の堆積物は、充電または放電中にバッテリー内の化学的作用を著しく悪化させ、その電力供給能力でバッテリーを非効率的にします。

通常、これは、バッテリーが長期間使用されておらず、充電、放電のプロセスがあまり頻繁に行われていない場合に発生します。

残念ながら、この問題に対処する効果的な方法はありませんが、充電中にバッテリーを大電流バーストにさらすことにより、影響を受けたバッテリー上の詰まった硫黄堆積物がある程度分解される可能性があることが研究されています。

これらの大電流充電パルスは、いくつかの制御回路を介して十分に最適化する必要があり、プロセスを実装する際に慎重に診断する必要があります。

1）PWMを使用する

を通じてメソッドを実装する PWM制御回路 おそらくそれを行うための最良の方法です。

これはウィキペディアからの抜粋です。

'脱硫酸化は、バッテリーの端子間に生成される大電流パルスによって実現されます。この技術はパルスコンディショニングとも呼ばれ、バッテリープレート上に形成された硫酸塩結晶を分解します。短い高電流パルスが最適に機能する傾向があります。電子回路は、高電流パルスのさまざまな幅と周波数のパルスを調整するために使用されます。バッテリーを完全に脱硫酸化するには長い時間がかかるため、これらを使用してプロセスを自動化することもできます。

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

ここで説明するPWMバッテリ充電器の回路は、上記の脱硫酸化プロセスを実行するための最良の設計と見なすことができます。

回路の機能

ザ・ IC555が構成されています 標準のPWM制御モードで使用されます。

ICからの出力は、いくつかのトランジスタを介して適切に増幅されるため、脱硫酸化が必要なバッテリに前述の大電流パルスを供給することができます。

PWM制御は、脱硫酸化プロセスを実装するために低い「マーク」比に設定できます。

逆に、回路が通常のバッテリの充電に使用されることを意図している場合、PWM制御は、等しいマーク/スペース比で、または必要な仕様に従ってパルスを生成するように調整できます。

PWMの制御は、個人の好みにのみ依存するため、バッテリーメーカーの指示に従って正しく行う必要があります。

正しい手順に従わないと、バッテリーが爆発する可能性があるため、バッテリーの致命的な事故につながる可能性があります。

バッテリのAHレベルに等しい入力電流レベルを最初に選択し、バッテリから正の応答が検出されると徐々に減少させることができます。

2）変圧器とブリッジ整流回路による脱硫酸化

充電回路を備えたこの最もシンプルで効果的なバッテリー脱硫器を作るには、適切な定格の変圧器とブリッジ整流器が必要です。この設計は、バッテリーを脱硫酸化するだけでなく、新しいバッテリーでこの問題が発生するのを防ぎ、同時に必要なレベルまで充電します。

この投稿の冒頭で、PWMの概念を使用して脱硫酸化する方法を学びましたが、より深い研究では、バッテリーを脱硫酸化するプロセスは必ずしも高精度のPWM回路を必要とせず、電源は特定の速度で振動する必要があることが示されています。脱硫酸化プロセスを開始するのに十分です（ほとんどの場合）...バッテリーがまだ硬化範囲内にあり、復活状態を超えていない場合。

では、この超シンプルなバッテリー脱硫回路を作成するには、特定のバッテリーも充電し、さらに新しいバッテリーで硫酸化の問題が発生しないようにする必要がありますか？

適切な定格の変圧器、 ブリッジ整流器 と電流計は、目的のために必要なすべてです。

変圧器の電圧は、バッテリー電圧の定格よりも約25％高い定格である必要があります。つまり、12Vバッテリーの場合、バッテリー端子間に15〜16Vの電源を使用できます。

電流は、復活が必要で硫酸化がひどいバッテリーのAh定格にほぼ等しくなる可能性があります。良好なバッテリーの場合、充電電流はAh定格の約1/10または2/10になる可能性があります。ブリッジ整流器は、指定または計算された充電レベルに従って定格を設定する必要があります。

ブリッジ整流器を使用した脱硫器の概略図

ブリッジ整流器が脱硫器としてどのように機能するか

上の図は、充電回路を備えた提案されたバッテリー脱硫器の最低限の要件を示しています。

変圧器が指定された12Vバッテリーの主電源電圧を15VACに降圧する、最も標準的またはかなり粗雑なACからDCへの電源装置のセットアップを見ることができます。

15V ACは、バッテリー端子に到達する前に、接続されたブリッジ整流器モジュールを介して整流プロセスを経て、全波15VDCに変換されます。

220Vの主電源入力の場合、ブリッジ前の周波数は50Hz（標準グリッド仕様）になり、整流後、これは100Hzの2倍になると想定されます。 110V AC入力の場合、これは約120Hzになります。

これは、ブリッジネットワークがステップダウンされたACの下半分のサイクルを反転し、それを上半分のサイクルと組み合わせて、最終的に100Hzまたは120Hzの脈動DCを生成するために発生します。

特定のバッテリーの内部プレート上の硫酸塩堆積物をシェイクアップまたはノックダウンする原因となるのは、この脈動するDCです。

優れたバッテリーの場合、この100 Hzのパルス充電電源により、最初から硫酸化が発生しなくなり、プレートをこの問題から比較的解放することができます。

また、電源入力と直列に接続された電流計を見ることができます。電流計は、バッテリーによる消費電流を直接示し、充電手順の「ライブ更新」を提供し、何かポジティブなことが起こっているかどうかを示します。

良好なバッテリーの場合、これは充電プロセスに関する開始から終了までの情報を提供します。つまり、最初にメーターの針がバッテリーによって指定された充電率を示し、徐々にゼロマークまで下がると予想される場合があります。充電電源を切断する必要があります。

より洗練されたアプローチを採用して、バッテリーが完全に充電されたら自動カットオフを有効にすることができます。 オペアンプベースの自動バッテリーフル充電遮断回路 （2番目の図）