Как бы автолюбитель ни заботился об аккумуляторе своего мотоцикла или автомобиля, он все равно служит не так долго, как хотелось бы. Тому есть много причин, самая распространенная из которых — сульфатация пластин. Посмотрим, как это происходит. В процессе разряда в аккумуляторе протекает следующая химическая реакция:

Pb + 2H₂SO₄ + PbO₂ → 2PbSO₄ + 2H₂O (1)

Из уравнения (1) видно, что под воздействием серной кислоты свинец, из которого сделана пластина, вступает в реакцию с оксидом, покрывающим соседнюю пластину, образуя сульфат и воду. Во время заряда под воздействием тока протекает та же реакция (1), но в обратную сторону. В теории этот процесс полностью обратим, что позволяет перезаряжать аккумулятор много тысяч раз. К сожалению, на практике это не совсем так. Обратная реакция происходит не до конца, что приводит к отложению части сульфата на пластине. Этот процесс со временем идет быстрее, приводя аккумулятор в негодность. Поскольку PbSO₄ является плохим проводником, то внутреннее сопротивление окисленной пластины увеличивается, а зарядный ток и эффективность заряда, в свою очередь, уменьшаются. Решить проблему можно только с помощью очень сильных разъедающих веществ, потенциально опасных для здоровья. Кроме того, аккумуляторы выпускаются в прочных корпусах, чтобы не было возможности вскрыть их, не поломав.

Однако есть метод, который позволяет провести десульфатацию пластин электрически. Оказывается, если приложить короткие импульсы напряжения с высокой амплитудой к аккумулятору, то возбужденные у поверхности электродов ионы разрушают осадок сульфата свинца.

Schematische Darstellung

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема устройства для десульфатации пластин аккумулятора

Принципиальная электрическая схема устройства приведена на рисунке 1. Это импульсный источник питания, где мультивибратор IC1 подключен в асинхронном режиме и работает на частоте нескольких кГц. Когда транзистор Т1 закрыт, конденсатор С5 заряжается через индуктивность L2 до напряжения аккумулятора. Импульс, генерируемый мультивибратором IC1, на короткое время открывает транзистор Т1, и конденсатор С5 мгновенно разряжается через него и индуктивность L1. Затем Т1 снова закрывается, но из-за присутствия L1 ток разряда не останавливается моментально, а некоторое время протекает через диод D2. Если конденсатор С5 качественный и обладает низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ЭПС), а провод от схемы до аккумулятора не очень длинный, то пиковый ток в импульсе может достигать 5…10 А. Но при этом потребление схемы довольно мало, порядка 40 мА.

Выбор элементов и подключение

Список рекомендуемых номиналов и компонентов приведен в таблице 1.

Таблица 1. Перечень компонентов

Если же приходится выбирать компонент, отличный от рекомендуемого, то это надо делать осторожно, учитывая определенные рекомендации и ограничения. Индуктивности обязательно должны иметь точно такие характеристики, какие указаны в перечне компонентов (см. табл. 1).

Рис. 2. Печатная плата устройства для десульфатации пластин аккумулятора

Диод D2 в случае необходимости можно заменить на другой компонент, однако он обязательно должен иметь очень высокую скорость срабатывания. Конденсатор С5 лучше выбирать с низким ЭПС. Обычно такие конденсаторы предназначены специально для импульсных источников питания. Как видно из рисунка 2, на котором показан вариант размещения элементов, предложенный инженерами Elektor, транзистор Т1 и диод D2 имеют небольшие U-образные радиаторы, поэтому желательно, чтобы они были в корпусе TO-220.

Готовую схему рекомендуется установить в заземленный металлический корпус, поскольку она создает довольно сильное электромагнитное поле, которое может повлиять на работу других электронных устройств. Для подключения схемы к аккумулятору следует использовать короткие провода сечением 2,5…3,0 мм². Их необходимо надежно закреплять (или припаять) на контактах аккумулятора, чтобы минимизировать паразитные эффекты.

Некоторые специалисты советуют одновременно подключать слабое зарядное устройство, чтобы при длительном процессе десульфатации аккумулятор не разрядился. Но едва ли стоит это делать, поскольку импеданс зарядного устройства искажает форму импульсов нашего устройства и заметно снижает эффективность его работы. И, напоследок, важное предостережение. При подключении данного устройства к аккумулятору прямо в машине следует отключить от двигателя хотя бы один его контакт, поскольку импеданс нагрузки, подключенной параллельно, снижает эффективность работы схемы.