能修復鉛蓄電池的充電器,Lead-Acid Battery Charger

鉛蓄電池在日常生活中應用非常廣泛.但由于使用維護不當導致電池的容量大減.經分析實際使用壽命大大縮短的原因主要有下面兩點：(1)長期使電池處于虧電狀態或在使用時過度放電；(2)雖有充電器但充電性能差.對電池充電造成影響.其中相當數量屬于輕重不同的鹽化造成的。對于正常的鉛蓄電池一般有配套的充電器.即使正常使用。隨著電池的長期充放電，極板也會逐漸鹽化。當電池容量下降后很多采用過充電的方法去除鹽化.這種方法對深層容量恢復有效果.但由于鹽化的極板化學結構緊密。此法既浪費電能.恢復也非常困難.用正常充電器一般無法達到預期的效果。筆者有幾塊已無法使用的手提式應急照明燈.在用配套充電器充電無效時嘗試制作了一個簡單實用.具有恢復功能的充電器.經使用效果很好.既能充電又能恢復電瓶容量。

鉛蓄電池的修復機理：對于常規配套充電器通常大都是用半波或全波整流電路進行充電.充電時電流導通時間比較長，這樣，由于充電電壓不能選得很高，所以充電電流強度達不到去鹽化的理想效果.這種過充電恢復法收效甚微.在過充電階段大量的電能被用到電解液水解產生氫氣和氧氣、電池升溫上。如果提高充電電壓先行對電容進行充電，然后通過控制，用窄脈沖，大幅度.瞬時的電容放電強沖擊電流對電瓶充電.強制性地對極板進行高滲透式的恢復。可以達到普通充電條件時所無法達到的效果.盡管電流瞬時強度很大.但導通時間很短。平均電流并不很大，電池發熱非常小。

本充電器可適用于不同電壓和容量的鉛蓄電池正常或恢復性充電.充電時電流大小可根據需要選擇擋位進行調整(一般不宜過大)。圖中B為多抽頭的變壓器.功率可根據需要調整選擇。如果是對不同電壓電瓶進行充電，變壓器須選擇多抽頭式的，如果對10Ah左右12V的小型電瓶進行充電使用圖中的參數即可.電壓在交流28V時充電電流表頭顯示0.5A左右.元件發熱不大。若再想加快速度可適當加大到36V，此時電流接近1A。如果連續運行要考慮安裝散熱器。

工作原理：變壓器的次級充電繞組不能和普通充電器那樣選擇次級電壓.一般交流電數值選在被充電瓶電壓的2.5～3.5倍的范圍.靠轉換開關進行切換電流。當次級繞組I交流電是上正下負輸出時。這只是一個電容充電的貯能過程.電容C1充得交流電的峰值電壓，電壓較高，約是被充電池電壓的數倍。次級繞組Ⅱ為觸發繞組.交流電壓約6V.此刻也是上正下負的極性.1N4007二極管為反偏狀態.可控硅無法被觸發導通.在此期間電瓶不充電。電容數值選取在幾百微法，具體數值取決于充電二極管和可控硅的電流過載能力。當負半周到來時，二極管D1反偏截止，1N4007二極管正偏導通.可控硅在得到足夠觸發電流后導通.SR可控硅導通時電阻極小.此時C1經SR對電瓶放電.放電回路電阻很小.由于電容C1充得電壓幾倍于電瓶電壓E.放電電流的瞬時峰值是很高的.一般可達數十安培或更大.但導通時間很短。瞬時能量很高，場強很強.具有很高的極板滲透能力和極板去鹽化作用。

普通的充電器在電壓波動時電流變化比較大.電壓高時電流過大，電壓低時充電電流減小，效果變差，極板滲透能力下降.本充電器在這種情況下雖然電流也有波動但很小.由于充電電壓選擇數值高，充電效果幾乎不受影響.

經實驗.對碧星牌4Ah應急燈電池在已無法使用的情況下進行28W/0.5A首次一小時充電.利用原應急燈上的單只小燈泡照明放電兩個半小時后亮度才明顯下降.充電過程中有小量的氣泡，溫升很小。經過三次十個小時左右的充電放電修復過程。電池容量已大幅提升.使用情況已和以前沒有什么差別。根據對不同損壞程度的電瓶實驗結果來看.這種充電器對一般鹽化的電瓶效果比較明顯.即使有不同程度損壞的電瓶也有相當效果。從極板深層滲透充電效果來說要遠好于一般的充電器.而且充電情況受電網電壓變化影響小。