5 melhores circuitos de carregador de bateria automático 6V 4Ah usando relé e MOSFET

As seguintes 5 versões de circuitos de carregador de bateria de 6 volts 4 AH foram projetadas por mim e postadas aqui em resposta ao pedido do Sr. Raja, vamos aprender toda a conversa.

Especificações técnicas

'Caro senhor, poste um circuito para carregar bateria de chumbo ácido de 6 volts de 3,5 ah a partir de bateria de 12 volts O carregador deve parar de carregar automaticamente quando a bateria estiver totalmente carregada.

Use o transistor em vez do relé para parar de carregar e também me diga como usar o relé de 12 volts para o mesmo circuito.

Explique qual é seguro e durável, relé ou transistor para interromper o carregamento. (No momento estou carregando minha bateria acima mencionada simplesmente usando LM317 com resistores de 220 ohm e 1 kilo ohm e um par de capacitores) estou aguardando seu artigo, obrigado '.

O design

O circuito a seguir mostra um circuito carregador de bateria automático simples de 6 volts 4 a 10 AH usando um Relé de 12 volts , projetado para cortar automaticamente o fornecimento da bateria assim que o nível de carga total da bateria for atingido.

Como funciona

Supondo que nenhuma bateria esteja conectada ao circuito, quando a energia é LIGADA, o contato do relé estará no N / C e nenhuma energia será capaz de alcançar o Circuito IC 741 .

Agora, quando a bateria estiver conectada, a alimentação da bateria acionará o circuito e, supondo que a bateria esteja em um estado descarregado, o pino # 2 será menor do que o pino # 3, causando uma alta no pino # 6 do IC. Isso ligará o driver do relé do transistor, que por sua vez mudará o contato do relé de N / C para N / O conectando a fonte de carga com a bateria.

A bateria agora começará a carregar lentamente e assim que seus terminais atingirem 7V, o pino # 2 tenderá a ficar mais alto que o pino # 3, fazendo com que o pino # 6 do IC fique baixo, desligando o relé e cortando o fornecimento para a bateria.

O baixo existente no pino nº 6 também fará com que o pino nº 3 fique permanentemente baixo por meio do diodo 1N4148 vinculado e, portanto, o sistema será travado, até que a alimentação seja desligada e ligada novamente.

Se você não deseja ter esse arranjo de travamento, pode muito bem eliminar o diodo de realimentação 1N4148.

Observação : A seção do indicador LED para todos os 3 diagramas a seguir foram modificados recentemente após um teste prático e confirmação

Circuito # 1

CONECTE UM 10UF ATRAVÉS DO PIN2 E PIN4, PARA QUE A SAÍDA OP AMP SEMPRE COMEÇA COM UM INTERRUPTOR 'ALTO' LIGADO

O circuito a seguir mostra um circuito simples de carregador de bateria de 4 AH automático de 6 volts sem usar um relé, em vez diretamente por meio de um transistor, você pode substituir o BJT por um mosfet também para habilitar o carregamento de alto nível de Ah também.

Projeto de PCB para o circuito acima

O design do layout do PCB foi contribuído por um dos seguidores ávidos deste site, Sr. Jack009

Circuito 2

CONECTE UM 10UF ATRAVÉS DO PIN2 E PIN4, PARA QUE A SAÍDA OP AMP SEMPRE COMEÇA COM UM INTERRUPTOR 'ALTO' LIGADO

Atualizar:

O circuito do carregador de 6 V transistorizado acima tem um erro. No nível de carga total, assim que o negativo da bateria é cortado pelo TIP122, este negativo da bateria também é cortado para o circuito IC 741.

Isso implica que agora o IC 741 é incapaz de monitorar o processo de descarga da bateria e não será capaz de restaurar o carregamento da bateria quando a bateria atingir o limite inferior de descarga?

Para corrigir isso, precisamos ter certeza de que no nível de carga total, o negativo da bateria é cortado apenas da linha de alimentação, e não da linha do circuito IC 741.

O circuito a seguir corrige esta falha e garante que o IC741 seja capaz de monitorar e manter o controle da integridade da bateria continuamente em todas as circunstâncias.

CONECTE UM 10UF ATRAVÉS DO PIN2 E PIN4, PARA QUE A SAÍDA OP AMP SEMPRE COMEÇA COM UM INTERRUPTOR 'ALTO' LIGADO

Como configurar o circuito

Inicialmente, mantenha o resistor de realimentação do pino 6 desconectado e sem conectar nenhuma bateria ajuste R2 para obter exatamente 7,2 V na saída do LM317 (através do cátodo de 1N5408 e linha de aterramento), para alimentar o circuito IC 741.

Agora, simplesmente brinque com a predefinição de 10k e identifique uma posição onde os LEDs VERMELHO / VERDE simplesmente viram / mudam ou mudam ou trocam entre sua iluminação.

Esta posição dentro do ajuste predefinido pode ser considerada como o ponto de corte ou limite.

Ajuste-o com cuidado até um ponto em que o LED VERMELHO no primeiro circuito apenas acenda ...... mas para o segundo circuito deve ser o LED verde que deve ficar aceso.

O ponto de corte agora está definido para o circuito, vede o preset nesta posição e reconecte o resistor pin6 entre os pontos mostrados.

Seu circuito agora está configurado para carregar qualquer bateria de 6V 4 AH ou outras baterias semelhantes com um recurso de desligamento automático assim que ou cada vez que a bateria ficar totalmente carregada com os 7,2 V definidos acima.

Ambos os circuitos acima funcionarão igualmente bem, no entanto, o circuito superior pode ser alterado para lidar com altas correntes, mesmo até 100 e 200 AH, apenas modificando o IC e o relé. O circuito inferior pode ser feito para fazer isso apenas até um certo limite, pode ser de até 30 A ou mais.

O segundo circuito de cima foi construído e testado com sucesso por Dipto que é um leitor ávido deste blog, as imagens enviadas do protótipo do carregador solar de 6V podem ser testemunhadas abaixo:

Adicionando um controle atual:

Um automático regulador de controle de corrente A função pode ser adicionada com os projetos mostrados acima, simplesmente introduzindo um circuito BC547 conforme mostrado no diagrama a seguir:

Circuito # 3

CONECTE UM 10UF ATRAVÉS DO PIN2 E PIN4, PARA QUE A SAÍDA OP AMP SEMPRE COMEÇA COM UM INTERRUPTOR 'ALTO' LIGADO

O resistor de detecção de corrente pode ser calculado através da fórmula simples da lei de Ohm:

Rx = 0,6 / Corrente de carga máxima

Aqui, 0,6 V refere-se à tensão de disparo do transistor BC547 do lado esquerdo, enquanto a corrente de carga máxima significa o carregamento seguro máximo para a bateria, que pode ser 400mA para uma bateria de chumbo-ácido 4AH.

Portanto, resolver a fórmula acima nos dá:

Rx = 0,6 / 0,4 = 1,5 Ohms.

Watts = 0,6 x 0,4 = 0,24 watts ou 1/4 watt

Ao adicionar esse resistor, você garantirá que a taxa de carga seja totalmente controlada e nunca exceda o limite de corrente de carga segura especificado.

Vídeo clipe de relatório de teste:

O videoclipe a seguir mostra o teste do circuito do carregador automático acima em tempo real. Como eu não tinha uma bateria de 6V, testei o design com uma bateria de 12V, o que não faz nenhuma diferença, e é tudo sobre como definir o pré-ajuste de acordo com a bateria de 6V ou 12V de acordo com a preferência do usuário. A configuração do circuito mostrada acima não foi alterada de nenhuma maneira.

O circuito foi configurado para desligar em 13,46 V, que foi selecionado como o nível de corte de carga total. Isso foi feito para economizar tempo porque o valor real recomendado de 14,3 V poderia ter levado muito tempo, portanto, para torná-lo rápido, selecionei 13,46 V como o limite de corte alto.

No entanto, um ponto a ser observado é que o resistor de feedback não foi empregado aqui, e a ativação de limite inferior foi implementada automaticamente em 12,77 V pelo circuito, de acordo com a propriedade de histerese natural do IC 741.

Carregador 6V Design # 2

Aqui está outro circuito carregador de bateria chumbo-ácido regulado, automático e simples, mas preciso, que desliga a corrente para a bateria assim que ela atinge a carga completa. Um LED aceso na saída indica a condição totalmente carregada da bateria.

Como funciona

O DIAGRAMA DO CIRCUITO pode ser entendido com os seguintes pontos:

Fundamentalmente, o controle e a regulação da tensão são feitos pelo versátil cavalo de trabalho IC LM 338.

Um volt de alimentação DC de entrada na faixa de 30 é aplicado à entrada do IC. A tensão pode ser derivada de um transformador, ponte e rede de capacitores.

O valor de R2 é definido para obter a tensão de saída necessária, dependendo da tensão da bateria a ser carregada.

Se uma bateria de 6 volts precisa ser carregada, R2 é selecionado para produzir uma tensão de cerca de 7 volts na saída, para uma bateria de 12 volts passa a ser de 14 volts e para uma bateria de 24 volts o ajuste é feito em torno de 28 volts.

As configurações acima cuidam da tensão que precisa ser aplicada à bateria sob carga, no entanto, a tensão de desarme ou a tensão na qual o circuito deve ser desligado é ajustada ajustando o potenciômetro de 10 K ou predefinido.

A predefinição de 10K está associada ao circuito envolvendo o IC 741, que é basicamente configurado como um comparador.

A entrada inversora do IC 741 é presa a uma voltagem de referência fixa de 6 por meio de um resistor de 10K.

Com referência a esta tensão, o ponto de trip é definido através do pré-ajuste de 10 K conectado através da entrada não inversora do IC.

A alimentação de saída do IC LM 338 vai para o positivo da bateria para carregá-la. Esta tensão também atua como a tensão de detecção, bem como a tensão operacional para o IC 741.

De acordo com a configuração do pré-ajuste de 10 K quando a tensão da bateria durante o processo de carga atinge ou cruza o limite, a saída do IC 741 fica alta.

A tensão passa pelo LED e atinge a base do transistor que por sua vez conduz e desliga o IC LM 338.

A alimentação da bateria é cortada imediatamente.

O LED aceso indica a condição carregada da bateria conectada.

Circuito # 4

Este circuito de carregador automático de bateria pode ser usado para carregar todas as baterias de ácido de chumbo ou SMF com tensões entre 3 e 24 volts.

O circuito acima não foi considerado tão satisfatório por alguns dos leitores, então eu modifiquei o circuito acima para um funcionamento melhor e garantido. Por favor, veja o design modificado na figura abaixo.

Projeto de PCB para o circuito do carregador automático de bateria finalizado acima de 6 V, 12 V, 24 V

Circuito carregador de bateria solar 6V com proteção contra sobrecarga de corrente

Até agora, aprendemos como fazer um circuito simples de carregador de bateria de 6V com proteção contra sobrecarga de corrente usando a entrada da rede elétrica. Na discussão a seguir, tentaremos entender como o mesmo pode ser configurado em conjunto com um painel solar e também com uma entrada de adaptador AC / DC.

O circuito também inclui um recurso de indicação de status de bateria de 4 estágios, um estágio de controlador de sobrecorrente, desligamento automático para a carga e carregamento da bateria e também uma tomada separada para carregamento de telefone celular. A ideia foi solicitada pelo Sr. Bhushan Trivedi.

Especificações técnicas

Saudações, espero que você esteja bem. Eu sou Bhushan, e estou trabalhando em um projeto de hobby atualmente. Estou muito impressionado com o conhecimento que você compartilha em seu blog, e gostaria que me guiasse um pouco com meu projeto.

Meu projeto é carregar uma bateria selada de 6V 4,5 Ah com grade e painel solar.

Esta bateria fornecerá energia para luzes LED e um ponto de carregamento de telefone celular. Na verdade, a bateria será mantida em uma caixa. e a caixa terá duas entradas para carregamento da bateria. Essas duas entradas são solar (9V) e AC (230V) para carregar a bateria de 6V.

Não haverá nenhuma transição automática. É como se o usuário tivesse a opção de carregar a bateria da energia solar ou da rede. mas ambas as opções de entrada devem estar disponíveis.

Por exemplo, se em um dia chuvoso ou por algum motivo a bateria não puder ser carregada de um painel solar, então o carregamento da rede deve ser feito.

Portanto, estou procurando uma opção de ambas as entradas para a bateria. Nada automático aqui O LED indicador do nível da bateria deve indicar em amarelo vermelho e verde no nível da bateria.

A bateria é desligada automaticamente depois que a tensão diminui certos limites para garantir uma vida longa da bateria. Estou anexando uma breve declaração do problema neste e-mail para sua referência.

Estou procurando um circuito para o arranjo mostrado nele. Estou ansioso para ouvir de você sobre isso

Atenciosamente,

Bhushan

O 5º Design

O circuito do carregador de bateria solar de 6 V necessário pode ser testemunhado no diagrama apresentado abaixo.

Referindo-se ao diagrama, as várias etapas podem ser compreendidas com a ajuda dos seguintes pontos:

O IC LM317 que é um regulador de tensão padrão IC está configurado para produzir uma saída fixa de 7 V determinada pelas resistências de 120 ohms e 560 ohms.

O transistor BC547 e seu resistor de base de 1 ohm garantem que a corrente de carga da bateria de 6V / 4,5AH nunca exceda a marca ideal de 500mA.

A saída do estágio LM317 é conectada diretamente com a bateria de 6V para o carregamento pretendido da bateria.

A entrada para este IC é selecionável por meio de uma chave SPDT, seja do painel solar fornecido ou de uma unidade de adaptador AC / DC, dependendo se o painel solar está produzindo tensão suficiente ou não, que pode ser monitorada por meio de um voltímetro conectado na saída pinos do LM317 IC.

Os quatro opamps do IC LM324 que é um opamp quad em um pacote são conectados como comparadores de voltagem e produzem indicações visuais para os vários níveis de voltagem a qualquer momento, durante o processo de carga ou durante o processo de descarga através do painel LEd conectado ou qualquer outra carga.

Todas as entradas de inversão dos opamps são fixadas a uma referência fixa de 3 V através do diodo zener relevante.

As entradas não inversoras dos opamps são individualmente conectadas a predefinições que são configuradas apropriadamente para responder aos níveis de tensão relevantes, tornando suas saídas altas sequencialmente.

As indicações para o mesmo podem ser monitoradas através dos LEDs coloridos conectados.

O LED amarelo associado a A2 pode ser definido para indicar o limite de corte de baixa tensão. Quando este LED apaga (luz branca), o transistor TIP122 é inibido de conduzir e corta o fornecimento para a carga, garantindo assim que a bateria nunca possa descarregar até limites perigosos irrecuperáveis.

O LED A4 indica o nível de carga total superior da bateria ... esta saída pode ser alimentada para a base do transistor LM317 para cortar a tensão de carga da bateria evitando sobrecarga (opcional).

Observe que, uma vez que o A2 / A4 não tem histerese incluída, pode produzir oscilações nos limites de corte, o que não será necessariamente um problema ou afetará o desempenho ou a vida útil da bateria.

Circuito # 5

Adicionando um desligamento automático na carga completa da bateria da bateria

O diagrama modificado com corte automático de sobrecarga pode ser implementado conectando a saída A4 com o BC547.

Mas agora a fórmula do resistor limitador atual será a seguinte:

R = 0,6 + 0,6 / corrente de carga máxima

Feedback do Sr. Bhushan

Muito obrigado por seu apoio contínuo e pelos designs de circuito acima.

Tenho algumas pequenas alterações no design agora, que gostaria de solicitar a você para incorporar no design do circuito. Gostaria de expressar que o custo do PCB e dos componentes é uma grande preocupação, mas entendo que a qualidade também é muito importante.

Portanto, peço que você encontre um bom equilíbrio entre o desempenho e o custo deste circuito. Portanto, para começar, temos esta CAIXA, na qual abrigará a bateria de ácido-chumbo SMF de 6V 4,5 Ah e também o PCB.

A bateria de 6 V 4,5 Ah será carregada através das seguintes opções de uma única entrada:

a) Um adaptador de 230 V CA para 9 V CC (gostaria de continuar com um carregador de 1 ampere, sua opinião?) 'OU'

b) Um módulo solar de 3-5 watts (tensão máxima: 9 V (6 V nominal), corrente máxima: 0,4 a 0,5 amperes)

Diagrama de bloco

A bateria pode ser carregada por apenas uma fonte de cada vez, portanto, terá apenas uma entrada no lado esquerdo da caixa.

Durante o tempo em que esta bateria estiver sendo carregada, haverá uma pequena luz led vermelha que brilha na face da fonte da caixa (Indicador de carga da bateria no diagrama) Agora, neste ponto, o sistema também deve ter um indicador de nível de bateria (Bateria indicador de nível no diagrama)

Desejo ter três níveis de indicação para o estado da bateria. Essas tabelas indicam a tensão de circuito aberto. Agora, com o mínimo de conhecimento eletrônico que tenho, estou assumindo que essa é a voltagem ideal e não as condições reais, certo?

Acho que vou deixar isso para você decidir e usar quaisquer fatores de correção, se necessário, para os cálculos.

Desejo ter os seguintes níveis de indicador:

1. Nível de carga de 100% a 65% = LED verde pequeno aceso (LED amarelo e vermelho apagado)
2. Nível de carga de 40% a 65% = LED amarelo pequeno aceso (LED verde e vermelho apagados)
3. Nível de carga de 20% a 40% = LED vermelho pequeno aceso (LED verde e amarelo apagados)
4. No nível de carga de 20%, a bateria desconecta e para de fornecer energia de saída.

No lado da saída agora (vista do lado direito no diagrama)

O sistema fornecerá energia para os seguintes aplicativos:

a) Lâmpada LED de 1 Watt, 6 V CC - 3 n.

b) Uma saída para Carregamento de Celular Desejo incorporar um recurso aqui. Como você pode ver, as cargas CC conectadas à bateria têm relativamente menos potência. (apenas um telefone celular e três lâmpadas LED de 1 watt). Agora, o recurso a ser adicionado no circuito deve funcionar como um fusível (não me refiro a um fusível real aqui).

Suponha que se uma lâmpada CFL estiver conectada aqui ou alguma outra aplicação de classificação de potência mais alta, a fonte de alimentação deve ser cortada. Se a energia total consumida for superior a 7,5 Watts DC conectada a este sistema, o sistema deve cortar o fornecimento e deve reiniciar somente quando a carga estiver abaixo de 7,5 Watts.

Eu basicamente desejo garantir que este sistema não seja mal utilizado ou consumido energia excessiva, danificando a bateria.

Isto é apenas uma idéia. No entanto, entendo que isso pode aumentar potencialmente a complexidade e o custo do circuito. Aguardarei sua recomendação sobre a inclusão ou não desse recurso, pois já estamos cortando o fornecimento da bateria quando o estado de carga atinge 20%.

Espero que você ache este projeto empolgante para trabalhar. Estou ansioso para receber suas valiosas contribuições sobre isso.

Estou agradecendo por toda a sua ajuda até agora e antecipadamente por sua ampla cooperação neste assunto.

Atenciosamente,

Bhushan.

O design

Aqui está uma breve explicação dos vários estágios incluídos no circuito do carregador de bateria de 6 V proposto com proteção contra sobrecarga de corrente:

O LM317 do lado esquerdo é responsável por produzir uma tensão de carregamento fixa de 7,6 V em seu pino de saída e aterramento para a bateria, que cai para cerca de 7 V via D3 para se tornar um nível ideal para a bateria.

Esta tensão é determinada pelo resistor de 610 ohms associado, este valor pode ser reduzido ou aumentado para alterar a tensão de saída proporcionalmente, se necessário.

O resistor de 1 ohm associado e o BC547 restringem a corrente de carga a cerca de 600mA seguros para a bateria.

Os opamps A1 --- A4 são todos idênticos e desempenham a função de comparadores de tensão. De acordo com as regras, se a tensão no pino 3 exceder o nível no pino 2, as saídas correspondentes tornam-se altas ou no nível de alimentação ... e vice-versa.

Os presets associados podem ser configurados para permitir que os opamps detectem qualquer nível desejado em seu pino 3 e façam suas saídas correspondentes irem altas (como explicado acima), assim, o preset A1 é configurado de modo que sua saída fique alta em 5V (nível de carga 20% para 40%) .... A predefinição A2 está definida para responder com uma saída alta em 5,5 V (nível de carga de 40% a 65%), enquanto A3 dispara com uma saída alta em 6,5 V (80%) e, finalmente, A4 alarma o proprietário com o LED azul no nível da bateria atingindo a marca de 7,2 V (100% carregada).

Neste ponto, a alimentação de entrada precisará ser desligada manualmente, pois você não solicitou uma ação automática.

Uma vez que a entrada é desligada, o nível da bateria de 6v sustenta as posições acima para os opamps, enquanto a saída de A2 garante que o TIP122 conduza mantendo as cargas relevantes conectadas com a bateria e operando.

O estágio LM317 à direita é um estágio controlador de corrente que foi montado para restringir o consumo do amplificador de saída a 1,2 ampere ou cerca de 7 watts de acordo com os requisitos. O resistor de 0,75 ohm pode ser variado para alterar os níveis de restrição.

O próximo estágio 7805 IC é uma inclusão separada que gera um nível de tensão / corrente adequado para carregar telefones celulares padrão.

Agora, conforme a energia é consumida, o nível da bateria começa a retroceder na direção oposta, que são indicados pelos LEDs relevantes ....

Azul é o primeiro a desligar iluminando o LEd verde, que desliga abaixo de 6,5V iluminando o LEd amarelo que se desliga de forma idêntica em 5,9V certificando-se de que agora o TIP122 não conduz mais e as cargas são desligadas ....

Mas aqui a condição pode oscilar por algum momento até que a tensão finalmente alcance abaixo de 5,5 V iluminando o LEd branco e alertando o usuário para uma chave de alimentação de entrada ligada e iniciar o procedimento de carregamento.

O conceito acima pode ser melhorado adicionando uma facilidade de corte de carga total automática, conforme mostrado abaixo: