Circuitos do carregador de bateria de chumbo-ácido

Os circuitos do carregador de bateria de chumbo-ácido explicados neste artigo podem ser usados ​​para carregar todos os tipos de baterias de chumbo-ácido a uma taxa especificada.

Este artigo explica alguns circuitos do carregador de bateria de chumbo-ácido com sobrecarga automática e corte de baixa descarga. Todos esses projetos são testados exaustivamente e podem ser usados ​​para carregar todas as baterias automotivas e SMF de até 100 Ah e até 500 Ah.

Introdução

Baterias de chumbo-ácido são normalmente usadas para operações pesadas envolvendo muitos 100s de amperes. Para carregar essas baterias, precisamos especificamente de carregadores classificados para lidar com altos níveis de carga de ampere por longos períodos de tempo. Os carregadores de bateria de ácido de chumbo são projetados especificamente para carregar baterias de serviço pesado por meio de circuitos de controle especializados.

Os 5 circuitos carregadores de bateria de chumbo-ácido úteis e de alta potência apresentados abaixo podem ser usados ​​para carregar grandes baterias de chumbo-ácido de alta corrente na ordem de 100 a 500 Ah, o design é perfeitamente automático e muda a energia para a bateria e também para si mesma, assim que a bateria estiver totalmente carregada.

ATUALIZAÇÃO: você também pode querer construir estes simples Circuitos de carregador para bateria de 12 V 7 Ah s , verifique-os.

O que Ah significa

A unidade Ah ou Ampère-hora em qualquer bateria significa o taxa ideal em que a bateria seria totalmente descarregada ou totalmente carregada em um intervalo de 1 hora. Por exemplo, se uma bateria de 100 Ah foi carregada a uma taxa de 100 amperes, demoraria 1 hora para que a bateria fosse totalmente carregada. Da mesma forma, se a bateria fosse descarregada a uma taxa de 100 amperes, o tempo de backup não duraria mais de uma hora.

Mas espere, nunca tente isso , já que carregar / descarregar na taxa de Ah total pode ser desastroso para sua bateria de chumbo-ácido.

A unidade Ah existe apenas para nos fornecer um valor de referência que pode ser usado para saber o tempo aproximado de carga / descarga da bateria em uma taxa de corrente estipulada.

Por exemplo, quando a bateria discutida acima é carregada a uma taxa de 10 amperes, usando o valor Ah, podemos encontrar o tempo de carga total na seguinte fórmula:

Uma vez que a taxa de cobrança é inversamente proporcional ao tempo, temos:

Tempo = Valor Ah / Taxa de carregamento

T = 100/10

onde 100 é o nível Ah da bateria, 10 é a corrente de carga, T é o tempo na taxa de 10 amp

T = 10 horas.

A fórmula sugere que, idealmente, seriam necessárias cerca de 10 horas para que a bateria fosse carregada de maneira ideal a uma taxa de 10 A, mas para uma bateria de verdade isso pode ser em torno de 14 horas para o carregamento e 7 horas para a descarga. Porque no mundo real até mesmo uma bateria nova não funcionará nas condições ideais, e à medida que envelhece a situação pode piorar ainda mais.

Parâmetros importantes a serem considerados

As baterias de chumbo-ácido são caras e você deve garantir que durem o máximo possível. Portanto, não use conceitos de carregador barato e não testado, que podem parecer fáceis, mas podem danificar a bateria lentamente.

A grande questão é: o método ideal de carregar uma bateria é essencial? A resposta simples é NÃO. Porque quando aplicamos o método de carregamento ideal conforme discutido nos sites da 'Wikipedia' ou 'Universidade da bateria', tentamos carregar a bateria em sua capacidade máxima possível. Por exemplo, no nível ideal de 14,4 V, sua bateria pode estar totalmente carregada, mas pode ser arriscado fazer isso usando métodos comuns.

Para conseguir isso sem riscos, você pode ter que empregar um carregador avançado circuito do carregador de etapas , que pode ser difícil de construir e pode exigir muitos cálculos.

Se quiser evitar isso, você ainda pode carregar sua bateria de forma otimizada (@ cerca de 65%), garantindo que a bateria seja cortada em um nível um pouco mais baixo. Isso permitirá que a bateria esteja sempre sob condições menos estressantes. O mesmo se aplica ao nível e à taxa de descarga.

Basicamente, ele deve ter os seguintes parâmetros para um carregamento seguro que não requer carregadores especiais:

• Corrente fixa ou corrente constante (1/10 da classificação Ah da bateria)
• Tensão fixa ou tensão constante (17% maior do que a tensão impressa pela bateria)
• Proteção contra sobrecarga (corte quando a bateria é carregada até o nível acima)
• Taxa flutuante (opcional, nem um pouco obrigatória)

Se você não tiver esses parâmetros mínimos em seu sistema, ele pode degradar lentamente o desempenho e danificar sua bateria, reduzindo drasticamente o tempo de backup.

1. Por exemplo, se sua bateria é classificada em 12 V, 100 Ah, então a tensão de entrada fixa deve ser 17% maior do que o valor impresso, que é igual a cerca de 14,1 V (não 14,40 V, a menos que você esteja usando um carregador de etapa) .
2. A corrente (ampere) idealmente deve ser 1/10 do nível de Ah impresso na bateria, portanto, em nosso caso, pode ser 10 amperes. Uma entrada de Amp ligeiramente mais alta pode ser adequada, uma vez que nosso nível de carga total já está mais baixo.
3. O corte automático de carga é recomendado para os 14,1 V mencionados acima, mas não é obrigatório, uma vez que já temos o nível de carga total ligeiramente inferior.
4. Carga Flutuante é um processo de redução da corrente a limites insignificantes após a bateria atingir a carga total. Isso evita que a bateria se descarregue automaticamente e a mantém no nível máximo continuamente até que seja removida pelo usuário para uso. É totalmente opcional . Pode ser necessário apenas se você não for usar a bateria por um longo período de tempo. Também nesses casos é melhor remover a bateria do carregador e recarregá-la ocasionalmente a cada 7 dias.

A maneira mais fácil de obter tensão e corrente fixas é usando regulador de voltagem ICs, como aprenderemos a seguir.

Outra maneira fácil é usar uma máquina pronta 12 V SMPS Unidade de 10 Amp como fonte de entrada, com um preset ajustável. O SMPS terá uma pequena predefinição no canto que pode ser ajustada para 14.0 V.

Lembre-se de que você terá que manter a bateria conectada por pelo menos 10 a 14 horas ou até que a tensão do terminal da bateria alcance 14,2 V. Embora este nível possa parecer um pouco menos carregado do que o nível completo padrão de 14,4 V, isso garante que sua bateria nunca fique sobrecarregada e garante uma vida longa para a bateria.

Todos os detalhes são apresentados neste infográfico abaixo:

No entanto, se você é um aquarista eletrônico e está interessado em construir um circuito completo com todas as opções ideais, nesse caso você pode escolher os seguintes designs de circuito abrangentes.

[Nova atualização] Desligamento automático da bateria dependente atual

Normalmente, uma tensão detectada ou um corte automático dependente da tensão é usado em todos os circuitos convencionais do carregador de bateria.

No entanto, um recurso de detecção atual também pode ser empregado para iniciar um desligamento automático quando a bateria atinge seu nível de carga total ideal. O diagrama de circuito completo para o desligamento automático detectado atual é mostrado abaixo:

CONECTE UM RESISTOR DE 1K EM SÉRIE COM O DIODO 1N4148 DO LADO DIREITO

Como funciona

O 0,1 Ohm resistor atua como um sensor de corrente desenvolvendo uma diferença de potencial equivalente em si mesma. O valor do resistor deve ser tal que a deferência potencial mínima através dele seja pelo menos 0,3 V maior do que a queda do diodo no pino 3 do IC, até que a bateria alcance o nível de carga total desejado. Quando a carga total é alcançada, esse potencial deve cair abaixo do nível de queda do diodo.

Inicialmente, enquanto a bateria está carregando, o consumo de corrente desenvolve uma diferença potencial negativa de, digamos, -1V nos pinos de entrada do IC. O que significa que a tensão do pino 2 agora se torna menor do que a tensão do pino 3 em pelo menos 0,3V. Devido a isso, o pino 6 do IC fica alto, permitindo que o MOSFET conduza e conecte a bateria com a fonte de alimentação.

Conforme a bateria é carregada até seu nível ideal, a tensão no resistor de detecção de corrente cai para um nível suficientemente mais baixo, fazendo com que a diferença de potencial no resistor se torne quase zero.

Quando isso acontece, o potencial do pino 2 aumenta mais do que o potencial do pino 3, fazendo com que o pino 6 do IC fique baixo e desligando o MOSFET. A bateria, portanto, é desconectada da alimentação, impedindo o processo de carregamento. O diodo conectado ao pino 3 e pino 6 bloqueia ou trava o circuito nesta posição até que a energia seja desligada e ligada novamente para um novo ciclo.

O circuito de carga dependente da corrente acima também pode ser expresso conforme abaixo:

Quando a energia é LIGADA, o capacitor de 1 uF aterra o pino inversor do amplificador operacional causando uma alta momentânea na saída do amplificador operacional, que LIGA o MOSFET. Esta ação inicial conecta a bateria com a alimentação através do MOSFET e do resistor de detecção RS. A corrente consumida pela bateria faz com que um potencial apropriado se desenvolva em RS, o que aumenta a entrada não inversora do amplificador operacional acima da entrada inversora de referência (3 V).

A saída do amplificador operacional agora liga e carrega a bateria, até que a bateria esteja quase totalmente carregada. Esta situação reduz a corrente através de RS de forma que o potencial através dela cai abaixo da referência de 3 V e a saída do amplificador operacional fica baixa, desligando o MOSFET e o processo de carregamento da bateria.

1) Usando um único amplificador operacional

Olhando para o primeiro circuito de alta corrente para carregar baterias grandes, podemos entender a ideia do circuito por meio dos seguintes pontos simples:

Existem basicamente três estágios na configuração mostrada a saber: o estágio da fonte de alimentação consiste em um transformador e uma rede retificadora em ponte.

PARA capacitor de filtro depois de rede de ponte foi ignorado por uma questão de simplicidade, no entanto, para uma melhor saída CC para a bateria, pode-se adicionar um capacitor 1000uF / 25V na ponte positiva e negativa.

A saída da fonte de alimentação é aplicada diretamente à bateria que precisa ser carregada.

A próxima etapa consiste em um opamp 741 comparador de tensão IC , que é configurado para detectar a tensão da bateria enquanto ela está sendo carregada e alternar sua saída no pino 6 com a resposta relevante.

O pino nº 3 do IC é equipado com a bateria ou a alimentação positiva do circuito por meio de um preset de 10K.

A predefinição é ajustada de forma que o IC reverta sua saída no pino # 6 quando a bateria fica totalmente carregada e atinge cerca de 14 volts, que é a tensão do transformador em condições normais.

O pino # 2 do IC é preso com uma referência fixa por meio de uma rede divisora ​​de tensão que consiste em um resistor de 10K e um de 6 volts diodo zener .

A saída do IC é alimentada para um estágio de driver de relé onde o transistor BC557 forma o principal componente de controle.

Inicialmente, a energia para o circuito é iniciada pressionando o interruptor 'start'. Ao fazer isso, a chave desvia os contatos do relé e alimenta o circuito momentaneamente.

O IC detecta a tensão da bateria e como ela estará baixa durante esse estágio, a saída do IC responde com uma saída lógica baixa.

Isso liga o transistor e o relé , o relé trava instantaneamente a energia por meio de seus contatos relevantes, de modo que agora, mesmo se a chave de 'partida' for liberada, o circuito permanecerá LIGADO e começará a carregar a bateria conectada.

Agora, quando a carga da bateria atinge cerca de 14 volts, o IC percebe isso e instantaneamente reverte sua saída para um alto nível lógico.

O transistor BC557 responde a este pulso alto e DESLIGA o relé que por sua vez comuta a alimentação do circuito, quebrando a trava.

O circuito é totalmente desligado até que o botão de partida seja pressionado mais uma vez e a bateria conectada tenha uma carga abaixo da marca de 14 volts definida.

Como configurar.

É muito fácil.

Não conecte nenhuma bateria ao circuito.

Ligue a energia pressionando o botão de partida e mantenha-o pressionado manualmente, simultaneamente ajuste o pré-ajuste de forma que o relé apenas desarme ou desligue na determinada classificação transformador voltagem que deve ser em torno de 14 volts.

A configuração está concluída, agora conecte uma bateria semi-descarregada aos pontos mostrados no circuito e pressione o botão 'iniciar'.

Devido à bateria descarregada, agora a tensão para o circuito cairá abaixo de 14 volts e o circuito travará instantaneamente, iniciando o procedimento conforme explicado na seção acima.

O diagrama de circuito para o carregador de bateria proposto com alta capacidade de ampere é mostrado abaixo

NOTA: Não use um capacitor de filtro na ponte. Em vez disso, mantenha um capacitor 1000uF / 25V conectado através da bobina do relé. Se o capacitor do filtro não for removido, o relé pode entrar em um modo oscilante, na ausência de uma bateria.

2) Carregador de 12 V, 24 V / 20 amperes usando dois opamps:

A segunda maneira alternativa de conseguir o carregamento da bateria para uma bateria de ácido de chumbo com alta amperagem pode ser observada no diagrama a seguir, usando um par de amplificadores operacionais:

O funcionamento do circuito pode ser compreendido através dos seguintes pontos:

Quando o circuito é alimentado sem uma bateria conectada, o circuito não responde à situação desde o Posição N / C do relé mantém o circuito desconectado da fonte de carregamento.

Agora, suponha que uma bateria descarregada esteja conectada aos pontos de bateria. Vamos supor que a tensão da bateria esteja em algum nível intermediário, que pode estar entre o nível de carga total e o nível de carga baixo.

O circuito é alimentado por esta tensão intermediária da bateria. De acordo com a configuração da predefinição do pino 6, este pino detecta um potencial baixo do que o nível de referência do pino 5. que faz com que seu pino de saída 7 fique alto. Isso, por sua vez, faz com que o relé ative e conecte a alimentação de carga ao circuito e à bateria por meio dos contatos N / O.

Assim que isso acontece, o nível de carga também cai para o nível da bateria e as duas tensões se fundem no nível de tensão da bateria. A bateria agora começa a carregar e sua tensão terminal começa a aumentar lentamente.

Quando a bateria atinge o nível de carga total, o pino 6 do amplificador operacional superior torna-se alto do que o pino 5, fazendo com que o pino 7 de saída diminua, e isso desliga o relé e o carregamento é interrompido.

Nesse ponto, outra coisa acontece. O pino 5 é conectado ao potencial negativo no pino 7 através do diodo 10k / 1N4148, o que reduz ainda mais o potencial do pino 5 em comparação com o pino 6. Isso é chamado de histerese, que garante que mesmo se a bateria agora cair para algum nível mais baixo isso não acionará o amplificador operacional de volta ao modo de carregamento, em vez disso, o nível da bateria agora deve cair significativamente até que o amplificador operacional inferior seja ativado.

Agora, suponha que o nível da bateria continue caindo devido a alguma carga conectada e seu nível potencial alcance o nível de descarga mais baixo. Isso é detectado pelo pino 2 do amplificador operacional inferior, cujo potencial agora vai abaixo de seu pino 3, que faz com que o pino 1 de saída se torne alto e ative o transistor BC547.

O BC547 aterra o pino 6 do amplificador operacional superior competentemente. Isso faz com que a trava de histerese quebre devido ao potencial do pino 6 cair abaixo do pino 5.

Isso instantaneamente faz com que o pino de saída 7 fique alto e ative o relé, que mais uma vez inicializa o carregamento da bateria, e o ciclo repete o procedimento enquanto a bateria permanecer conectada ao carregador.

Pinagem LM358

Para obter mais ideias de carregador de corte automático, você pode ler este artigo sobre circuitos de carregador automático de bateria opamp .

Videoclipe:

A configuração do circuito acima pode ser visualizada no vídeo a seguir, que mostra as respostas de corte do circuito para os limites de tensão superior e inferior, conforme fixado pelos pré-ajustes relevantes dos opamps

3) Usando IC 7815

A explicação do terceiro circuito abaixo detalha como uma bateria pode ser carregada de forma eficaz sem usar nenhum IC ou relé, em vez de simplesmente usar BJTs, vamos aprender os procedimentos:

A ideia foi sugerida pelo Sr. Raja Gilse.

Carregando uma bateria com um regulador de tensão IC

Eu tenho um 2N6292. Meu amigo me sugere fazer a fonte de alimentação DC de alta corrente de tensão fixa simples para carregar uma bateria SMF. Ele havia fornecido o diagrama aproximado em anexo. Não sei nada sobre o transistor acima. É assim ? Minha entrada é um transformador de 18 volts e 5 Amp. Ele me disse para adicionar um capacitor de 2200 uF 50 Volts após a retificação. Isso funciona? Em caso afirmativo, existe algum dissipador de calor necessário para o transistor ou / e IC 7815? Ele para automaticamente depois que a bateria atinge 14,5 volts?
Ou alguma outra alteração necessária? Por favor me oriente senhor

Carregar com uma configuração de seguidor de emissor

Sim, funcionará e parará de carregar a bateria quando cerca de 14 V for atingido nos terminais da bateria.

No entanto, não tenho certeza sobre o valor do resistor de base de 1 ohm ... ele precisa ser calculado corretamente.

O transistor e o IC podem ser montados em um dissipador de calor comum usando o kit separador de mica. Isso irá explorar o recurso de proteção térmica do IC e ajudará a proteger ambos os dispositivos contra superaquecimento.

Diagrama de circuito

Descrição do circuito

O circuito do carregador de bateria de alta corrente mostrado é uma maneira inteligente de carregar a bateria e também obter um desligamento automático quando a bateria atinge o nível de carga total.

O circuito é, na verdade, um estágio coletor transistor comum simples usando o dispositivo de alimentação 2N6292 mostrado.

A configuração também é conhecida como seguidor de emissor e, como o nome sugere, o emissor segue a tensão de base e permite que o transistor conduza apenas enquanto o potencial do emissor for 0,7 V inferior ao potencial de base aplicado.

No circuito do carregador de bateria de alta corrente mostrado usando um regulador de tensão, a base do transistor é alimentada com 15 V regulado do IC 7815, o que garante uma diferença de potencial de cerca de 15 - 0,7 = 14,3 V através do emissor / terra do transistor.

O diodo não é necessário e deve ser removido da base do transistor para evitar uma queda desnecessária de 0,7 V. extra

A tensão acima também se torna a tensão de carga da bateria conectada nesses terminais.

Enquanto a bateria é carregada e sua tensão terminal continua abaixo da marca de 14,3 V, a tensão da base do transistor continua conduzindo e fornecendo a tensão de carga necessária para a bateria.

No entanto, assim que a bateria começa a atingir a carga completa e acima de 14,3 V, a base é inibida de uma queda de 0,7 V em seu emissor, o que força o transistor a parar de conduzir e a tensão de carga é cortada para a bateria por enquanto, assim que o nível da bateria começar a ficar abaixo da marca de 14,3 V, o transistor é ligado novamente ... o ciclo continua se repetindo garantindo um carregamento seguro da bateria conectada.

Resistência de base = Hfe x resistência interna da bateria

Aqui está um design mais apropriado que ajudará a alcançar o carregamento ideal usando IC 7815 IC

Como você pode ver, um 2N6284 é usado aqui no modo seguidor de emissor. Isso ocorre porque 2N6284 é um Transistor Darlington com alto ganho , e permitirá o carregamento ideal da bateria na taxa de 10 A pretendida.

Isso pode ser ainda mais simplificado usando um único 2N6284 e um potenciômetro, conforme mostrado abaixo:

Certifique-se de ajustar o potenciômetro para obter 14,2 V precisos no emissor da bateria.

Todos os dispositivos devem ser montados em grandes dissipadores de calor.

4) Circuito Carregador de Bateria de Chumbo-Ácido 12V 100 Ah

O circuito de carregador de bateria de 12V 100 ah proposto foi projetado por um dos membros dedicados deste blog, Sr. Ranjan, vamos aprender mais sobre o funcionamento do circuito do carregador e como ele pode ser usado também como um circuito de carregador lento.

A ideia do circuito

Meu próprio Ranjan de Jamshedpur, Jharkhand. Recentemente, enquanto pesquisava no Google, conheci o seu blog e me tornei um leitor regular dele. Eu aprendi muitas coisas com seu blog. Para meu uso pessoal, gostaria de fazer um carregador de bateria.

Tenho uma bateria tubular de 80 AH e um transformador de 10 A 9-0-9 volts. Portanto, posso obter 10 amperes de 18-0 volts se usar os dois terminais de 9 volts do transformador (na verdade, o transformador é obtido de um antigo no-break 800VA).

Eu construí um diagrama de circuito baseado em seu blog. Por favor, dê uma olhada nele e me sugira. Observe que ,.

1) Eu pertenço a uma área muito rural, portanto, há uma grande flutuação de energia que varia de 50V ~ 250V. Observe também que vou consumir muito menos quantidade de corrente da bateria (geralmente usando luzes LED durante cortes de energia) aproximadamente 15 - 20 Watt.

2) Transformador de 10 ampères, acho que carrega com segurança a bateria tubular 80AH

3) Todos os diodos usados ​​para o circuito são 6A4 dides.

4) Dois 78h12a usado como paralelo para obter 5 + 5 = saída de 10 amperes. Embora eu ache que a bateria não deve consumir 10 amperes completos. como ela estará carregada no uso diário, a resistência interna da bateria será alta e consumirá menos corrente.

5) Um interruptor S1 é usado pensando que para carga normal ele será mantido no estado desligado. e depois de carregar totalmente a bateria, ela mudou para o estado ligado para manter uma carga lenta com voltagem mais baixa. AGORA a pergunta é se isso é seguro para a bateria ser mantida em carga sem supervisão por muito tempo.

Por favor, responda-me com suas sugestões valiosas.

Diagrama do circuito do carregador de bateria de 100 Ah projetado pelo Sr. Ranjan

Resolvendo a Solicitação de Circuito

Caro Ranjan,

Para mim, seu circuito de carregador de bateria VRLA de alta corrente usando IC 78H12A parece perfeito e deve funcionar como esperado. Ainda para confirmação garantida seria aconselhável verificar a tensão e a corrente praticamente antes de conectá-lo à bateria.

Sim, a chave mostrada pode ser usada no modo de carga lenta e neste modo a bateria pode ser mantida permanentemente conectada sem atendimento, porém isso deve ser feito somente após a bateria ter sido totalmente carregada até cerca de 14,3V.

Observe que os quatro diodos da série anexados aos terminais GND dos ICs podem ser diodos 1N4007, enquanto os diodos restantes devem ser classificados bem acima de 10 amperes, isso pode ser implementado conectando dois diodos 6A4 em paralelo em cada uma das posições mostradas.

Além disso, é altamente recomendável colocar ambos os ICs em um único dissipador de calor comum grande para melhor e uniforme distribuição e dissipação térmica.

Cuidado : O circuito mostrado não inclui um circuito de corte de carga total, portanto, a tensão máxima de carga deve ser preferencialmente restrita entre 13,8 a 14V. Isso garantirá que a bateria nunca seja capaz de atingir o limite de carga total extremo e, assim, permanecer protegida contra condições de sobrecarga.

No entanto, isso também significaria que a bateria de chumbo-ácido seria capaz de atingir apenas cerca de 75% do nível de carga; no entanto, manter a bateria com carga insuficiente irá garantir uma vida mais longa para a bateria e permitir mais ciclos de carga / descarga.

Usando 2N3055 para carregar uma bateria de 100 Ah

O circuito a seguir apresenta uma forma alternativa simples e segura de carregar uma bateria de 100 Ah usando Transistor 2N3055 . Ele também tem um arranjo de corrente constante para que a bateria possa ser carregada com a quantidade correta de corrente.

Por ser um seguidor de emissor, no nível de carga total o 2N3055 estará quase desligado, garantindo que a bateria nunca fique sobrecarregada.

O limite atual pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

R (x) = 0,7 / 10 = 0,07 Ohms

A potência será = 10 watts

Como simplesmente adicionar uma carga flutuante

Lembre-se de que outros sites podem apresentar uma explicação desnecessariamente complexa em relação à carga flutuante, tornando complexo para você entender o conceito.

A carga flutuante é simplesmente um pequeno nível de corrente ajustado que evita a autodescarga da bateria.

Agora você pode perguntar o que é auto-descarga da bateria.

É o nível de diminuição da carga da bateria assim que a corrente de carga é removida. Você pode evitar isso adicionando um resistor de alto valor, como 1 K 1 watt na entrada 15 V SOURCE e o positivo da bateria. Isso não permitirá que a bateria se autodescarregue e manterá o nível de 14 V enquanto a bateria estiver conectada à fonte de alimentação.

5) Circuito Carregador de Bateria de Ácido Chumbo IC 555

O quinto conceito abaixo explica um circuito carregador de bateria automático simples e versátil. O circuito permitirá que você carregue todos os tipos de bateria de chumbo-ácido desde uma bateria de 1 Ah a 1000 Ah.

Usando IC 555 como o IC controlador

O IC 555 é tão versátil que pode ser considerado a solução de chip único para todas as necessidades de aplicação de circuito. Sem dúvida, também foi utilizado aqui para outra aplicação útil.

Um único IC 555, um punhado de componentes passivos é tudo o que é necessário para fazer este circuito de carregador de bateria totalmente automático e excepcional.

O design proposto detectará e manterá a bateria conectada atualizada automaticamente.

A bateria que deve ser carregada pode ser mantida conectada ao circuito permanentemente, o circuito monitorará continuamente o nível de carga, se o nível de carga exceder o limite superior, o circuito cortará a tensão de carga para ele, e no caso de a carga cair abaixo do limite mínimo definido, o circuito se conectará e iniciará o processo de carregamento.

Como funciona

O circuito pode ser entendido com os seguintes pontos:

Aqui, o IC 555 é configurado como um comparador para comparar as condições de baixa e alta tensão da bateria nos pinos 2 e 6, respectivamente.

De acordo com o arranjo do circuito interno, um 555 IC tornará sua saída pino # 3 alta quando o potencial no pino # 2 cair abaixo de 1/3 da tensão de alimentação.

A posição acima se mantém mesmo se a tensão no pino 2 tende a aumentar um pouco mais. Isso acontece devido ao nível de histerese definido interno do IC.

No entanto, se a tensão continuar a subir, o pino # 6 controla a situação e no momento em que detecta uma diferença de potencial superior a 2/3 da tensão de alimentação, ele reverte instantaneamente a saída de alta para baixa no pino # 3.

No projeto do circuito proposto, isso significa simplesmente que os pré-ajustes R2 e R5 devem ser definidos de forma que o relé apenas desative quando a tensão da bateria ficar 20% menor do que o valor impresso e seja ativado quando a tensão da bateria atingir 20% acima do valor impresso.

Nada pode ser tão simples quanto isso.

A seção da fonte de alimentação é uma rede de ponte / capacitor comum.

A classificação do diodo dependerá da taxa de corrente de carga da bateria. Como regra prática, a classificação da corrente do diodo deve ser o dobro da taxa de carga da bateria, enquanto a taxa de carga da bateria deve ser 1/10 da classificação Ah da bateria.

Isso implica que TR1 deve ser cerca de 1/10 da classificação Ah da bateria conectada.

A classificação do contato do relé também deve ser selecionada de acordo com a classificação de amperagem de TR1.

Como definir o limite de corte da bateria

Inicialmente, mantenha a alimentação do circuito DESLIGADA.

Conecte uma fonte de alimentação variável nos pontos de bateria do circuito.

Aplique uma tensão que pode ser exatamente igual ao nível de limite de baixa tensão desejado da bateria e, em seguida, ajuste R2, de forma que o relé seja desativado.

Em seguida, aumente lentamente a tensão até o limite de tensão mais alto desejado da bateria, ajuste R5 de forma que o relé seja ativado de volta.

A configuração do circuito está concluída.

Remova a fonte variável externa, substitua-a por qualquer bateria que precise ser carregada, conecte a entrada do TR1 à rede elétrica e ligue.

O descanso será automaticamente atendido, ou seja, agora a bateria começará a carregar e será interrompida quando estiver totalmente carregada, e também será conectada à energia automaticamente no caso de sua tensão cair abaixo do limite de tensão inferior definido.

Pinagem IC 555

Pinagem IC 7805

Como configurar o circuito.

A configuração dos limites de tensão para o circuito acima pode ser feita conforme explicado abaixo:

Inicialmente, mantenha a seção de alimentação do transformador no lado direito do circuito completamente desconectada do circuito.

Conecte uma fonte externa de tensão variável nos pontos (+) / (-) da bateria.

Ajuste a tensão para 11,4 V e ajuste a predefinição no pino 2 de forma que o relé seja ativado.

O procedimento acima define a operação de limite inferior da bateria. Sele o preset com um pouco de cola.

Agora aumente a tensão para cerca de 14,4 V e ajuste o pré-ajuste no pino # 6 para desativar o relé de seu estado anterior.

Isso configurará o limite de corte mais alto do circuito.

O carregador agora está pronto.

Agora você pode remover a fonte de alimentação ajustável dos pontos da bateria e usar o carregador conforme explicado no artigo acima.

Faça os procedimentos acima com muita paciência e reflexão

Feedback de um dos leitores dedicados deste blog:

felizmente suharto 1º de janeiro de 2017 às 7h46

Olá, você cometeu um erro no preset R2 e R5, eles não deveriam ser 10k, mas 100k, acabei de fazer um e foi um sucesso, obrigado.

Conforme a sugestão acima, o diagrama anterior pode ser modificado conforme mostrado abaixo:

Embrulhando-o

No artigo acima, aprendemos 5 excelentes técnicas que podem ser aplicadas para fazer carregadores de bateria de chumbo-ácido, desde 7 Ah a 100 Ah, ou mesmo 200 Ah a 500 Ah, simplesmente atualizando os dispositivos relevantes ou os relés.

Se você tiver perguntas específicas sobre esses conceitos, sinta-se à vontade para perguntar por meio da caixa de comentários abaixo.

Referências:

Carregando bateria de chumbo-ácido

Como funciona a bateria de chumbo-ácido