Circuito de carregador de bateria múltipla usando capacitor de despejo

Neste artigo, tentaremos construir um circuito de carregador automático de bateria usando o conceito de capacitor de despejo para autodetecção e carregamento de um conjunto múltiplo de baterias. A ideia foi solicitada pelo Sr. Michael.

Objetivos e requisitos do circuito

1. Meu nome é Michael e moro na Bélgica.
2. Encontrei seu site por meio do Google durante minha pesquisa de um carregador de bateria.
3. Eu verifiquei tudo 99 carregadores de bateria mas não consegui encontrar um que mantenha várias baterias.
4. Ainda estou procurando um bom circuito, portanto espero que talvez você possa me ajudar.
5. Em casa, temos uma variedade de baterias de chumbo-ácido e, durante o inverno, a maioria delas é negligenciada.
6. Resultando na primavera, uma verificação de qual bateria funcionou e qual não funcionou.
7. O problema é a variedade de baterias. Sou motociclista, meus irmãos têm uma pequena escavadeira e um trator, temos 2 vans com 2 caravanas e todos nós (eu, mãe, irmã, 2 irmãos e suas namoradas) temos carro.
8. Então você vê uma grande variedade de baterias, no passado eu comprei um carregador inteligente de 7 estágios, mas é impossível cuidar de todas as baterias usando apenas um carregador.
9. Então, pergunto se você poderia projetar um circuito para mim.
10. Com as seguintes especificações:
11. Mantenha pelo menos 5 ou mais baterias simultaneamente.
12. Verifica a tensão se baixa descarrega um capacitor na bateria.
13. Capaz de lidar com capacidades tão baixas quanto 3 Ah até 200Ah.
14. É seguro operar 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem intervenção do usuário.
15. Algumas das coisas que pensei:
16. Com o uso de um despejo de tampa, não há necessidade de um transformador de rede pesado, porque a carga do transformador está sob controle.
17. Um capacitor selecionável dependendo da capacidade da bateria.
18. Um problema para mim era encontrar algo que pudesse ativar várias saídas em uma base de tempo (usando um lm311 para detectar a tensão, um 555 para despejar usando mosfet).
19. Um indicador de algum tipo, que indicará qual bateria precisou de mais despejos ou despejos imediatos e localizará baterias ruins.
20. Se você acredita que cometi alguns erros ou que meus requisitos são impossíveis, deixe-me agora.
21. Se você pudesse implementar recursos extras ou de segurança, não pensei em, não hesite em adicionar ou modificar :)
22. Sou um estudante que está se formando em Eletromecânica, sou um entusiasta da eletrônica, tenho uma sala cheia de componentes e peças para brincar.
23. Mas não tenho as habilidades de designer para construir circuitos para minhas necessidades.
24. Espero ter despertado seu interesse neste problema e espero que você encontre tempo para projetar algo para mim.
25. Talvez este circuito possa se tornar o número cem em seu site!
26. Também ótimo trabalho com o seu site e espero o melhor para você!

O design

O conceito de circuito discutido para carregar automaticamente várias baterias usando um capacitor de despejo pode ser dividido fundamentalmente em 3 estágios:

1. estágio detector de comparação opamp
2. IC 555 ON / OFF intervalo gerador
3. descarregar estágio do circuito do capacitor

Os estágios opamp são configurados para manter uma detecção contínua do nível de carga da bateria e, de forma correspondente, executar o corte / restauração do processo de carregamento nas baterias conectadas com suas entradas relevantes. O carregamento é realizado através do sistema de descarga do capacitor.

Vamos entender os vários stgaes elaboradamente:

Circuito de carregador opamp de 4 baterias autorregulável

O primeiro estágio dentro deste projeto é o circuito detector de sobrecarga da bateria OP, o esquema deste estágio pode ser visto abaixo:

Lista de peças:

opamps: LM324

predefinições: 10K

zener 6V / 0,5 watt

R5 = 10K

diodos = 6A4 ou de acordo com as especificações de carga

Vamos considerar apenas 4 baterias aqui e, portanto, use 4 opamps para os respectivos cortes de sobrecarga. Os opamps A1 a A4 são retirados do opamp quad IC LM324, cada um configurado como compartaors para detectar os níveis de carga correspondentes da bateria anexada.

Como pode ser visto no diagrama, as entradas não inversoras de cada um dos opamps são configuradas com os positivos relevantes da bateria para permitir a detecção necessária das tensões da bateria.

Os pontos positivos das baterias individuais são conectados à saída de despejo do capacitor, que discutiremos na parte posterior do artigo.

Os pinos de inversão (-) dos opamps são designados a um nível de referência fixo por meio de um único diodo zener comum.

Os presets anexados com as entradas (+) ou não inversoras dos opamps e são usados ​​para configurar os pontos de desarme de carga total precisos com relação aos níveis de referência zener de pino (-) correspondentes.

As predefinições são definidas de forma que, quando a tensão da bateria relevante atinge o nível de carga total, o valor proporcional no pino (+) do opamp vai acima do nível de referência (-) do pino zener.

A situação acima transforma instantaneamente a saída do opamp de seu 0 V inicial para uma lógica alta igual ao nível de tensão de alimentação.

Esta alta na saída opamp aciona um circuito IC 555 atable de modo que o IC 555 é habilitado para produzir intervalos ON / OFF periódicos sobre o circuito de descarga do capacitor conectado ... a discussão a seguir irá nos explicar os procedimentos:

IC 555 Astable para gerar ON / OFF periódico

O esquema a seguir mostra o estágio IC 555 configurado como astável para a geração de comutação ON / OFF periódica pretendida para o circuito de descarga do capacitor subsequente.

Lista de Peças

IC = IC 555

R2 = 22K

R1, C2 = calcular para obter a taxa de ciclo de despejo de carga desejada

Conforme mostrado no diagrama acima, o pino # 4 que é a pinagem de reset do IC 555 está conectado com a saída do estágio opamp relevante.

Cada um dos opamps terá seus próprios estágios IC 555 separados, juntamente com o estágio do circuito de descarga do capacitor .

Enquanto a bateria está no processo de carregamento e a saída do opamp é mantida em zero, o IC 555 astável permanece desativado, no entanto, no momento em que a bateria anexada relevante fica totalmente carregada e a saída do opamp em questão torna-se positiva, o astável IC 555 conectado torna ativado, o que faz com que seu pino de saída # 3 gere ciclos ON / OFF periódicos.

O pino # 3 do IC 555 é configurado com seu próprio circuito de descarga de capacitor individual, que responde aos ciclos ON / OFF do estágio IC 555 e inicia o processo de carregar e descarregar um capacitor através da bateria relevante.

Para entender como este capacitor de despejo se comporta em resposta aos ciclos LIGA / DESLIGA IC 555, podemos ter que passar pela seguinte seção do artigo:

Circuito do carregador de descarga do capacitor:

De acordo com a solicitação, a bateria deve ser carregada por meio de um circuito de descarga do capacitor, e eu vim com o seguinte circuito, espero que ele cumpra as expectativas:

O funcionamento do circuito do circuito do carregador de descarga do capacitor mostrado acima pode ser aprendido a seguir a explicação:

• Enquanto o IC 555 permanecer no estado desativado, o BC547 pode obter a polarização necessária por meio de seu resistor de base 1K, que por sua vez mantém o transistor TIP36 associado na posição ON.
• Esta situação permite que o capacitor do coletor de alto valor seja carregado até seu limite máximo permitido. Nesta posição, o capacitor é armado na posição de espera carregada.
• No momento em que o estágio IC 555 é ativado e começa seu ciclo ON OFF, os períodos OFF do ciclo DESLIGA o par BC547 / TIP36 e LIGA o lado esquerdo extremo TIP36, que fecha instantaneamente e despeja a carga do capacitor na bateria associada positivo.
• O próximo ciclo ON do IC 555 reverte a situação para as condições anteriores e carrega o capacitor de 20.000 uF, e mais uma vez, com o próximo ciclo OFF subsequente o capacitor pode descarregar sua carga através do transistor TIP36 relevante.
• Esta operação de carga e descarga é realizada continuamente até que a bateria correspondente fique totalmente carregada, forçando o OP a desligar-se e todo o processo.

Todos os opamps funcionam de maneira semelhante, detectando a condição da bateria conectada e iniciando os procedimentos explicados acima.

Isso conclui a explicação sobre a proposta de carregador múltiplo automático de bateria usando carga de descarga do capacitor, se você tiver alguma dúvida ou dúvida, não hesite em nos comunicar por meio de comentários ...