Circuit de carregador flotant per a bateria de 12V sla

Un carregador flotant, també anomenat carregador de manteniment o carregador intel·ligent, s’utilitza per carregar una bateria de plom àcid per recarregar la capacitat d’autodescàrrega. L’autodescàrrega es produeix en una bateria si no s’utilitza durant molt de temps, és a dir, la tensió del terminal comença a disminuir. Si aquest carregador flotant està connectat a la bateria, es pot completar la capacitat d’autodescàrrega, que arriba al nivell de càrrega total. Així doncs, aquí estem construint un circuit de carregador flotant per a bateria SLA de 12v (bateria de plom àcid segellada).

És recomanable utilitzar aquest carregador flotant de tant en tant per carregar-lo des del buit. D’aquesta manera s’evita la sulfatació de les bateries de manera que s’augmenta la vida útil de les bateries. A més, es pot restaurar la capacitat màxima de les cel·les individuals. El carregador flotant és compatible per engegar-se quan la tensió de la bateria arriba a un potencial inferior i apagar-se quan la tensió de la bateria arriba a un potencial més alt.

Les bateries VRLA sense manteniment són de diferents tipus, com ara la bateria plom àcida inundada, la bateria Gel i la bateria AGM. L’únic punt important a tenir en compte és l’ aturada del carregador després de la càrrega completa per evitar la sobrecàrrega. Si no hi ha apagat automàtic, el carregador sobrecarregaria la bateria, cosa que provocaria un error potencial de les cel·les de la bateria. Aquí teniu el senzill circuit de carregador de bateria de 12V que utilitza LM317 amb carregador senzill amb interfície LCD fet prèviament,

Bateria:

El dispositiu electroquímic que subministra energia al circuit extern a través d’una reacció química interna s’anomena cèl·lula. Una combinació d’aquestes cel·les, ja sigui en sèrie o en connexió paral·lela, s’anomena bateria. Per exemple, una bateria de plom àcid de 12V està formada per una connexió en sèrie de 6 cel·les en sèrie. La tensió nominal de cada cel·la serà de 2V. Per tant, un carregador flotant ha de carregar cada cel·la d’aquesta bateria a 2,25 V. Per tant, la tensió total es fa a 13,5V.

El 12V és el voltatge de mig punt (MPV) d’una bateria (50% de la capacitat total). La bateria carregada completa mostra un voltatge OCV (circuit obert) de 13,5 V. La bateria es pot descarregar fins a un voltatge de 10,5, que és 100% DOD.

A continuació es mostra el full d’especificacions de les bateries de motocicletes de les indústries Exide,

La línia ressaltada és la bateria que s’utilitza en aquest projecte Float Charger. Es tracta d’una bateria d’automòbil de 12V i 4Ah que s’utilitza principalment en motos. Allà, al full de dades, s’especifica que el corrent de càrrega és de 0,3A com a interval segur. En general, una bateria de plom àcid per a motocicletes s’ha de carregar a menys de 0,1C. En cas de bateries de tracció, ja sigui de tipus Gel o AGM, poden ser de 0,1C a 0,15C. Per exemple: bateria de 12V, 7Ah de tipus de tracció, el corrent de càrrega pot ser de 0,7A a 1A.

Components necessaris:

1. LM317 - 2Nos
2. LM358 - 1 núm.
3. 1N4007 - 2Núm.
4. Pont de díodes RB156 - 1 núm.
5. Relé (5V) - 1 núm.
6. LM7805 - 1 núm.
7. BC547, 2N2907: cadascun
8. Condensador, 1000uF (electrolític) - 1 núm.
9. Condensador, 0,1 uF (ceràmic) - 1 núm.
10. Clips de cocodril - 2Nos
11. LED (blau -1; verd -1; vermell -1)
12. Resistències (10kὨ -1; 220Ὠ -1; 750Ὠ -2; 1kὨ -5; 1,2kὨ -4; 1,5kὨ -1; 150kὨ -2; 6,2kὨ -4; 4,7Ὠ, 2W -1)
13. Tauler de punts perforat
14. Connexió de cables

Diagrama del circuit del carregador flotant i explicació:

1. Transformador reductor:

Aquí s’utilitza un transformador de corrent altern amb una potència nominal de 230V a 15V, 1A. Tot i que la capacitat de corrent de sortida del transformador és de 1Amps, el corrent continu permès és de només 0,4Amp per a un funcionament segur. Es pot utilitzar un transformador amb 230V / 0-15V o 230V / 15-0-15V.

2. Rectificador de pont:

El rectificador de pont d'ona completa converteix el subministrament de CA en subministrament de CC mitjançant un procés anomenat rectificació i s'explica prèviament al circuit de rectificador d'ona completa.

Un rectificador que s’utilitza aquí és un rectificador de pont d’ona completa que RB156 és de 800V, 1,5A. Es presenten en un sol paquet en línia. Així, es compon de quatre díodes en connexió de pont.

3. Circuit regulador de tensió:

LM317 és un regulador regulable de tres terminals

Vout = 1,25 * {1+ (R2 / R1)}

Per tant, el voltatge de sortida requerit és de 13,75 V màxim per carregar la bateria. Des de llavors, hem utilitzat un díode a la sortida que també s’afegeix una caiguda directa de 0,5 V. Per tant, el Vout de LM317 requerit és de 14,25 V.

Vout = 1,25 * {1+ (2300ohm / 220ohm)}

Aquí teniu la calculadora de tensió LM317 per al càlcul anterior.

Aquí, per aconseguir un R2 de 2300 Ὠ, hem realitzat una connexió en sèrie d'1,55 K Ὠ amb 750 Ὠ. Per aconseguir 1,55k Ὠ es paral·lelitzen quatre nombres de 6,2 kὨ.

4. Circuit limitador de corrent:

Atès que el corrent de càrrega esmentat al full de dades de la bateria és de 0,3 amp. Cal calcular la resistència adequada, Iout = 1,25 / R

Per tant, R = 4,7 Ὠ per limitar el corrent a 0,265A.

5. Secció de relés de tall automàtic:

L'encesa automàtica del carregador i el tall automàtic es realitzen mitjançant un relé controlant l'excitació de la bobina. La secció de tall automàtic garanteix la càrrega de la bateria al nivell adequat. Un cop la bateria assoleix un voltatge de càrrega total de 13,6 V, s’elimina l’excitació de la bobina del relé. D’aquesta manera s’evita la sobrecàrrega de la bateria. S’utilitza un circuit comparador en condicions d’inversió per aconseguir aquest tall automàtic.

A més, la tensió només apareix als terminals de sortida quan la bateria està connectada. Per tant, aquest circuit té una protecció contra el curtcircuit dels terminals de sortida. Les imatges següents mostren el funcionament de la secció de tall automàtic.

A continuació, s’explica el funcionament del relé, els LED i els transistors de control,

Funcionament del circuit de carregador flotant:

El circuit anterior està integrat en una placa de punts perforada com es mostra a continuació,

Ara connecteu el transformador descendent a l’entrada del mòdul muntat com es mostra a continuació i, a continuació, veureu que el LED vermell indica l’estat de càrrega de la bateria tal com s’explica més amunt amb el diagrama del circuit.

Un cop el voltatge arriba a 13,6 V, la càrrega s'ha completat i el relé està DESACTIVAT. Per tant, no apareix cap sortida als terminals i el LED verd indica aquesta condició. Un cop assolida aquesta condició, el commutador de subministrament d'entrada es pot desactivar. El relé s’encén automàticament quan el voltatge de la bateria és inferior a 13,6 V. Per tant, la bateria sempre està en condicions de recarregar-se. La descàrrega automàtica es torna a omplir i la vida útil de la bateria es millorarà a llarg termini.

Com es va esmentar anteriorment, a continuació, a les imatges s’explica que no apareix cap tensió al terminal de sortida quan la bateria no està connectada i el LED verd indica que s’ha completat la càrrega.