Carregador automático para baterias de chumbo-ácido. Esquema, descrição

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O carregador é um estabilizador de tensão paramétrico de 14,2 V com um elemento de controle de transistor de efeito de campo. O circuito de porta do poderoso transistor de efeito de campo VT1 é alimentado por uma fonte separada de 30 V.

Carregador automático de bateria de chumbo-ácido

Para obter uma tensão de saída de 14,2 V, é necessário aplicar uma tensão estabilizada de cerca de 1 V na porta do transistor VT18, pois a tensão de corte do transistor de efeito de campo IRFZ48N atinge 4 V. A tensão na porta é formada pelo estabilizador paralelo DA1, alimentado através do resistor R2 de uma fonte de tensão de 30 V. O estabilizador VD3 foi introduzido para compensar as mudanças no EMF de uma bateria totalmente carregada quando a temperatura externa muda.

Se você conectar uma bateria descarregada ao carregador (um indicador de uma bateria profundamente descarregada é uma fem inferior a 11 V em seus terminais), o transistor VT1 passará do modo de estabilização ativo para um estado totalmente aberto devido à grande diferença entre a tensão na porta e na fonte: 18 V -11 V=7 V, isso é 3 V a mais que a tensão de corte 7 V-4 V = 3 V.

Três volts são suficientes para abrir o transistor IRFZ48N. A resistência do canal aberto deste transistor se tornará insignificante. Portanto, a corrente de carga será limitada apenas pelo resistor R3 e será igual a 10m. Este é o valor atual calculado. Na prática, não ultrapassará 10 A devido à queda de tensão no enrolamento secundário do transformador e nos diodos da ponte VD2, enquanto a corrente pulsará com o dobro da frequência da rede. Mesmo assim, se a corrente de carga ultrapassar o valor recomendado (0,1 da capacidade da bateria), não danificará a bateria, pois em breve começará a diminuir rapidamente. À medida que a tensão da bateria se aproxima da tensão de estabilização de 14,2 V, a corrente de carga diminuirá até parar completamente. O dispositivo pode permanecer neste estado por muito tempo sem risco de sobrecarga da bateria.

A lâmpada HL1 indica que o dispositivo está conectado à rede, e HL2 sinaliza, em primeiro lugar, que o fusível FU2 está funcionando corretamente e, em segundo lugar, que a bateria que está sendo carregada está conectada. Além disso, a lâmpada HL2 serve como uma pequena carga, facilitando o ajuste preciso da tensão de saída.

O dispositivo deve utilizar um transformador de rede com potência total de pelo menos 150 W. O enrolamento II deve fornecer uma tensão de 17...20 V a uma corrente de carga de 10 A, e o enrolamento III - 5...7 V a 50...100 mA. O transistor IRFZ48N pode ser substituído por um IRFZ46N. Se o dispositivo for usado para carregar baterias com capacidade não superior a 55 Ah, o transistor IRFZ44N (ou o doméstico KP812A1) é adequado.

Substituiremos a ponte retificadora GBPC15005 por quatro diodos D242A, D243A ou similar. Em vez do KD243A, é possível usar um diodo KD102A ou KD103A. O resistor R3 é feito de fio de nicromo com diâmetro de pelo menos 1 mm. Ele é enrolado em uma haste de cerâmica e cada um dos terminais é preso sob um parafuso M4 com uma porca e uma aba de solda. O resistor deve ser montado de forma que nada interfira no seu resfriamento natural pelo fluxo de ar.

O estabilizador KS119A substituirá quatro diodos KD522A conectados em série de acordo com. Em vez do TL431, seu análogo doméstico KR142EN19A é adequado. O resistor R6 deve ser selecionado da série SP5.

O transistor VT1 deve ser instalado em um dissipador de calor com área útil de 100...150 cm2.

A potência térmica durante o processo de carregamento será distribuída entre o transistor e o resistor R3 da seguinte forma: no momento inicial, quando o transistor estiver aberto, toda a potência térmica será liberada no resistor R3; no meio do ciclo de carga, a potência será distribuída igualmente entre eles, e para o transistor isso será um aquecimento máximo (20...25 W), e no final a corrente de carga diminuirá tanto que ambos os resistor e o transistor permanecerão frios.

Após a montagem do dispositivo, basta definir a tensão limite na saída para 6 V usando o resistor de corte R14,2 antes de conectar a bateria.

O dispositivo descrito no artigo é simples e fácil de usar. No entanto, deve-se ter em mente que nem todas as baterias apresentam fem quando carregadas de 14,2 V. Além disso, durante sua vida útil ela não permanece constante devido a alterações destrutivas nas placas da bateria. Isso significa que se o carregador for ajustado conforme recomendado pelo autor, algumas baterias ficarão subcarregadas, enquanto outras ficarão sobrecarregadas e poderão “ferver”. O EMF também depende da temperatura da bateria.

Portanto, para cada instância de bateria, é necessário primeiro determinar o valor ideal de seu EMF por meio de carregamento controlado até os primeiros sinais de “ebulição” e, levando em consideração a temperatura, definir este valor no carregador. Também é aconselhável, no futuro, verificar periodicamente (pelo menos uma vez por ano) o EMF e ajustar a configuração de tensão limite do carregador.

Autor: Kostitsyn V.

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