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

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Muitos de nós usamos lanternas e lâmpadas importadas para iluminação em caso de falta de energia. A fonte de energia neles são baterias de chumbo-ácido seladas de pequena capacidade, para carregar as quais usam carregadores primitivos embutidos que não fornecem um modo normal. Como resultado, a duração da bateria é significativamente reduzida. Portanto, é necessário usar carregadores mais avançados que excluam a possibilidade de sobrecarga da bateria.

A grande maioria dos carregadores industriais é projetada para operar em conjunto com baterias de automóveis, portanto, seu uso para carregar baterias de baixa capacidade é impraticável. O uso de microcircuitos importados especializados não é economicamente lucrativo, pois o custo desse microcircuito às vezes é várias vezes maior que o custo da própria bateria.

O autor oferece sua própria versão do carregador para essas baterias.

O artigo descreve um carregador (carregador) de fácil fabricação e configuração para baterias de chumbo-ácido (AB) seladas de pequena capacidade.

Na fig. 1 mostra um diagrama do dispositivo. Na verdade, trata-se de um estabilizador de tensão com limite de corrente de 0,1C (C é a capacidade da bateria, Ah), que é montado em um microcircuito KR142EN12A, incluído de acordo com um circuito típico. Com os valores indicados dos resistores R9, R11 e R12, o dispositivo fornece carregamento das baterias mais comuns com tensão de 6 V e capacidade de 4 Ah. O carregador consiste em um retificador de diodo VD1 - VD4 com um capacitor de suavização C1, um regulador de tensão no chip DA1 e uma unidade limitadora de corrente contendo um transistor VT2 e resistores R8-R12.

(clique para ampliar)

Após a aplicação da tensão de rede, o relé K1 é ativado e os contatos K1.1 conectam a bateria ao carregador. A corrente de carga começa a fluir através dos resistores R11 e R12. Se exceder o valor de 0,1C (0,4 A para a bateria especificada), a tensão no resistor R9 atingirá 0,6 V. O transistor aberto VT2 desvia os resistores R6 e R7, o que leva a uma diminuição da tensão na saída do carregador e limita a corrente de carga no nível necessário. Ao mesmo tempo, a tensão nos resistores R11 e R12 abre o transistor VT1. O LED HL2 acende, indicando que a bateria está carregando. À medida que a bateria carrega, a tensão na bateria aumenta e quando a corrente de carga cai abaixo de 0.02C (80 mA), o transistor VT1 fecha. O LED HL2 apaga, o que indica o fim do carregamento. A tensão em cada bateria de uma bateria totalmente carregada é de aproximadamente 2,25 V e, nesse estado, a bateria pode ser conectada ao dispositivo indefinidamente.

O brilho do LED HL1 indica que o carregador está conectado à rede. Os capacitores C2 e C3 eliminam a possibilidade de autoexcitação do chip DA1. O diodo VD5 protege o chip da corrente reversa quando o dispositivo é desconectado da rede. O uso de um relé é causado pela necessidade de desconectar os circuitos de carga para evitar sua influência no modo de carregamento. Além disso, torna-se possível a utilização do carregador em dispositivos de alimentação de emergência, pois a bateria é constantemente recarregada na presença de tensão de rede e, em caso de falha da mesma, a carga é automaticamente conectada à bateria.

Se for necessário carregar uma bateria com tensão ou capacidade diferente, a resistência dos resistores R9, R11 e R12 deve ser recalculada. Vamos mostrar isso no exemplo da bateria acima com tensão de 6 V e capacidade de C \u4d XNUMX Ah.

Tensão de saturação dos transistores VT1 e VT2:

UEb usVT1 = UEb usVT2 = 0,6 V.

A corrente de carga, em amperes, é igual a 0,1 da capacidade da bateria, expressa em ampères-hora:

Izar \u0,1d 0,1С \u4d 0,4 XNUMX \uXNUMXd XNUMX A.

A resistência total dos resistores R11 e R12 é calculada pela fórmula

R \u2d Ueb usVT0,02 / (0,6C) \u0,02d 4 / (7,5 XNUMX) \uXNUMXd XNUMX Ohm.

A potência dissipada por esses resistores é

P \u2d RIzar7,50,16 \u1,2d XNUMX \uXNUMXd XNUMX W.

Para reduzir o grau de aquecimento da memória, são utilizados dois resistores de 15 ohms com potência de 2 W, conectados em paralelo.

Calcule a resistência do resistor R9:

R9 \u2d Ueb HacVT10 R3 / (l2ap-R - UEb. usVT0,6) \u200d 0,4-7,5 / (0,6-50-XNUMX) \uXNUMXd XNUMX Ohm.

Selecionamos um resistor com a resistência mais próxima da resistência calculada de 51 ohms.

O dispositivo usa capacitores de óxido importados. Relé - JZC-20F com tensão de 12 V. Você pode usar outro relé que esteja disponível, mas neste caso terá que corrigir a placa de circuito impresso. Os diodos 1N4007 (VD1 - VD5) são substituíveis por qualquer um que possa suportar uma corrente de pelo menos o dobro do carregador. É permitido substituir os transistores indicados no diagrama por qualquer uma das séries KT503 (VT1) e KT3102 (VT2). Em vez do microcircuito KR142EN12A, você pode usar um análogo importado do LM317T. Em qualquer caso, ele deve ser colocado em um dissipador de calor, cuja área depende da corrente de carga, da tensão no capacitor C1 e AB. Na versão do autor, foi utilizado um dissipador de calor com dimensões de 60x80 mm. O transformador T1 deve fornecer uma tensão alternada de 14 ... 17 V no enrolamento secundário a uma corrente de carga de cerca de 0,5 A. É possível usar um transformador com alta tensão de saída, mas isso levará ao aquecimento excessivo do microcircuito, o que exigirá um aumento no tamanho do dissipador de calor. LEDs de cores brilhantes verde (HL1) e vermelho (HL2) podem ser substituídos por quaisquer existentes que forneçam brilho suficiente para indicação.

Todas as peças, com exceção do transformador de rede, microcircuito e LEDs, são montadas em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha unilateral de 1,5 mm de espessura e tamanho de 55x60 mm. Seu desenho é mostrado na Fig. 2.

Carregador para baterias de chumbo-ácido seladas

Um dispositivo calculado e montado corretamente requer um ajuste mínimo. Quando a bateria está desligada, a energia é fornecida e, selecionando o resistor R6, uma tensão de 6,75 V é definida na saída da memória. Para verificar o funcionamento da unidade limitadora de corrente, em vez da bateria, um resistor de 2 W com resistência de cerca de 10 Ohms é conectado brevemente e a corrente que flui através dela é medida. Não deve exceder 0,4 ... 0,45 A. Com isso, o ajuste do dispositivo pode ser considerado completo.

A placa junto com o transformador pode ser montada dentro da caixa do aparelho alimentado pela bateria. Se não houver espaço interno suficiente, um conector adequado é instalado no gabinete e conectado diretamente à bateria. A memória neste caso é montada em uma caixa de plástico separada.

LEDs e um interruptor de energia são montados em seu painel frontal (não mostrados no diagrama). Para melhorar o resfriamento, é desejável colocar o dissipador de calor fora do gabinete do dispositivo. Os fios de conexão que levam à bateria devem ter comprimento mínimo e seção transversal de pelo menos 1 mm2.

Autor: V.Pedyash, Odessa, Ucrânia

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