Carregadores baseados em chips estabilizadores de tensão. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O artigo descreve carregadores simples para baterias de chumbo-ácido, inclusive automotivas.

Nos últimos anos, baterias de chumbo-ácido isentas de manutenção (gel) com tensão de 6 V, compostas por três baterias, passaram a ser utilizadas em diversos equipamentos. Eles são usados ​​​​em lanternas portáteis, brinquedos eletrônicos, fontes de alimentação ininterruptas, etc. E no laboratório de rádio amador eles podem ser encontrados com bastante frequência. Se essas baterias não forem usadas regularmente, elas devem ser armazenadas carregadas.

Dependendo do modo de operação, a tensão nas baterias de chumbo-ácido deve ser mantida dentro de certos limites. Assim, por exemplo, para uma bateria RB640BS com capacidade de 4,5 Ah, a tensão para uso cíclico deve estar na faixa de 7,2...7,5 V, para uso de backup - 6,75...6,9 V. A corrente máxima de carga não deve exceder 1,35 A .

Os chips estabilizadores de tensão da série 7809 estão disponíveis em duas versões principais: com uma tolerância de tensão de saída de 9 V ±2% (tensão de saída entre 8,82...9,18 V) e ±4% (8,64...9,36 V) . Eles fornecem uma corrente de carga máxima de 1 A (algumas modificações - até 1,5 A). Os estabilizadores são equipados com unidades de proteção contra sobrecorrente e superaquecimento, o que os torna muito atrativos para uso em carregadores.

A tensão de saída do regulador 7809 pode ser reduzida conectando dois ou três diodos da série 1N400x ou 1N540x à saída para obter o valor necessário para carregar baterias de chumbo-ácido com tensão nominal de 6 V. Quedas de tensão típicas para as séries 1N400x e 1N540x diodos dependendo da corrente são fornecidos na tabela.

O diagrama de circuito de um carregador para baterias de chumbo-ácido com tensão nominal de 6 V em chips 7809 é mostrado na Fig. 1.

Fig. 1

Ele contém quatro estabilizadores DA1-DA4, às saídas dos quais um resistor conectado em série e dois diodos são conectados para reduzir a tensão. Baterias recarregáveis ​​de chumbo-ácido são conectadas aos conectores XS10-XS13. Um voltímetro pode ser conectado aos contatos XS2, XS3 (e, consequentemente, XS4-XS9) para medir a corrente de carga. Como a resistência dos resistores R3-R6 é de 1 ohm, a leitura do voltímetro em volts (milivolts) é numericamente igual à corrente em amperes (miliamperes).

Você pode conectar uma carga ao conector XS1 para fornecer uma tensão não estabilizada. Se a carga estiver conectada ao conector XS14, o carregador pode ser usado como fonte de alimentação ininterrupta. No modo normal, se houver tensão de rede, a carga é alimentada pelo carregador. As baterias estão carregadas e como a corrente é limitada a 1 A pelos reguladores, não há perigo de sobrecarga das baterias.

Quando a tensão da rede desaparecer, a carga será alimentada pelas baterias através dos diodos VD5, VD8, VD11, VD14.

O LED HL1 sinaliza a presença de tensão na saída do retificador através dos diodos VD1, VD2.

O transformador abaixador T1 deve fornecer uma tensão de circuito aberto nos enrolamentos secundários de 2x(12,5...14,5) V e uma corrente de carga de pelo menos 3 A. Os diodos VD1, VD2 são projetados para esta corrente. Os diodos VD3-VD14 podem ser da série 1N400x ou 1N540x ou quaisquer outros que permitam uma corrente direta de pelo menos a corrente de carga das baterias. Além disso, os diodos Schottky são aplicáveis, por exemplo, 1N5819 (corrente direta permitida 1 A, tensão reversa 40 V) ou 1N5822 (3 A, 40 V).

Os estabilizadores DA1-DA4 são instalados em um dissipador de calor comum. A capacitância do capacitor C4 pode ser aumentada para 6800-10000 µF.

A configuração do dispositivo se resume à seleção dos diodos conectados à saída dos estabilizadores e sua quantidade para definir a tensão necessária nas baterias.

Um carregador semelhante pode ser montado para carregar baterias de automóveis com tensão de 12 V. Neste caso, são utilizados estabilizadores da série 7815. Normalmente, as baterias de automóveis são carregadas com uma corrente de 4...6 A, a tensão nelas em estado totalmente carregado é de cerca de 14,5... 15 V .

Fig. 2

Na Fig. A Figura 2 mostra um diagrama de um dispositivo simples capaz de carregar e manter essas baterias carregadas.

O transformador T1 reduz a tensão da rede para 19...20 V, que então retifica a ponte de diodos VD1-VD4 e suaviza os capacitores C2-C7. O enrolamento secundário do transformador e os diodos retificadores devem ser projetados para a corrente de carga da bateria.

O próprio carregador é montado nos estabilizadores DA1-DA5 conectados em paralelo. Os resistores R3-R7 conectados às saídas dos estabilizadores equalizam a corrente de carga. A resistência de saída dos estabilizadores não excede 0,03 Ohm. Como a resistência dos resistores é dez vezes maior, podemos assumir que todos os circuitos do estabilizador e do resistor possuem a mesma resistência de saída.

Os chips estabilizadores da série 7815 estão disponíveis em três modificações principais: com tolerância para tensão de saída de 15 V ±2% (tensão de saída entre 14,7...15,3 V), ±4% (14,4...15,6 V), ±5 % (14,25...15,75V). Todos eles podem ser usados ​​no carregador, mas estabilizadores com tolerância de ±2% são mais preferíveis.

A bateria recarregável está conectada ao conector XS1. O LED HL1 sinaliza a presença de tensão na saída do carregador. Se necessário, a tensão da bateria que está sendo carregada pode ser reduzida. Para isso, abra os contatos da chave SA2, conectando o diodo VD6 em série com a bateria. Se isso não for necessário, o diodo e a chave não serão instalados. O diodo VD5 protege os estabilizadores em caso de perda de tensão da rede enquanto a bateria estiver conectada.

Os diodos FR602 (VD1-VD4) podem ser substituídos por qualquer retificador com uma corrente direta permitida de pelo menos 5 A e uma tensão reversa de pelo menos 50 V; por exemplo, HER602 é adequado. Substituiremos o diodo Schottky SR1640 (VD6) pelo SR3020.

A corrente de saída do carregador é limitada pelos estabilizadores DA1-DA5. A potência máxima que eles dissipam depende do estado da bateria que está sendo carregada e pode ser significativa, portanto todos os microcircuitos são instalados em um dissipador de calor comum com área de pelo menos 200 cm².

Um carregador montado corretamente com peças reparáveis ​​​​não requer ajuste.

Autor: P. Petrov

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