Las siguientes 5 versiones de los circuitos del cargador de batería de 6 voltios 4 AH han sido diseñadas por mí y publicadas aquí en respuesta a la solicitud del Sr. Raja, aprendamos toda la conversación.
Especificaciones técnicas
'Estimado señor, publique un circuito para cargar una batería de plomo ácido de 6 voltios y 3,5 ah desde una batería de 12 voltios. El cargador debe dejar de cargarse automáticamente cuando la batería esté completamente cargada.
Utilice un transistor en lugar de un relé para detener la carga y también dígame cómo utilizar un relé de 12 voltios para el mismo circuito.
Explique cuál es seguro y duradero, ya sea relé o transistor para cortar la carga. (En este momento estoy cargando mi batería mencionada anteriormente simplemente usando LM317 con resistencias de 220 ohmios y 1 kilo ohmio y un par de condensadores) Estoy esperando su artículo, gracias '.
El diseño
El siguiente circuito muestra un circuito de cargador de batería automático simple de 6 voltios 4 a 10 AH usando un Relé de 12 voltios , diseñado para cortar automáticamente el suministro a la batería tan pronto como se alcance el nivel de carga completo para la batería.
Cómo funciona
Suponiendo que no hay batería conectada con el circuito, cuando se enciende la energía, el contacto del relé estará en el N / C y ninguna energía podrá alcanzar el Circuito IC 741 .
Ahora, cuando la batería está conectada, el suministro de la batería activará el circuito, y suponiendo que la batería esté descargada, el pin n. ° 2 estará más bajo que el pin n. ° 3, lo que provocará un alto en el pin n. ° 6 del IC. Esto encenderá el controlador del relé de transistor, que a su vez cambiará el contacto del relé de N / C a N / O conectando el suministro de carga con la batería.
La batería comenzará a cargarse lentamente y tan pronto como sus terminales alcancen los 7 V, el pin n. ° 2 tenderá a ser más alto que el pin n. ° 3, lo que hará que el pin n. ° 6 del IC se vuelva bajo, apagando el relé y cortando el suministro la batería.
El nivel bajo existente en el pin n. ° 6 también hará que el pin n. ° 3 se vuelva permanentemente bajo a través del diodo 1N4148 vinculado y, por lo tanto, el sistema se bloqueará hasta que se apague y se vuelva a encender.
Si no desea tener esta disposición de enganche, puede eliminar el diodo de retroalimentación 1N4148.
Nota : La sección del indicador LED para los 3 siguientes diagramas se modificó recientemente después de una prueba práctica y confirmación
Circuito # 1
POR FAVOR CONECTE UN 10uF A TRAVÉS DE PIN2 Y PIN4, PARA QUE LA SALIDA OP AMP SIEMPRE COMIENCE CON UN INTERRUPTOR DE ENCENDIDO 'ALTO' ENCENDIDO
El siguiente circuito muestra un circuito de cargador de batería automático simple de 6 voltios 4 AH sin usar un relé, más bien directamente a través de un transistor, puede reemplazar el BJT con un mosfet también para permitir la carga de alto nivel de Ah también.
Diseño de PCB para el circuito anterior
Uno de los ávidos seguidores de este sitio web, el Sr. Jack009
Circuito # 2
POR FAVOR CONECTE UN 10uF A TRAVÉS DE PIN2 Y PIN4, PARA QUE LA SALIDA OP AMP SIEMPRE COMIENCE CON UN INTERRUPTOR DE ENCENDIDO 'ALTO' ENCENDIDO
Actualizar:
El circuito del cargador de 6 V transistorizado anterior tiene un error. En el nivel de carga completa, tan pronto como el TIP122 corta el negativo de la batería, este negativo de la batería también se corta para el circuito IC 741.
Esto implica que ahora el IC 741 no puede monitorear el proceso de descarga de la batería y no podrá restaurar la carga de la batería cuando la batería alcance el umbral de descarga más bajo.
Para corregir esto, debemos asegurarnos de que en el nivel de carga completa, el negativo de la batería solo esté desconectado de la línea de suministro y no de la línea del circuito IC 741.
El siguiente circuito corrige esta falla y asegura que el IC741 pueda monitorear y realizar un seguimiento del estado de la batería de forma continua en todas las circunstancias.
POR FAVOR CONECTE UN 10uF A TRAVÉS DE PIN2 Y PIN4, PARA QUE LA SALIDA OP AMP SIEMPRE COMIENCE CON UN INTERRUPTOR DE ENCENDIDO 'ALTO' ENCENDIDO
Cómo configurar el circuito
Inicialmente, mantenga la resistencia de retroalimentación pin6 desconectada y sin conectar ninguna batería ajuste R2 para obtener exactamente 7.2V en la salida del LM317 (a través del cátodo de 1N5408 y la línea de tierra), para alimentar el circuito IC 741.
Ahora simplemente juegue con el preajuste de 10k e identifique una posición en la que los LED ROJO / VERDE simplemente se muevan o cambien o intercambien entre su iluminación.
Esta posición dentro del ajuste preestablecido puede considerarse como el punto de corte o umbral.
Ajústelo con cuidado a un punto en el que el LED ROJO en el primer circuito simplemente se encienda ... pero para el segundo circuito debería ser el LED verde el que se supone que debe iluminarse.
El punto de corte ahora está configurado para el circuito, selle el ajuste preestablecido en esta posición y vuelva a conectar la resistencia pin6 en los puntos mostrados.
Su circuito ahora está configurado para cargar cualquier batería de 6V 4 AH u otras baterías similares con una función de corte automático tan pronto como o cada vez que la batería se cargue por completo a los 7.2V establecidos anteriormente.
Ambos circuitos anteriores funcionarán igualmente bien, sin embargo, el circuito superior se puede alterar para manejar altas corrientes, incluso hasta 100 y 200 AH, simplemente modificando el IC y el relé. El circuito inferior puede estar hecho para hacer esto solo hasta un cierto límite, puede ser de hasta 30 A aproximadamente.
El segundo circuito de arriba fue construido y probado con éxito por Dipto, quien es un ávido lector de este blog, las imágenes enviadas del prototipo del cargador solar de 6V se pueden ver a continuación:
Agregar un control de corriente:
Un automatico regulador de control de corriente La función se puede agregar con los diseños mostrados anteriormente simplemente introduciendo un circuito BC547 como se muestra en el siguiente diagrama:
Circuito # 3
POR FAVOR CONECTE UN 10uF A TRAVÉS DE PIN2 Y PIN4, PARA QUE LA SALIDA OP AMP SIEMPRE COMIENCE CON UN INTERRUPTOR DE ENCENDIDO 'ALTO' ENCENDIDO
La resistencia de detección de corriente se puede calcular mediante la fórmula simple de la ley de Ohm:
Rx = 0.6 / Corriente de carga máxima
Aquí, 0,6 V se refiere al voltaje de activación del transistor BC547 del lado izquierdo, mientras que la corriente de carga máxima significa la carga máxima segura para la batería, que puede ser de 400 mA para una batería de plomo-ácido de 4AH.
Por lo tanto, resolver la fórmula anterior nos da:
Rx = 0,6 / 0,4 = 1,5 ohmios.
Watts = 0,6 x 0,4 = 0,24 vatios o 1/4 vatios
Al agregar esta resistencia, se asegurará de que la velocidad de carga esté completamente controlada y nunca se exceda el límite de corriente de carga seguro especificado.
Videoclip del informe de prueba:
El siguiente videoclip muestra la prueba del circuito del cargador automático anterior en tiempo real. Como no tenía una batería de 6V, probé el diseño en una batería de 12V, lo que no hace ninguna diferencia, y se trata de configurar el ajuste preestablecido en consecuencia para la batería de 6V o 12V según las preferencias del usuario. La configuración del circuito que se muestra arriba no se cambió de ninguna manera.
El circuito se configuró para cortarse a 13,46 V, que se seleccionó como el nivel de corte de carga completa. Esto se hizo para ahorrar tiempo porque el valor real recomendado de 14.3V podría haber tomado mucho tiempo, por lo tanto, para hacerlo rápidamente, seleccioné 13.46V como el umbral de corte alto.
Sin embargo, un punto a tener en cuenta es que la resistencia de retroalimentación no se utilizó aquí, y el circuito implementó automáticamente la activación del umbral inferior a 12,77 V, según la propiedad de histéresis natural del IC 741.
Diseño de cargador de 6 V # 2
Aquí hay otro circuito cargador de batería de plomo ácido de 6 V regulado, automático, simple pero preciso, que corta la corriente a la batería tan pronto como la batería alcanza la carga completa. Un LED iluminado en la salida indica la condición de carga completa de la batería.
Cómo funciona
El DIAGRAMA DE CIRCUITO se puede entender con los siguientes puntos:
Básicamente, el control y la regulación de voltaje se realiza mediante el versátil caballo de trabajo IC LM 338.
Se aplica un voltaje de suministro de CC de entrada en el rango de 30 a la entrada del IC. El voltaje puede derivarse de una red de transformadores, puentes y condensadores.
El valor de R2 se establece para obtener el voltaje de salida requerido, dependiendo del voltaje de la batería a cargar.
Si es necesario cargar una batería de 6 voltios, se selecciona R2 para producir un voltaje de alrededor de 7 voltios en la salida, para una batería de 12 voltios se convierte en 14 voltios y para una batería de 24 voltios, el ajuste se realiza en alrededor de 28 voltios.
Los ajustes anteriores se encargan del voltaje que se debe aplicar a la batería bajo carga, sin embargo, el voltaje de disparo o el voltaje al que el circuito debe cortarse se establece ajustando el potenciómetro de 10 K o el preajuste.
El preajuste de 10K está asociado con el circuito que involucra al IC 741 que básicamente está configurado como un comparador.
La entrada inversora del IC 741 está sujeta a un voltaje de referencia fijo de 6 a través de una resistencia de 10K.
Con referencia a este voltaje, el punto de disparo se establece a través del preajuste de 10 K conectado a través de la entrada no inversora del IC.
La fuente de salida del IC LM 338 va al positivo de la batería para cargarla. Este voltaje también actúa como voltaje de detección y de funcionamiento para el IC 741.
Según la configuración del preajuste de 10 K cuando el voltaje de la batería durante el proceso de carga alcanza o cruza el umbral, la salida del IC 741 aumenta.
El voltaje pasa a través del LED y llega a la base del transistor que a su vez conduce y apaga el IC LM 338.
El suministro a la batería se corta inmediatamente.
El LED iluminado indica el estado de carga de la batería conectada.
Circuito # 4
Este circuito cargador de batería automático se puede utilizar para cargar todas las baterías de plomo ácido o SMF que tengan voltajes entre 3 y 24 voltios.
Algunos lectores consideraron que el circuito anterior no era tan satisfactorio, por lo que modifiqué el circuito anterior para un funcionamiento mejor y garantizado. Por favor, vea el diseño modificado en la siguiente figura.
Diseño de PCB para el circuito de cargador de batería automático de 6 V, 12 V, 24 V finalizado anteriormente
Circuito del cargador de batería solar de 6 V con protección contra sobrecorriente
Hasta ahora, aprendimos cómo hacer un circuito de cargador de batería de 6 V simple con protección contra sobrecorriente usando la entrada de red. En la siguiente discusión trataremos de entender cómo se podría configurar el mismo en conjunto con un panel solar, y también con una entrada de adaptador AC / DC.
El circuito también incluye una función de indicación del estado de la batería de 4 etapas, una etapa de controlador de sobrecorriente, apagado automático para la carga y carga de la batería, y también una salida de carga de teléfono celular separada. La idea fue solicitada por el Sr. Bhushan Trivedi.
Especificaciones técnicas
Saludos, confío en que se encuentre bien. Soy Bhushan y actualmente estoy trabajando en un proyecto de hobby. Estoy muy impresionado por el conocimiento que compartes en tu blog, y esperaba que quisieras guiarme un poco con mi proyecto.
Mi proyecto consiste en cargar una batería sellada de 6 V y 4,5 Ah con rejilla y panel solar.
Esta batería suministrará energía a las luces LED y al punto de carga de un teléfono móvil. En realidad, la batería se guardará en una caja. y la caja tendrá dos entradas para cargar la batería. Estas dos entradas son solar (9V) y AC (230V) para cargar la batería de 6V.
No habrá ningún cambio automático. Es como si el usuario tuviera la opción de cargar la batería con energía solar o de la red. pero ambas opciones de entrada estarán disponibles.
Por ejemplo, si en un día lluvioso o por alguna razón la batería no se puede cargar desde un panel solar, entonces se debe realizar la carga de la red.
Entonces estoy buscando una opción de ambas entradas a la batería. Nada automático aquí El LED indicador de nivel de batería debe indicar en rojo, amarillo y verde en el nivel de batería.
La batería se corta automáticamente después de que el voltaje baja ciertos límites para garantizar una larga vida útil de la batería. Adjunto una breve declaración del problema junto con este correo electrónico para su referencia.
Estoy buscando un circuito para la disposición que se muestra en él. Estoy ansioso por saber de usted sobre esto.
Saludos cordiales,
Bhushan
El quinto diseño
El circuito del cargador de batería solar de 6 V requerido se puede ver en el diagrama que se presenta a continuación.
Con referencia al diagrama, las distintas etapas pueden entenderse con la ayuda de los siguientes puntos:
El IC LM317, que es un regulador de voltaje estándar IC, está configurado para producir una salida fija de 7 V determinada por las resistencias de 120 ohmios y 560 ohmios.
El transistor BC547 y su resistencia base de 1 ohmio aseguran que la corriente de carga a la batería de 6V / 4.5AH nunca exceda la marca óptima de 500mA.
La salida de la etapa LM317 está conectada directamente con la batería de 6V para la carga prevista de la batería.
La entrada a este IC se puede seleccionar a través de un interruptor SPDT, ya sea desde el panel solar dado o desde una unidad adaptadora de CA / CC, dependiendo de si el panel solar está produciendo suficiente voltaje o no, que podría monitorearse a través de un voltímetro conectado a través de la salida. pines del LM317 IC.
Los cuatro opamps del IC LM324 que es un amplificador cuádruple en un paquete se conectan como comparadores de voltaje y producen una indicación visual de los distintos niveles de voltaje en cualquier momento, durante el proceso de carga o durante el proceso de descarga a través del panel LEd conectado o cualquier otra carga.
Todas las entradas inversoras de los amplificadores operacionales están sujetas a una referencia fija de 3V a través del diodo Zener correspondiente.
Las entradas no inversoras de los amplificadores operacionales se adjuntan individualmente a los ajustes preestablecidos que se configuran adecuadamente para responder a los niveles de voltaje relevantes haciendo que sus salidas sean altas secuencialmente.
Las indicaciones para los mismos se pueden monitorear a través de los LED de colores conectados.
El LED amarillo asociado con A2 se puede configurar para indicar el umbral de corte de bajo voltaje. Cuando este LED se apaga (se ilumina en blanco), el transistor TIP122 no puede conducir y corta el suministro a la carga, lo que garantiza que la batería nunca se descargue hasta límites peligrosos e irrecuperables.
El LED A4 indica el nivel superior de carga completa de la batería ... esta salida podría alimentarse a la base del transistor LM317 para cortar el voltaje de carga de la batería evitando la sobrecarga (opcional).
Tenga en cuenta que, dado que el A2 / A4 no tiene histéresis incluida, podría producir oscilaciones en los umbrales de corte, lo que no necesariamente será un problema ni afectará el rendimiento o la vida útil de la batería.
Circuito # 5
Agregar un apagado automático en la carga completa de la batería
El diagrama modificado con corte automático de sobrecarga se puede implementar conectando la salida A4 con el BC547.
Pero ahora la fórmula de la resistencia limitadora actual será la siguiente:
R = 0.6 + 0.6 / corriente de carga máxima
Comentarios del Sr. Bhushan
Muchas gracias por su continuo apoyo y los diseños de circuitos anteriores.
Ahora tengo algunos cambios menores en el diseño, que me gustaría pedirle que los incorpore en el diseño del circuito. Me gustaría expresar que el costo de la PCB y los componentes es una gran preocupación, pero entiendo que la calidad también es muy importante.
Por lo tanto, le pido que logre un buen equilibrio entre el rendimiento y el costo de este circuito. Entonces, para empezar, tenemos esta CAJA, en la que albergará la batería de plomo ácido SMF de 6V 4.5 Ah y la PCB también.
La batería de 6 V y 4,5 Ah se cargará mediante las siguientes opciones desde una única entrada:
a) Un adaptador de 230 V CA a 9 V CC (deseo seguir adelante con un cargador de 1 amperio, ¿sus opiniones?) 'O'
b) Un módulo solar de 3-5 vatios (voltaje máximo: 9 V (6 V nominal), corriente máxima: 0,4 a 0,5 amperios)
Diagrama de bloques
La batería se puede cargar con un solo suministro a la vez, por lo que solo tendrá una entrada en el lado izquierdo de la caja.
Durante el tiempo en que se esté cargando esta batería, habrá una pequeña luz LED roja que se iluminará en la fuente de la caja (Indicador de carga de la batería en el diagrama) Ahora, en este punto, el sistema también debe tener un indicador de nivel de batería (Batería indicador de nivel en el diagrama)
Deseo tener tres niveles de indicaciones para el estado de la batería. Estas tablas indican el voltaje de circuito abierto. Ahora, con el muy poco conocimiento electrónico que tengo, asumo que este es el voltaje ideal y no las condiciones reales, ¿verdad?
Creo que dejaré que usted decida y use cualquier factor de corrección si es necesario para los cálculos.
Deseo tener los siguientes niveles de indicador:
- Nivel de carga 100% a 65% = LED verde pequeño encendido (LED amarillo y rojo apagados)
- Nivel de carga 40% a 65% = LED amarillo pequeño encendido (LED verde y rojo apagados)
- Nivel de carga 20% a 40% = LED rojo pequeño encendido (LED verde y amarillo apagados)
- A un nivel de carga del 20%, la batería se desconecta y deja de suministrar energía de salida.
En el lado de salida ahora (vista del lado derecho en el diagrama)
El sistema suministrará energía a las siguientes aplicaciones:
a) Bombilla LED de 1 vatio, 6 V CC - 3 números
b) Una salida para la carga del teléfono móvil. Deseo incorporar una función aquí. Como puede ver, las cargas de CC conectadas a la batería tienen una potencia relativamente menor. (solo un teléfono móvil y tres bombillas LED de 1 vatio). Ahora, la función que se agregará en el circuito debería funcionar como un fusible (no me refiero a un fusible real aquí).
Suponga que si una bombilla CFL está conectada aquí o alguna otra aplicación de mayor potencia nominal, se debe cortar el suministro de energía. Si la potencia total consumida es superior a 7,5 vatios CC conectada a este sistema, el sistema debe cortar el suministro y solo se reanudará cuando la carga sea inferior a 7,5 vatios.
Básicamente, deseo asegurarme de que este sistema no se utilice incorrectamente ni se extraiga una energía excesiva, lo que dañaría la batería.
Esto es solo una idea. Sin embargo, entiendo que esto puede aumentar potencialmente la complejidad y el costo del circuito. Buscaré su recomendación al respecto sobre si incluir esta función o no, ya que ya estamos cortando el suministro de batería una vez que el estado de carga alcance el 20%.
Espero que encuentre emocionante trabajar en este proyecto. Espero recibir sus valiosos aportes al respecto.
Les agradezco toda su ayuda hasta ahora y de antemano por su extensa cooperación en esto.
Saludos cordiales,
Bhushan.
El diseño
Aquí hay una breve explicación de las diversas etapas incluidas en el circuito del cargador de batería de 6 V propuesto con protección contra sobrecorriente:
El LM317 del lado izquierdo es responsable de producir un voltaje de carga fijo de 7,6 V a través de su pin de salida y tierra para la batería, que cae a alrededor de 7 V a través de D3 para convertirse en un nivel óptimo para la batería.
Este voltaje está determinado por la resistencia de 610 ohmios asociada, este valor puede reducirse o aumentarse para cambiar el voltaje de salida proporcionalmente si es necesario.
La resistencia asociada de 1 ohmio y el BC547 restringen la corriente de carga a unos 600 mA seguros para la batería.
Los amplificadores operacionales A1 --- A4 son todos idénticos y realizan la función de comparadores de voltaje. Según las reglas, si el voltaje en su pin3 excede el nivel en el pin2, las salidas correspondientes se vuelven altas o en el nivel de suministro ..... y viceversa.
Los preajustes asociados se pueden configurar para permitir que los amplificadores de operación detecten cualquier nivel deseado en su pin3 y hagan que sus salidas correspondientes sean altas (como se explicó anteriormente), por lo que el preajuste A1 se establece de manera que su salida se vuelva alta a 5V (nivel de carga del 20% a 40%) ... El preajuste A2 está configurado para responder con una salida alta a 5,5 V (nivel de carga del 40% al 65%), mientras que A3 se activa con una salida alta a 6,5 V (80%) y, finalmente, A4 activa la alarma. propietario con el LED azul al nivel de la batería alcanzando la marca de 7.2V (100% cargada).
En este punto, la alimentación de entrada deberá desconectarse manualmente, ya que no solicitó una acción automática.
Una vez apagada la entrada, el nivel de batería de 6v mantiene las posiciones anteriores para los amplificadores operacionales, mientras que la salida de A2 asegura que el TIP122 conduce manteniendo las cargas relevantes conectadas con la batería y operativas.
La etapa LM317 a la derecha es una etapa de controlador de corriente que ha sido manipulada para restringir el consumo de amplificador de salida a 1.2 amperios o alrededor de 7 vatios según los requisitos. La resistencia de 0,75 ohmios se puede variar para alterar los niveles de restricción.
La siguiente etapa del IC 7805 es una inclusión separada que genera un nivel de voltaje / corriente adecuado para cargar teléfonos celulares estándar.
Ahora, a medida que se consume energía, el nivel de la batería comienza a retroceder en la dirección opuesta, lo que se indica mediante los LED correspondientes ...
El azul es el primero en apagarse iluminando el LED verde, que se apaga por debajo de 6.5V iluminando el LED amarillo que se apaga de manera idéntica a 5.9V asegurándose de que ahora el TIP122 ya no conduce y las cargas están apagadas ...
Pero aquí la condición puede oscilar por algún momento hasta que el voltaje finalmente llegue por debajo de 5.5V iluminando el LED blanco y alarmando al usuario para que encienda la energía de entrada y comience el procedimiento de carga.
El concepto anterior se puede mejorar aún más agregando una función de corte automático de carga completa, como se muestra a continuación:
Anterior: Cómo reemplazar un transistor (BJT) con un MOSFET Siguiente artículo: Hacer un circuito generador de electricidad para fútbol
