Circuito de cargador de batería múltiple con condensador de descarga

En este artículo, intentaremos construir un circuito de cargador de batería automático utilizando el concepto de condensador de descarga para la autodetección y carga de un conjunto múltiple de baterías. La idea fue solicitada por el Sr. Michael.

Objetivos y requisitos del circuito

1. Mi nombre es Michael y vivo en Bélgica.
2. Encontré su sitio a través de Google durante mi búsqueda de un cargador de batería.
3. He comprobado todo 99 cargadores de batería pero no pude encontrar uno que mantenga varias baterías.
4. Todavía estoy buscando un buen circuito, por lo que espero que puedas ayudarme.
5. En casa tenemos una variedad de baterías de plomo y ácido y durante el invierno la mayoría de ellas se descuidan.
6. Como resultado de la primavera, se comprobó qué batería lo hizo y cuál no.
7. El problema es la variedad de baterías. Soy motociclista, mis hermanos tienen una pequeña excavadora y un tractor, tenemos 2 camionetas con 2 caravanas y nosotros (yo, mamá, hermana, 2 hermanos y mis amigas) todos tenemos auto.
8. Entonces, ves una AMPLIA variedad de baterías, en el pasado compré un cargador inteligente de 7 etapas, pero es imposible cuidar todas las baterías usando un solo cargador.
9. Así que le pregunto si podría diseñarme un circuito.
10. Con las siguientes especificaciones:
11. Mantenga al menos 5 o más baterías simultáneamente.
12. Comprueba si el voltaje es bajo y descarga un condensador en la batería.
13. Capaz de manejar capacidades desde 3 Ah hasta 200 Ah.
14. Seguro de operar 24/7 sin intervención del usuario.
15. Algunas de las cosas en las que he pensado:
16. Con el uso de un volquete de tapa, no hay necesidad de un transformador de red pesado, porque la carga del transformador está bajo control.
17. Un condensador seleccionable en función de la capacidad de la batería.
18. Un problema para mí fue encontrar algo que pudiera activar múltiples salidas en una base de tiempo (usando un lm311 para detectar el voltaje, un 555 para volcar usando mosfet).
19. Un indicador de algún tipo, que indicará qué batería necesitó más descargas o descargas inmediatas, y localizará las baterías defectuosas.
20. Si cree que he cometido algunos errores o que mis requisitos son imposibles, déjeme ahora.
21. Si pudiera implementar características adicionales o características de seguridad, no pensé en, no dude en agregar o modificar :)
22. Soy un estudiante de licenciatura en Electro Mecánica, soy un entusiasta de la electrónica, tengo una sala llena de componentes y piezas para jugar.
23. Pero carezco de las habilidades de diseñador para construir circuitos para mis necesidades.
24. Espero haber despertado su interés en este problema y espero que encuentre el tiempo para diseñar algo para mí.
25. ¡Quizás este circuito podría convertirse en el número cien en su sitio!
26. ¡También un gran trabajo con su sitio y espero lo mejor para usted!

El diseño

El concepto de circuito discutido para cargar automáticamente múltiples baterías usando un condensador de descarga se puede dividir fundamentalmente en 3 etapas:

1. etapa detector comparador opamp
2. IC 555 generador de intervalos ON / OFF
3. etapa del circuito del condensador de descarga

Las etapas de opamp están configuradas para mantener una detección continua del nivel de carga de la batería y, en consecuencia, ejecutan el corte / restauración del proceso de carga en las baterías conectadas con sus entradas relevantes. El proceso de carga se realiza mediante sistema de volcado de condensadores.

Entendamos detalladamente las distintas etapas:

Circuito del cargador Opamp de 4 baterías autorregulables

La primera etapa dentro de este diseño es el circuito detector de sobrecarga de la batería opamp, el esquema de esta etapa se puede ver a continuación:

Lista de partes:

amplificadores operacionales: LM324

preajustes: 10K

zener 6V / 0.5 vatios

R5 = 10 K

diodos = 6A4 o según las especificaciones de carga

Consideraremos solo 4 baterías aquí, y por lo tanto usar 4 amplificadores operacionales para los respectivos cortes de sobrecarga. Los amplificadores operacionales A1 a A4 se toman del IC LM324 de cuatro amplificadores operacionales, cada uno configurado como compartimentos para detectar los niveles de sobrecarga de la batería correspondiente adjunta.

Como se puede ver en el diagrama, las entradas no inversoras de cada uno de los amplificadores operacionales están configuradas con los positivos de batería relevantes para permitir la detección requerida de los voltajes de la batería.

Los aspectos positivos de las baterías individuales están relacionados con la salida de descarga del condensador, que discutiremos en la parte posterior del artículo.

Los pines de inversión (-) de los amplificadores operacionales están designados a un nivel de referencia fijo a través de un solo diodo Zener común.

Los preajustes adjuntos con las entradas (+) o no inversoras de los amplificadores operacionales y se utilizan para configurar los puntos de disparo de carga completa precisos con respecto a los niveles de referencia zener de pin (-) correspondientes.

Los ajustes preestablecidos se configuran de manera que cuando el voltaje de la batería relevante alcanza el nivel de carga completo, el valor proporcional en el pin (+) del opamp solo supera el nivel de referencia del pin zener (-).

La situación anterior convierte instantáneamente la salida del amplificador operacional de su 0V inicial a una lógica alta igual al nivel de voltaje de suministro.

Este alto en la salida del amplificador operacional activa un circuito apto para IC 555 de modo que el IC 555 está habilitado para producir intervalos de encendido / apagado periódicos sobre el circuito de descarga del capacitor adjunto ... la siguiente discusión nos explicará los procedimientos:

IC 555 Astable para generar ON / OFF periódico

El siguiente esquema muestra la etapa IC 555 configurada como un astable para la generación de conmutación ON / OFF periódica prevista para el circuito de descarga del condensador subsiguiente.

Lista de partes

IC = IC 555

R2 = 22K

R1, C2 = calcular para obtener la tasa de ciclo de descarga de carga deseada

Como se muestra en el diagrama anterior, el pin # 4, que es el pinout de reinicio del IC 555, está conectado con la salida de la etapa de amplificación correspondiente.

Cada uno de los amplificadores operacionales tendrá sus propias etapas IC 555 separadas junto con la etapa del circuito de descarga del condensador .

Mientras la batería está en el proceso de carga y la salida del opamp se mantiene en cero, el astable IC 555 permanece deshabilitado, sin embargo, en el momento en que la batería adjunta correspondiente se carga por completo y la salida del opamp en cuestión se vuelve positiva, el astable IC 555 conectado se vuelve activado, lo que hace que su pin de salida # 3 genere ciclos periódicos ON / OFF.

El pin # 3 del IC 555 está configurado con su propio circuito de descarga de capacitor individual, que responde a los ciclos ON / OFF de la etapa IC 555 y comienza el proceso de carga y descarga de un capacitor a través de la batería relevante.

Para comprender cómo se comporta este condensador de descarga en respuesta a los ciclos de encendido / apagado del IC 555, es posible que tengamos que revisar la siguiente sección del artículo:

Circuito del cargador de descarga de condensador:

Según la solicitud, se requiere que la batería se cargue a través de un circuito de descarga de condensador, y se me ocurrió el siguiente circuito, espero que haga el trabajo según las expectativas:

El funcionamiento del circuito del circuito del cargador de volcado del condensador mostrado anteriormente se puede aprender con la siguiente explicación:

• Mientras el IC 555 permanezca en el estado desactivado, el BC547 puede obtener la polarización requerida a través de su resistencia base de 1K, que a su vez mantiene el transistor TIP36 asociado en la posición ON.
• Esta situación permite que el condensador colector de alto valor se cargue hasta su límite máximo permitido. En esta posición, el capacitor se arma en la posición de espera cargada.
• En el momento en que la etapa IC 555 se activa y comienza su ciclo de ENCENDIDO APAGADO, los períodos de APAGADO del ciclo APAGAN el par BC547 / TIP36 y ENCENDEN el extremo izquierdo del TIP36, que instantáneamente cierra y descarga la carga del capacitor en la batería asociada positivo.
• El siguiente ciclo de ENCENDIDO del IC 555 revierte la situación a las condiciones anteriores y carga el capacitor de 20,000uF, y una vez más, con el siguiente ciclo de APAGADO subsiguiente, el capacitor puede descargar su carga a través del transistor TIP36 relevante.
• Esta operación de carga y descarga se realiza de forma continua hasta que la batería correspondiente se cargue por completo, lo que obliga al opamp a APAGARSE y todo el proceso.

Todos los amplificadores operacionales funcionan de manera similar, detectando el estado de la batería adjunta e iniciando automáticamente los procedimientos explicados anteriormente.

Con esto concluye la explicación sobre el cargador de batería múltiple automático propuesto mediante carga por volcado de condensadores, si tiene alguna pregunta o duda, no dude en comunicarse a través de comentarios ...