Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido: Explorando Estratégias Ótimas de Carregamento

Um circuito carregador de bateria chumbo-ácido é uma fonte de energia valiosa para a maioria dos sistemas, e encontrá-lo-á na bateria de motociclo. Também, é um circuito simplista que facilita carregar tipos comuns de Bateria SLA de 12 Volts.

Portanto, é essencial no carregamento de sistemas de energia de backup. Diferentes fabricantes de bateria dão várias técnicas de carregamento. No entanto, a linha fundamental é que o sistema subjacente é o circuito carregador de bateria chumbo-ácido.

Confira a nossa apresentação elaborada do circuito para maior compreensão.

O que é um Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido?

Fig 1: Carregando uma Bateria de Carro

Um circuito carregador de bateria chumbo-ácido é usado para carregar sistemas padrão de energia de backup. Tal bateria requerirá uma fonte de alimentação limitada por corrente que mantém uma tensão constante nos seus terminais, e deve fornecê-la com a corrente correta. Dar tal corrente na taxa necessária é onde este circuito é útil. Fornecerá uma carga suficiente à bateria e desconectará quando estiver completa.

Parâmetros Importantes a Considerar ao Criar o Circuito

Figura 2: Um Mecânico a Trocar uma Bateria Chumbo-Ácido de 12V

Todos os produtos de bateria têm uma tensão impressa na bateria, e dependerá do tamanho da bateria. Portanto, para manter a bateria saudável, certifique-se de que fornece a tensão real da bateria.

Caso contrário, não evitará mau funcionamento da bateria.

Também note, existem parâmetros importantes para todas as tecnologias de bateria que deve considerar. Cada carregador deve cumprir cada um dos seguintes:

• Como uma fonte de alimentação não regulada estragará a bateria, o carregador deve fornecer corrente constante. Se a corrente diminuir, a bateria subcarregará.
• Deve fornecer um nível de tensão da bateria pelo menos 17% mais que a tensão impressa na bateria.
• Embora não seja um requisito obrigatório, deve ter uma carga de flutuação, e a sua essência é prevenir auto-descarga da bateria.
• Deve cortar a taxa de corrente quando a bateria atingir o nível de threshold.

Componentes do Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido

Diagrama de Circuito

Aqui está o diagrama de circuito completo deste processo de carregamento de bateria.

Figura 3: Um Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido

Componentes

Para uma montagem de sistemas de carregador de baterias de backup, necessitará das seguintes peças:

• Retificador de Ponte: Converterá corrente de entrada CA para CC. Logo, é essencial na entrega do tipo correto de corrente.
• Resistores: Ajudarão no controlo dos níveis de corrente.
• Dois Diodos - um Zener e um 1N4007: Serão úteis quando o circuito atingir uma tensão de disparo.
• Um LED verde ou qualquer display LED.
• Um potenciómetro: Dará a diferença de potencial do circuito.
• Um Relé 12V: Manterá o circuito operacional mesmo quando a energia estiver desligada.
• Um IC LM 317: Facilitará a manutenção de uma tensão constante. Logo, é essencial para melhorar a vida da bateria.
• Um regulador de tensão 7815: Está entre os tipos comuns de regulador de tensão. Produz uma tensão constante de 15V.

Calibrar o Circuito

Antes de explicar o processo de carregamento da bateria, vejamos primeiro como calibrar o circuito. Para este processo, requer uma fonte de alimentação de bancada.

Figura 4: Um Chumbo-Ácido com Logo do Fabricante

Durante a calibração, certifique-se de que a fonte de alimentação CC está a 14,5V. Ligue a potência aos terminais positivo e negativo do circuito. Defina o jumper no modo de calibração e rode o botão do potenciómetro até o seu LED ficar vermelho. Uma vez atingido este nível, desligue a fonte de alimentação e redefina o jumper para modo de uso. O seu circuito está agora pronto para uso, e pode ligá-lo a uma fonte de alimentação CA ou CC.

Também, deve notar o seguinte:

1. Definimos a fonte de alimentação a 14,5V, que é o ponto de disparo do circuito. Quando define o circuito a este ponto, alcançará aproximadamente 75% da percentagem de carregamento.
2. Pode aumentar a percentagem de carga para um valor mais alto, como 100%. No entanto, para isso, precisará de eliminar o regulador de tensão. Definirá a tensão de disparo em aproximadamente 16V. No entanto, evite tal configuração pois fornece cerca de 18V à bateria.

Figura 5: Verificando o Desempenho de uma Bateria Chumbo-Ácido

Explicação do Circuito

Note o seguinte para este circuito:

• Ligará a tensão CC à entrada de tensão do regulador de tensão. A fonte de alimentação carregará a bateria via resistor e relé.
• O diodo Zener torna-se ativo quando o circuito atinge a tensão de disparo. O objetivo é garantir que o transístor tem tensão de base suficiente.
• O resultado do processo acima é a ativação do transístor. Consequentemente, ganhará uma saída alta. Também, o sinal solicitará ao relé para ligar, o que desconectará a bateria.

Diferentes formas de carregar usando o Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido

Pode usar várias formas de carregar o circuito de bateria chumbo-ácido. Veremos cada uma delas em detalhe aqui abaixo.

Usando um Único Amplificador Operacional

Figura 6: Baterias Chumbo-Ácido Industriais

Aqui estão os passos simples para entender o funcionamento deste circuito. Primeiro, configurará o sistema usando três passos simples. Por exemplo, há a fase de fonte de alimentação. Neste estágio, precisará de uma rede retificadora de ponte e um transformador.

Durante a configuração, pode ignorar instalar um capacitor de filtro em série com o retificador de ponte. No entanto, para melhorar a saída CC, considere inseri-lo. Preferencialmente, um capacitor 1000uF/25V é o melhor para este uso.

Também, lembre-se de ligar a saída do sistema à bateria que quer carregar.

Em seguida, precisa de ligar um IC comparador de tensão 741, e a sua essência é detetar a tensão da bateria durante o processo de carregamento. Ligue este IC à bateria mas lembre-se de usar um preset de 10K na ligação.

O preset será útil para facilitar a reversão do IC quando a bateria estiver cheia.

Também deve ligar o IC a uma rede divisora de tensão. Os componentes desta rede incluirão um diodo Zener de 6V e um resistor de 10K.

Também, ligue a saída do IC ao estágio de driver de relé. Neste passo, precisa de ter um transístor para controlo do circuito.

Aqui está o que acontece quando liga o circuito: Ao clicar no interruptor, facilita o bypass do relé. Consequentemente, o curso prossegue, embora por pouco tempo.

Em seguida, o IC detetará a tensão da bateria. Como os níveis estão baixos, o IC solicitará a criação de saída de lógica comum. Resultantemente, o relé e o transístor ligarão. O papel do relé aqui é manter esta potência para que o circuito permaneça operacional mesmo se o interruptor estiver desligado. Assim, a bateria começará a carregar.

Quando o nível de carga se aproxima de 14V, o IC deteta-o novamente. Consequentemente, comuta para saída de lógica alta. Em resposta, o transístor desligará o relé. Neste momento, o circuito desligará e permanecerá desligado até o ligar novamente pois está na capacidade máxima de carga.

Carregador 12V, 24V / 20 amp Usando dois amplificadores operacionais

Figura 8: Verificando Níveis de Tensão de Bateria Chumbo-Ácido

Aqui está a segunda opção. Funcionará sob um princípio semelhante ao primeiro.

Quando não há bateria, o circuito estará desligado. O relé durante esta fase mantém a ligação desligada.

Agora, considere um caso quando liga uma bateria sem carga ao circuito. O circuito ligará. Em seguida, o IC detetará o potencial baixo e solicitará o início do processo de carregamento.

No entanto, note que neste circuito, os dois amplificadores operacionais trabalham em tandem. Facilitarão o processo de histerese durante o carregamento, e ambos também trabalham para reverter o processo de histerese quando o nível da bateria vai para outro baixo.

Usando IC 7815

Figura 9: Vários ICs

Pode carregar a bateria sem usar relé ou IC. Para isso, precisará de um tipo de circuito seguidor de emissor. Significa que o emissor só permitirá a operação do transístor se o seu potencial estiver abaixo do potencial da base. A ação ocorrerá quando o potencial do emissor estiver baixo por aproximadamente 0,7V.

O uso do IC 7815 é fornecer uma tensão regulada de 15V. Como resultado, a diferença de potencial será a diferença entre 15V e 0,7V. Logo, 15V – 0,7V é 14,3V. Portanto, 14,3V é o threshold sobre o qual a bateria desconecta e cessa carregamento.

Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido 12V 100 Ah

Também pode criar este circuito usando IC 78H12A. No entanto, ajudaria a estar atento à tensão do sistema antes de ligá-lo à bateria. O objetivo é garantir compatibilidade.

Durante a ligação, necessitará de vários diodos. Quatro deles podem ser 1N4007. Também, certifique-se que os outros têm dez amps e acima de classificação. Pode alcançar isso ligando tipos de diodos 6A4.

Também, neste circuito, instalar um dissipador de calor é imperativo para dissipação de calor eficaz, e facilitará a operação eficiente do curso.

Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido IC 555

Figura 10: Uma Bateria de Carro

Por fim, esta forma do circuito ajudá-lo-á a carregar qualquer tamanho de bateria. Pode ligá-lo de duas formas principais, e incluem o seguinte:

Usando IC 555 como IC Controlador

Neste circuito, o seu IC 555 operará como comparador, facilitando a comparação das condições de carga da bateria. A fonte de alimentação também é tudo menos sofisticada, e tudo o que precisa é uma rede de ponte. Também, ao escolher a classificação do diodo, considere a taxa de corrente de carregamento da bateria.

Certifique-se sempre que a classificação do diodo é o dobro da taxa de corrente de carregamento da bateria. Também, deve fornecer que a classificação Ah da bateria é dez vezes a sua taxa de corrente de carregamento.

Carregamento de Bateria Dependente de Corrente IC 555

Figura 11: Uma Bateria de Carro 12V

Ligue este circuito como um sistema latch de reset. Quando aplica primeiro potência ao sistema, inicialmente não arrancará, e neste ponto, desconectará o contacto do relé. Também, note que a bateria está neste momento carga.

Em seguida, quando ligar o relé, solicitará a comutação do circuito. Corrente fluirá, como resultado. Semelhante aos outros cursos, o relé mudará o ganho dependendo do vento.

Conclusão

Um circuito carregador de bateria chumbo-ácido é um dos sistemas eletrónicos fundamentais, e ajudaria se o tivesse no carregamento dos sistemas de bateria de todas as baterias de chumbo. Assim, demos-lhe toda a informação crucial para uma compreensão completa dos seus princípios de funcionamento.

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