Cómo hacer un circuito de cargador de batería con un rectificador controlado de silicio (SCR)

Cómo hacer un circuito de cargador de batería con un rectificador controlado de silicio (SCR)

La batería está cargada con una pequeña cantidad de voltaje de CA o CC. Entonces, si quieres cargar tu batería con una fuente de CA, entonces debes seguir estos pasos, primero tenemos que limitar el voltaje de CA grande, necesitamos filtrar el voltaje de CA para eliminar el ruido, regular y obtener el voltaje constante y luego darle el voltaje resultante a la batería para cargar. Una vez que se haya completado la carga, el circuito se apagará automáticamente.

Diagrama de bloque del cargador de batería con SCR:  Diagrama de bloque del cargador de batería con SCR

La fuente de CA se aplica al transformador reductor que convierte la gran fuente de CA en una fuente de CA limitada, filtra el voltaje de CA y elimina el ruido y luego lo aplica al SCR donde rectificará la CA y dar la tensión resultante a la batería para cargar.

Diagrama de circuito del cargador de batería usando SCR

El diagrama de circuito del circuito del cargador de batería usando SCR se puede ver a continuación

 Diagrama de circuito del cargador de batería con S CR

Explicación del diagrama de circuitos

  • El voltaje principal de CA se aplica al transformador reductor, el voltaje debe ser de hasta 20V aprox. la tensión de reducción se proporciona al SCR para la rectificación y SCR rectifica el voltaje principal de CA. Esta tensión rectificada se usa para cargar la batería.
  • Cuando la batería se conecta al circuito de carga, la batería no estará completamente descargada y se descargará, esto dará la tensión de polarización directa al transistor a través del diodo. D2 y la resistencia R7 que se encenderá. Cuando se enciende el transistor, el SCR se desactivará.
  • Cuando se cae el voltaje de la batería, la polarización directa disminuirá y el transistor se desconectará. Cuando el transistor se apaga automáticamente, el diodo D1 y la resistencia R3 llevarán la corriente a la puerta del SCR, esto disparará el SCR y obtendrá una conducta. SCR rectificará la tensión de entrada de CA y la transmitirá a la batería a través de la Resistor R6.
  • Esto cargará la batería cuando la caída de tensión en la batería disminuya, la corriente de polarización directa también aumentará al transistor cuando la batería completamente cargada, el Transistor Q1 volverá a encenderse y se apagará el SCR.

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Circuito del cargador de batería usando SCR y LM 311

Aquí hay otro cargador de batería controlado por circuito que utiliza un SCR y un LM311. La señal de CA se rectifica utilizando un SCR y se utiliza un comparador para detectar el voltaje de carga de la batería con respecto a un voltaje de referencia para controlar la conmutación del SCR.

Principio detrás de este circuito

El principio detrás del circuito radica en controlar la conmutación de un SCR en función de la carga y descarga de la batería. Aquí el SCR actúa como un rectificador, así como también como un interruptor para permitir que la tensión de CC rectificada se alimente para cargar la batería. En caso de que la batería se cargue por completo, esta situación se detecta usando un circuito comparador y SCR se apaga.

Cuando la carga de la batería cae por debajo de un nivel umbral, la la salida del comparador es para encender el SCR y la batería se carga nuevamente. Aquí el comparador compara el voltaje en la batería con un voltaje de referencia.

Diagrama de circuito del circuito del cargador de batería usando SCR y LM311

 Diagrama de circuito del cargador de voltaje de la batería usando LM311 y SCR

Diagrama de circuito del cargador de voltaje de la batería usando LM311 y SCR-ElectronicsHub.Org

Diseño de circuito de cargador de batería usando SCR y LM311:

El diseño del circuito completo depende del tipo de batería que se recargue. Supongamos que estamos utilizando una batería Ni-Cd de 6 celdas y 9 V con una clasificación de amperios por hora de 20 Ah y una tensión de celda única de 1.5V. Esto establecería el voltaje de batería óptimo requerido en alrededor de 9V.

Para un voltaje de 9V a través del divisor de potencial, el voltaje en el pot y la resistencia debería estar arriba 5.2V (nivel de voltaje de referencia). Para este propósito, seleccionamos una disposición divisoria potencial que consta de resistencia de 22K, resistencia de 40K y un potenciómetro de 20k.

La corriente de salida de LM311 es de aproximadamente 50mA y ya que aquí estamos utilizando el transistor BC547 con una baja corriente de base, se requiere una resistencia de aproximadamente 150 ohmios. El transformador utilizado es un transformador de 230/12V. El primario del transformador está conectado a una fuente de alimentación de 230 VCA, mientras que el secundario está conectado al rectificador.

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¿Cómo se usa el circuito del cargador de batería?

Inicialmente cuando el circuito está alimentado y el nivel de la batería está por debajo del umbral de voltaje, el circuito realiza la tarea de cargar la batería. El SCR se dispara con un voltaje en su terminal Gate a través de la resistencia R1 y el diodo D1. Luego comienza a rectificar el voltaje de CA, aunque solo para el medio ciclo. A medida que la corriente de CC comienza a fluir a la batería a través de la resistencia R2, la batería se carga. El voltaje a través del divisor de potencial que consiste en la olla RV1 y la resistencia R4 depende del voltaje en la batería. Esta tensión se aplica al terminal inversor del OPAMP LM311.

El terminal no inversor recibe una tensión de referencia de 5,2 V con un diodo Zener. Para la operación de carga normal, este voltaje de referencia es más que el voltaje a través del divisor de potencial y la salida del comparador es menor que el voltaje de umbral requerido para activar el transistor NPN en la conducción. El transistor y el diodo D3 permanecen así apagados y la puerta SCR activa la tensión a través de R1 y D1.

Ahora cuando la batería comienza a cargarse y en un cierto punto cuando está completamente cargado, la tensión en el divisor de potencial alcanza un valor superior al voltaje de referencia. Esto implica que la tensión en el terminal inversor es menor que la tensión en el terminal no inversor y que la salida del comparador es mayor que la tensión umbral del emisor base para el transistor.

Esto hace que el transistor conduzca y está encendido. Al mismo tiempo que el diodo D3 es polarizado, comienza a conducir y esto bloquea el disparo de la tensión de compuerta SCR, ya que ahora está conectada a un bajo potencial o a tierra. El SCR se desconecta y la operación de carga se detiene o se detiene. De nuevo cuando la carga de la batería cae por debajo del nivel de umbral, la operación de carga se reanuda de la manera descrita anteriormente. La resistencia R7 y el diodo D4 son para asegurar que se produzca una pequeña cantidad de carga lenta en caso de que el SCR esté apagado.

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Aplicaciones del circuito del cargador de batería usando SCR y LM311:

  1. Se puede usar para cargar baterías usadas para juguetes.
  2. Es un circuito portátil y puede transportarse a cualquier lugar.
  3. Se puede usar como un cargador de batería automático, especialmente cuando se conduce.

Limitaciones del circuito del cargador de batería:

  1. La conversión de CA a CC aquí solo usa el rectificador y puede contener ondas de CA ya que no hay filtro.
  2. El rectificador de media onda hace que la carga y la descarga sean bastante lentas.
  3. Este circuito no se puede usar con baterías con mayor amperio hora calificación.
  4. La carga de la batería puede llevar más tiempo.

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