Una batería de automóvil es una batería típica de ácido de plomo con aproximadamente 6 celdas, cada una de 2V, de modo que el voltaje total de la batería es de alrededor de 12V. Los valores típicos de las clasificaciones de la batería oscilan entre 20 Ah y 100 Ah. Aquí estamos considerando una batería de automóvil de calificación 40AH tal que se requiere que la corriente de carga sea de alrededor de 4A. Este artículo tiene como objetivo describir el principio de funcionamiento, diseño y funcionamiento de un cargador de batería de automóvil simple de la fuente de alimentación de CA y una sección de control de realimentación para controlar la carga de la batería.
Principio de funcionamiento del circuito del cargador de batería del automóvil:
Este es un cargador de batería de automóvil simple con indicación. La batería se carga desde una fuente de alimentación de 230V, 50Hz AC. Esta tensión de CA se rectifica y filtra para obtener un voltaje de CC no regulado que se utiliza para cargar la batería a través de un relé. Esta tensión de la batería se controla constantemente mediante un circuito de retroalimentación comprometido de un divisor de potencial, un diodo y un transistor. El relé y el circuito de retroalimentación son alimentados por una tensión de CC regulada (obtenida usando un regulador de voltaje). A medida que el voltaje de la batería aumenta más allá del máximo, la circuitería de retroalimentación está diseñada de tal manera que el relé se desconecta y la carga de la batería cesa.
¿Tiene alguna idea sobre cómo funciona un circuito de cargador de batería de plomo ácido?
Diagrama del circuito del cargador de la batería del automóvil:
Diagrama del circuito del cargador de batería del automóvil
Diseño del circuito del cargador de batería del automóvil:
Para diseñar todo el circuito, primero diseñamos tres módulos diferentes: la potencia sección de suministro, los comentarios y la sección de carga.
Power Pasos de diseño de suministro:
- Aquí la carga deseada es una batería de automóvil con una clasificación de aproximadamente 40AH. Como la corriente de carga de una batería debe ser del 10% del valor de la batería, la corriente de carga requerida sería de alrededor de 4 A.
- Ahora la corriente secundaria del transformador requerida sería de alrededor de 1.8 * 4, es decir, aproximadamente 8A de corriente. Dado que el voltaje de carga requerido es de 12V, podemos conformarnos con un transformador con una clasificación de 12V/8A. Ahora el valor RMS requerido del voltaje de CA es de alrededor de 12 V, el voltaje máximo sería de alrededor de 14.4 V, es decir, 15 V.
- Como aquí estamos usando un puente rectificador, el PIV de cada diodo debería ser más de cuatro veces el pico de voltaje de CA, es decir, más de 90V. Aquí seleccionamos diodos 1N4001 con clasificaciones PIV de aproximadamente 100V.
- Dado que aquí también estamos diseñando una fuente de alimentación regulada, la ondulación máxima admisible sería igual a la tensión máxima del condensador menos la tensión de entrada mínima requerida para el regulador. Aquí estamos usando un regulador de voltaje LM7812 para proporcionar un suministro regulado de 5 V al relé y al 555 Timer. De este modo, la ondulación sería de alrededor de 4V (voltaje máximo de alrededor de 15V y voltaje del regulador de entrada de alrededor de 8V). El valor del condensador de filtro se calculará, por lo tanto, alrededor de 10 mF.
Comentarios y diseño de la sección de carga:
Diseño de los comentarios y carga La sección implica la selección de resistencias para la sección del divisor de voltaje. Dado que el diodo conducirá solo cuando el voltaje de la batería alcance 14.4V, los valores de las resistencias deben ser tales que la tensión positiva alimentada al diodo sea de al menos 3V cuando el voltaje de la batería esté alrededor de su máximo.
Manteniendo eso mente y con los cálculos necesarios, seleccionamos un potenciómetro de 100 ohmios y otras resistencias de 100 ohmios y 820 ohmios cada una.
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Operación del circuito del cargador de batería de automóvil:
El funcionamiento del circuito comienza una vez que la fuente de alimentación está disponible. La potencia de CA de 230 V RMS se reduce a una tensión de 15 V RMS mediante el transformador reductor. Este voltaje de CA de baja tensión es luego rectificado por el rectificador de puente para producir un voltaje de CC no regulado con ondas de CA. El condensador de filtro permite que las ondas de CA pasen a través de él, produciendo así una tensión de CC no regulada y filtrada a través de él. Aquí se llevan a cabo dos operaciones:-1. Esta tensión continua no regulada se alimenta directamente a la carga de CC (la batería en este caso) a través de un relé. 2. Esta tensión continua no regulada también se alimenta al regulador de tensión para producir un suministro regulado de 12V CC.
Aquí el relé es un relé 1C y el punto común está conectado a la posición normalmente cerrada de modo que la corriente fluya a través del relé a la batería y se carga. A medida que la corriente pasa a través del LED, comienza a conducir, lo que indica que la batería se está cargando. Una parte de la corriente también fluye a través de las resistencias en serie de manera que el voltaje de la batería se divide utilizando la disposición del divisor de potencial. Inicialmente, la caída de tensión en el divisor de potencial no es suficiente para polarizar el diodo. Este voltaje es igual al voltaje de la batería y por lo tanto determina la carga y descarga de la batería. Inicialmente, el potenciómetro se ajusta de manera tal que su punto medio. A medida que el voltaje de la batería aumenta gradualmente, alcanza un punto donde el voltaje a través del divisor de potencial es suficiente para polarizar el diodo hacia adelante. Cuando el diodo comienza a conducir, la unión del emisor base del transistor Q2 se conduce a la saturación y el transistor se enciende.
Como el colector del transistor está conectado a un extremo de la bobina del relé, este último se energiza y el punto de contacto común se mueve a la posición normalmente abierta. La fuente de alimentación queda aislada de la batería y la carga de la batería se detiene. Después de un tiempo cuando la batería comienza a descargarse y la tensión en el divisor de potencial vuelve a una posición tal que el diodo está polarizado inversamente o en condiciones de apagado, el transistor se ve forzado a desconectarse y el temporizador está ahora en posición apagada de tal manera que no hay salida El punto común del relé vuelve a su posición original, es decir, la posición normalmente cerrada. De nuevo, la batería comienza a cargarse y todo el proceso se repite.
Aplicaciones del circuito del cargador de la batería del automóvil:
- Este circuito es portátil y puede utilizarse en lugares donde disponible.
- Se puede usar para cargar baterías de automóviles de juguete.
Limitaciones de este circuito:
- Es un circuito teórico y puede requerir algunos cambios prácticos.
- La carga y descarga de la batería puede tomar más tiempo.