Cargador automático para baterías de plomo-ácido. Esquema, descripción

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El cargador es un regulador de voltaje paramétrico de 14,2 V con un elemento de control de transistor de efecto de campo. El circuito de puerta de un potente transistor de efecto de campo VT1 está alimentado por una fuente separada de 30 V.

Cargador automático de baterías de plomo ácido

Para obtener un voltaje de salida de 14,2 V, es necesario aplicar un voltaje estabilizado de aproximadamente 1 V a la puerta del transistor VT18, ya que el voltaje de corte del transistor de efecto de campo IRFZ48N alcanza los 4 V. El voltaje de la puerta forma un regulador paralelo DA1, alimentado a través de una resistencia R2 desde una fuente de 30 V. El estabilizador VD3 se introduce para compensar los cambios en el EMF de una batería completamente cargada cuando cambia la temperatura externa.

Si conecta una batería descargada al cargador (el indicador de una batería profundamente descargada es inferior a 11 V en sus terminales), entonces el transistor VT1 cambiará del modo de estabilización activa a un estado completamente abierto debido a la gran diferencia entre el voltaje en la puerta y en la fuente: 18 V-11 V \u7d 3 V, esto es 7 V más que el voltaje de corte 4 V-3 V \uXNUMXd XNUMX V.

Tres voltios para abrir el transistor IRFZ48N son suficientes. La resistencia de canal abierto de este transistor será despreciable. Por lo tanto, la corriente de carga estará limitada solo por la resistencia R3 y será igual a 10 m. Este es el valor calculado de la corriente. En la práctica, no superará los 10 A debido a la caída de tensión en el devanado secundario del transformador y en los diodos del puente VD2, mientras que la corriente pulsará al doble de la frecuencia de la red. Si la corriente de carga aún supera el valor recomendado (0,1 de la capacidad de la batería), no dañará la batería, ya que pronto comenzará a disminuir rápidamente. A medida que el voltaje de la batería se acerca al voltaje de estabilización de 14,2 V, la corriente de carga disminuirá hasta que se detenga por completo. En este estado, el dispositivo se puede dejar durante mucho tiempo sin riesgo de sobrecargar la batería.

La lámpara HL1 indica que el dispositivo está conectado a la red y HL2 señala, en primer lugar, el estado del fusible FU2 y, en segundo lugar, la conexión de una batería recargable. Además, la lámpara HL2 sirve como una carga pequeña, lo que facilita establecer con precisión el voltaje de salida.

El dispositivo debe utilizar un transformador de red con una potencia total de al menos 150 W. El devanado II debe proporcionar un voltaje de 17 ... 20 V a una corriente de carga de 10 A, y el devanado III - 5 ... 7 V a 50 ... 100 mA. El transistor IRFZ48N se puede reemplazar con IRFZ46N. Si el dispositivo se usa para cargar baterías con una capacidad de no más de 55 Ah, entonces el transistor IRFZ44N (o doméstico. KP812A1) es adecuado.

Reemplazaremos el puente rectificador GBPC15005 con cuatro diodos D242A, D243A o similares. En lugar de KD243A, es posible utilizar un diodo KD102A o KD103A. La resistencia R3 está hecha de alambre de nicromo con un diámetro de al menos 1 mm. Está enrollado en una varilla de cerámica y cada uno de los cables se sujeta con un tornillo M4 con una tuerca y una orejeta para soldar. La resistencia debe montarse de modo que nada interfiera con su enfriamiento natural por el flujo de aire.

El stabistor KS119A reemplazará cuatro diodos KD522A conectados en serie según. En lugar de TL431, su contraparte nacional KR142EN19A servirá. La resistencia R6 debe seleccionarse de la serie SP5.

El transistor VT1 debe instalarse en un disipador de calor con un área útil de 100...150 cm2.

La energía térmica durante la carga se distribuirá entre el transistor y la resistencia R3 de la siguiente manera: en el momento inicial, cuando el transistor está abierto, toda la energía térmica se liberará en la resistencia R3; a la mitad del ciclo de carga, la potencia se distribuirá por igual entre ellos, y para el transistor este será el calentamiento máximo (20 ... 25 W), y al final, la corriente de carga disminuirá tanto que tanto la resistencia como el transistor permanecerán fríos.

Después de ensamblar el dispositivo, solo es necesario configurar el voltaje de umbral de 6 V en la salida con una resistencia de corte R14,2 antes de conectar la batería.

El dispositivo descrito en el artículo es simple y fácil de usar. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que no todas las instancias de batería tienen un EMF igual a 14,2 V cuando se cargan. Además, no permanece constante durante la vida útil debido a cambios destructivos en las placas de la batería. Esto significa que si el cargador se ajusta según lo recomendado por el autor, algunas baterías tendrán una carga insuficiente, mientras que otras se sobrecargarán y pueden "hervir". El EMF también depende de la temperatura de la batería.

Por lo tanto, para cada instancia de la batería, primero es necesario determinar el valor óptimo de su EMF mediante carga controlada hasta los primeros signos de "ebullición" y, teniendo en cuenta la temperatura, establecer este valor en el cargador. También es recomendable en el futuro verificar periódicamente (al menos una vez al año) el EMF y ajustar la configuración del voltaje de umbral del cargador.

Autor: Kostitsyn V.

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