Circuito inteligente del cargador de batería de plomo-ácido: ¿es esto práctico?

He pensado en hacer un cargador de batería de plomo ácido inteligente usando el siguiente esquema. No estoy seguro de si el circuito funcionará de la manera que espero o no.

Mis expectativas son:

  1. La batería comienza a cargarse en modo de corriente constante a través de UI, ya que el NC del relé conecta la entrada a U1.
  2. Cuando el voltaje de la batería del circuito cerrado cruza los 14,1 V (o un poco más), la falla del Zener ocurre en ZD1 y el transistor TIP31 comienza a conducir. El relé se enciende y ahora U2 comienza a recibir entrada en lugar de U1.
  3. Ahora la batería se carga a un voltaje de flotación constante de aproximadamente 14,2 V (considerando la caída de voltaje directo en D2, el R4 está configurado de tal manera que la salida de la parte reguladora de voltaje es un poco más alta que 14,2 V, por ejemplo, 14,5 V).
  4. No quiero tener el cargador siempre conectado a la batería. Entonces, cuando esté completamente cargado, desconectaría el cargador manualmente. Esto significa que no quiero que el cargador haga ningún esfuerzo adicional para iniciar o detener la carga automáticamente.

Los valores de voltaje pueden variar ligeramente, lo sé. Pero, ¿el siguiente circuito cumplirá con la expectativa? ¿Este circuito cumplirá con estas expectativas? También tengo dudas reales si voy en la dirección correcta para cargar una batería SLA en 2 modos: primero corriente fija y luego voltaje fijo. Por favor, hágame saber si mis expectativas son correctas para hacer un cargador que funcione.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Podría ayudar si explicas cómo funciona. Qué hace que el relé se encienda y se apague. Mi observación principal es que el LM317 probablemente pasará la mayor parte de su tiempo en apagado térmico a menos que la corriente del cargador sea muy pequeña o el disipador de calor sea muy grande.
Aplaudo tu intento de "rodar lo tuyo". Sin embargo, puede echar un vistazo a los circuitos integrados diseñados para este propósito. Incluso si no desea seguir ese camino, las hojas de datos y las notas de la aplicación hacen un trabajo bastante bueno al discutir las etapas de carga de la batería. Hay tipos analógicos y de modo de conmutación disponibles. Ha pasado un tiempo, pero recuerdo que TI tenía varios circuitos integrados de controlador de cargador de batería.

Respuestas (3)

Bien por ti por intentar diseñar tu propio circuito.

En lugar de diseccionar su circuito, que creo que tiene algunos problemas, me gustaría señalar algunas cosas con él, analizar lo que está sucediendo más a fondo y sugerirle que reconsidere su enfoque.

Primero, te sugiero que intentes simular este circuito; tal vez usando CircuitLab, si puede soportar el nagware, o LTspice o lo que sea, simplificando el circuito (sustituya una fuente de corriente constante para el U1 LM317, simplemente coloque un cable en lugar del relé en NC o Abierto estados respectivamente, un +V fuente para la batería, y vea cuáles son sus voltajes y corrientes de nodo importantes.

Si la simulación no funciona para usted, simplemente construya esta cosa, mida y observe. Este será el mejor maestro.

Un problema que debería surgir es el transistor TIP31 (por cierto, no es un Darlington como el símbolo que usó, pero eso no es importante para el análisis): habrá una caída de ~ 0.7V en la unión base-emisor, que sospecho no lo has tenido en cuenta?

Además, piense en la interacción de la cantidad de corriente necesaria para activar el relé, la beta (factor de amplificación) del transistor TP31 a esa corriente baja (¡ese es un transistor muy grande para este trabajo!) y, por lo tanto, cuánta corriente base lo que necesita, ¿no es una corriente demasiado pequeña para esta bestia insensible de un transistor? - y dónde lo ubica eso en la curva característica del diodo Zener elegido, y cuál deberá ser el voltaje real de la batería para activar el relé. Deberá sumergirse en las hojas de datos de todos estos componentes para resolverlo.

Más fundamentalmente, piense en lo que sucede cuando el circuito cambia del modo CC al modo CV, qué sucede en el nodo D1/D2/R5, qué efecto tendrá en el mantenimiento del acoplamiento del relé: ¿podría tener un problema con la oscilación?

Además, ¿qué sucede si se aplica energía pero sin la batería conectada?

Y si realmente hace este circuito de verdad, no olvide hacer los cálculos de potencia de la resistencia, ¡particularmente R1!

Las soluciones para este tipo de aplicación normalmente no adoptan su enfoque, debido a las deficiencias que creo que descubrirá con el tiempo. Necesitará un comparador más preciso y estable que un Zener que controla la base de un transistor, probablemente un chip comparador de amplificador operacional, y ese comparador probablemente deba configurarse con algo de histéresis para evitar oscilaciones en el cambio de estado del sistema. entre CC y CV.

Google "Circuito de cargador de batería de plomo ácido de 2 etapas" para obtener más ideas.

Luego haga ese circuito, calor y todo, y dése una palmadita en la espalda por hacer el trabajo. ¡Entonces, y solo entonces, escuche a los otros muchachos aquí que le dicen "simplemente hágalo con un regulador de modo de conmutación"!

el enfoque es demasiado costoso en términos de BOM y disipación de energía. Intentaría planificar con un solo peldaño sin relé. Primero puede definir el voltaje de fin de carga y luego limitar la corriente usando PWM.

Un SMPS simple con límite de corriente y voltaje de punto de ajuste es de alguna manera más eficiente. Para la potencia nominal propuesta, un SMPS será del tamaño de la palma de su mano, su circuito, además del calentamiento excesivo, será voluminoso.

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