Carregador de Baterias 6V e 12V com flutuação

Tito Fisher · 14 de outubro de 2015

Ola pessoal.

Estou precisando da ajuda de vocês para um incremento em dispositivos para carga de baterias que montei usando fontes ATX.

Um dos carregadores é para bateria automotiva de 12V com capacidade de 40Ah até 90Ah. Sabemos que a tensão de flutuação das baterias automotivas é de 13.8V e existe na net vários tutoriais ensinando a proceder os ajustes na saida 12V das fontes.

Usei uma fonte ATX que possui o CI TL494 . Colocando nele ( no pino 1 ) um resistor de 15K e um trimpot de 10K foi possível elevar a tensão de 12V para os 13.8V desejados no fio amarelo da fonte .

O outro carregador é para bateria selada de 6V com capacidade de 4.5Ah.

A tensão para carga em flutuação desta fonte é de 6.75V a 6.90V e a corrente adequeda seria de 400mA a 500 mA

A orientação do fabricante desta bateria é carregar sempre com tensão de flutuação pra maior longevidade da mesma. No caso usei outra fonte ATX que não necessitou de ajuste no CI , porém mesmo assim eu instalei o trimpot no pino 14 por ser uma fonte com controlador 2003. Neste caso os resistores são de 15K em ambas as pernas do trimpot e este é de 20K .

Após mais garimpagem na net descobri como tirar os desejados 6.9V com a corrente adequada. Bastou tirar as tensões do fio branco ( -5V ) e do fio laranja (+3.3V ) , isso resultou em 8.3V.

Na soma de tensões a corrente é nivelada por baixo, então a resultante foi 0.5A que era fornecida no fio branco.

Colocando dois diodos comuns em série houve uma queda de 1.4V que subtraído de 8.3V resultou nos exatos 6.9V que precisava.

O custo disso foi incrivelmente baixo comparado ao preço dos carregadores com flutuação de boa qualidade .

Mas... vamos ao ponto: Preciso colocar um LED que indique quando a bateria completou a carga e está em modo de flutuação , eu sei que o carregador pode ficar ligado indefinidamente mas caso eu precise desconectar gostaria de ter a certeza que o processo foi finalizado sem ter de usar um multímetro.

Alguem pode me dar uma ajuda ?

Grato

Tito Fisher · 15 de outubro de 2015

Ola Pessoal ,

Creio que falei muito e não fiz a pergunta de maneira correta.

O que preciso no primeiro carregador é acender um LED quando a tensão de saída atingir os 13.8V .

No segundo carregador a tensão para o acionamento é 6.9V .

Grato

rjjj · 16 de outubro de 2015

Projetei os detectores para você com comparadores de tensão e seguidores de emissor :

Circuito eletrônico.

Na teoria, para os LEDs acenderem as tensões de entrada teriam, com tolerâncias de poucas dezenas de milivolts, que ser no mínimo iguais às de 'corte'. Contudo, na prática, a sensibilidade desses circuitos em relação às suas entradas dependeria sobretudo da precisão dos resistores.

Espero ter ajudado .

Fervolt · 16 de outubro de 2015

Olá!

Recomendo o circuito anexo, se a intenção é saber se a carga está flutuando acredito que atende.

O led vai piscar quando a bateria chegar na tensão de flutuação, pois, havendo circulação de corrente no resistor, o led acende, o que indica que a bateria está recebendo carga constantemente. Assim que atingir a flutuação a bateria hora recebe carga, hora corta a carga.

Att,

Tito Fisher · 16 de outubro de 2015

Projetei os detectores para você com comparadores de tensão e seguidores de emissor :

Circuito eletrônico.

Na teoria, para os LEDs acenderem as tensões de entrada teriam, com tolerâncias de poucas dezenas de milivolts, que ser no mínimo iguais às de 'corte'. Contudo, na prática, a sensibilidade desses circuitos em relação às suas entradas dependeria sobretudo da precisão dos resistores.

Espero ter ajudado .

Ola RJJJ , Agradeço a colaboração.

Fui testar o circuito que passou e me deparei com um detalhe, salvo algum engano o comparador LM393 não pode usar com Vref uma tensão flutuante, o que é o caso nessas fontes chaveadas ATX.

A tensão fornecida de supostos 13.8V oscila inversamente ao fluxo da corrente.

Uma ideia que me foi sugerida seria usar transistor como chave ( em corte ) , preciso aprender como fazer isso.

Abs

Olá!

Recomendo o circuito anexo, se a intenção é saber se a carga está flutuando acredito que atende.

O led vai piscar quando a bateria chegar na tensão de flutuação, pois, havendo circulação de corrente no resistor, o led acende, o que indica que a bateria está recebendo carga constantemente. Assim que atingir a flutuação a bateria hora recebe carga, hora corta a carga.

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Att,

Ola Fervolt

Agradeço a colaboração, vou testar esta configuração que mandou e depois postarei aqui os resultados.

Acredito que o mesmo não seja para os dois carregadores , de 6 e de 12V , então preciso recalcular os resistores, correto ?

Minha necessidade é mesmo simples, apenas que algum led avise quando entrou em estado de flutuação, seja acendendo, ou apagando, ou piscando.

Abs

ricardospimentel · 17 de outubro de 2015

Oi caro Tito, taí a minha colaboração.

Fiz uma adaptação e simulei uma sugestão de aplicação da folha de dados do TL431A da ONSEMICONDUTOR.

Quanto ao TL431 (http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TL431-D.PDF), não é difícil achar. No site do Soldafria ele está a R$0,20 e ainda por cima vai fornecer à sua medição uma boa estabilidade em variações de temperatura.

Contudo, há uma pequena fórmula para determinar os valores desejáveis para R1 e R2:

V_SAÍDA= (1 + (R1 / R2)) * V_REF

Sendo V_REF = 2,5V no caso do TL431A.

Para R3, recomendo 1K2 para 12V e 470R para 6V.

Dando um ponto de partida, calculei teu circuito para os 6V e para acionar o TL431A a valores entre 6,75V e 6,9V, utilize valores de 2k2 para R2 e 3k9 para R1.

Notes que separei R1 em R1a e R1b para oferecer ao circuito a possibilidade de ajustes, então sugiro para R1a um resistor fixo de 3k3 e para R1b um trimpot multivoltas de 1K (quanto menor for o valor proporcional do trimpot, mais fácil é seu ajuste, contudo, um trimpot com 10 ou 20 pode ser interessante).

Mais simples que isso é mais complicado.

Tito Fisher · 20 de outubro de 2015

Ola @ricardospimentel

Entendo pouco de eletrônica e o seu circuito seguido de explicações me ajudou bastante.

Ja comprei os componentes e vou montar conforme recomendado, postarei aqui os resultados.

Grato

ricardospimentel · 20 de outubro de 2015

Oi, caro Tito.

Recomendo, para facilitar o ajuste do trimpot, usar alguma fonte ajustável com esse circuito.

Quais resistores calculaste para o monitor de 12v?

Tito Fisher · 21 de outubro de 2015

Oi, caro Tito.

Recomendo, para facilitar o ajuste do trimpot, usar alguma fonte ajustável com esse circuito.

Quais resistores calculaste para o monitor de 12v?

@ricardospimentel

Seu diagrama funcionou perfeitamente para o carregador de 6V.

Como a fonte ATX fornece tensão e corrente 'on demand' eu precisei fazer o ajuste do trimpot com carga , coloquei um motor de 6 Volts que tem o consumo aproximado de 400 mA .

Depois quando liquei na bateria acionou o led corretamente no valor predefinido para entrar em flutuação.

Quando aos componentes para o carregador de 12V ainda não montei mas acredito que vá funcionar também . Calculei da seguinte forma :

13.8 = (1 + 4,52 ) * 2.5

13.8 = ( 1 + (820 / 180 ) ) * 2.5

13.8 = ( 1 + ( ( trimpot 1K + 470 ) / 180 ) ) * 2.5

Então :

R1a = 470 ohms

R1b = trimpot 1K

R2 = 180 ohms

Agradeço novamente a todos pela atenção .

ricardospimentel · 21 de outubro de 2015

~~Seu cálculo não está certo, pois vai acionar somente aos 22,9V.~~

Como queremos que ele acione em tensões entre 13,6V e 13,8V, então é interessante que se altere esses valores.

Para R2, recomendo 1K, já para o R1, um valor legalzinho seria de uns 4500 Ohms. Se usar um resistor de 3.9K e o trimpot de 1K, vai ficar legal.

Desculpe a falha, mas não entendendo bem os cálculos que colocou na postagem (ainda por cima estou vendo pelo celular), acabei fazendo o cálculo com o valor de R1 como 1470Ohms e obtive o resultado com o trimpot a 100% de 22,9V.

Calculado os limites do trimpot, que são 22,9V aos 100% e 9V a 0%, vemos que teu cálculo está adequado.

Vai fundo!!

Tito Fisher · 25 de outubro de 2015

Pessoal, o circuito mostrado pelo @ricardospimentel funcionou corretamente para os dois carregadores .

Resolvi então implementar um outro recurso para otimizar as cargas.

Usando como exemplo o modelo de 6V , a tensão máxima está ajustada para 6.9V e o LED acende quando entra em no modo de flutuação aos 6.75V

Para uma bateria com a carga muito baixa o tempo do processo fica um pouco maior do que se usasse carga cíclica ( tensão entre 7.05V e 7.20V ) só que neste modo eu precisaria desligar o carregador quando a bateria atingisse a carga.

Como a diferença de tensão entre o modo cíclico e de flutuação é relativamente pequena minha ideia é reduzir a tensão do carregador ao atingir um determinado valor nos polos da bateria .

Pesquisei vários posts neste forum que falam sobre carregadores mas não consegui achar um esquema simples e prático com essa finalidade.

Posso usar um circuito semelhante a este do LED para acionar algum transistor que derrube a tensão de 7.20 para 6.90 ?

Tito Fisher · 26 de outubro de 2015

Pessoal,
eu to entrando pelas madrugas fuçando simuladores de circuito mas ainda sem êxito.

Consegui regular a tensão e a corrente de forma estática e em circuitos distintos, mas não consegui mesclar um comparador de tensão para atuar de forma dinâmica.

Segue abaixo um diagrama .