Cargador Auto Desconectable

06/12/13 Documento sin ttulo

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CARGADORES DE BATERIAS

Cargador de Bateras con desconexin automtica

Circuito 1 (leer artiulo)

Circuito 2 (leer articulo)

Circuito 3 (leer articulo)



Circuto 4 (leer articulo)

Circuito 1:Este circuito es muy til para todas aquellas personas que desean cargar una batera de 12 Voltios con la alimentacin de corrientealterna que todos tenemos en nuestras casas (110V/ 220V).

El sistema consiste de un sistema rectificador de onda completa (D1 y D2). Este voltaje resultante se aplica directamente a la bateraque se desea cargar a travs del tiristor (SCR1)

Cuando la batera est baja de carga, el tiristor (SCR2) est en estado de corte.

Esto significa que a la puerta del tiristor (SCR1) le llega la corriente (corriente controlada por R1) necesaria para dispararlo.

Cuando la carga se est iniciando (la batera est baja de carga) el voltaje en el cursor del potencimetro es tambin bajo. Este voltajees muy pequeo para hacer conducir al diodo Zener de 11 voltios. As el diodo Zener se comporta como un circuito abierto y SCR2 semantiene en estado de corte.

A medida que la carga de la batera aumenta (el voltaje de esta aumenta), el voltaje en el cursor del potencimetro tambin aumenta,llegando a tener un voltaje suficiente para hacer conducir al diodo Zener. Cuando el diodo Zener conduce, dispara al tiristor (SCR2) queahora se comporta como un corto.



Estando SCR2 conduciendo se crear una divisin de tensin con las resistencias R1 y R3, haciendo que el voltaje en el nodo deldiodo D3 sea muy pequeo para disparar al tiristor (SCR1) y as se detiene el paso de corriente hacia la batera (dejando de cargarla).Cuando esto ocurre la batera est completamente cargada. Si la batera se volviese a descargar el proceso se inicia automticamente.

El condensador C, se utiliza para evitar posibles disparos no deseados del SCR2

Circuito 2:Este es muy facil e fabricar y se desconetara automaticamente al llegar a la carga maxima de la bateria.

Componentes:

1N4742 Zener 12v 1A puente rectificador de 3A D 1N5407

transf 12V 3A LD1 Led de 5mm

Circuito 3:Este es un cargador rapido y sencillo capaz de cargar casi cualquier bateria lead acid.Cuando la bateria esta cargada el circuito finaliza y se enciende el led.

R1 1 500 Ohm 1/4 W Resistor R2 1 3K 1/4 W Resistor R3 1 1K 1/4 W Resistor R4 1 15 Ohm 1/4 W Resistor R5 1 230 Ohm 1/4 W Resistor R6 1 15K 1/4 W Resistor R7 1 0.2 Ohm 10 W Resistor C1 1 0.1uF 25V Ceramic Capacitor C2 1 1uF 25V Electrolytic Capacitor C3 1 1000pF 25V Ceramic Capacitor D1 1 1N457 Diode Q1 1 2N2905 PNP Transistor U1 1 LM350 Regulator U2 1 LM301A Op Amp S1 1 Normally Open Push Button SwitchFuente, vea circuito:

C1 1 6800uF 25V Electrolytic Capcitor T1 1 3A 15V Transformer BR1 1 5A 50V Bridge Rectifier / 10A 50V Bridge RectifierS1 1 5A SPST Switch F1 1 4A 250V Fuse

* U1 Necesita un buen disipador.* Para utilizar el circuito conctarlo a la fuente de alimentacion, luego a la bateria y solo presionar S1, solo resta esperar que el circuitotermine.* La primera vez que se utiliza el circuito controlar que este trabajando correctamente y que la carga de la bateria no se excede.

Circuito 4:



Montaje:En la figura 3 tenemos el diagrama completo del cargador.La mayora de los componentes es de grandes dimensiones y las corrientes en muchos puntos del circuito son intensas, lo que exige elempleo de la placa de circuito impreso adecuada. El dibujo de esta placa aparece en la figura 4. En la figura 5a y 5b mostramos otraversin de placa de circuito impreso, hecha con el programa PCB Wizard 3.El SCR1 es un diodo controlado de silicio para por lo menos 6 A de corriente y tensin mnima de 50V. Los tipos TIC116 y TIC126 sirven



para esta aplicacin. El disipador de calor usado debe ser de buenas dimensiones.El transformador tiene bobinado primario de 110 y 220V y secundario de 15 + 15V con corriente de 5A ms.Los diodos rectificadores deben ser de por lo menos 50V con 3A de corriente ms. Diodos como el BYM56A y equivalentes de mayortensin para 3,5A sirven. El diodo tener D4 es del tipo BZX79C5V1 BZX79C5V6 y el SCR2 puede ser el TIC106 con tensin a partir de50V equivalentes. Los leds son comunes, pudiendo ser de cualquier color.El instrumento es un ampermetro de hierro mvil (de menor costo) o de bobina mvil (ms preciso), con fondo de escala en 5A o ms.Los resistores son de 1/2W y los fusibles deben ser montados en soportes apropiados.El trimpot es comn y para la conexin a la batera deben usarse cables gruesos dotados de pinzas cocodrilo. El capacitor electrolticoC1 es de 10F con tensin de trabajo de 12V o ms.Como sistema de aviso puede usar cualquier buzzer u oscilador que funcione con 12V.Prueba:Conecte una batera cargada en el circuito y ajuste el trimpot P1 para que el sistema de alarma toque y el LED2 se encienda. Lacorriente en el ampermetro, al tocar la alarma, debe caer a cero. Despus, conecte una batera descargada o con carga parcial. El LED2no debe encenderse y la alarma debe ser ajustada, para no tocar, en su trimpot (no en el trimpot del cargador).Si la corriente sube a ms de 5A, se debe usar el resistor Rx con su valor aumentado. Si se desea una corriente de carga menor, el valorde Rx debe ser alterado de modo de obtener esta corriente. El tiempo de carga depende del tipo de batera, debiendo por lo tanto serconsultado al fabricante.Para usar el cargador basta conectar la batera al circuito y conectar la unidad. Cuando la batera se encuentre cargada, el led seenciende, la carga es interrumpida y, si se usara el circuito de alarma, el mismo emitir un sonido agudo.Para bateras de 6V se puede usar el mismo circuito, pero se rehar el ajuste del trimpot y se cambiar el zener D4. Este circuito noadmite la carga en serie o paralelo de bateras, sino solamente una batera por vez.SCRTIC 106 / 116 / 126

Lista Materiales:SCR1 = TIC116 o TIC126 - SCR 50V / 8A Poner disipador de calorSCR2 = TIC106 - SCR 3 o 4 Amp.D1, D2 = 50V / 3AD3 = 1N4002, 1N4003, 1N4007D4 = 5,6V / 400mW - Diodo ZenerR1, R2 = 1 KR3 = 560 R4 = 470 R5 = 10 KRx = 1 / 10WATTP1 = 4,7 K - TripotC1 = 10F / 12VLEDS = Uno rojo y uno verdeF1 = 2Amp.F2 = 5Amp.S1 = Interruptor unipolarM1 = 0 a 5Amp - AmperimetroT1 = Secundario 15V / 5A; Primario 110 o 220VPlaca de circuito impreso

Las resistencias estan dadas en Ohms, el SCR requiere un disapador de calor, las caja para el montaje puede ser de plastico o demetal.

Cargador Bateras Li-lio

Todo tcnico conoce que para cargar una batera o pack de Ni-Cd de Ni-MH basta con colocar un resistor en serie que limite lacorriente de una fuente de poder para efectuar una carga eficiente. Pero no sucede lo mismo con las celdas de In de litio (Li-Ion) lascuales son de mayor capacidad que las anteriores y no requieren ser descargadas completamente para rellenarlas, pero a cambioexigen una carga rigurosamente controlada.Si hablamos de tiempos las celdas de In de litio se cargan en una tercera parte de tiempo con respecto a un pack de Ni-MH o a unasexta parte que una igual de cadmio. Pero para esto se necesita proveer de relativamente alta corriente a la celda durante el proceso decarga y debe ser provisto en trenes de pulsos controlados.En este tipo de bateras la carga por goteo descontrolada (habitual en sistemas de alarma, por ejemplo) o la carga por resistor en seriecon la fuente llevan, sin excepcin, a la destruccin de la misma.Pero han surgido una serie de componentes activos, semiconductores, capaces de efectuar la carga, control y mantenimiento de estasceldas con casi ningn componente externo adicional.



En el diagrama observamos un circuito tpico de cargador de bateras de Li-Ion, donde se comprueba que es mas fcil que realizar unsistema de similares prestaciones con electrnica discreta. El chip se encarga tanto de medir el estado de la batera (a travs de suterminal de FeedBack) como de controlar la tensin a mandarle por el terminal de salida (Out). Los capacitores actan como filtros deposibles parsitos de RF y el potencimetro de 50 permite ajustar el sistema segn la tensin de trabajo de la celda.Este circuito puede ser alimentado por una tensin continua de entre 6 y 10v con una corriente igual a 1.5 veces la capacidad de la celdaa cargar.Al encenderse o al colocar una batera el circuito verifica el estado de carga de la misma y, de ser necesario, efecta la carga. Una vezcompletada la carga el circuito entra en modo de espera, controlando peridicamente el estado de la celda por si debe continuarcargando.El circuito est pensado para una batera con una nica celda de Li-Ion. Es importante destacar que este tipo de bateras no pueden sercargadas ni en serie ni en paralelo, por lo que debe armarse un sistema por cada celda que se quiera cargar simultneamente.Para mayor informacin consultar la hoja de datos del componente.

Cargador Bateras Ni-Cd y Ni-MH (Cargador de pilas)

Aqu tenemos un cargador de bateras universal que es fcil de construir y puede ser til para cargar prcticamente todas las pilas mscomnmente utlizadas de NiCd y NiMH. El nico pequeo inconveniente, si es que se puede llamar inconveniente, es que no es uncargador rpido, porque trabaja con la corriente de carga estndar de una dcima parte de la capacidad de la batera en combinacincon un tiempo de carga de 10 a 14 horas.Con la ventaja de que las bateras recargables de hdruro de metal niquel tienen mayor capacidad, no siendo necesario preocuparnospor el efecto memoria. Esto significa que para una carga completa se utilizar una corriente de carga a cualquier tiempo, y si esto sehace utilizando la mencionada corriente de una dcima parte de la capacidad de la batera, el tiempo de carga no es crtico. En otras palabras, se garantiza que la batera se cargar completamente despus de estar de 10 o 14 horas, sin que exista peligro desobrecarga,por lo que no importa si, por descuido, dejamos la carga durante 20 horas. Si estamos seguros de que la batera est slo a mediacarga, podemos restablecer su capacidad completamente cargndola alrededor de 6 o 7 horas.Normalmente las pilas tipo AA tienen una capacidad de 1500 a 1800 mAh (miliamperios-hora), por lo que la corriente de carga debe serde 150 a 180 mA. Si queremos cargar varias pilas al mismo tiempo, simplemente las conectaremos en serie, porque la misma corrientede carga circular a travs de todas las pilas, lo que har que se carguen de forma simultnea.La cuestin ahora es como obtener una corriente de 180 mA. La solucin ms elegante y precisa es usar una fuente de corriente. Aquhemos usado un regulador de tensin tipo LM317 como regulador de corriente. Este conocido regulador de tres terminales LM317 est



diseado para ajustar su resistencia interna entre los terminales IN y OUT para mantener una tensin constante de 1,25V entre losterminales OUT y ADJ. S elegimos un valor de (1,25 / 0,180) = 6,94 ohmios para R2, circular exactamente una corriente de 180 mA. Enla prctica no podemos comprar una resistencia con este valor por lo que elegiremos un valor de 6,8 ohmios, que s est disponible. Porconveniencia, se ha aadido un indicador a LED al cargador. Este LED se ilumina slo cuando la corriente de carga est circulando, porlo que lo podemos usar para verificar que las bateras estn haciendo un buen contacto.Para conseguir que circule una corriente de 180 mA necesitaremos una cierta tensin. La mxima tensin en una pila durante la cargaes de 1,5V y la fuente de corriente necesita unos 3V. Si slocargamos una pila, una tensin de alimentacin de 4,5 V puede ser adecuada. Si cargamos varias pilas en serie, necesitaremos 1,5 Vpor el nmero de pilas, mas 3 V. Para cuatro pilas esto significauna tensin de alimentacin de 9V. Si esta tensin de alimentacin es demasiado baja, la corriente de carga ser demasiado baja. Unatensin de alimentacin grande no ser mucho problema porque el circuito asegura que la carga no excede de 180 mA.La tensin requerida se puede obtener de forma conveniente desde un adaptador de red no estabilizado (o "eliminador de batera") deunos 300 mA, ya que necesitamos 180 mA.Normalmente es posible seleccionar varias tensiones diferentes con un mismo adaptador por lo que recomendamos elegir la tensinms baja para la cual el LED indicador de la fuente de corriente se ilumine bien.Deberamos mencionar un par de puntos prcticos. Primero, podemos usar cualquier color de LED, pero lo que s debe ser es de altaeficiencia (bajo consumo), porque dicho LED se ilumina con una corriente de 2 mA, que es la que se utiliza aqu.Por ltimo, notar que el LM317T (la 'T' se refiere al tipo de encapsulado) se debe fijar con un disipador. Aunque no hay peligro de que sedestruya por sobrecalentamiento, no es conveniente tocarlo con los dedos porque estar caliente y nos podremos quemar. Un disipadorde tipo SK104 (de unos 10K/W) ser adecuado aqu.

Materiales:R1 = 180 ohmR2 = 6,8 ohmC1 = 10 F 25 V electrolticoT1 = BC547BIC1 = LM317TD1 = Diodo led de alta eficiencia (bajo consumo)X1 = Bornera para circuito impreso 2 contactosX2 = Bornera para circuito impreso 2 contactos

Cargador Bateras Ni-Cd(1)



El valor de la resistencia R vendr determinado por la capacidad C de la batera que queramos cargar. Los valores de R recomendadossegn C seran:

20C [ma/h] 20R [] 20Potencia [w] 20Tiempo de carga [h]

150 2082 0.25 2014-16

500 2024 0.25 2014-16

650 18 0.25 14-16

800 15 0.25 14-16

1100 11 0.25 14-16

1200 10 0.5 14-16

1300 9.1 0.5 14-16

1500 8.2 0.5 14-16

1600 7.5 0.5 14-16

1700 6.8 0.5 14-16

1800 6.2 0.5 14-16

2300 5.1 0.5 14-16

4300 2.7 1 14-16

5000 2.4 1 14-16

5700 2.15 1 14-16

Cargador Bateras Ni-Cd, Ni-Metal, Li-lio



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Este es un cargador automatico para pilas, al llegar a la carga cortaria solo.La ventaja de este circuito es que ademas de cargar Ni-Cd, carga Ni-Metal, Li-Ion; esto es debido a que entrega una carga continua.

Cargador Bateras Pb

Como se puede apreciar el circuito es una fuente de alimentacin convencional, seguida de un regulador LM338 el cual es controlado



por medio de un amplificador operacional que se encarga de controlar el estado de la carga para detectar el momento preciso en quedebe detenerse y accionar el Led indicador.

El divisor resistivo de tres etapas permite, por un lado tomar la tensin de referencia para el amplificador operacional y, por el otro,controlar el regulador LM338 por medio de la salida del operacional. De esta forma, el corte de carga se produce cuando la corriente caepor debajo del medio amperio, cuando el circuito comienza a oscilar haciendo conducir el transistor que hace pasar corriente al Ledhacindolo brillar para indicar el fin de la carga.

Ntese que el puente rectificador es de 10 amperios (tensin igual o superior a 50V) por lo que no es para soldar en circuito impresosino atornillar a la caja metlico del equipo y conectar por medio de terminales crimpeadas. El condensador de filtrado inicial puede sersoldado sobre la placa o puede ser abrazado en la caja por medio de dos precintos plsticos y soldado en paralelo con los terminalespositivo y negativo del puente de diodos. EL interruptor general es del tipo que tiene en su interior la lmpara de gas de nen que seilumina al encender el equipo. Prestar mucha atencin a como se conecta este interruptor dado que es muy comn confundir lasterminales y poner en corto la lnea de 220V. El regulador LM338 debe ser montado fuera del circuito impreso sobre un adecuadodisipador de calor de no menos 10 x 10 cm. de superficie. Si se quiere, se puede colocar un ampermetro de CC en serie con el bornepositivo de la salida hacia la batera para monitorizar visualmente el estado de corriente de la carga. Este instrumento puede ser anlogo o digital indistintamente, aunque hoy da es mucho mas vistoso uno digital. El borne positivo delinstrumento se conecta con el circuito y el negativo va hacia la batera (hacia su borne positivo). La resistencia de 0.1 debe sermontada sobre la plaqueta, pero levantada 2 o 3 cm. de esta para impedir que el calor altere el pertinax. Es posible colocar un buzzerque suene al tiempo que brilla el Led. Este se debe conectar entre el nodo del Led y el emisor del transistor y debe ser del tipoelectrnico, con oscilador incluido en su interior.

Para utilizarlo basta con colocar la batera a cargar, encender el sistema y presionar el pulsador que da comienzo a la carga. Al terminarel Led se iluminar y se deber apagar el sistema y quitar la batera de los bornes.

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