Un simple cargador de batería de automóvil hecho en casa y hecho por usted mismo

Esquemas de cargadores simples y potentes para baterías.

Para empezar, calentemos y olvidemos un parámetro como la eficiencia. Supongamos que hay un deseo urgente de cargar la batería de un automóvil, pero no hay forma debido a la falta total de carga. También supondremos que el hogar perdió: una lámpara incandescente de 220 voltios, un puente de diodos con una corriente permitida que excede la corriente a la que cargaremos la batería o, en el peor de los casos, solo un diodo de potencia (rectificador) con la misma corriente permisible y voltaje inverso máximo, no menos de 300V.

Habiendo soldado el circuito que se muestra en la Fig. 1 a la izquierda, y desconcertados por el cumplimiento de las precauciones de seguridad, así como por la polaridad de conectar el cargador a la batería, obtenemos un dispositivo completamente funcional que proporciona una corriente normalizada y constante para cargando la batería de la sala.
Dado que 220 voltios es el valor efectivo del voltaje de la red de CA, la corriente que fluye a través de la batería se puede calcular usando una fórmula simple:
Izar (A) u220d Lámpara P (W) / (220 – Vacb) (V) ≈ Lámpara P (W) / XNUMX (V) .
Conexión en paralelo de dos lámparas: duplica la corriente de carga, tres, triplica, etc. hasta un infinito razonable.
El circuito que se muestra en la Fig. 1 a la derecha produce una corriente que es la mitad que la anterior.
La gran ventaja de los esquemas anteriores es la capacidad de cargar cualquier batería, independientemente de sus propios valores de voltaje.

Otro circuito cargador simple y económico para una batería con un voltaje de operación de 12 o 6 V y una capacidad eléctrica de 10 a 120 A / h se muestra en la Fig. 2.

Cargador en condensadores de enfriamiento.

El dispositivo consta de un transformador reductor T1 y un potente rectificador ensamblado en diodos VD2-VD5. La corriente de carga se establece mediante los interruptores S2-S5, con la ayuda de los cuales los condensadores de extinción C1-C4 están conectados al circuito de alimentación del devanado primario del transformador.
Debido al “peso” múltiple de cada interruptor, varias combinaciones le permiten ajustar gradualmente la corriente de carga dentro de 1-15 A en incrementos de 1 A. Esto es suficiente para seleccionar la corriente de carga óptima.

En el diseño, puede usar cualquier transformador de potencia con una potencia de aproximadamente 300 W, incluido uno casero. Debe producir un voltaje de 22 a 24 V con una corriente de hasta 10 a 15 A en el devanado secundario. En lugar de VD2-VD5, cualquier diodo rectificador que pueda soportar una corriente directa de al menos 10 A y un voltaje inverso de al menos 40 V servirá, D214 o D242 servirá. Deben instalarse a través de juntas aislantes en un radiador con un área de dispersión de al menos 300 metros cuadrados. cm.

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Los condensadores C2-C5 deben ser papel no polar con una tensión de funcionamiento de al menos 300 V. Por ejemplo, son adecuados MBCHG, KBG-MN, MBGO, MBGP, MBM, MBGCH. Condensadores similares en forma de cubo se utilizaron ampliamente como desfasadores para motores eléctricos en electrodomésticos. Como PU1 se utilizó un voltímetro DC del tipo M5-2 con límite de medida de 30 V. PA1 es un amperímetro del mismo tipo con límite de medida de 30 A.

En este circuito, se logra un indicador de alta eficiencia debido al uso de capacitores como elementos de ajuste de corriente que, como saben, tienen conductividad reactiva y no emiten energía térmica.
Lo siguiente serán los cargadores pulsados ​​(clave) construidos según un principio diferente, pero también caracterizados por un bajo consumo de energía propio.

Uno de los primeros dispositivos de memoria de impulso que aparecieron en el mercado fueron los dispositivos de tiristores.
En general, un tiristor es un dispositivo bastante caprichoso y requiere el cumplimiento de un cierto conjunto de condiciones para un funcionamiento confiable. Es por eso que la mayoría de los esquemas más simples proporcionados en varias fuentes sufren de un funcionamiento no muy estable y la necesidad de seleccionar elementos.

Entre los desarrollos simples exitosos, uno puede citar un circuito de cargador de tiristores del libro del respetado T. Khodasevich “Cargadores”, repetido repetidamente por numerosos radioaficionados y representado en la Fig.3.

Cargador de tiristores

Esto es lo que escribe el autor:

El cargador le permite cargar baterías de automóviles con una corriente de 0 a 10 A, y también puede servir como fuente de alimentación ajustable para un potente soldador de bajo voltaje, vulcanizador, lámpara portátil.
La corriente de carga tiene una forma casi pulsada, lo que se cree que ayuda a prolongar la vida útil de la batería.
El dispositivo funciona a temperatura ambiente de – 35 °С a + 35 °С.

El cargador es un regulador de potencia a tiristores con control de pulso-fase, alimentado desde el devanado II del transformador reductor T1 a través del puente de diodos VDI. VD4.
La unidad de control de tiristores está hecha en el análogo del transistor de uniunión VTI, VT2. El tiempo durante el cual se carga el condensador C2 antes de conmutar el transistor de uniunión puede ajustarse mediante la resistencia variable R1. Con la posición extrema derecha de su motor según el diagrama, la corriente de carga será máxima, y ​​viceversa.
El diodo VD5 protege el circuito de control del tiristor VS1 del voltaje inverso que se produce cuando se enciende el tiristor.

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Condensador C2 – K73-11, con una capacidad de 0,47 a 1 μF, o K73-16, K73-17, K42U-2, MBGP.
Reemplazaremos el transistor KT361A con KT361B – KT361Yo, KT3107L, KT502V, KT502G, KT501Zh – KT50IK y KT315L – con KT315B + KT315D KT312B, KT3102L, KT503V + KT503G, P307. En lugar de KD105B, son adecuados los diodos KD105V, KD105G o D226 con cualquier índice de letras.
Resistencia variable R1 – SP-1, SPZ-30a o SPO-1.
Amperímetro RA1: cualquier corriente continua con una escala de 10 A. Se puede hacer independientemente de cualquier miliamperímetro seleccionando una derivación de acuerdo con un amperímetro estándar.
Fusible fusible F1 es fusible, pero también es conveniente utilizar un disyuntor de potencia de 10 A o bimetálico de automóvil para la misma corriente. Diodos VD1. VP4 puede ser cualquiera para una corriente directa de 10 A y una tensión inversa de al menos 50 V (series D242, D243, D245, KD203, KD210, KD213).
Los diodos rectificadores y el tiristor están montados sobre disipadores de calor, cada uno con una superficie útil de unos 100 cm*. Para mejorar el contacto térmico de los dispositivos con disipadores de calor, es deseable utilizar pastas conductoras de calor.
En lugar del tiristor KU202V, KU202G – KU202E servirá. Se ha comprobado en la práctica que el dispositivo funciona normalmente con tiristores más potentes T-160, T-250.
En el dispositivo se puede usar un transformador reductor de red listo para usar de la potencia requerida con un voltaje de devanado secundario de 18 a 22 V.
Si el transformador tiene una tensión en el devanado secundario superior a 18 V, se debe sustituir la resistencia R5 por otra de mayor resistencia (por ejemplo, a 24 V, se debe aumentar la resistencia de la resistencia a 26 ohmios).

A pesar de la popularidad y la eficiencia del circuito anterior, durante el funcionamiento del dispositivo, muchos notan el zumbido poco característico del transformador a frecuencias distintas de 100 Hz. Esto se debe a la ausencia de frentes/caídas claras y rápidas en las señales que llegan a la entrada de control del tiristor cuando se enciende/apaga, lo que a su vez crea las condiciones para que ocurran los procesos de generación en la carga.

Los cargadores de pulso funcionan algo mejor y de manera más confiable, en los que el elemento de conmutación se realiza en un análogo simétrico (bipolar) de un tiristor: un triac.
La figura 4 muestra un diagrama de un dispositivo similar del libro mencionado anteriormente de T. Khodasevich.

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cargador triac

El cargador simple que se describe a continuación tiene una amplia gama de regulación de corriente de carga, prácticamente de 0 a 10 A, y se puede usar para cargar varias baterías a un voltaje de 12 V.
El dispositivo se basa en un controlador triac con un puente de diodos de baja potencia VD1-VD4 y resistencias R3 y R5. Después de conectar el dispositivo a la red, con su semiciclo positivo, el capacitor C2 comienza a cargarse a través de la resistencia R3, el diodo VD1 y las resistencias R1 y R2 conectadas en serie. Con un semiciclo negativo: a través de los mismos R1 y R2, el diodo VD2 y la resistencia R5. En ambos casos, el capacitor se carga al mismo voltaje, solo cambia la polaridad de su carga. Tan pronto como el voltaje en el capacitor alcanza el umbral de encendido de la lámpara de neón HL1, se enciende y el capacitor se descarga rápidamente a través de la lámpara y el electrodo de control del triac VS1. Al mismo tiempo, el triac se abre. Al final del medio ciclo, el triac se cierra. el proceso descrito se repite en cada medio ciclo de la red.
Es bien sabido que el control del triac por medio de un pulso corto tiene la desventaja de que con una carga activa inductiva o de alta resistencia, la corriente del ánodo del dispositivo puede no tener tiempo de alcanzar la corriente de retención durante el pulso de control.
Una de las medidas para eliminar este inconveniente es la inclusión de una resistencia en paralelo con la carga. En el cargador descrito, tales resistencias son las resistencias R3 y R5 que, dependiendo de la polaridad del semiciclo de la tensión de red, se conectan a su vez en paralelo con el devanado primario del transformador.
El mismo propósito lo cumple una poderosa resistencia R6, que es la carga del rectificador VD5, VD6. La misma resistencia genera pulsos de corriente de descarga que prolongan la vida útil de la batería.

En lugar de la resistencia R6, puede instalar una lámpara incandescente para un voltaje de 12V con una potencia de 10W.
En la fabricación del transformador, se establecen los siguientes parámetros: voltaje en el devanado secundario 20V a una corriente de 10A.

Puede simplificar un poco el dispositivo descrito anteriormente utilizando un dinistor en su parte de alto voltaje (Fig. 5).

Examinamos este esquema con diagramas en detalle en el enlace de la página a la página. Por lo tanto, no me repetiré, solo diré que la presencia de un circuito amortiguador, que se muestra en azul en el diagrama, es imprescindible. El devanado primario del transformador de red actúa como carga.

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En los cargadores modernos, los potentes transistores de efecto de campo se utilizan casi universalmente como elemento de conmutación (regulación). Uno de estos dispositivos fue descrito en detalle en la revista Radio No. 5 2011 en la página 44.

cargador FET

La unidad de control del cargador es un generador de pulsos ensamblado en los elementos DD1.1 y DD1.2 (ver el diagrama en la Fig. 6) y le permite ajustar el ciclo de trabajo de los pulsos, el amplificador de búfer es un inversor en los elementos DD1.3 .1.4 y DD1 y un elemento regulador de conmutación – transistor de efecto de campo VTXNUMX.
Con los valores de los elementos indicados en el diagrama, la frecuencia del generador es de unos 13 kHz. Dado que la resistencia del canal abierto del transistor VT1 es muy pequeña (0,017 0m) y funciona en modo de conmutación, con una corriente de carga de hasta 5 A, el transistor prácticamente no se calienta; la potencia térmica disipada no excede 0,55 W.
Como reductor se utilizó un transformador de red con una potencia total de 150 W con un devanado secundario que proporcionaba una tensión constante de 16 V en el condensador C17 y una corriente de carga de hasta 1 A.
El puente rectificador está ensamblado en diodos Schottky, VD1 es un SBL4045PT dual y VD2 y VD3 son 10TQ045 simples.
Si el devanado secundario del transformador de red se enrolla con un grifo desde el medio, la cantidad de diodos en el rectificador y la disipación de calor de ellos se pueden reducir a la mitad.
El dibujo del tablero se muestra en la Fig.7.

cargador FET

La unidad de control descrita también se puede utilizar en dispositivos de iluminación y calefacción para cambiar la velocidad de rotación de los motores del colector. En este caso, la tensión de alimentación de los dispositivos se puede variar en un amplio rango, determinado por los parámetros máximos permitidos para el transistor de conmutación y, por supuesto, el rectificador. En particular, el transistor IRFZ46N utilizado en el nodo tiene una disipación de potencia máxima de 107 W, una corriente máxima por el canal de 53 A, una tensión máxima entre drenaje y fuente de 55 V. Puede ser reemplazado por un transistor IRFZ44N.
El dispositivo propuesto le permite ajustar la potencia de cero al valor máximo, y el transistor de control no necesita una eliminación de calor eficiente cuando la corriente de carga aumenta a 5 A.

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Como consecuencia del uso prolongado o inadecuado de las baterías de los automóviles, sus placas pueden sulfatarse, lo que conduce a su degradación y posterior falla. Existe un método conocido para restaurar tales baterías cargándolas con una corriente “asimétrica”. En este caso, la relación de corriente de carga y descarga se selecciona 10:1 (modo óptimo). Este modo permite no solo restaurar baterías sulfatadas, sino también realizar un tratamiento preventivo de las reparables.

Cargador y recuperación de batería

La Figura 8 muestra un cargador simple diseñado para utilizar el método anterior. El circuito proporciona una corriente de carga de pulso de hasta 10 A (utilizada para carga acelerada). Para restaurar y entrenar baterías, es mejor configurar una corriente de carga de pulso de 5 A. En este caso, la corriente de descarga será de 0,5 A. La corriente de descarga está determinada por el valor de la resistencia R4.
El circuito está diseñado de tal manera que la batería se carga mediante pulsos de corriente durante la mitad del período de la tensión de red, cuando la tensión en la salida del circuito supera la tensión en la batería. Durante el segundo medio ciclo, los diodos VD1, VD2 se cierran y la batería se descarga a través de la resistencia de carga R4.
El valor de la corriente de carga lo establece el regulador R2 en el amperímetro. Teniendo en cuenta que al cargar la batería, parte de la corriente también fluye a través de la resistencia R4 (10%), entonces las lecturas del amperímetro PA1 deben corresponder a 1,8 A (para una corriente de carga pulsada de 5 A), ya que el amperímetro muestra la valor actual promedio durante un período de tiempo, y la carga producida dentro de la mitad del período.
El circuito proporciona protección a la batería contra descargas incontroladas en caso de un corte de energía accidental. En este caso, el relé K1 abrirá el circuito de conexión de la batería con sus contactos. El relé K1 se usa del tipo RPU-0 con un voltaje de funcionamiento del devanado de 24 V o un voltaje inferior, pero una resistencia limitadora está conectada en serie con el devanado.

Para el dispositivo, puede usar un transformador con una potencia de al menos 150 W con un voltaje en el devanado secundario de 22 V.
El dispositivo de medición PA1 es adecuado con una escala de 0 A (5 A), por ejemplo M0. El transistor VT3 está instalado en un radiador con un área de al menos 42100 metros cuadrados. cm, lo cual es conveniente para usar la carcasa metálica del diseño del cargador.

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