5 migliori circuiti per caricabatterie automatici da 6 V 4 Ah che utilizzano relè e MOSFET

Le seguenti 5 versioni di circuiti per caricabatterie da 6 volt 4 AH sono state progettate da me e pubblicate qui in risposta alla richiesta del Sig. Raja, impariamo l'intera conversazione.

Specifiche tecniche

'Gentile signore, si prega di inserire un circuito per caricare una batteria al piombo da 6 volt e 3,5 ah da una batteria da 12 volt. Il caricabatterie dovrebbe interrompere automaticamente la carica quando la batteria è completamente carica.

Si prega di utilizzare il transistor al posto del relè per interrompere la carica e inoltre dimmi come utilizzare il relè da 12 volt per lo stesso circuito.

Spiegare quale è sicuro e durevole sia il relè che il transistor per interrompere la carica. (Al momento sto caricando la batteria di cui sopra semplicemente usando LM317 con resistenze da 220 ohm e 1 kilo ohm e un paio di condensatori) Sto aspettando il tuo articolo, grazie '.

Il design

Il circuito seguente mostra un semplice circuito di carica batterie automatico da 6 volt 4-10 AH che utilizza a Relè da 12 volt , progettato per interrompere automaticamente l'alimentazione della batteria non appena viene raggiunto il livello di carica completa della batteria.

Come funziona

Supponendo che nessuna batteria sia collegata al circuito, quando l'alimentazione è accesa, il contatto del relè sarà a N / C e nessuna alimentazione sarà in grado di raggiungere il Circuito IC 741 .

Ora, quando la batteria è collegata, l'alimentazione dalla batteria attiverà il circuito e, supponendo che la batteria sia scarica, il pin n. 2 sarà inferiore al pin n. 3 causando un alto al pin n. 6 dell'IC. Questo attiverà il driver del relè a transistor, che a sua volta sposterà il contatto del relè da N / C a N / O collegando l'alimentazione di carica con la batteria.

La batteria inizierà ora a caricarsi lentamente e non appena i suoi terminali raggiungono 7 V, il pin n. 2 tenderà a diventare più alto del pin n. 3, causando un abbassamento del pin n. 6 dell'IC, spegnendo il relè e interrompendo l'alimentazione la batteria.

Il livello basso esistente sul pin # 6 farà sì che il pin # 3 diventi permanentemente basso attraverso il diodo 1N4148 collegato, e quindi il sistema sarà bloccato, fino a quando l'alimentazione non viene spenta e riaccesa.

Se non desideri avere questa disposizione a scatto, puoi benissimo eliminare il diodo di feedback 1N4148.

Nota : La sezione dell'indicatore LED per tutti e 3 i seguenti schemi è stata recentemente modificata dopo un test pratico e una conferma

Circuito n. 1

SI PREGA DI COLLEGARE A 10uF ATTRAVERSO PIN2 E PIN4, IN MODO CHE L'USCITA OP AMP INIZI SEMPRE CON UN 'ALTO' SULL'INTERRUTTORE DI ALIMENTAZIONE ACCESO

Il circuito seguente mostra un semplice circuito di carica batterie automatico 6 volt 4 AH senza l'utilizzo di un relè, piuttosto direttamente tramite un transistor, è possibile sostituire il BJT con un mosfet anche per abilitare anche la carica ad alto livello di Ah.

Progettazione PCB per il circuito sopra

Il design del layout del PCB è stato contribuito da uno degli avidi seguaci di questo sito Web, Mr. Jack009

Circuito n. 2

SI PREGA DI COLLEGARE A 10uF ATTRAVERSO PIN2 E PIN4, IN MODO CHE L'USCITA OP AMP INIZI SEMPRE CON UN 'ALTO' SULL'INTERRUTTORE DI ALIMENTAZIONE ACCESO

Aggiornare:

Il circuito di ricarica da 6V transistorizzato sopra ha un errore. A livello di carica completa non appena il negativo della batteria viene interrotto dal TIP122, anche questo negativo dalla batteria viene interrotto per il circuito IC 741.

Ciò implica che ora l'IC 741 non è in grado di monitorare il processo di scarica della batteria e non sarà in grado di ripristinare la carica della batteria quando la batteria raggiunge la soglia di scarica inferiore?

Per correggere ciò, dobbiamo assicurarci che a livello di carica completa, il negativo della batteria sia tagliato solo dalla linea di alimentazione e non dalla linea del circuito IC 741.

Il seguente circuito corregge questo difetto e assicura che l'IC741 sia in grado di monitorare e tenere traccia della salute della batteria continuamente in tutte le circostanze.

SI PREGA DI COLLEGARE A 10uF ATTRAVERSO PIN2 E PIN4, IN MODO CHE L'USCITA OP AMP INIZI SEMPRE CON UN 'ALTO' SULL'INTERRUTTORE DI ALIMENTAZIONE ACCESO

Come impostare il circuito

Inizialmente, mantenere il resistore di feedback pin6 scollegato e senza collegare alcuna batteria regolare R2 per ottenere esattamente 7,2 V all'uscita dell'LM317 (attraverso il catodo di 1N5408 e la linea di terra), per alimentare il circuito IC 741.

Ora gioca semplicemente con il preset 10k e identifica una posizione in cui i LED ROSSO / VERDE si muovono / si muovono o cambiano o scambiano tra le loro luci.

Questa posizione all'interno della regolazione preimpostata può essere considerata come il limite o il punto di soglia.

Regolatelo con attenzione fino al punto in cui il LED ROSSO nel primo circuito si accende ... ma per il secondo circuito dovrebbe essere il LED verde che dovrebbe illuminarsi.

Il punto di interruzione è ora impostato per il circuito, sigillare il preset in questa posizione e ricollegare il resistore pin6 attraverso i punti mostrati.

Il circuito è ora impostato per caricare qualsiasi batteria 6V 4 AH o altre batterie simili con una funzione di spegnimento automatico non appena o ogni volta che la batteria si carica completamente al valore di 7.2V impostato sopra.

Entrambi i circuiti di cui sopra funzioneranno ugualmente bene, tuttavia il circuito superiore può essere modificato per gestire correnti elevate anche fino a 100 e 200 AH semplicemente modificando l'IC e il relè. Il circuito inferiore può essere fatto per farlo solo fino a un certo limite, può essere fino a 30 A circa.

Il secondo circuito dall'alto è stato costruito e testato con successo da Dipto che è un avido lettore di questo blog, le immagini inviate del prototipo di caricatore solare da 6V possono essere viste di seguito:

Aggiunta di un controllo corrente:

Un automatico regolatore di controllo della corrente la funzione può essere aggiunta con i progetti sopra mostrati semplicemente introducendo un circuito BC547 come mostrato nello schema seguente:

Circuito n. 3

SI PREGA DI COLLEGARE A 10uF ATTRAVERSO PIN2 E PIN4, IN MODO CHE L'USCITA OP AMP INIZI SEMPRE CON UN 'ALTO' SULL'INTERRUTTORE DI ALIMENTAZIONE ACCESO

Il resistore di rilevamento della corrente può essere calcolato tramite la semplice formula della legge di Ohm:

Rx = 0.6 / Max corrente di carica

Qui 0,6 V si riferisce alla tensione di attivazione del transistor BC547 sul lato sinistro mentre la corrente di carica massima indica la carica massima sicura per la batteria, che può essere 400 mA per una batteria al piombo acido da 4 Ah.

Pertanto risolvendo la formula di cui sopra ci dà:

Rx = 0,6 / 0,4 = 1,5 Ohm.

Watt = 0,6 x 0,4 = 0,24 watt o 1/4 watt

L'aggiunta di questo resistore assicurerà che la velocità di carica sia completamente controllata e non venga mai superato il limite di corrente di carica sicuro specificato.

Video clip del rapporto di prova:

Il seguente video clip mostra in tempo reale il test del circuito del caricatore automatico di cui sopra. Dato che non avevo una batteria da 6V, ho testato il design su una batteria da 12V, che non fa alcuna differenza, e si tratta solo di impostare il preset di conseguenza per la batteria da 6V o 12V secondo le preferenze dell'utente. La configurazione circuitale mostrata sopra non è stata modificata in alcun modo.

Il circuito è stato impostato per interrompersi a 13,46 V, che è stato selezionato come livello di interruzione della carica completa. Questo è stato fatto per risparmiare tempo perché il valore effettivo consigliato di 14,3 V avrebbe potuto richiedere molto tempo, quindi per farlo rapidamente ho selezionato 13,46 V come soglia di interruzione alta.

Tuttavia, un punto da notare è che il resistore di retroazione non è stato impiegato qui e l'attivazione della soglia inferiore è stata implementata automaticamente a 12,77 V dal circuito, secondo la proprietà di isteresi naturale dell'IC 741.

Caricabatterie 6V Design n. 2

Ecco un altro circuito di carica della batteria al piombo acido da 6 V automatico, semplice ma accurato, che interrompe la corrente alla batteria non appena la batteria raggiunge la carica completa. Un LED illuminato in uscita indica lo stato di carica completa della batteria.

Come funziona

Lo SCHEMA DEL CIRCUITO può essere compreso con i seguenti punti:

Fondamentalmente, il controllo e la regolazione della tensione vengono effettuati dal versatile cavallo da lavoro IC LM 338.

All'ingresso dell'IC viene applicato un volt di alimentazione CC in ingresso nell'intervallo 30. La tensione può essere derivata da un trasformatore, un ponte e una rete di condensatori.

Il valore di R2 è impostato per ottenere la tensione di uscita richiesta, a seconda della tensione della batteria da caricare.

Se una batteria da 6 volt deve essere caricata, R2 viene selezionato per produrre una tensione di circa 7 volt in uscita, per una batteria da 12 volt diventa 14 volt e per una batteria da 24 volt, l'impostazione viene eseguita a circa 28 volt.

Le impostazioni di cui sopra si prendono cura della tensione che deve essere applicata alla batteria sotto carica, tuttavia la tensione di intervento o la tensione alla quale il circuito deve interrompersi viene impostata regolando il potenziometro da 10 K o preimpostato.

Il preset 10K è associato al circuito che coinvolge l'IC 741 che è sostanzialmente configurato come un comparatore.

L'ingresso invertente dell'IC 741 è bloccato a una tensione di riferimento fissa di 6 tramite un resistore da 10K.

Con riferimento a questa tensione il punto di intervento viene impostato tramite il preset 10 K collegato all'ingresso non invertente dell'IC.

L'alimentazione in uscita dall'IC LM 338 va al positivo della batteria per caricarla. Questa tensione funge anche da tensione di rilevamento e di funzionamento per l'IC 741.

Come per l'impostazione del preset 10 K quando la tensione della batteria durante il processo di carica raggiunge o supera la soglia, l'uscita dell'IC 741 diventa alta.

La tensione passa attraverso il LED e raggiunge la base del transistor che a sua volta conduce e spegne l'IC LM 338.

L'alimentazione alla batteria viene immediatamente interrotta.

Il LED illuminato indica lo stato di carica della batteria collegata.

Circuito n. 4

Questo circuito caricabatteria automatico può essere utilizzato per caricare tutte le batterie al piombo o SMF con tensioni comprese tra 3 e 24 volt.

Il circuito sopra è stato trovato non così soddisfacente da alcuni lettori, quindi ho modificato il circuito sopra per un funzionamento migliore e garantito. Si prega di vedere il design modificato nella figura riportata di seguito.

Progettazione PCB per il circuito di carica batterie automatico 6V, 12V, 24V sopra

Circuito caricabatteria solare da 6 V con protezione da sovracorrente

Finora abbiamo imparato come creare un semplice circuito di carica della batteria da 6 V con protezione da sovracorrente utilizzando l'ingresso di rete. Nella discussione che segue cercheremo di capire come lo stesso possa essere configurato in combinazione con un pannello solare, e anche con un ingresso adattatore AC / DC.

Il circuito include anche una funzione di indicazione dello stato della batteria a 4 stadi, uno stadio di controllo della sovracorrente, uno spegnimento automatico per il carico e la ricarica della batteria e anche una presa di ricarica per telefono cellulare separata. L'idea è stata richiesta dal Sig. Bhushan Trivedi.

Specifiche tecniche

Saluti, spero che tu stia bene. Sono Bhushan e attualmente sto lavorando a un progetto di hobby. Sono molto impressionato dalla conoscenza che condividi nel tuo blog e speravo che tu volessi guidarmi un po 'con il mio progetto.

Il mio progetto riguarda la ricarica di una batteria sigillata da 6 V 4,5 Ah con griglia e pannello solare.

Questa batteria alimenterà le luci a led e un punto di ricarica del telefono cellulare. In realtà, la batteria sarà conservata in una scatola. e la scatola avrà due ingressi per la ricarica della batteria. Questi due ingressi sono solari (9V) e AC (230V) per caricare la batteria da 6V.

Non ci sarà alcun passaggio automatico. È come se l'utente avesse un'opzione per caricare la batteria dal solare o dalla rete. ma devono essere disponibili entrambe le opzioni di input.

Ad esempio, se in una giornata piovosa o per qualche motivo la batteria non può essere caricata da un pannello solare, è necessario eseguire la ricarica della rete.

Quindi sto cercando un'opzione per entrambi gli ingressi alla batteria. Niente di automatico qui Il LED indicatore del livello della batteria dovrebbe indicare in rosso giallo e verde il livello della batteria.

Spegnimento automatico della batteria dopo che la tensione scende di determinati limiti per garantire una lunga durata della batteria. Allego una breve dichiarazione del problema insieme a questa e-mail come riferimento.

Sto cercando un circuito per la disposizione mostrata in esso. Sono ansioso di sentire la tua opinione su questo

Cordiali saluti,

Bhushan

Il quinto progetto

Il circuito del caricabatterie solare da 6 V richiesto può essere visto nel diagramma presentato di seguito.

Facendo riferimento allo schema, le varie fasi possono essere comprese con l'aiuto dei seguenti punti:

L'IC LM317, che è un regolatore di tensione standard, è configurato per produrre un'uscita fissa di 7 V determinata dalle resistenze 120 ohm e 560 ohm.

Il transistor BC547 e la sua resistenza di base da 1 ohm garantiscono che la corrente di carica della batteria da 6 V / 4,5 Ah non superi mai il limite ottimale di 500 mA.

L'uscita dello stadio LM317 è direttamente collegata alla batteria da 6V per la carica prevista della batteria.

L'ingresso a questo IC è selezionabile tramite un interruttore SPDT, dal pannello solare fornito o da un'unità adattatore CA / CC, a seconda che il pannello solare stia producendo una tensione sufficiente o meno, che potrebbe essere monitorata tramite un voltmetro collegato all'uscita perni dell'LM317 IC.

I quattro amplificatori operazionali di IC LM324 che è un opamp quadruplo in un pacchetto sono cablati come comparatori di tensione e producono indicazioni visive per i vari livelli di tensione in qualsiasi istante, durante il processo di carica o durante il processo di scarica attraverso il pannello LED collegato o qualsiasi altro carico.

Tutti gli ingressi invertenti degli amplificatori operazionali sono bloccati ad un riferimento fisso di 3V tramite il rispettivo diodo zener.

Gli ingressi non invertenti degli amplificatori operazionali sono collegati individualmente a preset che sono opportunamente impostati per rispondere ai livelli di tensione rilevanti rendendo le loro uscite alte in sequenza.

Le indicazioni per lo stesso possono essere monitorate tramite i LED colorati collegati.

Il led giallo associato ad A2 può essere impostato per indicare la soglia di interruzione di bassa tensione. Quando questo LED si spegne (si accende di colore bianco), il transistor TIP122 è inibito dalla conduzione e interrompe l'alimentazione al carico, assicurando così che la batteria non possa mai scaricarsi fino a pericolosi limiti irrecuperabili.

Il LED A4 indica il livello di carica completo superiore della batteria .... questa uscita potrebbe essere alimentata alla base del transistor LM317 in modo da interrompere la tensione di carica alla batteria impedendone il sovraccarico (opzionale).

Si noti che poiché l'A2 / A4 non ha l'isteresi inclusa potrebbe produrre oscillazioni alle soglie di cut-off, che non saranno necessariamente un problema o influenzeranno le prestazioni o la durata della batteria.

Circuito n. 5

Aggiunta di un taglio automatico OFF sulla carica completa della batteria Batery

Lo schema modificato con taglio automatico di sovraccarico può essere implementato collegando l'uscita A4 con il BC547.

Ma ora la formula del resistore limitatore di corrente sarà la seguente:

R = 0,6 + 0,6 / corrente di carica massima

Feedback dal Sig. Bhushan

Grazie mille per il vostro continuo supporto e per i progetti di circuiti di cui sopra.

Ho alcune piccole modifiche al design ora, che vorrei chiederti di incorporare nel progetto del circuito. Vorrei esprimere che il costo del PCB e dei componenti è una grande preoccupazione, ma capisco che anche la qualità è molto importante.

Quindi, ti chiedo di trovare un buon equilibrio tra le prestazioni e il costo di questo circuito. Quindi, per cominciare, abbiamo questo BOX, in cui ospiterà la batteria al piombo SMF da 6 V 4,5 Ah e anche il PCB.

La batteria da 6 V 4,5 Ah verrà caricata tramite le seguenti opzioni da un singolo ingresso:

a) Un adattatore da 230 V CA a 9 V CC (desidero procedere con un caricabatterie da 1 ampere, le vostre opinioni?) 'O'

b) Un modulo solare da 3-5 Watt (tensione massima: 9 V (6 V nominali), corrente massima: da 0,4 a 0,5 ampere)

Diagramma a blocchi

La batteria può essere caricata da un solo alimentatore alla volta, quindi avrà un solo ingresso sul lato sinistro della scatola.

Per il momento in cui questa batteria è in carica, ci sarà una piccola luce a led rossa che si illumina sul lato del carattere della scatola (Indicatore di carica della batteria nel diagramma) Ora, a questo punto, il sistema dovrebbe avere anche un indicatore del livello della batteria (Batteria indicatore di livello nel diagramma)

Desidero avere tre livelli di indicazioni per lo stato della batteria. Queste tabelle indicano la tensione a circuito aperto. Ora, con la minima conoscenza elettronica che ho, presumo che questo sia il voltaggio ideale e non le condizioni effettive, giusto?

Penso che lascerò a te decidere e utilizzare eventuali fattori di correzione se necessario per i calcoli.

Desidero avere i seguenti livelli di indicatore:

1. Livello di carica Da 100% a 65% = LED verde piccolo acceso (LED giallo e rosso spenti)
2. Livello di carica dal 40% al 65% = LED giallo piccolo acceso (LED verde e rosso spenti)
3. Livello di carica dal 20% al 40% = LED rosso piccolo acceso (LED verde e giallo spenti)
4. Al livello di carica del 20%, la batteria si scollega e smette di fornire potenza in uscita.

Ora sul lato output (vista lato destro nel diagramma)

Il sistema fornirà alimentazione alle seguenti applicazioni:

a) Lampadina LED da 1 Watt, 6 V CC - 3 numeri

b) Un'uscita per la ricarica del telefono cellulare Desidero incorporare una funzione qui. Come puoi vedere, i carichi CC collegati alla batteria hanno una potenza relativamente inferiore. (solo un telefono cellulare e tre lampadine LED da 1 watt). Ora, la funzione da aggiungere nel circuito dovrebbe funzionare come un fusibile (non intendo un vero fusibile qui).

Supponiamo che se una lampadina CFL è collegata qui o qualche altra applicazione di potenza nominale più elevata, l'alimentazione dovrebbe essere interrotta. Se la potenza assorbita totale è superiore a 7,5 Watt CC collegati a questo sistema, il sistema dovrebbe interrompere l'alimentazione e riprendere solo quando il carico è inferiore a 7,5 Watt.

Fondamentalmente desidero assicurarmi che questo sistema non venga utilizzato in modo improprio o che riceva energia eccessiva, danneggiando così la batteria.

Questa è solo un'idea. Tuttavia capisco che questo può potenzialmente aumentare la complessità e il costo del circuito. Cercherò la tua raccomandazione in merito all'inclusione o meno di questa funzione poiché stiamo già interrompendo l'alimentazione della batteria una volta che lo stato di carica raggiunge il 20%.

Spero che trovi entusiasmante questo progetto su cui lavorare. Non vedo l'ora di ricevere i vostri preziosi contributi su questo.

Ti ringrazio per tutto il tuo aiuto fino ad ora e in anticipo per la tua estesa collaborazione su questo.

Cordiali saluti,

Bhushan.

Il design

Ecco una breve spiegazione delle varie fasi incluse nel circuito caricabatterie da 6V proposto con protezione da sovracorrente:

Il lato sinistro LM317 è responsabile della produzione di una tensione di carica fissa di 7,6 V attraverso il pin di uscita e la massa della batteria, che scende a circa 7 V tramite D3 per diventare un livello ottimale per la batteria.

Questa tensione è determinata dalla resistenza da 610 ohm associata, questo valore può essere ridotto o aumentato per modificare proporzionalmente la tensione di uscita se necessario.

La resistenza da 1 ohm associata e il BC547 limitano la corrente di carica a circa 600mA di sicurezza per la batteria.

Gli amplificatori operazionali A1 --- A4 sono tutti identici e svolgono la funzione di comparatori di tensione. Secondo le regole se la tensione al loro pin3 supera il livello al pin2, le uscite corrispondenti diventano alte o al livello di alimentazione ..... e viceversa.

Le preimpostazioni associate possono essere impostate per consentire agli amplificatori operazionali di rilevare qualsiasi livello desiderato sul loro pin3 e fare in modo che le loro uscite corrispondenti aumentino (come spiegato sopra), quindi il preimpostato A1 è impostato in modo tale che la sua uscita diventi alta a 5V (livello di carica 40%) .... il preset A2 è impostato per rispondere con un'uscita alta a 5,5V (livello di carica dal 40% al 65%), mentre A3 si attiva con un'uscita alta a 6,5V (80%) e infine A4 proprietario con il LED blu a livello della batteria che raggiunge il segno 7,2 V (carica al 100%).

A questo punto sarà necessario spegnere manualmente l'alimentazione in ingresso poiché non è stata richiesta un'azione automatica.

Una volta disattivato l'ingresso, il livello della batteria 6v sostiene le posizioni di cui sopra per gli opamp, mentre l'uscita da A2 assicura che il TIP122 conduca mantenendo i relativi carichi collegati alla batteria e operativi.

Lo stadio LM317 a destra è uno stadio controller di corrente che è stato truccato per limitare il consumo dell'amplificatore di uscita a 1,2 amp o circa 7 watt secondo i requisiti. La resistenza da 0,75 ohm può essere variata per modificare i livelli di restrizione.

Il successivo stadio IC 7805 è un'inclusione separata che genera un livello di tensione / corrente adatto per la ricarica di telefoni cellulari standard.

Ora, man mano che l'energia viene consumata, il livello della batteria inizia ad abbassarsi nella direzione opposta, che viene indicata dai relativi LED ....

Il blu è il primo a spegnersi illuminando il LED verde, che si spegne sotto i 6.5V illuminando il LED giallo che si spegne in modo identico a 5.9V assicurandosi che ora il TIP122 non conduca più e i carichi siano spenti ....

Ma qui la condizione può oscillare per qualche istante fino a quando la tensione non raggiunge finalmente i 5,5V illuminando il LED bianco e allarmando l'utente per un interruttore di alimentazione in ingresso e iniziare la procedura di ricarica.

Il concetto di cui sopra può essere ulteriormente migliorato aggiungendo una funzione di interruzione automatica della carica completa, come mostrato di seguito: