La batería se carga con una pequeña cantidad de voltaje CA o voltaje CC. Entonces, si desea cargar su batería con una fuente de CA, debe seguir estos pasos: primero debemos limitar el alto voltaje de CA, filtrar el voltaje de CA para eliminar el ruido, regularlo y obtener un voltaje constante y luego proporcionar el voltaje resultante a la batería para cargarla. Una vez que se completa la carga, el circuito debería apagarse automáticamente.
Diagrama de bloques del cargador de batería con SCR:
La fuente de CA se entrega al transformador reductor que convierte la fuente de CA grande en una fuente de CA limitada, filtra el voltaje de CA y elimina el ruido y luego entrega ese voltaje al SCR donde rectificará la CA y dará el voltaje resultante al batería para cargar.
Diagrama de circuito del cargador de batería usando SCR
El diagrama de circuito del circuito del cargador de batería usando SCR se puede ver a continuación
Explicación del diagrama de circuito
- El voltaje principal de CA se suministra al transformador reductor; el voltaje debe reducirse a 20 V aproximadamente. el voltaje reductor se entrega al SCR para su rectificación y el SCR rectifica el voltaje principal de CA. Este voltaje rectificado se utiliza para cargar la batería.
- Cuando el conector de la batería al circuito de carga, la batería no estará completamente muerta y se descargará, esto le dará voltaje de polarización directa al transistor a través del diodo D2 y la resistencia R7 que se encenderán. Cuando se enciende el transistor, el SCR se apaga.
- Cuando el voltaje de la batería cae, la polarización directa disminuirá y el transistor se apagará. Cuando el transistor se apaga automáticamente, el diodo D1 y la resistencia R3 llevarán la corriente a la puerta del SCR, esto activará el SCR y obtendrá la conducción. SCR rectificará el voltaje de entrada de CA y lo entregará a la batería a través de la resistencia R6.
- Esto cargará la batería cuando la caída de voltaje en la batería disminuya, la corriente de polarización directa también aumentará al transistor cuando la batería esté completamente cargada, el transistor Q1 se encenderá nuevamente y se apagará el SCR.
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Circuito de cargador de batería usando SCR y LM 311
Aquí hay otro cargador de batería controlado por circuito que utiliza un SCR y LM311. La señal de CA se rectifica usando un SCR y se usa un comparador para detectar el voltaje de carga de la batería con respecto a un voltaje de referencia para controlar la conmutación del SCR.
Principio detrás de este circuito
El principio detrás del circuito radica en controlar la conmutación de un SCR en función de la carga y descarga de la batería. Aquí, el SCR actúa como un rectificador y como un interruptor para permitir que se alimente el voltaje de CC rectificado para cargar la batería. En caso de que la batería se cargue completamente, esta situación se detecta mediante un circuito comparador y se apaga el SCR.
Cuando la carga de la batería cae por debajo de un nivel umbral, la salida del comparador enciende el SCR y la batería se vuelve a cargar. Aquí el comparador compara el voltaje en la batería con un voltaje de referencia.
Diagrama de circuito del circuito del cargador de batería usando SCR y LM311
Diseño de circuito de cargador de batería usando SCR y LM311:
El diseño de todo el circuito depende del tipo de batería que se utilice para recargar. Supongamos que estamos usando una batería Ni-Cd de 9 V y 6 celdas con una clasificación de amperios hora de 20 Ah y un voltaje de celda única de 1,5 V. Esto establecería el voltaje óptimo requerido de la batería en alrededor de 9V.
Para un voltaje de 9 V a través del divisor de potencial, el voltaje a través del potenciómetro y la resistencia debe ser superior a 5,2 V (nivel de voltaje de referencia). Para ello seleccionamos una disposición de divisor de potencial que consta de una resistencia de 22 K, una resistencia de 40 K y un potenciómetro de 20 K.
La corriente de salida del LM311 es de aproximadamente 50 mA y como aquí usamos el transistor BC547 con una corriente de base baja, necesitamos una resistencia de aproximadamente 150 ohmios. El transformador utilizado es un transformador de 230/12V. El primario del transformador está conectado a un suministro de 230 VCA, mientras que el secundario está conectado al rectificador.
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¿Cómo operar el circuito del cargador de batería?
Inicialmente, cuando el circuito está encendido y el nivel de la batería está por debajo del voltaje umbral, el circuito realiza la tarea de cargar la batería. El SCR se activa con un voltaje en su terminal Gate a través de la resistencia R1 y el diodo D1. Luego comienza a rectificar el voltaje de CA, aunque solo durante el medio ciclo. Cuando la corriente CC comienza a fluir hacia la batería a través de la resistencia R2, la batería se carga. El voltaje a través del divisor de potencial que consta del potenciómetro RV1 y la resistencia R4 depende del voltaje a través de la batería. Este voltaje se aplica al terminal inversor del OPAMP LM311.
Al terminal no inversor se le asigna un voltaje de referencia de 5,2 V mediante un diodo Zener. Para la operación de carga normal, este voltaje de referencia es mayor que el voltaje a través del divisor de potencial y la salida del comparador es menor que el voltaje umbral requerido para activar la conducción del transistor NPN. Por lo tanto, el transistor y el diodo D3 permanecen apagados y la puerta SCR recibe voltaje de activación a través de R1 y D1.
Ahora, cuando la batería comienza a cargarse y en cierto punto cuando está completamente cargada, el voltaje a través del divisor de potencial alcanza un valor por encima del voltaje de referencia. Esto implica que el voltaje en el terminal inversor es menor que el voltaje en el terminal no inversor y la salida del comparador es mayor que el voltaje umbral del emisor base para el transistor.
Esto hace que el transistor conduzca y se encienda. Al mismo tiempo que el diodo D3 está polarizado directamente, comienza a conducir y esto bloquea la activación del voltaje de la puerta SCR, ya que ahora está conectado a bajo potencial o a tierra. De este modo, el SCR se apaga y la operación de carga se detiene o se pone en pausa. Nuevamente, cuando la carga de la batería cae por debajo del nivel umbral, la operación de carga se reanuda de la manera descrita anteriormente. La resistencia R7 y el diodo D4 garantizan que se realice una pequeña cantidad de carga lenta en caso de que el SCR esté apagado.
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Aplicaciones del circuito de cargador de batería usando SCR y LM311:
- Se puede utilizar para cargar baterías utilizadas en juguetes.
- Es un circuito portátil y se puede llevar a cualquier parte.
- Puede utilizarse como cargador de batería automático, especialmente durante la conducción.
Limitaciones del circuito del cargador de batería:
- La conversión de CA a CC aquí utiliza solo el rectificador y puede contener ondulaciones de CA ya que no hay filtro.
- El rectificador de media onda hace que la carga y descarga sean bastante lentas.
- Este circuito no se puede utilizar para baterías con una clasificación de amperios-hora más alta.
- La carga de la batería puede tardar más.