CARICABATTERIA PER BATTERIE AL PIOMBO 12V 6V

Caricabatteria per Batterie al Piombo da 12V o 6V con Corrente massima di 3A e LED di Indicazione Carica Completa…


 
 
 
 


 

INTRO

Il seguente schema serve per realizzare un caricabatteria per batterie al piombo con tensione da 12V o da 6V. La corrente massima è 3A e può essere facilmente variata variando un componente del circuito  mentre la tensione massima può essere variata on-line grazie a un potenziometro presente nel circuito.  Lo schema presenta due LED, il primo che segnala la presenza della tensione di rete, il secondo che segnala se la batteria è sotto carica o no.

Lo schema permette di caricare le batterie con la tecnica a 2 fasi, ovvero quella che fa scorrere prima una corrente costante e poi permette di avere una tensione ai capi della batteria costante come si può vedere dalla figura sottostante.

La corrente iniziale dipende dalla corrente massima che si vuole mentre la tensione massima dipende dal trimmer. Nell’immagine è possibile vedere che vi è una prima fase a corrente quasi costante e poi una fase in cui vi è una tensione quasi costante.

 



 

SCHEMA

Lo schema è il seguente:

Il trasformatore ha un primario da 230Vrms e un secondario da 15Vrms ed esso riceve in ingresso la tensione di rete e fornisce in uscita una tensione molto minore. La tensione del secondaria viene raddrizzata da un ponte di diodi da 5A e poi filtrata dal condensatore C2.

LED1 e R20 servono per la segnalazione tensione di rete. Q1 è un transistor PNP da 5A e insieme al regolatore di tensione U1 che può essere un LM117 o un LM317 formano un regolatore di tensione da 5A in uscita.  La resistenza R1 serve per attivare il transistor Q1 quando la corrente in uscita dal regolatore supera un valore pari a 0.7/R1. Se la corrente in uscita supera (in questo caso) 0.7A, il surplus di corrente viene fornito dal transistor Q1.

La tensione in uscita dal regolatore dipende da R2, R8 e R5 e in particolare va da un massimo di 13.7V ad un minimo di 12.5V in base al potenziometro R8. Se si vuole realizzare un caricatore per batterie da 6V bisogna usare R2 con un valore di 240ohm mentre il trasformatore deve avere un secondario da 9V con potenza 20VA.

R4 serve come resistenza di sensing e da essa dipende la corrente di uscita. Il valore della resistenza R4 è R4=0.7/Iout. Con il valore usato in figura la corrente massima in uscita è 3A. La corrente che fluisce in R4 fa si che si abbia una tensione che accende Q2 e Q3. Q2 garantisce il funzionamento del regolatore di tensione mentre Q3 fa si che si accenda il led LED2 che segnala che la batteria è sotto carica. Man mano che la corrente che fluisce verso la batteria diminuisce il transistor Q2 si spegne garantendo di avere una tensione che dipende solo dalle resistenze citate in precedenza.

Infine C3 e C4 fanno da filtri rispettivamente per la tensione in uscita e per la tensione di feedback del regolatore mentre D1 garantisce che la corrente fluisca solo in un verso facendo si che la batteria non eroghi corrente scaricandosi quando rimane connessa al caricatore.

 

POTENZA E SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO

La resistenza R4 e R1 devono sopportare una potenza di 2W.

Il transistor Q1 e il regolatore U1 assorbono una buona quantità di potenza quindi hanno bisogno di un sistema di raffreddamento. Si possono usare due diversi dissipatori, uno per ognuno di essi oppure uno solo e si connettono gli elementi sopracitati con due miche isolanti per evitare corto circuiti. Considerando una corrente di 3A nel regolatore circolano 0.7A mentre nel transistor 2.3A.

Considerando che la tensione ai capi di C2, quando si ha il massimo della corrente è circa 16V mentre se la batteria è completamente scarica si hanno 10.2V ai suoi capi, considerando il diodo Schottky, tra collettore ed emettitore di Q1 si hanno 5.5V mentre tra ingresso e uscita di U1 si hanno circa 5V. Q1 assorbe un massimo di 13W mentre U1 un massimo di 3.5W per un totale di 17W approssimati per eccesso.

Considerando che i transistor usati hanno una resistenza termica del case di 1°C/W con una temperatura massima di giunzione di 150°C, inoltre considerando che con la mica isolante si ha una resistenza termica di contatto di 1°C/W si può calcolare la resistenza termica del dissipatore considerando una temperatura ambiente di 30°C e considerando di connettere entrambi gli elementi allo stesso dissipatore  Supponendo di volere una temperatura massima di giunzione di 130°C che è accettabile visto che è la temperatura di giunzione e non del case e inoltre è minore di quella massima, effettuando i calcoli si ottiene la seguente resistenza termica del dissipatore:

Rtermica_dissipatore = (Tmax_desiderata-Tamb)/Potenza_max – Rt_case – Rt_contatto =

(130-30)/17 – 1 -1 = 4°C/W circa

Serve quindi un dissipatore da 4°C/W circa per entrambi gli elementi. Se si decide di avere una corrente maggiore in uscita il dissipatore deve essere più piccolo.

 

DOWNLOAD

Potete scaricare la simulazione con MULTISIM 14 al seguente LINK!!!


 

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22 pensieri su “CARICABATTERIA PER BATTERIE AL PIOMBO 12V 6V

  1. Buongiorno,
    ho letto con interesse l’articolo relativo al caricabatterie al Pb da auto ma non mi è molto chiaro il discorso relativo al calcolo del dissipatore (ad es. perché dev’essere più piccolo se si vuole una corrente maggiore).
    Potrebbe citarmi qualche fonte dove poter reperire informazioni relative al calcolo dei C°/W e sulle caratteristiche di max temperatura del case (la temp di giunzione immagino sia quella della giunzione pn, i dati quindi li dovrei trovare sul datasheet).
    Grazie, saluti
    rodolfo

    • Ciao Rodolfo.
      Il discorso è che essendo la corrente di uscita maggiore Q1 assorbe più potenza, quindi serve un dissipatore maggiore per smaltire la potenza da esso assorbita. Per aumentare la corrente bisogna agire su R4, forse mi sono spiegato male io, il dissipatore più piccolo (in resistenza termica quindi più grande fisicamente) non fa aumentare la corrente, serve più piccolo se si modifica R4.
      Per incrementare le tue conoscenze sui dissipatori potresti leggere questa pagina https://www.ne555.it/dissipatori-calore-calcolo-dimensioni/

    • Ciao Marco. No, non è normale, probabilmente hai usato un LED con una corrente maggiore da quello usato nello schema oppure un transistor con una HFE troppo piccola. Prova a cambiare R18 con un resistore da 56 Ohm oppure R19 con un resistore da 820 Ohm oppure entrambi le soluzioni. Fammi sapere

  2. Buongiorno eseguite entrambe le prove risultato negativo quando gli ampere di ricarica sono circa 1,5 A il led si spegne,ho provato anche a sostituire il led con uno rosso che se non erro si accende con tensione minore , ad ogni modo non è un problema insormontabile visto che l’amperometro segna gli ampere di ricarica. Grazie

    • Molto strano, è una corrente molto elevata 1.5A, forse l’HFE del transistor è troppo bassa. Comunque si, avere un amperometro è molto meglio quindi in questo caso toglierei proprio il LED

  3. Bell’articolo; vorrei utilizzare il circuito per caricare tre batterie uguali, da 6V al piombo collegate in serie o 4 batterie da 6v sempre in serie. Quali modifiche apportare?
    grazie

    • Ciao Giovanni,
      bisogna cambiare prima di tutto il trasformatore, se ad esempio carichi 4 batterie da 6V in uscita devi avere una tensione di 27V, quindi il trasformatore deve avere una tensione di almeno 24VAC in modo tale che la tensione continua generata dopo il raddrizzatore sia pari a 31V, poi il regolatore di tensione porta questi 31V ad un valore di 27V usando R2 da 56 ohm e regolando poi alla perfezione questa tensione ruotando R8 e misurando la tensione in uscita a vuoto.

  4. Mi occorebbe lo schema elettrico del caricabatteria BOSCH ledeautomat 12v art. Ml 1208E. Se qualcuno c’è l’avesse, sarei molto grati riceverlo.Mi e stato dato questo caricabatteria smontato e non è tanto facile ricollegare tutti i fili al suo posto ,sensa far danno . Ringrazio

  5. Buongiorno,
    pensavo di utilizzare il circuito per autoprodurmi un piccolo gruppo di continuita’ per il modem adsl ( con la fibra il telefono tradizionale passa per il modem , che in mancanza di alimentazione non permette alla linea di uscire, per cui la centrale dall’arme non si connette) il modem di targa segna 2A 12V, quindi pensavo di utilizzare il circuito illustrato con batteria al piombo da 5 o 7A ai capi della quale collegare il modem.
    Volevo sapere se funziona , o cosa fare per renderlo utilizzabile.

    Grazie

  6. Buongiorno, avrei 2 domande da porvi:

    La batteria quando viene caricata al 100% il caricabatterie si ferma da solo?

    Avrei esigenza di usarlo anche a 24v, da quanto ho capito, se uso una resistenza da 56ohm su r2 ottengo una tensione per caricare batterie da 24, ma per cambiare rapidamente da 12v a 24v se usassi un commutatore che mi cambia il flusso di corrente dalla r2 da 120ohm ad una da 56ohm funzionerebbe ugualmente?

    • Ciao Mattia,
      scusa ma mi sono sposato e ho avuto 1000 impegni…

      quando la batteria è al 100% si ferma il flusso di corrente dal caricabatteria alla batteria.

      si, devi usare un commutatore con il comune collegato ad R8 e poi due diverse R2, R2a=120 ed R2b=56 ohm e devi il flusso… ovviamente anche il trasformatore ha bisogno di un secondario in grado di fornire più di 24 V continui e credo anche tu debbe aumentare le dimensioni del dissipatore

    • Ciao,
      Serve arrivare a 0.7V per attivare il transistor mentre serve arrivare a 2V per attivare il mosfet. Inoltre la soglia del mosfet è molto variabile quindi non ottieni un buon circuito nemmeno usando R1 di valore maggiore.
      Serve un transistor bipolare per questa applicazione. Un qualsisi transistor PNP con correten almeno 3A va bene

  7. Per poter regolare la corrente mi sono permesso di aggiungere un potenziometro da 25 k ohm collegato al + del ponte raddrizzatore e al cursore di detto potenziometro due resistori da 3,3 k ohm che vanno collegati uno alla base del transistor Q2 e uno alla base del transistor Q3

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