Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando LM317 com PCI


Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando LM317 com PCI - fvml
Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando
LM317 com PCI

Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos um circuito bastante interessante e muito
simples de se montar, no entanto, bastante eficaz e necessário para uso no
dia a dia.

Um simples carregador de bateria de
Chumbo-Ácido ou baterias de Célula de Gel, de
12V, tendo como base o velho e conhecido Circuito Integrado
LM317, e alguns outros componentes discretos com baixo custo, e de
fácil aquisição. 

O CI LM317 fornece
uma tensão pré-configurada para o carregamento correto da bateria. Uma
fórmula básica para aplicar em carregamento de baterias de
Chumbo-Ácido ou Célula de Gel, é feita utilizando uma
corrente de carregamento de aproximadamente 10% da corrente da
bateria

Este circuito carregador foi desenvolvido
baseado nessa proporção, podendo ser ajustada conforme a corrente
da bateria que você irá utilizar. 

Como Funciona o Circuito?

A componente principal deste circuito é o regulador de tensão ajustável
LM317, ele está configurado como circuito de corrente de carga
ajustável.

Ele irá controlar a corrente entregue a bateria, através do transistor
2N3904 que controla a corrente constante na
saída. Ele altera sua condução conforme a corrente de consumo do
carregador se eleva.

Isso ocorre porque o transistor está configurado de forma que a corrente que
trafega através do resistor R2, que funciona como um resistor
Shunt polarize o transistor.

Quando a corrente se eleva, uma tensão nos terminais do resistor se forma,
se essa tensão atingir o valore de polarização do transistor, que está
entre 0,6V à 0,7V, o transistor conduzirá, e controlara o
regulador de tensão, e o LED indicador de carregamento se mantém
aceso.

O LED1 vermelho mostrará o estado de carga da bateria. Quando
a tensão da bateria atingir a tensão regulada, a corrente cairá para alguns
miliamperes.

Isso diminuirá a tensão no transistor Q1 e no LED1 mais baixa,
se a corrente diminuir a ponto de chegar cerca de 5%, o
transistor não conduzirá e o LED1 desligar. 

Em testes em bancada, ao colocarmos a bateria no circuito, a tensão caiu, e
a corrente inicialmente foi cerca de 700mA, e quando a bateria estava
se carregando, e a tensão começou a subir próximo da tensão de
12V pré-regulada, a corrente diminuirá próximo a zero.

Você pode estar configurando a tensão para 13.8V, isso aumentará a
corrente de carga um pouco, dependendo da bateria. Será necessário utilizar
um dissipador de calor no Regulador de Tensão LM317!

Tempo de Carregamento da Bateria

Para determinar o tempo aproximado que levará para carregar a nossa bateria, é
necessário identificar duas características básicas: 

  • A capacidade da bateria em Amperes/hora “Ah”. 
  • A corrente de fornecimento do carregador em Amperes “A”.

O tempo de carregamento, dependerá da corrente da bateria, mas, utilizando uma
fórmula simples, podemos calcular o tempo de carregamento da nossa bateria.

Fórmula geral:

TCh = BAh
/ CA

  • TCh = Tempo de
    Carregamento
  • BAh = Corrente da Bateria
    em Ampere por hora
  • CA = Capacidade de
    fornecimento do carregador em Ampere A 
No entanto, para um carregador com fornecimento de 700mAh, e uma bateria de
7Ah:
  • TCh = BAh / CA

  • TCh = 7 /
    0,700
  • TCh  = 10h

Portanto, o tempo de carregamento para a bateria que utilizamos para nosso
experimento, que estava bem descarregada, levou aproximadamente
8 horas para carga completa.

O tempo calculado, é considerando que a bateria estivesse “totalmente
vazia, que não seria o normal uma bateria vazia por completo. Em outros testes
que efetuamos com baterias que estavam pouco descarregadas, o tempo de
carregamento ficou cerca entre 4:35h à 6:42h até
o carregamento completo.

Digrama Esquemático do Circuito

Na Figura 2 abaixo, temos o diagrama esquemático do
circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido usando LM350, e a
disposição dos componentes, é um circuito simples de se montar, mas é
necessário conhecimento técnico básico a intermediário para montar
esse circuito.

Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando LM317 - fvml
Fig. 2 – Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com
Indicador de Carga usando LM317

Lista de Componentes

  • Semicondutores
    • U1 ……. Circuito Integrado LM317
    • Q1 ……. Transistor Bipolar NPN
      2N3904
      (ou equivalente)
    • LED1 … Led de uso geral 3mm vermelho
    • LED1 … Led de uso geral 3mm verde
  • Resistores
    • R1 ….. Resistor 1.8Ω (marrom, cinza, vermelho, dourado
    • R2 ….. Resistor  / 2W (marrom, preto, preto, dourado
    • R3 ….. Resistor 330Ω (laranja, laranja, marrom, dourado
    • R4 ….. Resistor 2.2KΩ (vermelho, vermelho, vermelho, dourado

    • RP1 … Trimpot de 10KΩ

  • Capacitores
    • C1, C2 … Capacitor Poliéster/Cerâmico 470nF ou 0.47uF

  • Diversos
    • P1, P2….. Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • Outros …. PCI, estanho, dissipador e calor, fios, etc.

A Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, como
ilustrado na Figura 4 abaixo, o Diagrama Esquemático,
PDFGERBER JPG, PNG, e
disponibilizando um link direto para baixar gratuito e em um link
direto, “MEGA”.

PCI - Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando LM317 - fvml
Fig. 3 – PCI – Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com
Indicador de Carga usando LM317

Link direto para baixar

Clique no link ao lado para baixar os arquivos: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

E por hoje é só, espero que tenham gostado!

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