Controllo Batterie

STACCA BATTERIA QUASI SCARICA

Si trattava di fermare un motore in cc prima che la tensione di batteria NiCd scendesse sotto un certo voltaggio. Questo per permettere che la ricevente del radiocomando potesse ancora funzionare con la tensione di batteria ancora sufficiente per altre funzioni. Con Vb alta sarà Q1 polarizzato attraverso R1 tale da portare Q2 in saturazione e cioè motore in azione. Attraverso R6 si ha una reazione positiva che innalza la caduta su R2 favorendo la conduzione di Q1 e di Q2. Quando però la Vb scende sotto una certa soglia fissata con R1, Q1 e Q2 si interdicono, la reazione positiva cessa rafforzando l'interdizione dei due transistori fermando il motore.

Da un E-Mail che diceva: ".....lo schema di un circuito per potere interrompere l'alimentazione di due batterie da 6 V collegate in serie, quando la tensione scende sotto i 2-2,5 V ? ", è nato il seguente circuito:

Sostituendo D2-D3-D4 con un diodo zener si ottiene un nuovo circuito che interviene quando:

Vbat = Vout = Ve + 1V = Vzener + 1 V.

Ad esempio volendo utilizzare il circuito per staccare una batteria al piombo quando la sua tensione scende a 10,7 V (per evitare il deterioramneto della batteria) si dovrá usare un dirodo zener da 9,7 V oppure uno da 9,1 V con in serie un diodo 1N4148 come si vede dallo schema.

BDX54 - VCEmax = 45 V - ICmax = 8 A - Hfe = 750 - Tj = 150 C - Ptot = 60 WC

Da questi dati emerge che la corrente prelevabile in uscita non potrá superare gli 8A e che in ogni caso il BDX54 andrá munito di aletta di raffreddamento. Per non dover usare alette di raffreddamento esagerate, sará opportuno evitare che la corrente d'usicta superi i 3/4 A. Per correnti superiori ai 5 A si consiglia di usare un BDW94.

Vedi anche qui - STACCA BATTERIA

OPPURE

Versione con relè se si usa relè d'auto il BC237 va sostituito con BC517 o BDX53

OPPURE

Appena si attacca la batteria il pin 2 del 358 va per un istante a 12 V mentre il pin 3 è a +5V ne consegue che d'uscita pin 1 va a 0V e li ci rimane fino a che pin 2 è a potenziale più alto di pin 3. Il diodo tra pin 1 e pin 3 è polarizzato inversamente e non può condurre pertanto ininfluente.

Il pin 1 va sul pin 6 , essendo il pin 5 a +5V l'uscita pin 7 andrà a circa 11V che attraverso la 100 Ohm fa saturare il MOSFET.

Quando la tensione della batteria scende sotto il valore di 10,8V regolato con il trimmer, il pin 2 va a potenziale minore del pin 3 e pertanto l'uscita pin 1 va alto e questa volta il diodo è polarizzato direttamente e può condurre portando pure il pin 3 alto che garantirà la condizione di pin 3 più positivo del pin 2 fino ad uno stacco e riattacco della batteria carica.

Con pin 1 alto il pin 6 va pure alto mentre il 5 permane a +5V pertanto l'uscita pin 7 va a livello basso e il mosfet si interdice.

Chi volesse il riaggancio automatico quando la batteria risale ad esempio a 13,5V, al posto del diodo si può mettere una resistenza da100K se poi si desidera poter regolare questa soglia di riattacco la 100K meglio sostituirla con una da 56K con in serie un trimmer da 100K preregolato a metà corsa e poi in sede di taratura regolarlo per la soglia di riattacco desiderata.

ALTRO METODO

Lo schema seguente stacca alla soglia regolabile con T1 di 9V e non riattacca più fino a che si scollega e ricollega una batteria carica o comunque sopra la soglia di 10,7V

REGOLATORI DI CARICA PER BATTERIE

CARICA BAT. A PAN. FOTOVOLTAICI SENZA RELÈ

Rappresenta un semplice regolatore per il controllo della carica di una batteria al Pb da 12 V mediante pannelli fotovoltaici. Quando la tensione della batteria é minore di circa 12.9 V il Q2, polarizzato da R6, si interdice e D1 da 8V2 tramite R2 polarizza Q1 che satura e porta in conduzione il MOS di potenza (40A) Q4 portando il punto Va = Vpan. La tensione Vb di Q3 sale, rispetto a prima quando il partitore R3/R7- R4 e con Va=0V,e si potrà regolare con R7. In queste condizioni si rafforza le condizioni di interdizione di Q2 e inizia la ricarica della batteria. Quando Vbat é = > 14.2 V, la Vb del Q2 determinata da R6 sarà sufficiente a farlo condurre da abbassare la Vc sotto gli 8V2 V in modo da interdire D1 e di conseguenza Q1 bloccando pure Q4 e facendo scendere Va a 0 V abbassando così Vb di Q3 che entrando in saturazione abbassa Ve di Q2 rafforzando la conduzione di Q2.La tensione di Vbat dovrà nuovamente scendere a circa 12.9 V prima che Q4 entri in conduzione e possa ricominciare la carica. Per la taratura unire Vpan con Vbat ed alimentare con alimentatore a tensione variabile regolato a 14.2 , R7 a circa 1/2 e regolare R6 per una Va =0 V: mettere Vbat = 12.9 V e regolare R7 per una Va = Vpan poi ripetere l'operazione partendo da Vbat = 14.2 V.

Il mosfet e il diodo D2 possono essere cambiati a piacere compatibilmente con la corrente massima del pannello solare e comunque possibilmente il mosfet dovrà avere una bassa Rs e il D2 dovrà essere in tecnologia schottky per avere una bassa caduta di tensione.

Possibili sigle di MOSFET BUZ171 - IRF9540 - IRF4905 e per D2 S16C40C - 1N5822 - S10C40 -

Per pannelli di piccola potenza si può fare una regolazione di tipo parallelo applicando in pratica un equivalente zener di potenza che non lascia salire la tensione oltre quella di massima carica della batteria.

Per la taratura sostituire la batteria con una R da 470 Ohm circa, attaccare in parallelo un multimetro in Vcc, posizionare il pannello in pieno sole e regolare il trimmer per leggere sul multimetro 14,2V. Ora il regolatore può essere collegato alla batteria. Il BDX53 va fissato su una adeguata aletta per smaltire la potenza che dovrà dissipare e che sarà circa come quella massima del pannello. Se la potenza del pannello non è più piccola invece che far dissipare tutto al transistore basta mettere tra collettore e + del pannello un carico come una lampada d'auto da 12V e potenza simile a quella del pannello o leggermente maggiore. Usare la stessa tecnica di taratura anche se si usa il MOSFET.

ALTRO REGOLATORE PARALLELO CON MOSFET

REGOLATORE DI CARICA CON RELÈ

Con il trimmer T1 regolo l'eccitazione del relè di fine carica a 14,2 V della batteria staccando il pannello solare.

Con batteria carica a 14,2V sul punto E del 78L08 si avranno circa 13,5V ne consegue che su R5 avremo unna tensione di circa

56K x 13.5V/(68K+56K)= 6V circa

In queste condizioni le uscite pin 1 e pin 7 di U2 saranno a livello alto essendo sia pin 3 che pin 5 a tensione superiore di quella regolata con il trimmer T1. anche pin 1 e 2 di U1 andranno a livello alto e pertanto l'uscita del AND U1A sarà pure a livello alto come pure le uscite 4-10-11 per cui attraverso R6 Q1 satura ed eccita il relè come avevamo già affermato. Il diodo D6 mantiene alto il pin 2 di U1A anche se al scendere della tensione di Vbat il pin 3 di U2 scende sotto il livello di pin2 e l'uscita 1 di U2 andrebbe bassa non garantendo il livello alto necessario al pin 2 di U1 per mantenere Q1 saturo e relè eccitato. Quando anche il pin 7 va a 0V basta uno 0 sul pin 1 di U1A per avere 0V sul pin 3 di U1A e di conseguenza pure sulle uscite 4-10-11 di U1 che interdicono Q1 e il relè si diseccita riattaccando il pannello alla batteria. Affinché succeda questo la tensione su R5 cioè pin 5 di U2 deve scendere sotto il valore di tensione sul pin 6.

Il pin 2 di U2 si troverà a circa 6V ne consegue che per diseccitare il relè il pin 5 di U2 deve scendere sotto il valore di tensione sulla R8

VR8 = 18K x 6V/(18K+1,5K)= 5,54V

Cioè VR5<5,54V che equivale a Vbat= VD3+(R5+R4) x VR5/R5 = (56+68) x 5,54V/56= 0,7+12,26= 13V

D6 in queste condizioni di relè diseccitato è interdetto e pin 2 di U1A sarà mantenuto a 0V con la R9, potrà diventare un livello alto quando Vbat sale a 14,2V e il pin 1 di U2 va alto come già spiegato.

Conclusione stacca la carica a 14,2 V e riattacca a 13V

REGOLATORE PARALLELO CON MOSFET

Fino a che la tensione del pannello non raggiunge una soglia minima di circa 11,2V U2 non polarizza Q1 e pertanto U1 resta disalimentato e Q3 interdetto e Q2 non può saturare. Quando il pin 3 di U2 super il pin 2 il pin 1 va alto polarizza Q1 e il 78L05 avrà al suo ingresso una tensione attorno agli 11V più che sufficiente per fornire alla sua uscita 5V che alimentano U1 e polarizzano il pin 5 di U2 a circa 5V. In queste condizioni se Vbat di uscita è a potenziale inferiore di 13V il pin 2 del 555 scenderà sotto 1,6V facendo scattare il pin 3 a +5V così che Q3 attraverso R7 può condurre e far saturare Q2 che potrà fornire corrente di carica alla batteria attraverso D5 se il pannello sarà a potenziale maggiore di Vbat. Il pin 3 del 555 permarrà a +5V e Q3 e Q2 saturi fino a che il pin 6 di U1 non superi i 3,3V con Vbat arrivata a 14,4V soglia che fa scattare a livello basso il pin 3 di U1 così che ne D3 ne D4, essendo la Vbat la massima ammessa, non forniranno potenziale alla base di Q3 che interdicendosi apre pure Q2 che stacca il pannello dalla batteria. Se la Vbat scende sotto i 13,8 / 13,7V, che equivale a far nascere sul pin 6 di U2 un potenziale (dato dal partitore R16/ R17 o in alternativa dalla regolazione di T13,8) sotto i 5V del pin 5 che manda alto il pin 7 di U2 così che attraverso D4, R7 polarizza Q3 che a sua volta fa saturare Q2 che riattacca il pannello alla batteria per ricaricarla nuovamente. Appena Vbat supera i 13,8 / 13,9V il pin 6 di U2 super il pin 5 e il pin 7 va basso interdicendo Q3 e Q2 e stacca nuovamente il pannello. In pratica la batteria permane in una carica di mantenimento attorno ai 13,8V, se però il prelievo di corrente forza la batteria a scendere sotto i 13V (o soglia regolabile con Tmin), interviene U1 che con i suoi +5V sul pin 3 tenendono saturi Q3 e Q2 sino a che la batteria sia ricaricata un po' più forzosamente a 14,4 V (o soglia regolabile con Tmax).

Tutti i diodi inseriti prima della batteria sarebbe opportuno facessero la minor caduta di tensione possibile,

questo sarebbe l'ideale con corrente massima di 10A

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INDICATORE DELLO STATO DI CARICA