5 meilleurs circuits de chargeur de batterie automatique 6V 4Ah utilisant un relais et un MOSFET

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Les 5 versions suivantes de circuits de chargeur de batterie 6 volts 4 AH ont été conçues par moi et publiées ici en réponse à la demande de M. Raja, apprenons toute la conversation.

Spécifications techniques

`` Cher monsieur, veuillez poster un circuit pour charger une batterie au plomb de 6 volts 3,5 Ah à partir d'une batterie de 12 volts. Le chargeur doit automatiquement arrêter la charge lorsque la batterie est complètement chargée.



Veuillez utiliser un transistor au lieu d'un relais pour arrêter la charge, et dites-moi également comment utiliser un relais 12 volts pour le même circuit.

Expliquez quel relais ou transistor est sûr et durable pour couper la charge. (À l'heure actuelle, je charge ma batterie ci-dessus en utilisant simplement LM317 avec des résistances de 220 ohms et de 1 kilo ohms et un couple de condensateurs) J'attends votre article, merci.



La conception

Le circuit suivant montre un simple circuit de chargeur de batterie automatique 6 volts 4 à 10 AH utilisant un Relais 12 volts , conçu pour couper automatiquement l'alimentation de la batterie dès que le niveau de charge complet de la batterie est atteint.

Comment ça fonctionne

En supposant qu'aucune batterie n'est connectée au circuit, lorsque l'alimentation est allumée, le contact du relais sera au N / C et aucune alimentation ne pourra atteindre le Circuit IC 741 .

Maintenant, lorsque la batterie est connectée, l'alimentation de la batterie actionnera le circuit, et en supposant que la batterie soit dans un état déchargé, la broche n ° 2 sera inférieure à la broche n ° 3, provoquant un niveau élevé à la broche n ° 6 du circuit intégré. Cela activera le pilote de relais de transistor, qui à son tour décale le contact de relais de N / C à N / O en connectant l'alimentation de charge à la batterie.

La batterie commencera maintenant à se charger lentement et dès que ses bornes atteindront 7V, la broche n ° 2 aura tendance à devenir plus haute que la broche n ° 3, provoquant une baisse de la broche n ° 6 du circuit intégré, désactivant le relais et coupant l'alimentation à la batterie.

Le niveau bas existant à la broche n ° 6 entraînera également une baisse permanente de la broche n ° 3 via la diode 1N4148 liée, et ainsi le système sera verrouillé, jusqu'à ce que l'alimentation soit coupée puis rallumée.

Si vous ne souhaitez pas avoir cet agencement de verrouillage, vous pouvez très bien éliminer la diode de retour 1N4148.

Noter : La section des indicateurs LED pour les 3 schémas suivants a été récemment modifiée après un test pratique et une confirmation

Circuit n ° 1

Circuit de chargeur automatique 6V

VEUILLEZ CONNECTER UN 10uF ACROSS PIN2 ET PIN4, AFIN QUE LA SORTIE OP AMP COMMENCE TOUJOURS AVEC UN INTERRUPTEUR D'ALIMENTATION `` HIGH '' ON

Le circuit suivant montre un simple circuit de chargeur de batterie automatique 6 volts 4 AH sans utiliser de relais, plutôt directement via un transistor, vous pouvez également remplacer le BJT par un mosfet pour permettre également une charge de niveau Ah élevé.

Conception de PCB pour le circuit ci-dessus

La conception de la mise en page du PCB a été fournie par l'un des adeptes passionnés de ce site Web, M. Jack009

Circuit n ° 2

VEUILLEZ CONNECTER UN 10uF ACROSS PIN2 ET PIN4, AFIN QUE LA SORTIE OP AMP COMMENCE TOUJOURS AVEC UN INTERRUPTEUR D'ALIMENTATION `` HIGH '' ON

Mettre à jour:

Le circuit de chargeur transistorisé 6V ci-dessus a une erreur. Au niveau de pleine charge, dès que le négatif de la batterie est coupé par le TIP122, ce négatif de la batterie est également coupé pour le circuit IC 741.

Cela implique que maintenant l'IC 741 est incapable de surveiller le processus de décharge de la batterie, et sera incapable de restaurer la charge de la batterie lorsque la batterie atteint le seuil de décharge inférieur?

Pour corriger cela, nous devons nous assurer qu'au niveau de charge complète, le négatif de la batterie n'est coupé que de la ligne d'alimentation et non de la ligne de circuit IC 741.

Le circuit suivant corrige ce défaut et s'assure que l'IC741 est capable de surveiller et de garder une trace de l'état de la batterie en permanence dans toutes les circonstances.

VEUILLEZ CONNECTER UN 10uF ACROSS PIN2 ET PIN4, AFIN QUE LA SORTIE OP AMP COMMENCE TOUJOURS AVEC UN INTERRUPTEUR D'ALIMENTATION `` HIGH '' ON

Comment configurer le circuit

Au départ, gardez la résistance de rétroaction pin6 déconnectée et sans connecter de batterie, ajustez R2 pour obtenir exactement 7,2 V à la sortie du LM317 (à travers la cathode de 1N5408 et la ligne de masse), pour alimenter le circuit IC 741.

Maintenant, jouez simplement avec le préréglage 10k et identifiez une position où les LED ROUGES / VERTES bascule / bascule ou changent ou basculent entre leur éclairage.

Cette position dans l'ajustement préréglé peut être considérée comme la coupure ou le point de seuil.

Ajustez-le soigneusement à un point où la LED ROUGE dans le premier circuit s'allume juste ...... mais pour le deuxième circuit, ce devrait être la LED verte qui est censée s'allumer.

Le point de coupure est maintenant réglé pour le circuit, scellez le préréglage dans cette position et reconnectez la résistance pin6 aux points indiqués.

Votre circuit est maintenant configuré pour charger n'importe quelle batterie 6V 4 AH ou d'autres batteries similaires avec une fonction de coupure automatique dès ou chaque fois que la batterie est complètement chargée à la valeur définie ci-dessus 7.2V.

Les deux circuits ci-dessus fonctionneront également bien, mais le circuit supérieur peut être modifié pour gérer des courants élevés même jusqu'à 100 et 200 AH simplement en modifiant le circuit intégré et le relais. Le circuit inférieur peut être fait pour faire cela seulement jusqu'à une certaine limite, peut être jusqu'à 30 A environ.

Le deuxième circuit d'en haut a été construit et testé avec succès par Dipto qui est un lecteur assidu de ce blog, les images soumises du prototype de chargeur solaire 6V peuvent être vues ci-dessous:

Image de maquette de prototype de chargeur de batterie 6V, 4ah

Ajout d'un contrôle actuel:

Un automatique régulateur de contrôle de courant La fonction peut être ajoutée avec les conceptions ci-dessus en introduisant simplement un circuit BC547 comme indiqué dans le schéma suivant:

Circuit n ° 3

VEUILLEZ CONNECTER UN 10uF ACROSS PIN2 ET PIN4, AFIN QUE LA SORTIE OP AMP COMMENCE TOUJOURS AVEC UN INTERRUPTEUR D'ALIMENTATION `` HIGH '' ON

La résistance de détection de courant peut être calculée par la simple formule de la loi d'Ohm:

Rx = 0,6 / courant de charge max

Ici, 0,6 V fait référence à la tension de déclenchement du transistor BC547 du côté gauche, tandis que le courant de charge maximal signifie la charge maximale en toute sécurité pour la batterie, qui peut être de 400 mA pour une batterie au plomb de 4 Ah.

Par conséquent, la résolution de la formule ci-dessus nous donne:

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

Watts = 0,6 x 0,4 = 0,24 watt ou 1/4 watt

L'ajout de cette résistance garantira que le taux de charge est entièrement contrôlé et qu'il n'est jamais dépassé la limite de courant de charge de sécurité spécifiée.

Clip vidéo du rapport de test:

Le clip vidéo suivant montre le test du circuit de chargeur automatique ci-dessus en temps réel. Comme je n'avais pas de batterie 6V, j'ai testé la conception sur une batterie 12V, ce qui ne fait aucune différence, et il s'agit de régler le préréglage en conséquence pour la batterie 6V ou 12V selon les préférences de l'utilisateur. La configuration de circuit illustrée ci-dessus n'a été modifiée d'aucune manière.

Le circuit a été réglé pour couper à 13,46 V, qui a été sélectionné comme niveau de coupure de charge complète. Cela a été fait pour gagner du temps car la valeur réelle recommandée de 14,3 V aurait pu prendre beaucoup de temps.Par conséquent, pour le rendre rapidement, j'ai sélectionné 13,46 V comme seuil de coupure haut.

Cependant, un point à noter est que la résistance de rétroaction n'a pas été utilisée ici et que l'activation du seuil inférieur a été automatiquement implémentée à 12,77 V par le circuit, selon la propriété d'hystérésis naturelle de l'IC 741.

Conception de chargeur 6V # 2

Voici un autre circuit de chargeur de batterie au plomb-acide 6V automatique, simple mais précis, régulé, qui coupe le courant de la batterie dès que la batterie atteint sa pleine charge. Une LED allumée à la sortie indique l'état de pleine charge de la batterie.

Comment ça fonctionne

Le DIAGRAMME DU CIRCUIT peut être compris avec les points suivants:

Fondamentalement, le contrôle et la régulation de la tension sont effectués par le cheval de travail polyvalent IC LM 338.

Une tension d'alimentation CC d'entrée de l'ordre de 30 est appliquée à l'entrée du circuit intégré. La tension peut provenir d'un transformateur, d'un pont et d'un réseau de condensateurs.

La valeur de R2 est définie pour obtenir la tension de sortie requise, en fonction de la tension de la batterie à charger.

Si une batterie 6 volts doit être chargée, R2 est sélectionné pour produire une tension d'environ 7 volts en sortie, pour une batterie 12 volts elle devient 14 volts et pour une batterie 24 volts, le réglage se fait à environ 28 volts.

Les réglages ci-dessus prennent en compte la tension qui doit être appliquée à la batterie en charge, cependant la tension de déclenchement ou la tension à laquelle le circuit doit être coupé est réglée en ajustant le potentiomètre ou le préréglage de 10 K.

Le préréglage 10K est associé au circuit impliquant l'IC 741 qui est fondamentalement configuré comme un comparateur.

L'entrée inverseuse de l'IC 741 est bloquée à une tension de référence fixe de 6 via une résistance de 10K.

En référence à cette tension, le point de déclenchement est défini via le préréglage 10 K connecté aux bornes de l'entrée non inverseuse du CI.

L'alimentation de sortie de l'IC LM 338 va au positif de la batterie pour la charger. Cette tension sert également de détection ainsi que de tension de fonctionnement pour l'IC 741.

Selon le réglage du préréglage de 10 K lorsque la tension de la batterie pendant le processus de charge atteint ou dépasse le seuil, la sortie de l'IC 741 devient élevée.

La tension passe à travers la LED et atteint la base du transistor qui à son tour conduit et coupe l'IC LM 338.

L'alimentation de la batterie est immédiatement coupée.

La LED allumée indique l'état de charge de la batterie connectée.

Circuit n ° 4

Ce circuit de chargeur de batterie automatique peut être utilisé pour charger toutes les batteries plomb-acide ou SMF ayant des tensions comprises entre 3 et 24 volts.

Le circuit ci-dessus n'a pas été jugé si satisfaisant par certains lecteurs, j'ai donc modifié le circuit ci-dessus pour un fonctionnement meilleur et garanti. Veuillez voir la conception modifiée dans la figure ci-dessous.

Conception de PCB pour le circuit de chargeur de batterie automatique 6V, 12V, 24V finalisé ci-dessus

Circuit de chargeur de batterie solaire 6V avec protection contre les surintensités

Jusqu'à présent, nous avons appris comment utiliser un simple circuit de chargeur de batterie 6V avec protection contre les surintensités en utilisant l'entrée secteur. Dans la discussion suivante, nous essaierons de comprendre comment le même pourrait être configuré en conjonction avec un panneau solaire, et également avec une entrée d'adaptateur AC / DC.

Le circuit comprend également une fonction d'indication de l'état de la batterie à 4 étages, un étage de commande de surintensité, un arrêt automatique pour la charge et le chargement de la batterie, ainsi qu'une prise de charge de téléphone portable séparée. L'idée a été demandée par M. Bhushan Trivedi.

Spécifications techniques

Salutations, j'espère que vous allez bien. Je suis Bhushan et je travaille actuellement sur un projet de loisir. Je suis très impressionné par les connaissances que vous partagez sur votre blog et j'espérais si vous aimeriez me guider un peu dans mon projet.

Mon projet consiste à charger une batterie scellée 6V 4,5 Ah avec grille et panneau solaire.

Cette batterie alimentera les lumières LED et un point de charge pour téléphone portable. En fait, la batterie sera conservée dans une boîte. et la boîte aura deux entrées pour le chargement de la batterie. Ces deux entrées sont solaires (9V) et AC (230V) pour charger la batterie 6V.

Il n'y aura pas de basculement automatique. C'est comme si l'utilisateur avait la possibilité de charger la batterie à partir de l'énergie solaire ou du réseau. mais les deux options d'entrée doivent être disponibles.

Par exemple, si un jour de pluie ou pour une raison quelconque, la batterie ne peut pas être chargée à partir d'un panneau solaire, la charge du réseau doit être effectuée.

Je recherche donc une option des deux entrées de la batterie. Rien d'automatique ici La LED de l'indicateur de niveau de batterie doit indiquer en rouge, jaune et vert le niveau de batterie.

Coupure automatique de la batterie après que la tension a baissé certaines limites pour assurer une longue durée de vie de la batterie. Je joins un bref énoncé du problème à cet e-mail pour votre référence.

Je recherche un circuit pour l'agencement qui y est présenté. Je suis impatient de vous entendre à ce sujet

Sincères amitiés,

Bhushan

Le 5ème design

Le circuit de chargeur de batterie solaire 6 V requis peut être observé dans le schéma présenté ci-dessous.

En se référant au schéma, les différentes étapes peuvent être comprises à l'aide des points suivants:

L'IC LM317 qui est un régulateur de tension standard IC est configuré pour produire une sortie fixe de 7 V déterminée par les résistances 120 ohms et 560 ohms.

Le transistor BC547 et sa résistance de base de 1 ohm garantissent que le courant de charge de la batterie 6V / 4,5AH ne dépasse jamais la marque optimale de 500mA.

La sortie de l'étage LM317 est directement connectée à la batterie 6V pour la charge prévue de la batterie.

L'entrée de ce circuit intégré est sélectionnable via un commutateur SPDT, soit à partir du panneau solaire donné, soit à partir d'un adaptateur AC / DC, selon que le panneau solaire produit une tension suffisante ou non, qui pourrait être surveillée via un voltmètre connecté à la sortie broches du CI LM317.

Les quatre opamps du IC LM324 qui est un quad opamp dans un boîtier sont câblés en tant que comparateurs de tension et produisent des indications visuelles pour les différents niveaux de tension à tout instant, pendant le processus de charge ou pendant le processus de décharge à travers le panneau LEd connecté ou toute autre charge.

Toutes les entrées inverseuses des amplificateurs opérationnels sont fixées à une référence fixe de 3V via la diode Zener correspondante.

Les entrées non inverseuses des amplificateurs opérationnels sont individuellement attachées à des préréglages qui sont réglés de manière appropriée pour répondre aux niveaux de tension pertinents en rendant leurs sorties hautes séquentiellement.

Les indications pour la même chose peuvent être surveillées via les LED colorées connectées.

La LED jaune associée à A2 peut être réglée pour indiquer le seuil de coupure basse tension. Lorsque cette LED s'éteint (le blanc s'allume), le transistor TIP122 est empêché de conduire et coupe l'alimentation de la charge, garantissant ainsi que la batterie n'est jamais autorisée à se décharger à des limites irrécupérables dangereuses.

La LED A4 indique le niveau supérieur de charge complète de la batterie .... cette sortie pourrait être alimentée à la base du transistor LM317 afin de couper la tension de charge de la batterie empêchant la surcharge (en option).

Veuillez noter que puisque l'A2 / A4 n'a pas d'hystérésis incluse, cela peut produire des oscillations aux seuils de coupure, ce qui ne sera pas nécessairement un problème ou n'affectera pas les performances ou la durée de vie de la batterie.

Circuit n ° 5

Ajout d'un arrêt automatique sur la charge complète de la batterie de la batterie

Le schéma modifié avec coupure automatique de surcharge de peut être implémenté en connectant la sortie A4 au BC547.

Mais maintenant, la formule de la résistance de limitation de courant sera la suivante:

R = 0,6 + 0,6 / courant de charge max

Commentaires de M. Bhushan

Merci beaucoup pour votre soutien continu et les conceptions de circuits ci-dessus.

J'ai quelques changements mineurs à la conception maintenant, que je voudrais vous demander d'intégrer dans la conception du circuit. Je voudrais dire que le coût du PCB et des composants est une grande préoccupation, mais je comprends que la qualité est également très importante.

Par conséquent, je vous demande de trouver un juste équilibre entre les performances et le coût de ce circuit. Donc, pour commencer, nous avons cette BOÎTE, dans laquelle logera la batterie au plomb SMF 6V 4,5 Ah et le PCB.

La batterie 6 V 4,5 Ah sera chargée via les options suivantes à partir d'une seule entrée:

a) Un adaptateur 230 V CA à 9 V CC (je souhaite continuer avec un chargeur de 1 ampère, votre opinion?) «OU»

b) Un module solaire de 3 à 5 watts (tension maximale: 9 V (6 V nominal), courant maximal: 0,4 à 0,5 ampères)

Diagramme

La batterie ne peut être chargée que par une seule alimentation à la fois et n'aura donc qu'une seule entrée sur le côté gauche de la boîte.

Pour le moment où cette batterie est en cours de charge, il y aura une petite lumière LED rouge qui s'allume sur la face de la police de la boîte (indicateur de charge de la batterie dans le diagramme) Maintenant, à ce stade, le système devrait également avoir un indicateur de niveau de batterie (batterie Indicateur de niveau dans le diagramme)

Je souhaite avoir trois niveaux d'indications pour l'état de la batterie. Ces tableaux indiquent la tension en circuit ouvert. Maintenant, avec le très peu de connaissances électroniques que j'ai, je suppose que c'est la tension idéale et non les conditions réelles, non?

Je pense que je vous laisserai le soin de décider et d'utiliser les facteurs de correction si nécessaire pour les calculs.

Je souhaite avoir les niveaux d'indicateurs suivants:

  1. Niveau de charge 100% à 65% = petite LED verte allumée (LED jaune et rouge éteinte)
  2. Niveau de charge 40% à 65% = petite LED jaune est allumée (LED verte et rouge éteinte)
  3. Niveau de charge 20% à 40% = petite LED rouge allumée (LED verte et jaune éteinte)
  4. Au niveau de charge de 20%, la batterie se déconnecte et cesse de fournir une puissance de sortie.

Du côté de la sortie maintenant (vue du côté droit dans le diagramme)

Le système alimentera les applications suivantes:

a) Ampoule LED 1 Watt, 6 V CC - 3 Non

b) Une sortie pour la recharge de téléphone portable. Je souhaite incorporer une fonction ici. Comme vous le voyez, les charges CC connectées à la batterie ont une puissance relativement inférieure. (juste un téléphone portable et trois ampoules LED de 1 watt). Maintenant, la fonctionnalité à ajouter dans le circuit devrait en quelque sorte fonctionner comme un fusible (je ne parle pas d'un fusible réel ici).

Supposons que si une ampoule CFL est connectée ici ou une autre application de puissance nominale plus élevée, l'alimentation électrique doit être coupée. Si la puissance totale consommée est supérieure à 7,5 watts CC connectée à ce système, le système doit couper l'alimentation et ne doit reprendre que lorsque la charge est inférieure à 7,5 watts.

Je souhaite essentiellement m'assurer que ce système n'est pas utilisé à mauvais escient ou qu'il ne tire pas une énergie excessive, endommageant ainsi la batterie.

C'est juste une idée. Je comprends cependant que cela peut potentiellement augmenter la complexité et le coût du circuit. Je chercherai votre recommandation à ce sujet sur l'opportunité d'inclure cette fonctionnalité ou non, car nous coupons déjà l'alimentation de la batterie une fois que l'état de charge atteint 20%.

J'espère que vous trouverez ce projet passionnant sur lequel travailler. J'ai hâte de recevoir vos précieux commentaires à ce sujet.

Je vous remercie pour toute votre aide jusqu'à présent et par avance pour votre coopération étendue à ce sujet.

Sincères amitiés,

Bhushan.

La conception

Voici une brève explication des différentes étapes incluses dans le circuit de chargeur de batterie 6V proposé avec protection contre les surintensités:

Le côté gauche LM317 est responsable de la production d'une tension de charge fixe de 7,6 V sur sa broche de sortie et sa masse pour la batterie, qui chute à environ 7 V via D3 pour devenir un niveau optimal pour la batterie.

Cette tension est déterminée par la résistance de 610 ohms associée, cette valeur peut être réduite ou augmentée pour changer la tension de sortie proportionnellement si nécessaire.

La résistance de 1 ohm associée et le BC547 limitent le courant de charge à environ 600 mA de sécurité pour la batterie.

Les amplificateurs opérationnels A1 --- A4 sont tous identiques et remplissent la fonction de comparateurs de tension. Selon les règles, si la tension à leur broche3 dépasse le niveau à la broche2, les sorties correspondantes deviennent hautes ou au niveau de l'alimentation ..... et vice versa.

Les préréglages associés peuvent être définis pour permettre aux amplificateurs opérationnels de détecter tout niveau souhaité sur leur pin3 et de faire monter leurs sorties correspondantes (comme expliqué ci-dessus), ainsi le préréglage A1 est réglé de telle sorte que sa sortie devienne élevée à 5V (niveau de charge 20% à 40%) .... Le préréglage A2 est réglé pour répondre avec une sortie élevée à 5,5 V (niveau de charge 40% à 65%), tandis que A3 se déclenche avec une sortie élevée à 6,5 V (80%), et enfin A4 alarme le propriétaire avec la LED bleue au niveau de la batterie atteignant la marque 7.2V (100% chargé).

À ce stade, la puissance d'entrée devra être désactivée manuellement car vous n'avez pas demandé d'action automatique.

Une fois que l'entrée est désactivée, le niveau de batterie 6v maintient les positions ci-dessus pour les amplificateurs opérationnels, tandis que la sortie de A2 garantit que le TIP122 se conduit en maintenant les charges pertinentes connectées à la batterie et fonctionnelles.

L'étage LM317 à droite est un étage de contrôleur de courant qui a été configuré pour limiter la consommation d'ampli de sortie à 1,2 ampères ou environ 7 watts selon les exigences. La résistance de 0,75 ohm peut être modifiée pour modifier les niveaux de restriction.

L'étage 7805 IC suivant est une inclusion séparée qui génère un niveau de tension / courant approprié pour charger les téléphones portables standard.

Maintenant, à mesure que l'énergie est consommée, le niveau de la batterie commence à diminuer dans la direction opposée, ce qui est indiqué par les LED correspondantes ...

Le bleu est le premier à s'éteindre en allumant le LEd vert, qui s'éteint en dessous de 6,5V illuminant le LEd jaune qui s'éteint de manière identique à 5,9V en s'assurant que maintenant le TIP122 ne conduit plus et que les charges sont éteintes ....

Mais ici, la condition peut osciller pendant un moment jusqu'à ce que la tension atteigne finalement en dessous de 5,5 V, éclairant la LED blanche et alarmant l'utilisateur pour un interrupteur d'alimentation d'entrée et commencer la procédure de charge.

Le concept ci-dessus peut être encore amélioré en ajoutant une fonction de coupure de charge complète automatique, comme illustré ci-dessous:




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