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

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. 

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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.

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 1Ω / 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, o PDF, GERBER e JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para baixar gratuito e em um link direto, “MEGA”.

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

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