TODOPIC

FORO TÉCNICO => Electrónica de potencia => Mensaje iniciado por: PalitroqueZ en 24 de Mayo de 2016, 18:50:23

Título: Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: PalitroqueZ en 24 de Mayo de 2016, 18:50:23: Hola,

tengo una batería SLA de 12V,7a-h el cual requiero cargar, y he montado un circuito de uno que conseguí por la red, pero tengo unas dudas al respecto.

el circuito es el siguiente:

(http://shdesigns.org/Images/gcellchg.gif)

este circuito tiene una explicación (en inglés) del siguiente sitio,

http://shdesigns.org/gcellchg.shtml

las dudas que tengo son

en la nota que aparece en la imágen dice

The output may float higher than 13.4v, Some brands of the LM317 IC need a minimun load. Add a 1k resistor accross to prevent this..

por lo que entiendo dice que el lm317 necesita una carga para operar correctamente, pero en dónde iría exactamente la r de 1k?

yo se la puse en paralelo al condensador C1, y se calienta muchisimo, (la r es de 5W)

la otra duda es, ¿el voltaje de carga puede ser muy superior a 13.4vdc cuando la bateria está cargando?

porque midiendo aparte el voltaje de la batería (con una carga) indica 13.1vdc,

cuando conecto la bateria al cargador, el voltaje se dispara a 16Vdc

en el circuito hablan de variar un potenciometro R4 para ajustar el voltaje de carga, pero

¿este voltaje de salida que indica el esquema eléctrico es con carga o sin carga?

cuando probé por primera vez el circuito del cargador, el led rojo encendió una vez y después de hacer unos ajustes en R4 no encendió jamás, deduzco que algún componente se averió :?
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: KILLERJC en 24 de Mayo de 2016, 22:58:51: Por fin me hago un tiempito masomenos largo.

Yo tengo un par de dudas. El creador de circuito Asume como si la unica "fuente" fuera el LM317. Pero que ademas tiene la bateria, me explicoun poco matematicamente.

(http://www.electro-tech-online.com/imgcache/10105-00906301.jpg)
(De ahora en adelante hablo del circuito este)

Para calcular el voltaje de salida del LM317, tenemos que entre el pin ADJ y OUT hay 2.5V que son el voltaje de referencia, un voltaje fijo, eso hace que por R1 conduzca una corriente I1 igual a:

I1 = Vref / R1

Por lo cual por R1 y R2 pasaria una corriente I1 que es la que daria la tension de salida, pero el pin de ADJ ademas cruza otra corriente que es Iadj. La tension de salida va a estar dada por la sumatoria de caida de tensiones:

Vout = I1 * R1 + I1 * R2 + Iadj * R2

Si sacamos factor comun y reemplazamos la formula de arriba nos da la formula del datasheet. El problema que tengo es que cuando pones un bateria en el extremo Vout. Ahora la corriente que atravieza R1 y R2 no depende unicamente del LM317, sino que por el teorema de superposicion ( https://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_superposici%C3%B3n ) va a circular otra corriente mas por R1/R2 debido a la bateria.

Y pienso que esa corriente afectaria a R2 y por lo tanto variaria el voltaje de salida. Todavia no logro llegar a un calculo matematico para eso. Puedo pensar que por R1 y R2 pasa una corriente Ibat = Vbat / (R1 + R2) , Pero con este razonamiento estaria con valores demasiados grandes de tension. Por eso ya aca no se como avanzar. La corriente que atravieza R1 realmente no me molesta ( Por que R1 va a mantener siempre sus 2.5V ), pero si la de R2 y pienso que quedaria algo asi.

Vout = I1 * R1 + I1 * R2 + Iadj * R2 + Ibat * R2

o que seria lo mismo que.

Vout = Vref ( 1 + R2/R1) + Iadj * R2 + Vbat * (R2 / (R2 + R1) )

Nuevamente le problema que si sigo esta linea de razonamiento me enfrento a sumar casi todo el valor de Vbat a Vout. Ya que R1 es muy pequeña comparada a R2 en el circuito que posteaste. Y Vbat se ve afectado por un valor R2 / (R1 + R2) que es proximo a 1.

Respecto al el transistor Q1 de tu circuito es simplemente un circuito de proteccion, cuando pasa por R1 0.65A ( es decir la corriente definida como maxima que daria el LM ), activaria el transistor encendiendo D1 y ademas deberia disminuir un poco la tension de salida. Pero esto ocurre cuando se llega al maximo. Por lo cual no es algo que implique en el tema de la "regulacion".

---------------------------------------

Por si las dudas dejo los 2 extremos por lo cual podria dar salida el LM

R2 = 7.2Kohm

Vout = 1.25V * ( 1 + 15.31) + 100uA * 7.2K = 20.38V + 0.72V = 21.1V

R2 = 2.2Kohm

Vout = 1.25V * ( 1 + 4.68) + 100uA * 2.2K = 7.1V + 0.22V = 7.31V

Al 50% deberias tener los 13.xx Voltios, podrias probarlo incluso sin la bateria y con la resistencia de 1K sola puesta. Y deberias ver el valor correcto.

Citar
yo se la puse en paralelo al condensador C1, y se calienta muchisimo, (la r es de 5W)

Por el teorema de la superposicion deberian existir 2 corrientes que la atraviezan, una causada por el LM y otro por el de la bateria, por lo cual serian la suma de las mismas al ir en el mismo sentido. Pero calculando con los valores que me diste: 16V LM y 13.1V bateria casi llega a 1W de potencia disipada. No se si llegaria al extremo que vos decis. Otra cosa tambien es que la corriente que da el LM no va toda a la bateria, una parte va a la resistencia y otra parte es contrarestada por la corriente que le daria la bateria a la resistencia, lo cual es mucho menor.

PD: Si alguno encuentra en que le estoy errando que lo diga que yo tambien estoy interesado en saber en donde le estoy errando para no hacerlo de nuevo. :P
Seguro que esta en que no puedo aplicar el teorema de superposicion por que existen elementos no lineales ( en el LM )
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: Chaly29 en 24 de Mayo de 2016, 23:24:06: Hola PalitroqueZ, este tipo de cargador es el usado en las centrales de alarma, por lo que lo tenga bastante visto:

Cita de: PalitroqueZ en 24 de Mayo de 2016, 18:50:23
por lo que entiendo dice que el lm317 necesita una carga para operar correctamente, pero en dónde iría exactamente la r de 1k?

yo se la puse en paralelo al condensador C1, y se calienta muchisimo, (la r es de 5W)

La resistencia de 1K solo es necesaria si la batería no permanece conectada continuamente, o sea, si el cargador va a ser conectado y desconectado de la batería, pues es necesario aplicar la resistencia de 1K para que la tensión de salida del LM317 permanezca estable.

La resistencia debe de ser conectada en paralelo al condensador C1

No puede calentar mucho, ya que la tensión de salida máxima del LM317 solo puede ser de 13.8V, por lo que con 13.8V la disipación sobre la resistencia sería de 0.19W y esta potencia no alcanzaría ni para calentar una resistencia de solo 1/4W

Cita de: PalitroqueZ en 24 de Mayo de 2016, 18:50:23
la otra duda es, ¿el voltaje de carga puede ser muy superior a 13.4vdc cuando la bateria está cargando?

porque midiendo aparte el voltaje de la batería (con una carga) indica 13.1vdc,

cuando conecto la bateria al cargador, el voltaje se dispara a 16Vdc

El voltaje de carga de este tipo de cargado es muy bajo, para una batería SLA debe de ser de entre 13.6V y 13.8V. Este tipo de cargador realizar una carga por "goteo", por lo que en realidad mantiene la batería cargada y "activa", mas que recuperar una batería descargada, y si bien puede recuperar una batería descargada, pues le tomaría un buen tiempo hacerlo

Cuando una batería completamente cargada es retirada de un cargador, y enseguida se le mide la tensión, pues esta medirá una tensión mayor de 13.5V porque posee la llamada "carga superficial" luego de conectarle una carga, esta "carga superficial" hace que la tensión se reduzca rápidamente asta estabilizarse en aproximadamente 13.2V, donde permanecerá un muy buen tiempo, por supuesto esto se cumple si la batería en cuestión se encuentra en buen estado.

El voltaje de la batería con el cargador conectado y dependiendo del tipo de cargador no debe de superar los 14.4V (en los terminales de la batería) para una carga muy rápida y de 13.6 a 13.8 para este tipo de cargadores que realizan una carga por goteo o carga de mantenimiento.

Cita de: PalitroqueZ en 24 de Mayo de 2016, 18:50:23
en el circuito hablan de variar un potenciometro R4 para ajustar el voltaje de carga, pero

¿este voltaje de salida que indica el esquema eléctrico es con carga o sin carga?

Enciendes el cargador con la resistencia de 1K conectada en paralelo a C1 y sin conectar la batería, regulas el preset para una tensión de batería de entre 13.6 y 13.8 voltios y luego se conecta la batería.

El LM317 debe de poseer un buen disipador, porque si inicialmente tu batería posee muy poca carga o está descargada completamente, el LM317 entregará hasta 0.7A que es la intensidad máxima posible gracias a R1 Q1 y D1 que en conjunto conforman un limitador de corriente con su límite superior en aproximadamente 0.7A, por supuesto siempre y cuando el transformador de tu cargador resista esta corriente.

Recuerda que la tensión de entrada al LM317 debe de ser no menor a los 16V y no mayor a los 20V. Y con una capacidad de entrega de corriente no menor a 0.75A. Esto para que el cargador funcione adecuadamente.

Cita de: PalitroqueZ en 24 de Mayo de 2016, 18:50:23
cuando probé por primera vez el circuito del cargador, el led rojo encendió una vez y después de hacer unos ajustes en R4 no encendió jamás, deduzco que algún componente se averió :?

Sin dudas algo del circuito se estropeó. Ya te digo, con el circuito alimentado y sin conectar la batería (si conectada la resistencia de 1K en paralelo a C1) debe de permitirte regular la tensión de salida a los valores ya indicados, de no ser así, algo está dañado. Luego de conseguir las tensiones indicadas, ya puede conectar la batería para realizar su carga.

Tensiones de carga superiores a 14.7V definitivamente dañarían seriamente la batería.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: Chaly29 en 24 de Mayo de 2016, 23:32:07: Hola KILLERJC

Cita de: KILLERJC en 24 de Mayo de 2016, 22:58:51
PD: Si alguno encuentra en que le estoy errando que lo diga que yo tambien estoy interesado en saber en donde le estoy errando para no hacerlo de nuevo. :P
Seguro que esta en que no puedo aplicar el teorema de superposicion por que existen elementos no lineales ( en el LM )

Es muy sencillo en lo que le estás errando :D :mrgreen:

Te equivocas en pensar que la batería funciona como "batería" al estar conectada y en realidad, la batería al estar conectada funciona como una carga, y como tal no entrega tensión si no que por ella circula una corriente tal que será mayor o menor dependiendo su nivel de carga, pero nunca será una batería propiamente dicha, ya que el cargador entrega mucha mas tensión de lo que la propia batería puede entregar.

Por lo que toda tu teoría y formulerío que de seguro te a llevado buen rato se reduce a una simple expresión, la batería pasa a ser una carga tirando por el piso todo lo que as escrito :P ;-)

Un saludo.

Atte. CARLOS.
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: KILLERJC en 25 de Mayo de 2016, 09:06:51: Edito... veo que tambien le contestaste a PalitroqueZ antes, por lo cual el resumen de por que no regula y se le va a los 16V cuando conecta la bateria es por culpa del LM317 que esta "roto".
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: Chaly29 en 25 de Mayo de 2016, 15:43:15: Hola KILLERJC, también puede ser simplemente que este mal regulado, PalitroqueZ no da muchos datos.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: PalitroqueZ en 25 de Mayo de 2016, 17:01:57: Hola KILLERJC, hola Carlos, ante todo gracias por responder.

efectivamente tenía algo malo en el diseño del circuito, la fuente de entrada que estaba utilizando marcaba 31Vdc y no estaba debidamente filtrada, cambié los cables del transformador y puse un electrolitico de 4700uF para tener unos 16.9Vdc a la entrada.

hice los ajustes respectivos y estos son los datos,

bateria (sin carga)=13.0Vdc
el cargador(sin la bateria)=13.66Vdc
el cargador (con la bateria cargando)= 13.18Vdc

pero noto algo raro, el led no enciende (es un led amarillo de 5mm).

(http://www.todopic.com.ar/foros/imgtiny/nxrlat.jpg)
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: Picuino en 25 de Mayo de 2016, 17:23:15: Puede que R2 esté conectada al otro lado de R1.
En ese caso en R1 caen 0.48 voltios, por lo que está cargando la batería con 0.48 Amperios, inferior al límite.

Un saludo.
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: Chaly29 en 25 de Mayo de 2016, 19:33:16: Hola PalitroqueZ, suponiendo que todo esté correcto, el led solo encendería cuando Q1 conduce, o sea solo encenderá cuando el cargador esté al máximo de su capacidad.

LED will be on when the current is at max. It will turn off whin it switches to float charge
Un saludo.

LED se enciende cuando la corriente está en el máximo. Se apagará cuando se cambia a carga de flotación (carga por goteo)

Atte. CARLOS.
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: Picuino en 26 de Mayo de 2016, 10:38:41: Ten en cuenta PalitroqueZ que con un montaje como el que tienes, en protoboard, puede haber bastante caída de tensión.
Mide en diferentes puntos a ver que sale.
¿Cuánto mide la tensión en bornes de R1?
¿Y entre la patilla baja de R2 y la patilla 2 de U1?
¿Y entre las patillas 1 y 2 de U1? (1.25v)
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: sander en 26 de Mayo de 2016, 16:39:18: Y que tal utilizar una fuente de corriente para cargar este tipo de baterias, no es mas recomendable?, creo que para las NI-MH es lo que usa.
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: Chaly29 en 26 de Mayo de 2016, 22:11:42: Hola sander, a ninguna batería es recomendable cargarla con una fuente de corriente constante, por lo menos si no está bajo continua supervisión. Ya que cumplida con la carga máxima, si se le sigue introduciendo corriente lo que conseguimos es "secarla" y por lo tanto perdería vida útil.

Con este cargado, el mismo puede estar conectado indefinidamente sin consecuencias para la batería.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
Título: Re:Dudas con Cargador de Baterias de Gel
Publicado por: PalitroqueZ en 27 de Mayo de 2016, 20:52:08: Hola,

hice unas pruebas con el circuito, le coloqué una resistencia de bajo valor en lugar de la bateria (para simular una bateria descargada) y el led encendió, habían aprox. 450mA

creo que la bateria no está completamente descargada, o es eso o está dañada :)

la dejaré cargando 1 día completo para ver.

pd:
la bateria es usada, tiene 1 año funcionando dentro de un UPS, estas son sus caracteristicas tecnicas

(http://www.todopic.com.ar/foros/imgtiny/2f09114.jpg)