Domenico v2.0

Caricabatteria per auto

Aperto il mio vecchio caricabatteria per auto (al piombo) per verificare il perché non funzionava più, con mio stupore ho visto che al suo interno non c'era quasi niente, due diodi raddrizzatori e una lampadina per limitare la corrente di carica.
Dopo aver verificato che il problema era il trasformatore bruciato (il componente più costoso) ho pensato di migliorare il mio caricabatteria.
Il circuito progettato è un "caricabatteria a tampone", in segito spiegerò la differenza tra i vari caricabatteria..


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In Poche parole andremo a controllare con una certa frequenza lo stato di carica e in base a questo si deciderà la carica o meno del nostro accumulatore.
Come si nota dallo schema elettrico l'SCR Q1 è interdetto, ma appena la semionda positiva arriva sul diodo D1 attraversa D3 e si porta sul gate di Q1 innescando la conduzione dello stesso.
Se non vi è collegata nessuna batteria, il diodo zener DZ1 entra in conduzione (perché si supera la tensione di zener di 12V) portando a sua volta in conduzione l'SCR Q2 facendo accendere il diodo led LED1.
Questo ciclo si ripete anche sulla semionda che attraversa D2, con una frequenza doppia di quella di linea pari a 100 volte il secondo.
Appena si collega l'accumulatore, la tensione ai capi dello zener scende e si interdice facendo diminuire la tensione sul gate di Q2 sotto la tensione d'innesco.
Poiché la tensione sull'anodo di Q2 e di tipo pulsante, lo stesso si interdice non appena si porta sullo 0 V facendo spegnere il led.
L'SCR Q2 rimarrà interdetto finché la tensione ai capi del diodo zener non supera il valore di conduzione e riporta Q2 a condurre, riaccendendo il led per indicare la fine della carica.
Questa tensione è ottenuta regolando il trimmer TRM1.
Il led ci segnala lo stato di carica della batteria, led spento indica la batteria in carica mentre il led acceso segnala la batteria carica.
Nella mia realizzazione ho utilizzato un trasformatore 60VA - Vout 15x2, normalmente la corrente di carica deve essere 1/5 - 1/10 della corrente della batteria nel mio caso è di 4 Ampere.
Per eseguire la taratura della tensione di carica, consiglio di collegare una batteria di piccolo amperaggio possibilmente già carica, posizionare il trimmer TRM1 al 50% della corsa e collegare un voltometro in parallelo ai capi della batteria.
Regolare il trimmer TRM1 in modo da far stabilizzare la tensione di carica della batteria a 13.6V per le batterie con liquido e a 13.8V per batterie in gel.
L'operazione di taratura va ripetuta più volte durante la giornata fino a essere certi che la tensione massima di carica sia quella giusta.
Durante la realizzazione bisogna tener presente alcuni cose:
• Le resistenze di potenza scaldano e possono raggiungere temperature elevate, vanno montate   distanziate dalla basetta e dai cavi, e se necessita con adeguato dissipatore.
• Il ponte di potenza e l'SCR Q1 necessitano di un adeguato raffreddamento.
• Consiglio di scegliere un contenitore metallico capiente per far raffreddare meglio i componenti e di   collegarlo alla terra della rete elettrica.
• Comprate l'SCR ad anodo isolato elettricamente in modo da fissarlo direttamente al contenitore, altrimenti   sarà necessario isolarlo tramite rondella di plastica.
• Per i cavi da portare sulla batteria si consigliano l'uso di diametro da 4mm o 6mm con morsetti di buona   qualità.
Nella mia realizzazione il contenitore è piccolo ma non ho avuto problemi di surriscaltamento visto che la corrente in gioco non è molto alta.
Se si dimensionano i componenti di potenza (ponte, SCR e resistenze) per correnti oltre i 10 A pare molta attenzione al loro raffreddamrnto soprattutto con batterie molto scariche.
Consiglio di caricare le batterie in ambienti ventilati, ricordo che sia in fase di carica che in fase di scarica si genera idrogeno un gas ad alto potere calorico facilmente infiammabile.
Ogni scintilla o fiamma sviluppata in prossimità di una batteria può provocare l'accensione del gas e l'esplosione della stessa batteria, Usate le dovute Attenzioni !!

Informazioni aggiuntive

L’autoscarica è uno dei principali motivi di deterioramento delle batterie occasionalmente utilizzate.
Le batterie dapprima perdono la loro carica, poi si attiva un processo chimico irreversibile chiamato “solfatazione”.
Quando accade questo, la nostra batteria perde la sua capacità e diventa inutilizzabile.
Lo schema proposto in precedenza torna utile a tutti quelli che hanno un’auto, una moto o comunque una batteria non frequentemente utilizzata.
Rispetto al classico caricabatteria acquistato per pochi euro il mio circuito presenta la caratteristica di poter caricare per lunghi tempi una o più batterie senza danneggiarle.
Le batterie caricabili con questo circuito sono:
- Batterie a 12V del tipo piombo con liquido
- Batterie al piombo con ricombinazione dei gas
- Batterie al piombo gel
- Batterie al piombo sealed acid.
Facciamo ora una breve panoramica sui vari tipi di caricabatteria presenti sul mercato:

- Classico
    Tipo di carica : continuo (carica la batteria fin quando non viene spento)
• Difetti: genera una grossa evaporazione della soluzione d’elettrolisi che si trasforma in nubi di pericoloso idrogeno (pericolo d’esplosioni e incendio). Danneggia le batterie a ricombinazione dei gas o a gel.
• Pregi: Costo basso.

- A soglia di tensione o finestra
    Tipo di carica : Senza regolazione dinamica di tensione vale a dire che inizia a caricare con una tensione che considera come livello di “batteria, scarica” e termina la carica con una tensione che considera come tensione di “batteria carica”
• Difetti : le batterie di capacità minore non sono caricate completamente a causa della maggiore facilità del raggiungimento della soglia di tensione di batteria carica. In qualsiasi caso non sempre viene garantita la batteria carica al 100%, questo perché prima di esser sottoposta ad un nuovo ciclo di ricarica la batteria dovrà dapprima scaricarsi.
• Pregi: Un passo avanti rispetto al sistema classico (la batteria non si danneggia).

- A tampone
    Tipo di carica: Viene mantenuta la tensione di batteria carica con continui “rabbocchi di corrente”.
• Difetti : Carica un po’ più lenta. Costo del sistema più alto.
• Pregi : Il caricabatteria ideale per chi non ha fretta, permette di avere batterie sempre perfettamente cariche.

Domenico Lamanda Settembre 2009