Electrónica: cómo cargar baterías de plomo ácido

Autor: 

José Miguel Sirgo Pacual
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17 Enero 2020
| |
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Las baterías de plomo se cargan por tensión y está bien definido cuál es el umbral mínimo de carga y la máxima tensión recomendable, que no es aconsejable sobrepasar porque, si ocurre se comienzan a degradar.

Hay diversas formas de fabricar un cargador rudimentario para este tipo de baterías, pero cuando el circuito carece de un sistema de corte, si lo dejamos conectado, al alcanzar la tensión máxima de carga se consumirá el agua del electrolito, lo cual provoca la muerte prematura de la batería por deshidratación.

Eso no supone un gran problema cuando la carga se hace de forma puntual, pero cuando usamos la batería como sistema de energía ininterrumpida (SAI) y siempre está conectada al cargador, como es el caso de unas luces de emergencia, no es una buena opción usar un cargador que carezca de corte automático.

Para tales menesteres se recurre al empleo de amplificadores operacionales configurados como comparador de tensión, que activan un revelador que se encarga de interrumpir la corriente cuando la tensión de la batería alcanza los 13.8 voltios y vuelve a conectar cuando desciende a 11.4 voltios.

Ese tipo de sistema es bueno pero adolece de varios inconvenientes:

1- Considerable número de componentes electrónicos.

2- Tiene que ser ajustado mediante trimers potenciométricos.

3- El uso de revelador implica un consumo eléctrico que repercute sobre la batería.

4- Tiene una histéresis que genera fluctuaciones en la tensión, lo cual se aprecia especialmente en el rendimiento de los aparatos que conectemos a la batería.

 

 

 

Por todo esto decidí diseñar un sistema de regulación para la carga de baterías de plomo que no tuviera estos pequeños inconvenientes.

La idea surgió inicialmente como un reto creativo de ingeniería y más tarde lo amplié para crear un sistema modular de alimentación ininterrumpida para 12 voltios, que pudiera ser utilizado en lugares donde el suministro eléctrico es precario.

Con ese sistema se tendría una fuente de alumbrado garantizada, inmune a los cortes de electricidad de la compañía suministradora.

Para tal fin solo hace falta unir tres circuitos funcionando conjuntamente.

Una fuente de alimentación, un regulador y un salva baterías. Este último se encargaría de impedir que la batería alcance niveles de descarga dañinos ella.

Un cuarto módulo opcional serviría para producir el encendido automático de una luz de emergencia y se encargaría de detectar la ausencia de tensión de la red. Cuando eso ocurra activaría una luminaria LED que se apagaría sola al ser restablecida la corriente eléctrica.

Para poder usar pequeños electrodomésticos solo tendríamos que recurrir a usar un convertidor de 12 voltios DC a 220 voltios AC.

Si alguien está interesado en este sistema que lo solicite y con gusto lo publico.

Como se ve en la imagen, el esquema teórico es de gran simplicidad: el circuito no precisa ajustes de ningún tipo.

El tiristor se tiene que montar en una aleta disipadora de metal que impida el sobrecalentamiento. El que yo usé es de una especial robustez y su cápsula está aislada por lo que no se requiere el uso de mica.

Se puede usar cualquier otro tipo de tiristor que esté dentro de los parámetros de corriente que requiera el cargador. Para ello es conveniente medir con un amperímetro la corriente máxima que se consumirá al estar la batería descargada e inicializarse el proceso de carga (es cuando más corriente demandará).

Una vez medido este parámetro, se sabrá cuántos amperios debe tener el fusible de seguridad, para lo cual le calcularemos un 25 por ciento como mínimo por encima de la corriente a consumir.

Otro dato muy importante es limitar la intensidad del cargador para que esté acorde con el tamaño de nuestra batería.

Para esto se usan resistencias (RL1 Y RL2), que mediante un conmutador dan la opción de tener dos intensidades de carga.

El transformador puede ser cualquiera que tenga el amperaje suficiente para este uso; lo recomendable es que como mínimo sean 10 amperios.

Su voltaje de salida estará entre los 14 voltios como mínimo y los 20 como máximo, si queremos tener una corriente de carga que haga viable el uso del circuito como SAI.

Si no lo hacemos de esta forma, ocurrirá que una corriente insuficiente puede llegar a descargar la batería si la ponemos en servicio durante un periodo prolongado.

Todo dependerá de la intensidad que se le demande.

En el caso de usarlo solo como cargador de baterías, sin que estas den servicio, sí se pueden usar transformadores de menor tensión.

El cargador que yo monté tiene un amperímetro incorporado, que consiste en un pequeño galvanómetro en serie con un trimer potenciométrico para el calibrado de la lectura en paralelo con la resistencia limitadora RL1.

Otra opción es usar un amperímetro de 10 amperios.

Esto no es indispensable y se puede omitir, aunque si se opta por ponerlo nos dará una información interesante del estado de la batería.

En la próxima publicación mostrare otro cargador que tiene la posibilidad de poder regular la tensión de corte mediante un potenciómetro.

Eso implica que al variar ese punto de consigna se regula la intensidad de carga, debido a que el sistema funciona mediante partición de fase controlando en cada semiciclo de la corriente el punto de arranque del tiristor.


 

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Comentarios

Qué tal, desarrollamos un

Qué tal, desarrollamos un proyecto como parte de mi carrera, en el cual utilizamos baterías ácido plomo, el problema es crear el cargador ideal, puesto que se mantendrían conectadas en serie ¿Podría mandar el esquema?

Hola, muy bueno lo tuyo,

Hola, muy bueno lo tuyo, felicitaciones desde montevideo,uruguay. pregunta que valores tendria que usar con un trafo de 32volt 120watts.si podes contestar que quedaria muy agradecido, sino igual van mis felicitaciones.saludos

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