Carregador de Baterias

LISTA DE MATERIAL

Semicondutores 

TI1 - SCR TIC126D ou equivalente 

D1 - Diodo BY127 

D2 ~ Diodo zener, 12 V, 400 mW .(BZX 79C12 ou equivalente) 

TR1 - Transistor unijunção 2N2646 

Resistores (1 W, 10%, salvo menção em contrário) 

R1 - 22 k ohms 

R2 - 470 ohms 

R3 - 10 k ohms, ajustável miniatura ("trim-pot") 

R4 - 47 k ohms, potenciômetro 

R5 - 100 ohms, ajustável miniatura ("trim-pot")

Diversos 

C1 - 0,22 uF x 250 V, capacitor de poliéster metalizado 

CH1 - Interruptor duplo, para 6 A ou mais 

F1 - Fusfvel, 5 A, com suporte 

M1 - Amperimetro 0-8 A CC/CA (tipo ferro móvel) 

Condutor de alimentação, 2 garras para acumulador, caixa, plaqueta de circuito impresso. chapa de alumínio para. dissipador, fio, solda, parafusos, etc. 

DESCRIÇÃO DO APARELHO 

O presente carregador funciona, tanto na rede de 110 V como na de 220 V, sem que seja preciso fazer qualquer comutação. O aparelho foi projetado para uma corrente de carga máxima de 5 A. Em diversos carros com a bateria descarregada, tivemos oportunidade de verificar que, carregando com uma corrente de 4 A,  após 5 minutos no máximo foi possível dar partida no motor.

Naturalmente, em carros que tenham ficado encostados por muito tempo, ou com baterias completamente descarregadas, será necessária uma carga lenta de algumas horas. Como a corrente de carga depende muito do estado da bateria, incluímos um controle frontal e um amperímetro, para um ajuste adequado do regime de carga. 

PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO 

A Fig. 1 mostra o diagrama esquernátlco do carregador, o qual, como podemos ver, divide-se em dois circuitos distintos. A 1ª seção (à esquerda) é representada pelo circuito de carga propriamente dito, composto da bateria, o SCR, TI1, o amperímetro M1 e o fusível F1. Na parte direita encontra-se o sistema de controle, baseado no transistor unijunção TR1 e componentes associados. 

A retificação da corrente alternada para o acumulador é feita pelo SCR, TI1, o qual determina a corrente média de carregamento. Desta forma, se quisermos uma corrente de carga maior, como pode ser desejável, por exemplo, numa oficina de automóveis, será preciso escolher um tiristor mais potente. Em nosso caso, usamos o TIC126D, de baixo custo, que. proporciona resultados perfeitamente satisfatórios para uso doméstico. 

O controle é realizado, como dissemos, por um transistor unijunção (TR1). A tensão para este circuito é retificada por D1 e estabilizada pelo diodo zener de 12 V (D2). A tensão em D2 e no circuito de controle é do tipo pulsante, de 60 Hz. Entre cada semiciclo da tensão alternada da rede, o circuito de controle é desligado. Ao iniciar-se um semiciclo novo, a condução do transistor unijunção é retardada pelos componentes R3, R4 e C1. Desta maneira, TR1 fornece um pulso de disparo ao tiristor com um retardo ajustável pelo potenciômetro R4. 

Para uma baixa corrente de carga, o disparo ocorre quase no fim de cada semiciclo da tensão da rede; para a corrente máxima, o retardo será mínimo e o disparo ocorre antes, isto é, com maior anterioridade em relação ao fim do semici­clo da tensão alternada. Desta forma, o potenciômetro R4 permite controlar a corrente da carga através do SCR TI1.

A chave CH1, por motivo de segurança, é do tipo duplo, para desligar ambos os pólos da rede de CA. 

MONTAGEM 

Para a realização prática do presente aparelho confeccionamos uma plaqueta de circuito impresso de acordo com a Fig. 2. Na Fig. 3, podemos observar a disposição dos componentes na plaqueta e as ligações desta aos componentes instalados, externamente a ela. Podemos observar que a área cobreada, que aplica a tensão de CA ao SCR, é bem mais larga, a fim de suportar a corrente da carga. Se o leitor quiser, para maior segurança, poderá soldar ainda um pedaço de fio de cobre nu na plaqueta entre os pontos de entrada de CA e de ligação do SCR,

A conexão entre D2 e R2 é feita com um pedacinho de fio por cima da plaqueta. 

Os dois furos destinados à fixação do circuito impresso na caixa devem ser bem afastados da parte cobreada por motivo de segurança. 

Recomendamos prestar atenção especial na soldagem dos semicondutores, cujas ligações de­vem ser feitas de acordo com a Fig. 4.

O tiristor TI1 é montado sobre uma chapa dissipadora de calor. O dissipador pode ser feito com uma chapa de alumínio, conforme a Fig. 5, ou então pode ser usado um dissipador comercial de área útil e espessura aproximadamente iguais.

Tanto o fio para a rede de CA., como o fio para a ligação da bateria devem suportar a corrente máxima de carga. Em nosso caso, emprega­mos cabo geminado Nº 16 AWG. 

O fusível F1, o amperimetro M1, CH1 e R4 são montados na caixa do aparelho. Esta caixa pode ser de madeira, plástico ou ainda de chapa de ferro, sendo que, neste último caso, tudo deve ser bem isolado da caixa, uma vez que o aparelho é ligado diretamente à rede de CA. A Foto 2 mostra uma caixa apropriada para alojar o circuito do carregador. 

No cabo de ligação da bateria instalamos duas garras grandes apropriadas, à venda nas casas es­pecializadas. A garra positiva pintamos com tinta vermelha para sua identificação. 

Antes de experimentar o aparelho, convém fazer uma boa revisão com o esquema e o chapeado. Também todas as soldas devem ser inspecionadas, uma vez que a grande corrente de operação do dispositivo não permite soldas frias. 

UTILIZAÇÃO E DESEMPENHO 

Por motivos de economia, compacidade e peso, não se utilizou no projeto um transformador de alimentação. Assim, a rede elétrica de 110 ou de 220 volts, após passar pelo interruptor duplo CH1, faz parte integrante do circuito que alimentará a bateria: Por esse motivo, para evitar o risco de choques elétricos perigosos, é indispensável desligar CH1 ou, melhor ainda, retirar o pino de tornada do carregador, quando se tiver que manipular as garras dos cabos de carga. Pelo mesmo motivo, quando a bateria a se carregar estiver instalada no veículo, será indispensável desligar e retirar os conectores dos bornes positivo e negativo antes de conectar as garras do carregador. 

Depois destas precauções indispensáveis, colo­que R3 na sua posição de máxima resistência, R5 no centro de seu percurso, e o potenciômetro R4 será girado para a posição zero (máxima resistência). Agora, ligaremos as duas garras à bateria, observando atentamente a polaridade correta. Só depois disso é que iremos conectar, os pinos da tomada à rede elétrica e ligar o interruptor CH1.

A leitura do amperímetro será, inicialmente, nula. Estando assim tudo normal, abriremos vagarosamente o controle R4 até o amperímetro indicar a corrente de carga desejada. Se não for possível alcançar os 4 ou 5 ampères, bastará reduzir um pouco o valor de R3 e tentar novo ajuste até conseguir a leitura desejada. 

O ajuste do "trim-pot" R5 depende da sensi­bilidade do SCR, mas, para a maioria das unidades que experimentamos, a regulagem para o centro de seu curso mostrou-se satisfatória. Se notarmos alguma deficiência no funcionamento, pode­remos tentar outras posições para R3, até obter os melhores resultados. Importante: pelas razões inicialmente indicadas, durante quaisquer ajustes internos o cabo (pino) de alimentação da rede deverá ser desligado da tomada. 

Para desligar o carregador, começamos por desligar CH1;. giramos R4 para zero (máxima resistência), retiramos o pino da .tomada de alimentação e, por último, desligamos as duas garras da bateria. 

CONSIDERAÇÕES FINAIS 

Como se viu, é possível, com pouco dinheiro construir este carregador de baterias, o qual, além de poder poupar-nos grandes aborrecimentos, pagar-se-á com poucas vezes de uso. 

Este projeto foi realizado pelo Autor por in­cumbência da Indústria Eletrônica Sinus Ltda, sendo de sua fabricação o equipamento que aparece nas fotografias. A referida firma reserva-se os direitos de produção, em escala Industrial e com finalidades comerciais, do carregador de baterias descrito neste artigo. 

(N.R. 1) - Os leitores "distraídos" que desejarem proteção contra o risco de choques diretos da rede elétrica poderão intercalar, entre a rede elétrica e a entrada do carregador, um transformador de isolação de potência apropriada. Evidentemente isto "encarecerá bastante o projeto!