UPS con caricabatteria al piombo (indicatore)

[paoloj]

Il circuito che uso è questo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Vi scrivo le caratteristiche della batteria e del trasformatore.

La batteria:
Tipo di batteria ricaricabile acido-piombo, Tensione nominale 6V, Capacità 1.3Ah, Costant Voltage Charge Cycle use 7.2-7.5 max current 0.39 A.

Il trasformatore:
Potenza 1VA, Tensione primaria 230V AC, Tensione secondaria 1 12V, Tensione secondaria 2 12V, Corrente d'avvolgimento secondario 1 0.04A, Corrente d'avvolgimento secondario 2 0.04A

Cosa deve fare il circuito: caricare la batteria (dalle indicazioni sulla batteria dovrei caricarla con una tensione di 7.2-7.5 V) e fornire in out una tensione di 5.5-6V per supportare un carico di 1A.

Il circuito è stato implementato e funziona, questi sono i dati ottenuti:
- tensione ai capi 'A' prima del diodo: 6.99 V.
- tensione ai capi 'B' dopo il diodo: 6.74 V.

I problemi da risolvere essenzialmente ne sono 2:
1) è di ottenere una tensione di 7.2-7.5V per la carica della batteria e contestualmente però ottenere una una tensione di 5.5-6V in 'out'.
2) ottenere una corrente in uscita di 1A, così come è il circuito e gli elementi utilizzati non mi danno questa corrente, cosa dovrei cambiare? trasformatore? componenti?

Spero di essere stato chiaro per qualsiasi altra info sto a disposizione.

Grazie.

[marco438]

Quello che servirebbe in effetti sarebbe un caricabatterie in tampone e non un semplicissimo circuito che limita la corrente; tuttavia visto che lo hai gia' fatto, suggerisco queste variazioni.
Io comincerei dal trasformatore; se deve fornire una corrente di 1A a 12V, ne serve uno da almeno 2A e quindi 24VA. Poi, per fare arrivare 7.5V alla batteria, dovrai sostituire la resistenza da 1.1K con un trimmer da 2.2k da regolarsi su circa 1200 ohm ( o se preferisci una resistenza fissa ma e' meglio il trimmer per ottenere la tensione ottimale da 7.2 a 7.5 ai capi della batteria).
Manterrei la corrente di carica a 0.39A come suggerito dal costruttore (se sono i dati della ricarica in tampone e non ciclica) e quindi ci sara' da ricalcolare (non so se va bene) la resistenza indicata da 1 ohm.
Con queste modifiche, la batteria si carica regolarmente ed abbiamo in uscita (dopo l'attuale diodo) quei 7.2/7.5V che abbiamo impostato per la ricarica quando funziona il caricatore e un po' meno (tenendo conto anche della scarica) quando il caricatore e' spento.
Per ridurre la tensione ai valori richiesti dal carico, a questo punto, dovremmo sapere di che cosa si tratta e quali sono i limiti della sua tensione di alimentazione (minimo e massimo accettabili).
Per finire ( e non dimenticarmene dopo) se l'apparato deve lavorare per lunghi periodi erogando quella corrente il LM317 dovra' essere dotato di un grosso dissipatore.

[FedericoSibona]

marco438 ha già detto tutto, ma solo per sintetizzare:
- la tensione su AA dovrà essere circa 7,5V che dopo il diodo diventerà 6,8/6,9V che è la giusta tensione per la carica in tampone (leggi bene le caratteristiche della batteria, dovrebbe esserci scritto "tensione per carica in stand-by" o qualcosa di simile).
- Per una batteria da 1,3Ah la corrente di carica di 0,39A è il massimo ammissibile (0,3C) è meglio restare al di sotto di tale valore.
- il trasformatore da 1VA è assolutamente insufficiente. Anche se metti i due secondari in parallelo, la massima corrente erogabile dal trasformatore sarà circa 80 mA, ben lontani dai 390mA che tu vorresti fargli erogare, ma anche dai 130mA che rappresenterebbero 0,1C (ove C è la capacità della batteria). Se poi il carico assorbe 1A e vuoi che l'alimentatore alimenti l'utilizzatore misterioso ed in più carichi la batteria, il trasformatore dovrà, come detto da Marco, erogare almeno 2A su 9/12V.

La tensione ai capi della batteria devi misurarla dopo qualche ora di carica, e senza scollegarla, se misuri senza batteria la caduta di tensione sul diodo è minima e, di conseguenza, non veritiera.

[paoloj]

Sulla batteria leggo: "Costant Voltage Charge Cycle use 7.2-7.5 max current 0.39 A"

Io comincerei dal trasformatore; se deve fornire una corrente di 1A a 12 V, ne serve uno da almeno 2A e quindi 24VA. Poi, per fare arrivare 7.5 V alla batteria, dovrai sostituire la resistenza da 1.1K con un trimmer da 2.2k da regolarsi su circa 1200 ohm

Infatti devo cambiare il trasformatore e sicuramente metterò il trimmer per poi regolarlo.

Manterrei la corrente di carica a 0.39A come suggerito dal costruttore (se sono i dati della ricarica in tampone e non ciclica) e quindi ci sara' da ricalcolare (non so se va bene) la resistenza indicata da 1 ohm.

Penso che quella da 1ohm vada bene.

Con queste modifiche, la batteria si carica regolarmente ed abbiamo in uscita (dopo l'attuale diodo) quei 7.2/7.5 V che abbiamo impostato per la ricarica quando funziona il caricatore e un po' meno (tenendo conto anche della scarica) quando il caricatore e' spento.
Per ridurre la tensione ai valori richiesti dal carico, a questo punto, dovremmo sapere di che cosa si tratta e quali sono i limiti della sua tensione di alimentazione (minimo e massimo accettabili).

In uscita dovrei ottenere una tensione di 5.5-6 volt max, deve far funzionare un prototipo per la rilevazione Rfid e consuma un po meno di 1A.

Avevo pensato di far caricare la batteria prendendo la tensione prima del diodo e abbassarla dopo con il diodo.

Come in questo schema:

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Potrebbe andare?

[marco438]

Sulla batteria leggo: "Costant Voltage Charge Cycle use 7.2-7.5 max current 0.39 A"

E allora quella e' la tensione per uso ciclico, quindi una volta tanto; se devi tenerla sempre sottocarica bisogna scendere a 7/7.2.

Penso che quella da 1ohm vada bene.

In elettronica non si pensa ma si fanno i calcoli esatti; con un ohm la corrente viene limitata a circa 700mA.
Per ottenere 330mA (che mi sembra un valore accettabile) occorre portare il valore a 1.8ohm.

In uscita dovrei ottenere una tensione di 5.5-6 volt max, deve far funzionare un prototipo per la rilevazione Rfid e consuma un po meno di 1A.

Ti avevo chiesto di essere un po' piu' preciso; se e' un prototipo saprai qual'e' la tensione lavoro dei componenti o no?
La domanda e' volta a capire se c'e' spazio per usare un secondo regolatore a bassa caduta che porti la tensione a quella voluta, al fine di evitare l'uso dei diodi che non assicurano precisione.

Avevo pensato di far caricare la batteria prendendo la tensione prima del diodo e abbassarla dopo con il diodo.

Se non metti un diodo prima della batteria questa si scarica anche sul caricatore in mancanza di tensione di rete; quindi lo schema da seguire e' quello di prima.
I diodi per far calare la tensione (uno/due), si mettono dopo.

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Questo lo schema con i valori corretti; ho messo anche un led che ti segnala quando il caricatore e' acceso.

[paoloj]

Per ottenere 330mA (che mi sembra un valore accettabile) occorre portare il valore a 1.8ohm

Benissimo sostituirò la resistenza di 1ohm con una da 1.8ohm, attualmente quella di 1ohm è di 3watt anche quella di 1.8ohm deve essere di 3watt?

Ti avevo chiesto di essere un po' piu' preciso; se e' un prototipo saprai qual'e' la tensione lavoro dei componenti o no?
La domanda e' volta a capire se c'e' spazio per usare un secondo regolatore a bassa caduta che porti la tensione a quella voluta, al fine di evitare l'uso dei diodi che non assicurano precisione.

Praticamente questo UPS andrebbe ad alimentare un prototipo basato su un MCU AtMega644PA (1.8 - 5.5V) con altri CI tutti con tensioni max a 5.5 ed un consumo dell'intero prototipo di 1A.

Il trasformatore che dovrò utilizzare deve avere una potenza di 24VA come suggerito, ho margini su questo?

Grazie.

[marco438]

Per la resistenza, bastano due watt, come indicato nello schema.
Per il trasformatore, i valori indicati sono il minimo sindacale per lavorare in tranquillita'; meglio, se lo trovi, prenderlo da 9V e 20VA o piu'. In questo modo riduciamo un po' la dissipazione sul regolatore.

[paoloj]

Gentilissimo Marco,

Mettendo il trasformatore da 9V al posto di quello di 12V, dovrò cambiare anche i valori delle resistenze e del condensatore?

Leggendo il datasheet del LM317 mi sembrerebbe di no.

Grazie.

[marco438]

A parte il trasformatore, nessun cambiamento.

[paoloj]

Potrei prendere un trasformatore per PCB incapsulato con 2 secondari da 9V e 1A per ogni sec. così mettendoli in parallelo dovrei ottenere 9V e 2A? Giusto.

Oppure potrei anche utilizzare un alimentatore tipo switching da 9V e 2A eliminando in questo modo dal circuito il ponte raddrizzatore ed il condensatore da 1000?

Cosa mi consiglieresti?

Grazie.