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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Electrónica Analógica p/Mecatrónica III

Proyecto Cargador de baterías

Alumno: Jesús Ricardo Arredondo Flores Saida Edith Martínez García

Carrera: Ingeniería en Mecatrónica Hora: M1 Días: Lunes, Miércoles y Viernes Salón: ELEC 2 Catedrático: M.C. Fernando Treviño Martínez Semestre: Agosto – Diciembre 2012 Correo: [email protected] [email protected]

Ciudad Universitaria San Nicolás de los Garza, N. L. A Noviembre de 2012

Matricula: 1441809 1419767

Objetivo: Realizar un circuito de control de un cargador de baterias. Suponga que desea monitorear una bateria de 12V. se desea conectar la bateria a un cargador cuando el voltaje de ésta se encuentra debajo de 10.5V. Cuando el voltaje de la bateria alcance los 13.5V se desea que el cargador se desconecte. Por lo tanto, VLT=10.5V y VUT=13.5V. Considere que el voltaje de alimentacion –V se utiliza como Vref y suponga que es igual a -15V. Ademas, suponga que ±VSAT= ±13V. Material y costos:

1.- Resistencias de 86.6kΩ, 100kΩ, 10kΩ, 125kΩ (se vende en paquetes de 10 a $2.00 MN)

2.- Opam 741 (se vende en paquetes de 10 a $50.00 MN)

3.- Diodos 1N914, 1N4001 ($30.00 MN)

4.- Relevador 12V 10ª ($27.00 MN)

5.- Transistor TIP42C, transistor tipo PNP ($9.00 MN)

6.- Placa Fenolica 10.7x14 P/Proyectos Varios ($57.00 MN)

7.- Pasta para soldar ($9.00 MN)

8.- Tubo De 20 Grs De Soldadura Alea. 60/40 1 Mm. ($23.00 MN)

Teoría: Un cargador de baterías es un dispositivo utilizado para suministrar la corriente eléctrica o tensión eléctrica que almacenará una -o varias simultáneamente- pila recargable o una batería. La carga de corriente depende de la tecnología y de la capacidad de la batería a cargar. Por ejemplo, la corriente -tensión- que debería suministrarse para una recarga de una batería de auto de 12V deberá ser muy diferente a la corriente para recargar una batería de teléfono móvil. Un cargador trabaja haciendo pasar una corriente continua -o tensión, entre otras, por ejemplo para la tecnología de plomo- constante por la batería que va a ser cargada. El cargador sencillo no modifica su corriente de salida basándose en el tiempo de carga de la batería. Esta sencillez facilita que sea un cargador barato, pero también de baja calidad. Este cargador suele tardar bastante en cargar una batería para evitar daños por sobrecarga. Incluso así, una batería que se mantenga mucho tiempo en un cargador sencillo pierde capacidad de carga y puede llegar a quedar inutilizable. Procedimiento de Diseño: 1. Calcular VH y Vctr VH=VUL-VLT=13.5V-10.5V=3V Vctr=

= (13.5+10.5)/2=12V

Observe que el voltaje central es el voltaje nominal de la bateria. 2. Se considera la resistencia R como 10kΩ. S calcula m: m=

= -(-15V/12V) = 1.25

Por lo tanto mR= 1.25x10kΩ = 12.5 kΩ 3. Se calcula n: n=

=(13V+13V)/3 = 8.66

Por lo tanto, nR=86.6 kΩ El circuito final se muestra en la figura. Cuando Ei desiende por debajo de los 10.5V, Vo se vuelve negativo y deja normalmente al relebador en su posicion de cerrado. L os contactos del relevador (NC) que, por lo general están cerrados, conectan el cargador a la bateria Ei. El diodo D1 proteje al transistor contra la polarizacion inversa excesiva cuando Vo=-Vsat. En el momento en que se carga la bateria a 13.5V, Vo cambia a +Vsat, mismo que enciende el transisitor y opera el relevador. Sus contactos NC se abren para desconectar el cargador. El diodo D2 protege tanto al amplificador operacional como al transistor contra los transitorio creados por el decreciente campo magnetico del relevador.

Una obsevacion final. Suponga que para esta aplicación se necesita un detector de nivel de voltaje inversor con histeresis. Es decir, Vo debe descender cuando Ei descienda por debajo deVLT. En el caso de esta aplicación, no se modifica el circuito o procedimiento correspondiente al detector de nivel de voltaje no inversor; sencillamente, se añade un amplificador inversor o un comparador inversor a la salida Vo. Bibliografía: Amplificadores Operacionales Y Circuitos Integrados Lineales Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll, Raúl Bautista Gutiérrez http://es.wikipedia.org/wiki/Cargador_de_bater%C3%ADas