Charger Baterai Arus Konstan

Ada banyak cara pengisian baterai tetapi pengisian arus konstan, khususnya adalah metode yang populer untuk baterai timbal asam (lead acid) dan Ni-Cd. Di sirkuit ini, baterai diisi dengan arus konstan yang umumnya sepersepuluh dari kapasitas baterai dalam ampere per jam (Ah). Jadi untuk baterai 4,5Ah, arus pengisian konstan akan menjadi 450 mA.

Pengisi daya baterai ini memiliki beberapa fitur berikut:

1. Dapat mengisi baterai 6V, 9V dan 12V. Baterai dengan voltase lain dapat diisi dengan mengubah nilai dioda zener ZD1 dan ZD2.
2. Arus konstan dapat diatur sesuai kapasitas baterai dengan menggunakan potensiometer dan multimeter secara seri dengan baterai.
3. Setelah baterai terisi penuh, baterai akan mencapai level voltase tertentu (mis. 13.5-14.2V untuk baterai 12V), memberikan indikasi dan pengisi daya akan mati secara otomatis. Anda tidak perlu melepas baterai dari sirkuit.
4. Jika daya baterai habis di bawah batas, ini akan memberikan indikasi pengosongan yang dalam (Deep Charge).
5. Arus diam kurang dari 5 mA dan sebagian besar karena zener.
6. Tegangan sumber DC (VCC) berkisar antara 9V hingga 24V.
7. Pengisi daya dilindungi dari arus pendek.

D1 adalah dioda schottky drop rendah SB560 yang memiliki tegangan balik puncak (PRV) 60V pada 5A atau dioda 1N5822 yang memiliki 40V PRV pada 3A. Biasanya, tegangan sumber DC minimum adalah D1 drop + Tegangan baterai terisi penuh + VDSS + R2 drop, yang kira-kira Baterai terisi penuh tegangan + 5V.

Misalnya, jika kita mengambil tegangan muatan penuh sebagai 14V untuk baterai 12V, tegangan sumber harus 14 + 5 = 19V.

Demi kesederhanaan, sirkuit pengisi daya baterai arus konstan ini dibagi menjadi tiga bagian: sumber arus konstan, perlindungan overcharge, dan bagian perlindungan pengosongan dalam.

Sumber arus konstan dibangun di sekitar MOSFET T5, transistor T1, dioda D1 dan D2, resistor R1, R2, R10 dan R11, dan potensiometer VR1. Dioda D2 adalah dioda referensi LM236-5 dengan koefisien suhu rendah dan sangat stabil.

LM336-5 juga dapat digunakan dengan kisaran suhu operasi yang dikurangi dari 0 hingga +70°C. Tegangan sumber gate (VGS) T5 diatur dengan menyesuaikan VR1 sedikit di atas 4V.

Dengan setting VGS, arus charging bisa diatur tergantung kapasitas baterai. Pertama, tentukan arus pengisian (sepersepuluh dari kapasitas Ah baterai) dan kemudian hitung nilai standar terdekat dari R2 sebagai berikut:

R2 = 0,7 / Arus gangguan aman.

R2 dan T1 membatasi arus pengisian jika ada yang gagal atau terminal baterai mengalami korsleting secara tidak sengaja.

Untuk mengatur arus pengisian daya, saat multimeter dihubungkan secara seri dengan baterai dan suplai sumber tersedia, sesuaikan potmeter VR1 secara perlahan hingga arus pengisian daya mencapai nilai yang diperlukan.

Proteksi overcharge dan deep-discharge telah ditunjukkan di area bertitik pada diagram sirkuit. Semua komponen di area ini dikenai voltase baterai maksimum dan bukan voltase sumber DC. Hal ini membuat rangkaian bekerja di bawah berbagai tegangan sumber dan tanpa pengaruh dari nilai arus pengisian.

Atur voltase overcharge dan deep-discharge baterai menggunakan potmeters VR1 dan VR2 sebelum mengisi daya baterai.

Dalam proteksi overcharge, dioda zener ZD1 mulai berjalan setelah tegangan rusaknya tercapai, yaitu, berjalan ketika tegangan baterai melampaui level tinggi yang diawali.

Sesuaikan VR2 saat baterai terisi penuh (misalnya, 13,5V jika baterai 12V) sehingga VGS T5 disetel ke nol dan karenanya arus pengisian berhenti mengalir ke baterai. LED 1 menyala untuk menunjukkan bahwa baterai terisi penuh.

Ketika LED1 menyala, LED internal optocoupler juga menyala dan transistor internal bekerja. Akibatnya, tegangan sumber gate (VGS) MOSFET T5 menjadi nol dan pengisian berhenti.

Biasanya, dioda zener ZD2 berfungsi untuk menggerakkan transistor T3 ke dalam kondisi menghantar dan dengan demikian membuat transistor T4 terputus.

Jika tegangan terminal baterai turun menjadi, katakanlah, 11V dalam kasus baterai 12V, sesuaikan potensiometer VR3 sehingga transistor T3 terputus dan T4 bekerja. LED 2 akan menyala untuk menunjukkan bahwa voltase baterai rendah.

Nilai dioda zener ZD1 dan ZD2 akan sama untuk baterai 6V, 9V dan 12V. Untuk voltase lain, Anda perlu mengubah nilai ZD1 dan ZD2 dengan tepat. Pengisian arus yang disediakan oleh sirkuit ini adalah 1 mA hingga 1 A, dan tidak diperlukan pendingin untuk T5.

Jika arus pengisian maksimum yang diperlukan adalah 5A, pasang LM236-5 lain secara seri dengan dioda D2, ubah nilai R11 menjadi 1 kilo Ohm, ganti D1 dengan dua perangkat SB560 secara paralel dan berikan pendingin yang baik untuk MOSFET T1. Paket TO-220 dari IRF540 dapat menangani daya hingga 50W.

Pasang sirkuit pada PCB serba guna dan lampirkan dalam kotak setelah mengatur arus pengisian daya, tegangan pengisian berlebih, dan tegangan pelepasan dalam. Pasang potensiometer VR1, VR2 dan VR3 di panel depan kotak.

Oleh : MONOJ DAS