Carregador de Baterias

[Pask]

Amigos, qual circuito seria mais eficiente para recarregar 2 baterias de 12V e 12A ligadas em série?

[KrafT]

Se forem SLA, uma fonte de 27V 1,2A. Nesse caso a corrente poderia até ser bem maior, mas aí vc tem que gerenciar ela, fazendo a curva de carga, o que pode se tornar caro...

[Pask]

Acredito que a tensão de recarga tenha que ser até maior, como algo em torno de 30V. No entanto, a corrente não deve ser muito acima deste valor que você citou.
Acredito também que mantendo a tensão de 30V constantemente sobre as baterias, elas fiquem com sua carga ideal.

[Francesco]

Algo em torno de 13,5 a 14V por bateria para carregar, em série é algo entre 27 e 28V.

O importante é controlar a corrente para não sobrecarregar a bateria. O ideal de carregar a bateria é usar 10% da corrente que ela pode fornecer, 1,2A, assim como disse o KrafT.

[Pask]

Exatamente. Esta é a regra geral para recarga de fontes de energia quimicas.

[Francesco]

Olha um esquema de fonte de corrente:
http://www.colegiouberaba.com.br/apostilas/eletri/Fontes%20de%20Tens%E3o%20e%20Corrente.pdf

[MOR_AL]

Olá Pask. Tudo bem?

O problema de se carregar baterias em série é que ambas teriam que possuir a mesma curva de carga e de descarga. Imagine que tenham curvas um pouco diferentes. Uma vai carregar antes que a outra. Ou uma ficará com excesso de tempo de carga, ou a outra ficará sem carga total. O problema aumenta após muitos ciclos de carga. O ideal seria carregá-las como se fossem independentes, monitorando a ddp individual.
Caso você opte por carregá-las em série, o melhor seria carregá-las com uma fonte de corrente. É uma fonte de tensão, onde ao invés de querer manter a tensão de saída constante (comparando a tensão de saída com uma tensão de referência), é a corrente que se mantém controlada, comparando a corrente em um resistor de baixo valor em série com a carga da bateria (que dá uma tensão), com o valor de uma tensão de referência. Na figura 9 do site apresentado pelo Francesco, o resistor é o Rz e a tensão de referência é Vz - Vbe (equação 30, onde Ie ~= Ic). Você pode até substituir o zener por dois diodos em série. Aí a corrente dará aprox. Vd / Rz. Isso diminui a queda em Rz, aumentando a eficiência da fonte, pois precisará de menos tensão para a fonte E da figura 9. Porém, quanto menor for a tensão sobre o resistor Rz, a corrente dependerá mais da tensão Vbe e, consequentemente, da temperatura da junção e ambiente.
Uma fonte de corrente linear vai possuir um transistor (ou mosfet) em série com a carga. A ddp sobre este transistor será tal, que a corrente fique igual a desejada. A fonte de tensão, que produz a fonte de corrente, fornecerá uma potência proporcional à sua tensão, ou seja, quanto maior for a diferença entre ela e a tensão da bateria, maior será a perda. Se a fonte de tensão, que produz a fonte de corrente, tiver 16V e a tensão máxima na bateria for de 14V, o transistor e o resistor ficarão com 2V. Isso dá uma eficiência de 14 / 16 = 87,5%. Se a tensão for de 20V, a eficiência cai para 14 / 20 = 70% (ainda uma boa eficiência).
Com uma fonte chaveada, o transistor (ou mosfet) age como uma chave liga e desliga. Após a chave há um diodo com o anodo no terra e catodo na chave. Neste ponto também sairá um indutor em série com a carga. A eficiência tenderá a ser alta, porém o projeto fica mais difícil.

MOR_AL

[Pask]

Tenho notado exatamente isto, ou seja, parece que uma bateria se carrega mais do que a outra devido à diferença em suas curvas de carga.
Observando também o datasheet dos reguladores da série LM137 ou LM350, verifiquei que existe também uma fonte de corrente disponível, onde uma tensão de referência de 1,25V é aplicada sobre um resistor R para garantir uma corrente constante sobre ele.
Nos datasheets, o circuito está intitulado como "CURRENT REGULATOR".
Se puderem, dêem uma conferida nesses datasheets.