Elenco componenti
- R1 4,7 Ohm 10W
- R2 20K Ohm (trimmer)
- R3 1000Ohm 1/4W
- R4 2200Ohm 1/4W
- R6 2200Ohm 1/4W
- F – Corrente nominale da scegliere in base al circuito collegato
- Q Transistor tipo BC547
- PD Ponte di Graetz 50V 20A (o superiore)
- RLY Rele’ 12V SPST (deve poter gestire la corrente del carico)
- D Diodo tipo 1N4007
- DZ Diodo Zener da 5,1V 1W
- IC1 OpAmp TL081
Schema elettrico
Introduzione
Immaginate una serie di dispositivi funzionanti a 12V, tutti collegati a un unico alimentatore in grado di fornire 10A. La soluzione più ovvia per garantire continuità di alimentazione è collegare una batteria da 12V in parallelo all’alimentatore. Ma le soluzioni più semplici non sono sempre le migliori.
Il primo problema è la sicurezza. Le batterie non sono protette da sovracorrenti come gli alimentatori e hanno una bassa resistenza interna, quindi possono erogare correnti molto elevate, potenzialmente causando incendi ed esplosioni in caso di cortocircuiti o guasti. La soluzione è l’uso di un fusibile vicino alla batteria per proteggere il sistema.
Il secondo problema è quando c’è un’interruzione di corrente. L’alimentatore smette di funzionare e la batteria, continuando a erogare energia, può causare danni all’alimentatore. Qui entra in gioco un diodo per prevenire il flusso inverso di corrente dalla batteria all’alimentatore.
Il terzo problema riguarda il monitoraggio della tensione della batteria per evitare danni agli apparecchi e alla batteria stessa. Utilizzando un circuito di protezione con un comparatore e un relè, è possibile mantenere la tensione entro limiti sicuri.
Infine, per gestire la ricarica della batteria in modo sicuro, è necessario dividere la ricarica in due fasi utilizzando una resistenza in serie per limitare la corrente quando la batteria è scarica e garantire una tensione costante durante la ricarica. Questo circuito garantisce la continuità di alimentazione per dispositivi operanti a 12V in modo sicuro ed efficiente.
Descrizione del circuito
- Alimentatore: Fornisce l’alimentazione principale al sistema con una tensione di uscita regolata a 14V. Questa tensione è leggermente superiore alla tensione nominale della batteria completamente carica per consentire la ricarica e il mantenimento della stessa.
- Batteria a tampone: Viene collegata in parallelo all’alimentatore per fornire energia in caso di interruzione della corrente elettrica. La batteria deve essere mantenuta costantemente carica per garantire la continuità dell’alimentazione.
- Diodo di protezione: Posto tra l’alimentatore e la batteria, impedisce al flusso di corrente di invertirsi dalla batteria all’alimentatore in caso di interruzione di corrente, proteggendo così l’alimentatore da danni.
- Circuito di protezione con comparatore e relè: Questo circuito monitora costantemente la tensione della batteria. Se la tensione scende al di sotto di un certo livello di riferimento, il relè viene disattivato, interrompendo l’alimentazione ai carichi collegati e proteggendo così la batteria dal danneggiamento.
- Resistenza in serie per la ricarica della batteria: Durante la fase di ricarica, questa resistenza limita la corrente che fluisce nella batteria, evitando sovraccarichi e danni. Quando la batteria è carica, la resistenza ha un impatto trascurabile sulla tensione del circuito.
- Ponte a diodi per il carico: Questo ponte di diodi consente il flusso di corrente dai carichi alla batteria. È necessario dotarlo di un dissipatore di calore per gestire la potenza dissipata.
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