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Resumen: T-035

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2004

Cargador de baterias de Pb de corriente modulada
Marder, Felipe - Lombardero, Oscar G. - Toranzos, Víctor - Aquino, Carlos de J. Dto. de Ingeniería Electrónica FACENA UNNE, 9 de julio Nº 1449 2º Piso Lab. Nº 7 email fmarder@exa.unne.edu.ar

Resumen El presente trabajo con carácter dedesarrollo tecnológico, forma parte del proyecto PI Nº 673 aprobado por la Secretaría General de Ciencia y Técnica de la UNNE, bajo el título “Aplicaciones Industriales con Microcontroladores”. El mismo consiste en el diseño e implementación de un cargador de baterías de plomo-ácido capaz de regular la intensidad de la corriente efectiva de 1 a 10A. La forma de onda de la corriente de salida es de tipocuasi senoidal y es obtenida por un par de transistores MOSFET trabajando en conmutación. La topología circuital permite trabajar en un régimen de modulación del ciclo de trabajo modificando el nivel de carga. Esto se realiza automáticamente a través de un lazo de realimentación, y de acuerdo al grado de descarga de la batería que se sensa permanentemente. Dicho control de estado se realiza tantopor tensión como por corriente, para establecer un nivel máximo y mínimo de carga. Este prototipo está siendo utilizado con baterías de UPS.

Introducción Los Sistemas Interrumpidos de Tensión, más comúnmente conocidos como UPS (Uninterrumped Power Supply), utilizan generalmente baterías internas (electrolito en gel) de libre mantenimiento o bien baterías externas de plomoácido cuando se pretendeun tiempo más prolongado de autonomía. Ante la ausencia de energía de la red eléctrica los equipos eléctricos continúan funcionando en virtud de las UPS, hasta que el estado de las baterías es insuficiente para mantener la generación alternativa. Al regresar la tensión de red se restablece la carga a las baterías en un régimen que depende de los requerimientos de contorno. En aquellas áreas quetienen en servicio computadoras o Server de comunicación en red, es necesario recuperar lo antes posible el estado de las baterías a los fines de que la UPS tenga la capacidad de generar y mantener nuevamente, la tensión de alimentación del sistema. Una batería es un dispositivo que permite almacenar energía en forma química. Una vez cargada, dicha energía química se transforma en energía eléctrica,a través de un circuito, revirtiendo el proceso. La mayoría de las baterías son similares en su construcción y están compuestas por un determinado número de celdas electroquímicas. La tensión de una batería está dada por el número de celdas en serie que posea, siendo el voltaje de cada celda de aproximadamente 2V. Tipos de baterías: a) Baterías no recargables. Son conocidas como pilas, dado quela reacción química que se produce durante su uso es irreversible. Su vida dura lo que tarda en descargarse, y no son susceptibles de mantenimiento. b) b) Baterías recargables o acumuladores. Salvo las de pequeño tamaño, prácticamente todas las baterías recargables son del tipo plomo-ácido. Muy pocas son de otros tipos por su elevado costo. Existe una gran diversidad de sistemas: níquel-cadmio,níquel-zinc, zinc-aire, sodio-azufre, hidruro metálico de litio, ion de litio, litio-polímero, etc. El acumulador de plomo-ácido esta compuesto por una carcasa donde se colocan placas de plomo. Entre ellas hay una disolución de ácido sulfúrico y agua que actúa como electrolito. En la operación de carga, sobre las placas de plomo conectadas al polo positivo, se forma sulfato de plomo. Este conjunto,una vez cargado, es capaz de proporcionar corriente hasta que dicho sulfato de plomo se descomponga. Durante el funcionamiento se elimina agua, que hay que reponer manteniendo el nivel adecuado. Se llama capacidad de un acumulador, a la cantidad de carga eléctrica que es capaz de almacenar y, por tanto, de suministrar. Se expresa en Amperios-Hora (Ah). Por ejemplo una batería de 60 Ah puede...