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POWER
BATTERY CHARGER
(SMPS) e collegarlo all’anello di retroazione del circu-
ito integrato di controllo. La figura 2 mostra come rea-
lizzare questo collegamento. Il controller utilizzato per
questo progetto è il TPS40210 di Texas Instruments,
un circuito integrato controller boost non sincrono a
basso costo dotato di controllo della modalità di cor-
rente. Nel PMP10081 è configurato come convertitore
SEPIC (Single Ended Primary Inductor Converter) per
consentire una ricarica delle batterie con tensioni di
alimentazione inferiori, uguali o superiori alla tensione
massima della batteria stessa. La tensione d’ingresso,
che può essere compresa tra 9V e 36V, viene converti-
ta in una tensione d’uscita massima di 13,8V, mentre la
corrente di carica massima regolabile è limitata a 1,5A.
Modificando leggermente l’anello di retroazione del
controller in modo da generare due segnali di errore,
è possibile utilizzare l’SMPS come un caricatore per
batterie al piombo-acido con i requisiti sopra indicati.
L’alimentatore SEPIC viene integrato da un doppio cir-
cuito amplificatore operazionale aggiuntivo, realizzato
con il TLC272 di TI. Uno stadio amplificatore è confi-
gurato come buffer a guadagno unitario per il segnale
di tensione in uscita. L’altro circuito amplificatore è uti-
lizzato per rilevare la corrente attraverso l’induttore di
uscita. Poiché il segnale di corrente medio attraverso
l’induttore di uscita è uguale alla corrente in uscita,
il secondo circuito amplificatore è configurato come
un integratore e il segnale viene fornito alla rete di
feedback del circuito integrato di controllo. Entrambe
le uscite dell’amplificatore sono collegate alla rete di
feedback del caricatore SEPIC tramite un diodo ORing,
per cui uno dei due segnali è sempre dominante a se-
conda dello stato di carica attivo della batteria.
Una volta collegato a una batteria scarica il circuito
del caricatore inizia a fornire una corrente costante in
uscita, che può essere impostata e regolata con la re-
sistenza R17 illustrata nella figura 2. Ciò è possibile in
quanto il segnale di rilevamento della corrente esterna
sovrascrive il segnale della tensione in uscita a cau-
sa del diodo ORing. All’aumentare della carica della
batteria, la sua tensione aumenta. Quando viene rag-
giunto il limite di 13,8 V il processo di carica prosegue
con una tensione controllata, in quanto la tensione di
uscita è ora il segnale dominante. In questa condizione
la corrente di uscita diminuisce in modo continuo fino
a quando la batteria è completamente carica. Per im-
pedire l’autoscarica della batteria viene utilizzata una
piccola corrente di mantenimento. Per la prova in con-
dizioni reali con la batteria YUASA NP 5-12 la corrente
di carica è stata limitata a 1 A, che equivale al 20%
della capacità massima della batteria. Una volta che la
batteria è completamente carica, l’alimentazione SE-
PIC fornisce una corrente molto bassa (5 mA) per la
ritenzione della carica. In questo modo si evita che la
Fig. 2 – Schema del progetto di riferimento PMP10081, che è un alimentatore SEPIC a commutazione modificato per la ricarica di batterie al
piombo-acido
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- ELETTRONICA OGGI 457 - OTTOBRE 2016