Chargeur et entretient d'une batterie 12v

Kit Selectronic 22.8250

Kit Selectronic référence 22.8250 page 13-16 catalogue 2003
38 euros
Plan Elektor numéro 197


Caractéristiques
- Charge permanente
- Fin de charge réglée à 13,21v (réglage par Potar au choix de l'utilisateur entre 13,2 et 13,8V)
- Courant dégressif - à 13v 300mA (mesuré sur le mien)
- Courant dégressif - à 13,11v 60mA
- Limite le courant en cas de batterie trop décharge
- Courant maxi 500mA avec R1 de 1 Ohm (autre valeur en changeant R1)

- Petite taille 15x9x6cm
- Kit complet incluant le boîtier et le transformateur
- Tout dans un seul boîtier
- Plan Elektor numéro 197
- Prix attrayant - 38 Euros

Electronique

A base d'un L200CV de SGS-Thomson. C'est lui qui fait tout, controle du courant et arrêt en fin de charge. (datasheets du L200 en pdf)

Une diode Schottky D1 évite en cas de coupure secteur que la batterie se vide à travers L200.

La résistance R1 définie le courant maxi débité - 500mA avec une R1 de 1 Ohm

P1, résistance variable, définie la tension d'arrêt, à choisir entre 13.2v et 13.8v

Le Kit contient les huits pages de l'article Elektor. Un exellent descriptif des batteries et de leurs utilisation.


Les points forts qui m’ont décidé sont :

- Le controle total du courant,
- Petite taille 15x9x6cm,
- Kit complet incluant le boîtier et le transformateur.

Un seul point faible, il est prévu pour recharger en 24h une batterie de 10A/h type moto et non une de 30A/h de voiture. Il faudra donc trois jours pour recharger votre batterie si vous la déchargez complètement. Sans problème si vous volez tous les week-end. Si vous volez tous les jours et déchargez complètement votre batterie chaque jour, il vous faudra faire une première charge avec un chargeur plus puissant en rentrant du terrain, un chargeur standard du commerce, puis passer à celui d'entretient avant d'aller vous coucher.

Ou changer R1, mais la attention à la dissipation du L200 et jusqu'où le transfo peut aller. Prudence.

Le Kit est complet, boîtier inclus non visible sur la photo.

Résultat final avant mise en boitier

Electronique - explication détaillée

Le schéma du chargeur est en fait relativement simple. Voilà encore un avantage de notre montage : une simplicité exemplaire et un confort de réalisation garanti. Le schéma ne comporte, outre les composants incontournables de l'alimentation, qu'un seul circuit intégré entouré d'une petite poignée de composants électroniques additionnels.

La tension du secteur arrive au bornier K1, le bornier K2 servant quant à lui à la connexion des pinces allant aux pôles de la batterie. En aval du bornier K1 nous trouvons la combinaison "standard" d'un transformateur (Tr1) avec un pont de redressement (D2 à D5) et un condensateur électrolytique de lissage (C3). La LED D6 avec sa résistance série R5 fait office de témoin de fonctionnement. Le condensateur C2 élimine les éventuelles impulsions parasites HF (Haute Fréquence).

Ceci nous amène au "palpitant " du montage: IC1, un circuit intégré du type L200 de SGS-Thomson. Il s'agit en l'occurrence d'un régulateur de tension et de courant réglable dans un boîtier Pentawatt. Ce type de boîtier est connu pour son caractère quasi indestructible ! Le circuit est capable de traiter des tensions d'entrée jusqu'à 40 V, supporte des crêtes de tension de 60 V au maximum, comporte une protection contre les températures excessives et contre les court-circuits et est, en outre, capable de fournir un courant d'une intensité maximale de 1,8 A. Énumérer toutes les caractéristiques techniques de ce composant peut sembler quelque peu excessif, mais cela pose de bons jalons quant à la fiabilité et à la robustesse de ce montage. Voir le datasheet du L200 en PDF.

Le L200 se caractérise par l'extrême diversité de ses applications potentielles. Il a été, dans ce montage, configuré comme source de courant mise automatiquement hors-fonction dès que la tension de sortie dépasse une certaine limite. Le circuit qui surveille la tension de sortie (la tension aux bornes de la batterie donc) compare, via le réseau réglable R4/Pl/R3, la tension de sortie avec la tension de référence interne nominale de 2,77 V, présente sur la broche 4 de IC1. L'ajustable P1 permet de définir très exactement la valeur de la tension à laquelle le flux de coutant sera interrompu.

L'intensité du courant de sortie (et de charge donc) peut être réglée à l'aide d'une résistance (R1) prise entre la sortie (broche 5) et l'entrée de limitation (limiting) de IC1 (broche 2). Au moment où la limitation de courant entre en fonction on aura présence entre ces deux points d'une tension de 0,45v environ (spécification du fabricant). En prenant pour R1 une valeur de 0,9 Ohm on obtiendra donc un courant de sortie maximal de 500mA.

Choix de la tension d'arrêt

Quelle est en fait la valeur de tension optimale à définir comme limite ?

Nous en avons parlé déjà, sans donner cependant de valeur précise. Nous savons maintenant que dans le cas d'une tension de batterie de 14,1 à 14,4 V (2,35 à 2,4 V par cellule) on a début de production de gaz. Pour un processus de recharge continue cette valeur est donc trop élevée. La totalité des fabricants de batteries s'accorde sur un point : le domaine de tensions " sûr " se situe entre 13,2 et 13,8V. Toute valeur de tension comprise entre ces valeurs n'entraîne pas de risque d'usure prématurée de la batterie. Il nous semble donc tout à fait raisonnable de choisir une valeur moyenne dans ce domaine et de régler P1 à une tension de sortie de 13,5 V. La marge par rapport au domaine " dangereux " est suffisamment grande et les expériences pratiques faites à cette valeur sont très concluantes.

Les plus prudents d'entre nos lecteurs, ou ceux d'entre eux qui envisagent de mettre à leur nom le record de la durée de vie de leur batterie, peuvent régler leur chargeur à une tension de sortie de 13,2V.

Réglage

Il ne reste maintenant qu'à régler très exactement la limitation de la tension de sortie. Ce travail, bien que peu compliqué, exige que l'on prenne le temps nécessaire. Il nous faut pour ce faire, en plus d'une batterie, deux multimètres. Le déroulement du processus de réglage se fera de la façon suivante:

- On tourne le curseur de l'ajustable P1 de façon à obtenir la valeur de résistance maximale (tension de sortie maximale du chargeur) pour, ensuite,

- Connecter le chargeur à la batterie.

- On met l'un des multimètres en mode " ampèremètre " et on le prend en série dans le câble positif reliant le chargeur à la batterie.

- On place l'autre multimètre sur le calibre convenable pour la mesure de tensions et on le connecte en parallèle sur les bornes de la batterie.

- La batterie est maintenant en cours de recharge. Il faudra surveiller l'évolution de la tension aux bornes de la batterie.

- Dès que la tension aux bornes de l'accu dépasse la valeur maximale préconisée (13,2 V par exemple), il faudra tourner (lentement) le curseur de l'ajustable dans le sens anti-horaire jusqu'à ce que le courant de recharge (premier multimètre) tombe à zéro. L’opération de réglage est terminée !

Si l'on s'est éloigné (pour quelque raison que ce soit) de cette disposition de réglage et qu'en revenant on constate que la tension aux bornes de l'accumulateur a déjà atteint une valeur trop élevée, il faudra décharger partiellement la batterie à l'aide d'une ampoule de 12 V pour continuer ensuite le processus de réglage.

Extrait de l'article de Elektor numéro 197, Novembre 1994
(fourni en entier avec le kit Electronic)

Liste des composants

R1 = 1 Ohm
R2 = 150 Ohms
R3 = 1 K Ohms
R4 = 3.3 K Ohms
R5 = 1.5K Ohms
P1 = 1K Ohm ajustable multitpours

C1, C2 = 100nF
C3 = 220microF 25v radial
C4 = 22microF 25v radial

D1 = diode Schottky 8A, type BYW29-100
D2 à D5 = 1N4001
D6 = LED rouge 5mm

IC1 = L200CV boitier pentawatt

Tr1 = transformateur 15v/13va


Des considérations complémentaires sur les batteries 12v ici