Indicador de límite de carga de la batería. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Al cargar simultáneamente varias baterías Ni-Cd o Ni-Mh de tamaño AA o AAA conectadas en serie, a menudo surge una situación en la que algunas de ellas aún no se han cargado, mientras que otras ya se están recargando. Esto se debe al hecho de que la capacidad real de las baterías, especialmente si no están "nuevas por primera vez", puede diferir significativamente de la nominal, y cuando se cargan con la misma corriente, algunas se cargan más rápido que otras. Para eliminar esta situación, puede montar un indicador limitador, que se conecta en paralelo a cada batería. El dispositivo está pensado para su instalación en cargadores sencillos en los que la carga se realiza con una corriente estable y no hay control sobre el voltaje de cada batería ni el tiempo de carga.

El diagrama del dispositivo se muestra en la Fig. 1. Es un convertidor elevador de voltaje cargado con un LED y está ensamblado en un microcircuito especializado NCP1400ASN33T1 (NCP1400ASN50T1). El indicador limitador, conectado en paralelo a la batería de carga G1, prácticamente no consume corriente mientras el voltaje de la batería sea inferior a 1,42 V. Por lo tanto, toda la corriente de carga "se pone a funcionar", es decir, carga la batería. Cuando el voltaje excede el valor anterior, el convertidor se enciende, la corriente que consume aumenta y la corriente de carga disminuye significativamente, hasta llegar a cero. El LED comienza a encenderse, indicando el final de la carga de la batería.

Arroz. 1. Diagrama del dispositivo

El diodo Zener VD1 protege el convertidor del aumento de tensión que puede aparecer si la batería no está instalada, está defectuosa o por un mal contacto en el soporte. El convertidor se enciende si el voltaje en la entrada de control CE excede 0,5...0,6 V. Se suministra a esta entrada a través de los diodos VD2 y VD3, y su valor será menor en la cantidad de caída de voltaje a través de ellos. La corriente a través de estos diodos y, por lo tanto, el voltaje a través de ellos, se establece mediante la resistencia R1 y, al seleccionarla, se puede establecer el umbral para encender el convertidor de voltaje. En este caso, el voltaje umbral se establece en 1,42 V.

La corriente consumida por el convertidor es 2,5...3 veces mayor que la corriente que fluye a través del LED. Si utiliza un LED blanco con un voltaje de 3,3 V, la corriente que lo atraviesa dependerá principalmente de su tipo y puede requerir selección. Si, por ejemplo, el LED consume una corriente de 20 mA, el convertidor consumirá una corriente de aproximadamente 50 mA. Es por este valor que la corriente de carga disminuirá después de encender el convertidor. Para establecer el consumo de corriente deseado, debe utilizar un LED verde o amarillo conectando la resistencia R2 en serie con él. Al seleccionar esta resistencia, se determina la corriente consumida por todo el convertidor. Puedes utilizar un LED rojo, pero primero debes comprobar que no brilla con un voltaje de 1,4 V; algunos ejemplos son capaces de hacerlo.

Si utiliza elementos de pequeño tamaño para el montaje en superficie, la placa de circuito impreso del dispositivo será pequeña. Su dibujo se muestra en la Fig. 2. Tiene dos caras. A través de orificios en la placa se conectan entre sí las placas de contacto de ambos lados. El LED, el condensador y la resistencia R2 se instalan en un lado, el resto de elementos, en el otro. Los diodos CDLL4148 se pueden reemplazar con diodos de salida de las series KD521 y KD522. Diodo Zener - de baja potencia para tensión de estabilización de 3...3,3 V. Resistencias y condensador - para montaje en superficie, tamaño 0805 o 1206. La bobina de choque debe estar diseñada para una corriente de 200...250 mA, las bobinas de choque son adecuadas - LQY4N , LQN4N, SDR0703 o salida serie EC24. El LED puede ser de cualquier tipo y, dado que la corriente que lo atraviesa es bastante grande, no es necesario utilizar un LED con mayor brillo.

Arroz. 2. Dibujo de PCB del dispositivo

La ubicación de los elementos en el tablero se muestra en la Fig. 3. Se instala una resistencia adicional R2 en el lado donde está instalado el LED, habiendo realizado previamente un corte en el conductor impreso. La sección y la resistencia R2 se resaltan en la Fig. 3 en rojo. La apariencia del dispositivo se muestra en la Fig. 4.

Arroz. 3. Colocación de elementos en el tablero.

Arroz. 4. Apariencia del dispositivo

Es conveniente instalar dicho indicador limitante en un cargador con una corriente de carga de 60...80 mA (para baterías con una capacidad de hasta 800 mAh). En este caso, después de encender el LED, la batería seguirá recargándose con varias veces menos corriente. Para aumentar la corriente consumida por el convertidor se deben instalar dos o tres LED en su salida, cada uno con su propia resistencia.

Si la corriente de carga en el cargador es de 150...200 mA (para baterías con una capacidad de hasta 1,5.2 Ah), se debe utilizar un microcircuito con una tensión de salida de 5 V (NCP1400ASN50T1) e instalar un limitador de corriente. resistencia en serie con el LED (todos los cambios para este caso están resaltados en la Fig. 1 en rojo). Al seleccionar esta resistencia, puede configurar la corriente del LED deseada. En este caso, la corriente consumida por el convertidor será aproximadamente cuatro veces mayor. Es posible que necesites usar un LED más potente o instalar uno o dos LED más en paralelo, cada uno con su propia resistencia limitadora de corriente. Cabe señalar que el pulso de corriente a través del inductor puede alcanzar los 400 mA, por lo que debe diseñarse para esta corriente.

Cabe señalar que el voltaje de apagado del convertidor es menor que el voltaje de encendido aproximadamente 0,1 V. Si después de encender el convertidor la batería se descarga ligeramente, el convertidor se apagará y la carga continuará.

Configurarlo se reduce a seleccionar resistencias. Se suministra un voltaje de 1,42 V al dispositivo y, al seleccionar la resistencia R1, se enciende el convertidor. La resistencia de esta resistencia no debe ser superior a 200 kOhm, si resulta ser mayor, es necesario seleccionar otros diodos VD2 y VD3. El umbral de conmutación se controla varias veces aplicando un voltaje de 1,2 V al convertidor y aumentándolo gradualmente a 1,5 V. Si es necesario, se repite el ajuste. Anteriormente se analizó cómo cambiar la corriente consumida por el convertidor.

Autor: I. Nechaev

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