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sábado, 14 de diciembre de 2013
martes, 19 de octubre de 2010
lunes, 13 de julio de 2009
domingo, 12 de julio de 2009
Cargar baterias de Litio
Montaje y materiales
En mi anterior articulo sobre cargadores de baterías Li-Ion (URE Agosto-Septiembre 2007) informaba de las buenas prestaciones de estos elementos y también como conseguirlas a un precio razonable. Insistiré sobre la procedencia
Se consiguen de los packs de baterías de alimentación desechables procedentes de los ordenadores portátiles, normalmente llevan tres grupos de dos baterías, otros en lugar de tres llevan cuatro, dependiendo del modelo de ordenador, también nos encontramos con que la capacidad de cada batería es de 1’6 amperios hasta 2’4 amperios, que al ir en paralelo doblan la capacidad.
En los packs de baterías que consigamos, la mayoría de las veces se les estropea el panel cargador interno que lleva incorporado, normalmente son de una circuiteria bastante elaborada y comprimida basándose en elementos SIM, además controlan la temperatura de cada grupo de baterías, debido seguramente que al aplicarles cargas más rápidas las mismas tienden a calentarse, y entonces es cuando vienen los fallos.
A veces todos los grupos de baterías son buenos, pero otras nos encontramos que uno de los grupos no nos da tensión, entonces este grupo hay que desecharlo, pues no hay manera de recuperarlo.
Las baterías de litio aportan mayor densidad de corriente, mayor voltaje por celda, menor auto descarga y carecen del llamado efecto memoria. Por otra parte, tienen una vida limitada a un cierto numero de recargas, pero las cargas no se miden en cantidad de cargas, si no en cantidad de carga, (apréciese la diferencia).
La batería va perdiendo progresivamente capacidad de carga con el uso durante toda su vida. Normalmente, de inicio tienen aproximadamente un 110% de capacidad respecto a la capacidad nominal de esta. Posteriormente va perdiendo capacidad y llega a la capacidad nominal a las 100 cargas. De esta manera seguirá y tendrá un 90% a 400 cargas; 80% a 700… etc. datos reales sacados de las hojas de características de una batería de litio al azar.
Un inconveniente es su tamaño, me refiero a las baterías conseguidas en estos packs para ordenador, (65 m/m de largo y un diámetro de 18 m/m), veis que son bastante mayores que las de Ni Mh tamaño AA.
Podéis ver las características, de una de ellas por ejemplo = LGR18650U
Si comparamos las baterías que actualmente empleamos para nuestros equipos portátiles de radio, veremos que una batería de Ni Mh suministra una tensión de 1’2 voltios por elemento y las de Li-Ion 3’8 voltios, por lo tanto 3 baterías en serie de Ni Mh suministran la misma tensión que una batería de Li-Ion, siempre partiendo de una tensión media. De esta forma con tres grupos de baterías Li-Ion tendremos una tensión media de 11’4 voltios, y con Ni Mh necesitaremos 10 baterías.
El esquema que adjunto es para cargar 1, 2, 3 o 4 grupos de baterías en serie. A veces cada grupo lleva 3 baterías en `paralelo, para obtener triple capacidad, por lo tanto si tenemos 3 grupos de 3 baterías, tendrá 12 Voltios a 6 Amperios, al final de la carga (11’4 voltios de tensión media) y
Si ponemos 4 grupos la tensión media de descarga será 14’2 voltios a 6 amperios (cuando recién terminada la carga la tensión es de 16’8 voltios.)
Cuando se carguen grupos en serie, cada grupo debe tener la misma capacidad.
La tensión de carga se puede elegir mediante el conmutador de una sola vía y 4 posiciones.
Cada grupo debe cargarse a una tensión de 4’2 voltios (tolerancia 0’1%) para obtener una carga completa. Cuando se quiera cargar una sola batería se debe escoger la tensión de 4’2 v, y para dos baterías puestas en serie, elegir la tensión de carga de 8’4 v, para 3 baterías la tensión debe ser de 12’6 v y para 4 baterías la tensión será de 16’8 voltios, la tolerancia será siempre la misma 0’1%
La intensidad está regulada por el mismo integrado LM 317.
La mínima tensión que se debe suministrar al cargador debe ser de:
7’5 v para la posición de 4’2 voltios
11 v para la posición de 8’4 v
16’5 v para la posición de 12’6 v
21 v para la posición de 16’8 v
Debe refrigerarse generosamente el integrado LM 317, pues si le aplicamos los 21voltios a la entrada, y elegimos cargar un solo elemento (4’2v)
entonces debe disipar en calor unos 11 watios (16’5 voltios a 0’7 amperios) en este caso.
A medida que se vaya completando la carga la disipación es menor.
Este cargador que os presento, esta limitado a una intensidad de carga de 650 mA, por la resistencia de 1 ohm.
Como la mayoría de las experimentaciones que he hecho han sido con la carga que me ha proporcionado este circuito y no he intentado forzar la carga a 1C, por este motivo tarda un poco más de tiempo, pero casi nunca me han surgido conflictos, pues lo que mas temo es que se caliente la batería durante la carga.
Para cargar a intensidades mas bajas se puede aumentar el valor de esta resistencia.
Para cargar una batería de Li-Ion hay que controlar la tensión final de carga con una precisión del 0’1%,
La curva de carga típica a una intensidad de 1C de estas baterías es la siguiente:
La tensión inicial de la batería descargada es de 3’5 voltios
A los 30 segundos la tensión es de 4’01 v
A los 20 minutos la tensión sube a 4’1 v
Y a las 2 horas (fin de la carga) 4’205 v
De esto se observa que entre los 20 minutos y las 2 horas de carga, representa entre un 20% y un 100% de carga, la diferencia es de
0’1v (100 milivoltios), tan solo un 2’5% de la tensión final de carga, que es de 4’202v, por lo tanto si nuestro cargador se desviase hacia abajo en esa proporción (4’095v) solamente se cargaría un 20%. Y lo que es peor todavía, si la desviación fuese hacia arriba, se alcanzarían los 4’3 v, ya fuera de la zona de seguridad para evitar sobrecargas que conllevan calentamientos.
Por lo tanto es necesario conseguir una buena estabilización para la carga.
En mi anterior articulo sobre cargadores de baterías Li-Ion (URE Agosto-Septiembre 2007) informaba de las buenas prestaciones de estos elementos y también como conseguirlas a un precio razonable. Insistiré sobre la procedencia
Se consiguen de los packs de baterías de alimentación desechables procedentes de los ordenadores portátiles, normalmente llevan tres grupos de dos baterías, otros en lugar de tres llevan cuatro, dependiendo del modelo de ordenador, también nos encontramos con que la capacidad de cada batería es de 1’6 amperios hasta 2’4 amperios, que al ir en paralelo doblan la capacidad.
En los packs de baterías que consigamos, la mayoría de las veces se les estropea el panel cargador interno que lleva incorporado, normalmente son de una circuiteria bastante elaborada y comprimida basándose en elementos SIM, además controlan la temperatura de cada grupo de baterías, debido seguramente que al aplicarles cargas más rápidas las mismas tienden a calentarse, y entonces es cuando vienen los fallos.
A veces todos los grupos de baterías son buenos, pero otras nos encontramos que uno de los grupos no nos da tensión, entonces este grupo hay que desecharlo, pues no hay manera de recuperarlo.
Las baterías de litio aportan mayor densidad de corriente, mayor voltaje por celda, menor auto descarga y carecen del llamado efecto memoria. Por otra parte, tienen una vida limitada a un cierto numero de recargas, pero las cargas no se miden en cantidad de cargas, si no en cantidad de carga, (apréciese la diferencia).
La batería va perdiendo progresivamente capacidad de carga con el uso durante toda su vida. Normalmente, de inicio tienen aproximadamente un 110% de capacidad respecto a la capacidad nominal de esta. Posteriormente va perdiendo capacidad y llega a la capacidad nominal a las 100 cargas. De esta manera seguirá y tendrá un 90% a 400 cargas; 80% a 700… etc. datos reales sacados de las hojas de características de una batería de litio al azar.
Un inconveniente es su tamaño, me refiero a las baterías conseguidas en estos packs para ordenador, (65 m/m de largo y un diámetro de 18 m/m), veis que son bastante mayores que las de Ni Mh tamaño AA.
Podéis ver las características, de una de ellas por ejemplo = LGR18650U
Si comparamos las baterías que actualmente empleamos para nuestros equipos portátiles de radio, veremos que una batería de Ni Mh suministra una tensión de 1’2 voltios por elemento y las de Li-Ion 3’8 voltios, por lo tanto 3 baterías en serie de Ni Mh suministran la misma tensión que una batería de Li-Ion, siempre partiendo de una tensión media. De esta forma con tres grupos de baterías Li-Ion tendremos una tensión media de 11’4 voltios, y con Ni Mh necesitaremos 10 baterías.
El esquema que adjunto es para cargar 1, 2, 3 o 4 grupos de baterías en serie. A veces cada grupo lleva 3 baterías en `paralelo, para obtener triple capacidad, por lo tanto si tenemos 3 grupos de 3 baterías, tendrá 12 Voltios a 6 Amperios, al final de la carga (11’4 voltios de tensión media) y
Si ponemos 4 grupos la tensión media de descarga será 14’2 voltios a 6 amperios (cuando recién terminada la carga la tensión es de 16’8 voltios.)
Cuando se carguen grupos en serie, cada grupo debe tener la misma capacidad.
La tensión de carga se puede elegir mediante el conmutador de una sola vía y 4 posiciones.
Cada grupo debe cargarse a una tensión de 4’2 voltios (tolerancia 0’1%) para obtener una carga completa. Cuando se quiera cargar una sola batería se debe escoger la tensión de 4’2 v, y para dos baterías puestas en serie, elegir la tensión de carga de 8’4 v, para 3 baterías la tensión debe ser de 12’6 v y para 4 baterías la tensión será de 16’8 voltios, la tolerancia será siempre la misma 0’1%
La intensidad está regulada por el mismo integrado LM 317.
La mínima tensión que se debe suministrar al cargador debe ser de:
7’5 v para la posición de 4’2 voltios
11 v para la posición de 8’4 v
16’5 v para la posición de 12’6 v
21 v para la posición de 16’8 v
Debe refrigerarse generosamente el integrado LM 317, pues si le aplicamos los 21voltios a la entrada, y elegimos cargar un solo elemento (4’2v)
entonces debe disipar en calor unos 11 watios (16’5 voltios a 0’7 amperios) en este caso.
A medida que se vaya completando la carga la disipación es menor.
Este cargador que os presento, esta limitado a una intensidad de carga de 650 mA, por la resistencia de 1 ohm.
Como la mayoría de las experimentaciones que he hecho han sido con la carga que me ha proporcionado este circuito y no he intentado forzar la carga a 1C, por este motivo tarda un poco más de tiempo, pero casi nunca me han surgido conflictos, pues lo que mas temo es que se caliente la batería durante la carga.
Para cargar a intensidades mas bajas se puede aumentar el valor de esta resistencia.
Para cargar una batería de Li-Ion hay que controlar la tensión final de carga con una precisión del 0’1%,
La curva de carga típica a una intensidad de 1C de estas baterías es la siguiente:
La tensión inicial de la batería descargada es de 3’5 voltios
A los 30 segundos la tensión es de 4’01 v
A los 20 minutos la tensión sube a 4’1 v
Y a las 2 horas (fin de la carga) 4’205 v
De esto se observa que entre los 20 minutos y las 2 horas de carga, representa entre un 20% y un 100% de carga, la diferencia es de
0’1v (100 milivoltios), tan solo un 2’5% de la tensión final de carga, que es de 4’202v, por lo tanto si nuestro cargador se desviase hacia abajo en esa proporción (4’095v) solamente se cargaría un 20%. Y lo que es peor todavía, si la desviación fuese hacia arriba, se alcanzarían los 4’3 v, ya fuera de la zona de seguridad para evitar sobrecargas que conllevan calentamientos.
Por lo tanto es necesario conseguir una buena estabilización para la carga.
sábado, 11 de julio de 2009
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