Este es un circuito simple de cargador de batería de iones de litio con corte automático cuando está completamente cargada. Este circuito ayudará a reactivar las baterías que cree que están agotadas o que son tan viejas que ya no se pueden reutilizar. Hicimos el circuito con componentes de uso común como el temporizador NE555 y el regulador de derivación TL431. Utiliza el principio de cargar la batería con una señal de pulso de baja corriente. Lo que lo convierte en un cargador de rendimiento seguro e impresionable. Por supuesto, puede hacernos sonreír otra vez porque es económico y fácil de construir. Intenta construirlo y sonreirás como nosotros.
Recibimos una gran cantidad de pequeños electrodomésticos rotos como cámaras, diccionarios electrónicos, etc. Aunque muchos los consideran residuos electrónicos sin valor. Pero para nosotros son buenos maestros; Muchas veces adquirimos conocimientos experimentando con varios circuitos electrónicos.
El 3,7 V 700 mAh baterías de iones de litio Son partes interesantes. Aunque son pequeños, siguen siendo suficientes para circuitos pequeños con baja potencia, como medidores digitales, experimentación de circuitos CMOS digitales, etc.
Pero cuando medimos su voltaje, no había ninguno. Porque estuvieron fuera durante tanto tiempo. Nuestros amigos dijeron que no se debe permitir que el voltaje de este tipo de batería sea inferior a 2,5 V, ya que puede deteriorarse.
Pero intentaremos revivirlos y hacerlos utilizables nuevamente.
Elegir el método correcto
Imaginemos que vamos a despertar a ancianos que llevan mucho tiempo dormidos porque estas personas todavía tienen la capacidad. Las experiencias pasadas son valiosas para nosotros hoy y en el futuro.
Pero deberíamos despertarlos suavemente porque podrían recibir una descarga eléctrica hasta el punto de morir (de verdad, jajaja).
Concepto amplio de circuito de cargador de batería de iones de litio
Creemos que cada problema tiene solución. Pero primero debes comprender el problema y tener un concepto amplio del mismo. Luego, empieza con lo que tienes y hazlo primero. Luego, mejore o mezcle gradualmente hasta alcanzar la perfección. Por supuesto, siempre estaremos mejorando.
Cargador de batería de iones de litio
Reutilizar este tipo de batería significa simplemente agregarle energía o cargarla.
Cargando con una corriente adecuada: Debe cargarse con una pequeña corriente para reducir la generación de calor. Si el tamaño de la batería es de 700 mAh, la velocidad de carga actual debe ser de 0,1 C o 70 mA y cargarse durante aproximadamente 10 a 12 horas. Pero en este caso, nos gustaría intentar cargarlo con una corriente más baja, de unos 35 mA, y el tiempo de carga aumentaría a unas 20 horas. Por lo tanto, no ejerceríamos mucha presión sobre la batería.
Lo estimuló con una señal de pulso CC: Queríamos experimentar cargándolo con corriente fluctuante pero aún así con un voltaje de CC para estimular mejor las celdas de la batería.
El voltaje de la batería no debe exceder los 4,2 V: Al cargar la batería de iones de litio, existe una regla estricta. Eso no permite que el voltaje de la batería supere los 4,2V.
Disponemos de una fuente de alimentación de 12V: Cuando la batería se está cargando, su nivel de voltaje aumenta al nivel de la fuente de alimentación. Entonces, la batería se deteriorará o dañará.
Por lo tanto, debemos resolver estos problemas de acuerdo con el diagrama de bloques a continuación.
Aunque estemos utilizando una fuente de alimentación de 12 V CC, podemos cargar la batería de Li-ion con ella. Porque la señal de pulso (del generador de pulsos) reduce el voltaje promedio a aproximadamente 5 V, lo que reduce la corriente que pasa por la batería.
También agregamos el detector de nivel de voltaje para monitorear el nivel de voltaje de la batería. Si supera los 4,1V, apagará el Generador de Pulsos, deteniendo inmediatamente el suministro de corriente a la batería.
Convertir de diagrama de bloques a circuito
A continuación, conviertamos el diagrama de bloques en un circuito simple.
NE555 Generador de impulsos
Primero, con respecto al bloque generador de impulsos, elegimos el NE555. Porque puede funcionar como un circuito multivibrador astable 555, o lo que se llama Oscilador. Produce una buena forma de onda cuadrada y es capaz de entregar una corriente máxima de aproximadamente 200 mA. Lo cual es suficiente para cargar nuestras baterías.
A continuación, agregamos algunos componentes más antes de intentar cargar la batería.
- R1, R2 y C1 configuran la frecuencia de salida en aproximadamente 680 Hz con un tamaño de señal de aproximadamente 10 Vp-p.
- El LED1 indica si la señal en el pin 3 es normal o no.
- D1 para evitar el voltaje inverso de la batería cuando la corriente comienza a llenarse.
- R4 reduce la corriente que fluye a través de la batería a aproximadamente 35 mA.
La señal leída en el pin 3 mostró una forma de onda de pulso rectangular de aproximadamente 10 Vp-p. A continuación, medimos el nivel de voltaje de la batería aumentando de cero a aproximadamente 2,7 V en un momento. Estos indican que el generador de impulsos está funcionando correctamente.
Restablece el temporizador NE555
Y ahora vamos a encontrar una manera de evitar que NE555 funcione.
Según el gráfico siguiente, cuando el voltaje en el pin 4 del temporizador 555 es inferior a 0,6 V. Detendría todas las señales que salen del pin 3 o, en otras palabras, dejaría de funcionar.
En el siguiente circuito, agregamos R9 (10K) al pin 4 para mantener el estado inicial de «Alto» y agregamos Q2 para que actúe como un interruptor cerrado para cambiar el estado a «Bajo» o 0V para restablecer IC1. Sólo se puede encender si recibe el voltaje en el estado «Alto» del bloque detector de nivel de voltaje.
El detector de voltaje usando TL431
A continuación, echemos un vistazo al bloque detector de nivel de voltaje. Aquí tenemos varias opciones, como el comparador LM339, OP-AMP, el diodo Zener, transistores y más. Pero en este caso, elegimos el TL431 porque es sencillo, económico y fiable.
En el circuito anterior, cuando el voltaje de la batería aumenta a 4,1 V. El IC2 (TL431) detectó el voltaje. y así permite que la corriente fluya a través del pin K al pin A. Luego se enciende el LED2 y el voltaje en el pin K cambia a un estado «Bajo». En teoría, restablecerá el NE555.
Pero en nuestro experimento práctico, todavía necesitamos usar el transistor Q2 porque el pin K de IC2 todavía tiene un nivel de voltaje de aproximadamente 0,9 V, que no es capaz de restablecer IC1.
Todavía necesitamos agregar Q1 para conectar IC2 y Q2 juntos, como se muestra en el circuito. Si el nivel de voltaje de la batería supera los 4,1V. El IC2 detectó eso y dejó que la corriente fluyera a través de él. Entonces, el nivel de voltaje en el pin K es inferior a aproximadamente 0,9 V. Por lo tanto, no fluye corriente a través de R6 hacia B de Q1, por lo que Q1 no se puede encender y permanece APAGADO.
La corriente de base fluye así a través de R7 hacia B de Q2. Como resultado, Q2 se enciende y el LED2 se enciende. Por supuesto, el pin 4 (reinicio) está «Bajo» porque tiene un voltaje de 0 V, lo que detiene la corriente del pin 3 del NE555 y la batería ya no recibe corriente. Por tanto, el nivel de tensión de la batería es claramente inferior a 4,2V.
Ahora juntamos todos esos pequeños circuitos, convirtiéndolos en un circuito de cargador de batería de iones de litio simple y completo.
Pruebas y ajustes
Inicialmente, el R1 que utilizamos era un potenciómetro de 10K. Para que se pueda ajustar la frecuencia de salida de IC1. Intentamos ajustar la frecuencia a aproximadamente 680 Hz y pudimos cargar bien la batería. Al comprobar la resistencia del potenciómetro, el resultado es de aproximadamente 1,2 K. Para un uso posterior, recomendamos cambiar R1 por una resistencia convencional de 1,2 K.
Configurar el detector de nivel de voltaje
Vuelva a verificar todos los componentes y no cometa ningún error. Conecte una fuente de alimentación de 12 V a este circuito. Verá el LED1 (rojo) encendido, lo que indica que el circuito del generador de impulsos está funcionando.
Necesitamos ajustar VR1 en el detector de nivel de voltaje para establecer el nivel de voltaje de verificación en 4.1V. Usamos la fuente de alimentación de voltaje variable configurada en 4.1V en lugar de la batería de iones de litio mientras sintonizamos. Luego ajuste VR1 lentamente hasta que el LED2 (verde) se encienda y el LED1 se apague inmediatamente.
El circuito parece estar funcionando bastante bien. Ahora intentemos cargar la batería de Li-ion.
En la siguiente imagen, el LED1 está encendido, lo que muestra que el circuito está funcionando. A partir de la medición, la corriente El flujo que fluye a través de la batería es de aproximadamente 33,6 mA y el nivel de voltaje de la batería ha aumentado a 2,7 V. Además, la lectura de temperatura de la batería es normal.
Después de aproximadamente 22 horas, el nivel de voltaje de la batería aumenta a 4,1 V. El LED2 se enciende, pero el LED1 se apaga inmediatamente. También notamos que la corriente que fluye a través de la batería ha caído a -6 mA, lo que significa que la corriente de la batería ha salido; ya no fluye más corriente del circuito. Indica que la carga de la batería está llena.
Intentamos usar la batería cargada conectándola a un LED súper brillante; lo ilumina bien y puede durar tanto como de costumbre.
Conclusión
Este circuito simple de cargador de batería de iones de litio es muy eficaz para revivir o reactivar la batería vieja para que pueda usarse nuevamente. La batería cargada por este circuito puede almacenar energía durante un período de tiempo considerable. Lo hemos estado usando en un pequeño voltímetro digital que construyó mi hija. Y ha funcionado bien durante unos 5 meses. El voltaje sigue siendo estable en alrededor de 3,7 V.
¿Pero es bueno cargar con una corriente muy baja como esta? Teniendo en cuenta el uso, no es demasiado difícil. Porque no lo cobramos a menudo. Nuestra carga también consume muy poca corriente.
Podemos agregar un circuito detector de voltaje de 3 V o menos a la carga para advertirnos que la recarguemos temprano; es muy conveniente.
Pero si desea cargar más rápido, puede cambiar R4 a 47 ohmios para una corriente de carga de aproximadamente 70 mA. Pero no debería ser demasiado bajo porque el IC-555 puede alimentar un máximo de corriente de 200 mA.
Esperamos que disfrutes revitalizando las baterías. La próxima vez que te encuentres con una batería vieja, no la tires. Pero es una buena idea inspeccionarlo primero. Puede haber hinchazón o fugas químicas de estas baterías.
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