lunes, 12 de noviembre de 2012

Sencillo cargador de baterias de NiCd o de NiMH

Entrada con ampliaciones en azul el 26/08/2015 y en verde el 23/07/2017


En esta entrada monté un circuito para cargar unas baterías, usando este esquema:


Esquema del cargador publicado en Elektor


Este es el esquema que se publicó en la edición española de la revista Elektor en septiembre de 2002, siendo muy sencillo pero da buenos resultados. Permite cargar un paquete de baterías con carga lenta, entre 10 a 14 horas, y como en las de NiMH no existe peligro de sobrecarga, si están en el cargador mas tiempo no perjudica a las baterías ni produce calor o efectos similares.

Este circuito usa un diodo led de bajo consumo (para no afectar a la corriente de carga), que nos indica cuando la batería está en carga, apagándose cuando la carga esté completada.

La corriente de carga debe ser el 10% de la capacidad de cada la batería, mientras que el voltaje debe ser como mínimo de 1'5V superior al nominal, por ejemplo para cargar cuatro baterías de 1500mA 1'2V en serie, necesitamos una corriente de 1500/10=150mA, si usamos menos el tiempo de carga será mayor, no debemos usar mas, mientras que para el voltaje sería de 1'2*4+1'5=6'3v o un poco mas (nunca menos).

Para cargar una batería se usa una fuente de corriente constante, la forma mas sencilla es uar un regulador de tensión tipo LM317, diseñado para ajustar su resistencia interna entre los terminales IN y OUT para mantener una tensión constante de 1,25V entre los terminales OUT y ADJ, por lo que es necesario usar una resistencia R2 adecuada a las baterías a cargar, debiendo usar un valor de (1'25/CorrienteDeCarga), en nuestro ejemplo 1'25/0'150 = 8'33 Ohmios, o si las baterías son de 1800mAh, sería (1,25 / 0,180) = 6,94 ohmios. Como en la práctica no podemos comprar una resistencia con este valor, elegiremos el mas cercano que es 7.

Hay que usar todas las baterías conectadas en serie y que sean todas del mismo tipo (voltaje y capacidad) si no este montaje no funcionará adecuadamentre. Para las fórmulas llamaré NB al número de baterías, VB al Voltaje de la batería, y MAB a la capacidad en MiliAmperios de la batería. Usaremos una alimentador de VA voltios y AA amperios:

R2 = 12500      VA= (NB * VB) + 1'5      AA= NB * MAB
MAB 10.000


El valor de la resistencia R2 se redondea por arriba o por abajo al valor mas cercano, si es 6'94 o de 7'21 usar una resistencia de 7 Omios. El valor del voltaje y del amperaje del alimentador se redondean por arriba siempre.

Por ejemplo para cargar  4 baterías (NB=4) de 1'2 voltios  (VB=1'2) y 1500mA (MAB=1500) aplicando las fórmulas usamos una resistencia de 8 Ω (R2=8) y un alimentador de 7 voltios (VA=7) que proporcione 600 miliamperios (AA=0'6):
R2 = 12500  = 8'33 Ω = 8 Ω
1500
VA = (4 * 1'2) + 1'5 = 6'3 V = 7 V
AA= 4 * 1500 = 0'6 A
10.000

El LM317T se debería fijar a un disipador, aunque por la baja corriente que se maneja, no es imprescindible, con un pequeño disipador de unos 10K/W, o si lo pegamos a la caja si es metálica será suficiente. 

La corriente de carga necesaria para las baterías se obtiene de un alimentador externo no estabilizado (cualquiera con una transformador, puente y condensador sirve, no necesita más). Este alimentador debe proporcionar una corriente al menos 1'5 voltios superior en la entrada del LM317 a la que necesitamos en su salida para que este funcione, por lo que en el ejemplo anterior, 6'3+1'5=7'8v o lo que es lo mismo el alimentador debe proporcional al menos 8 voltios, por lo que uno de 9 voltios es el adecuado, aunque si es de los económicos mejor uno de 12 voltios, que nunca dan los voltios que dicen.


LISTA DE MATERIALES

R1 = 180 ohm, 1/4 W
R2 = Ver Texto, 1/4 W
C1 = 10 µF 25 V electrolítico
T1 = BC547B
IC1 = LM317T
LED1 = Diodo led de bajo consumo

51 comentarios:

  1. Si dice Vd. 1,5 vols de mas sobre 4,8v. es un 30 % superior , eso representara pues lo siguiente :
    Para 10 modulos de 1,2v. como son 12v. + 30 % el voltaje deberá ser no 1,5 v. mas sino 3,6 mas , por tanto 15,6 V. a la salida del puente de diodos.
    Eso es asi ?

    Beaubolex de Foro tornemi

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    1. No, el voltaje total siempre debe ser 1'5 voltios superior al de la suma de las baterías, lo que va en porcentaje es la intensidad de la carga que regulará el LM317. Por eso si quieres cargar 10 módulos en serie que proporcionan 12 voltios, debes cargar como mínimo a 13'5 voltios, si es un poco mas no pasa nada, aunque 15'6 no es excesivo mejor bajarlo un poco, yo lo dejaría en 14 voltios.

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  2. El voltaje de diferencia que debe haber para que el Lm 317 regule de forma correcta es de 1,5v. Es decir, siempre debe haber un mínimo de 1,5v de diferencia entre el voltaje de entrada y de la salida del regulador. Si queremos obtener 5v de salida, para que el regulador nos pueda dar ese voltaje, debemos alimentarlo con un mínimo de 6,5v (5v +1.5v).

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    1. El voltaje de 1'5 voltios del texto se refiere al que sale del regulador y no al que entra, por eso si queremos cargar un sistema que requiera 5v, el voltaje de salida del regulador sería de 6.5v, y el que proporcione el alimentador debe ser de 8v mínimo. Voy a modificar el texto para que esto quede mas claro, gracias por el comentario.

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  3. Las rresistencias R1 y R2, ¿de cuantos vatios deben de ser?

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    1. La corriente que les atraviesa no es muy grande, hablamos de unos 200miliAmperios normalmente, por lo que con usar de 1/4 de W es suficiente, de echo en el esquema original es lo que indican en la revista. Lo modifico en el texto gracias.

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  4. José Antonio. Y si quiero cargar una batería de 9v 800mh que modificación hay que hacer a ese circuito?

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  5. Necesitas una fuente de 12v y cambiar la resistencia R2 por una de 15.6 Ohm o 16 Ohm (1.25/0.080)=15.6 Ohm

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    1. en este caso porque 1,25/0,080 ? si la batería es de 9 vol ???

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  6. Jose Antonio el 26 -agosto 2015 comentaste publicar la modificacion en en el texto me interesa verlo,podrias enviarmelo a mi correo; jrobertosolis@hotmail.com

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  7. Hola buenas tardes.
    Si me permite hacerle una consulta:
    tengo una bateria de un otoscopio. la bateria es de Ni-Cd 3,6vdc, 750mAh. el problema es que no encuentro un cargador para recargar la bateria. Puedo usar un cargador de movil? o podrias enseñarme a hacer un cargador seguro para esta bateria? mil gracias

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    1. Para esa batería necesitas 3,6 + 1,5 = 5,1 voltios y 750ma / 10 = 75 ma. La resistencia R2 será de 1,25/0,075 = 16,67 Ohm yo usaría una de 18 Ohm. Los cargadores de móviles dan entre 500ma y 1A, y es el propio aparato el que lleva en su interior el regulador, por lo que no te sirve para cargar directamente, pero si como entrada al circuito.

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  8. hola buenas noches
    disculpa para una bateria de taladro ni-cd de 18v a 1300mAh. entiendo que seria 18+1.5=19.5 voltios que seria entonces comprar un transformador de 24v. para el amperaje seria 1300ma/10=130ma. la resistencia 2 seria entonces 1.25/0.13=9.61ohm. y podrias decirme en lo que mas tengo duda es de que medida debe ser el amperaje del transformador???? ya que el voltaje del transformador va a hacer de 24v

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    1. Eso es muy sencillo, debe dar al menos los 130ma que hemos dicho le vamos a suministrar al aparato duran las 10 horas de carga, los cargadore lentos no necesitan en general mucho amperaje.

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  9. Una pregunta amigo, ¿que es lo que hace que se apague el led cuando la bateria esta cargada?

    Espero tu respuesta. SALUDOS

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    1. El transistor está haciendo de regulador de la fuente de tensión constante, cuando el voltaje en su base cae de 5 voltios entra en corte y no solo apaga el Led, sino que el circuito entero deja de trabajar.

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  10. QUE TAL MI PREGUNTA ES SI YO ESTE CARGADOR CONECTO A UN AMPLIFIACADOR DE 8 WATS CON UN TDA 2002 ANDARIA NO AFECTARIA EN NADA NO PASA NADA O QUE SI PUEDO CONECTARLO DIGANMELO POR FAVOR Y DE YA MUCHAS GRACIAS

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    1. Esto es un cargador de baterias, no un alimentador, si lo conectas no pasará mucho, pero por la limitación que tiene no dará bastante corriente para alimentar el aparato, mejor usa un alimentador.

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  11. hola excelente aportación, si me permites agregar para los que tienen duda sobre por que la corriente calculada, no varia tanto cuando usamos varias baterias en serie al ponerlas a cargar, es por que en un circuito serie la intensidad de corriente no varia, es la misma que circula por todo el circuito.
    saludos cordiales. gracias

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  12. Hola, tengo 5 pilas marca Duracell de NI-MH DH43240 de 1,25 v. Size 4/3A, son como más grandes que las AA, ¿saben de que amperaje son?
    Si me pueden responder al mail: abekuschnir@hotmail.com
    Gracias

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  13. Las 4/3A suelen ser de entre 3800 y 4000mAh, aunque ese modelo concreto no lo veo el la lista de baterias de Duracell, pero según parece se usaban para las baterías de los portátiles.

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  14. Hola, gracias José Antonio por la prontitud en la respuesta.
    Pienso construir el cargador con una fuente de 9v.para esas 5 pilas de 1,25. unidas en serie (6.25v.)entiendo que tendría que entregar 400mA.¿de cuanto sería la resistencia R2 y de cuantos watts, gracias

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    1. El voltaje que necesitas es (1'25 x 5) + 1'5 = 7'75, por lo que con 9 voltios puedes alimentarlo bien. R2 debe ser de 1'25 / 0'40 = 3'125, por tanto con una resistencia de 3 Omios es suficiente. Como W = V x I, la resistencia debe soportar 9 x 0'40 = 3'6W, por tanto usa una resistencia de 5W y te curas en salud

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  15. Hola, si la tensión total de las 5 pilas es de 6.25v.y siguiendo su razonamiento ¿No debería ser 6,25/0,40= 15,625 ohms y los watts 6,25x0,40 = 2,5 w.?

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  16. Hola José Antonio, completando mi consulta, no entiendo ¿porqué si la suma de las 5 pilas es 6,25v+1,5v.= 7,75v., al sacar el valor de R toma como valor 1,25v.?, le voy a estar agradecido si me responde, gracias

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    1. La fuente de corriene constante proporciona 1'25 voltios, la resistencia R2 se calcula como 1'25 / Amperios_deseados, en tu caso 1'25/0'400 y por eso son 3 Omios que es el valor mas aproximado estandar.

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    2. Ahora SI lo tengo claro, gracias por su explicación, desde Buenos Aires, Argentina, Abelardo

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  17. Amigo el transistor que aparece aguanta una corriente de 100ma en el colector, si quiero cargar con una intensidad superior a la que aguanta el transistor debo cambiarlo cierto ?

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    1. No es necesario, el transistor solo sirve para cortar la corriente al led cuando la tension proporcionada por el LM caiga por debajo del valor que indica que se estan cargando las baterías, cuando estas dejan de aceptar carga la corriente cae y se apaga el led.

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    2. gracias amigo, otra pregunta.
      ¿este circuito me sirve para cargar baterias tipo LI-ION COMO LAS BATERIAS ULTRAFIRE18650 ?

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    3. No, este cargador no sirve para las baterías de Li-ION, solo para las de NI-CD (níquel cadmio) o NI-HM (níquel hidruro metálico) que requieren carga constante, las de Ion-Litio usan cargadores específicos con carga variable en función del estado de carga, y usar cargadores no específicos las perjudica pudiendo recalentarse y llevar a quemarse o explotar. Tampoco se pueden cargar en serie o en paralelo, hay que cargar cada celda individualmente, por lo que no lo uses. Sin embargo hay muchos esquemas de cargadores muy sencillos con un LM317, pero mejor usar un chip específico como un LP2951 o un MCP73826/31/33/43

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  18. Hola José Antonio, gracias por tus aportaciones, tengo una consulta. Quiero realizar un cargador solar que alimente una carga constante de 40mA y al mismo tiempo me carge una bateria de 3.6V 1200mAh NiMH. Crees que alimentando con las placas solares adecuadas funcionaria? y al mismo tiempo suministrar la corriente de 40mAh?

    Muchas gracias

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    1. Necesitas una placa que te proporcione al menos 40+120=160Ma, hay placas muy baratas de 5 voltios 0.8W que pueden servir, mientras tengan bastante luz funcionará, en cuanto caiga la luz ya no lo hará pues va un poco justo ya que 3.6+1.5=5.1v

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  19. Gracias José Antonio, tendré en cuenta tus indicaciones

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  20. Hola JoseAn.
    Me encanta ese circuito, pero es ya de hace unos años y he pensado q ahora habrá algo mas sencillo.
    Te explico lo q busco, a ver si puedes orientarme.
    Se me ha roto el cargador de mandos wii.
    Aunque dicen q son cargadores para las baterías wii de 3,6 Ni-Mh, este en realidad carga dos pilas AAA metidas en una carcasa, y a través del USB. Por lo tanto unos 2,4v
    Pongamos 3v.
    Porqué no puedo cargarlas directamente del USB?
    El cargador tiene dentro una placa con componentes smd q regulará la tensión (no se si la desconectaba)
    Que seis lo mas sencillo para colocar al USB para q me sirva como cargador de dos pilas?
    Me parece interesante tmb q desconecte cuando estén cargadas, así puedo dejar el mando colocado sin preocuparme de él..
    Que de cierto hay en eso de q las pilas Ni-Mh no se sobrecargan y pueden dejarse en el cargador sin miedo? Lo acabo de oír por primera vez y no sé si es correcta la información.
    Gracias, y un saludo.

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    1. Mas sencillo no creo encuentres muchos, este circuito es el más simple que hay, aunque mejores seguro que encuentras en eBay, que aportarán seguro mejor regulación de carga y no son caros. Cargar de USB no es problema, cambias el alimentador externo que he puesto por el USB, que te da 5 voltios menor 1'5 que usa el chip son 3'5 voltios disponibles, por lo que seguro te vale, pero no es mi idea hacer variantes del circuito, solo lo puse pues lo usé para un montaje. Hay muchas páginas en internet con información de cargadores, seguro localizas lo que buscas, incluso puedes comprar una batería externa de las que se emplean en los móviles y se cargan por USB, que ya tienen los reguladores internamente, y acoplar el circuito a tus necesidades. Saludos.

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  21. Buenas tardes ¿las baterías a cargar se ponen en serie o paralelo?

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    1. Está todo calculado para cargar en serie, que es como están normalmente ubicados en el porta-baterías del aparato, y cargar sin sacarlas como en el montaje que hice en la siguiente entrada. Se pueden poner en paralelo cambiando los cálculos, pero no es lo mejor ya que cada una cargará de forma diferente, por lo que sería mas recomendable para cargar en paralelo hacerlo para cada batería de forma independiente, el alimentado sería común y el circuito se haría para cada una de las baterías a cargar. Este sistema independiente mejora la carga, ya que no todas las baterías serán exactamente iguales internamente, pero en este tipo de baterías que no son muy exigentes la carga en serie no es ningún problema, mas sencillo, se ajustan solas las diferencias. Quizá sería recomensable cambiar el orden de las baterías de vez en cuando, para que la primera que es la que recibe la carga y la tiene que repartir también al resto no sea siempre la misma, pero repito que no es muy problemático en este tipo, no como las Li-Po que si son muy exigentes con las cargas.

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  22. y si quiero cargar una pila de 9v 220mah la resistencia en R2 que necesito seria de 56.8? o 5.68? tengo esa duda

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    1. 1'25/0'220 = 5'68, por una de 6 omios que es la mas cercana

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  23. hola lo he construido pero no corta nunca se calientas las baterias pero ni se apaga el led ni se corta que puede ocurrir

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  24. Cargo un pack de 5 baterias de 1600 mah a 160 mah pero al cabo de 20 hs se calientan las baterias y no corta tampoco se apaga el led me podrias comentar donde tengo el problema. Graciads

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  25. Para alimentar uso un trafo de 12 volt 500mah gracias espero tu respuesta

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    1. Revisa el montaje, si está bien seguramente es que tus baterías no serán de NiCD o NiHM, que no son las mas usuales hoy día, este montaje solo sirve para este tipo de baterías.

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  26. Buen Día, por favor ayuda, quiero cargar una batería de 3v que modificaciones deberia hacer.

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    1. Si lees creo que está muy claro que la carga depende del voltaje y de la capacidad de las baterías.
      Vuelvo a decirlo, solo sirve para baterías de NiCD o NiHM, divides la capacidad total entre 10, y el valor de R2 es 1'25 dividido entre ese valor. Y el alimentador debe de dar al menos voltio y medio mas del voltaje de la batería.

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  27. Yo quiero cargar 12 baterias Ni-Cd, Sub C de 1.2 Volts y 12oo mA,requiero algún ajuste adicional de las resistencias?, por ejemplo los capacitores, transistores?

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    1. No, esos componentes no varian, aunque son muchas pilas para este cargador y seguramente se caliente mas el chip y debas refrigerarlo un poco.

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  28. Jose antonio gracias por tan excelente aporte. Tengo una pregunta hice el montaje del circuito para alimentar un juego de pilas en serie con un total de 8v, las pilas son 1800 mah, cuando debe de ser R1. El circuito lo estoy alimentando con un cargador de 12v a 1.5 amperios.


    Gracias

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    1. R1 es siempre de 180 ohm, 1/4 W y en tu caso R2 será de 7 ohm. He ampliado el texto para que no queden dudas de como calcular R2 y el alimentador.

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