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Carga de baterías NiCd y NiMH - Apuntes de Electromedicina Xavier Pardell

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Carga de baterías NiCd y NiMH

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Carga estándar

En este artículo, analizo los dos métodos de carga de NiCd y NiMH: estándar y goteo. El cargador "nocturno" que viene con la mayoría de los productos con energía recargable se carga a una tasa de C / 10 (la tasa de C es la capacidad horaria de la batería, es decir, una batería AA NiCd típica de 600 mAh de capacidad tiene una tasa de C de 600 mA, y un C / 10 tasa de 60mA). Hay una muy buena razón por la cual el fabricante eligió esta tasa. Si el cargador usa una velocidad mayor, tendría que detectar cuándo las baterías están completamente cargadas y apagadas, o arriesgarse a dañarlas. Esto haría que el cargador sea más complejo y, por lo tanto, más costoso. Tasas de carga inferiores a C / 10 prolongan innecesariamente el tiempo de carga y, de hecho, a tasas muy bajas (por debajo de C / 50) las baterías nunca se cargan por completo, sin importar cuánto tiempo espere.

Por lo tanto, la velocidad de carga C / 10 es un compromiso entre mantener el cargador simple y, sin embargo, cargar las baterías en un período de tiempo aceptable. A la velocidad C / 10, la batería alcanzará una carga completa después de aproximadamente 14 a 16 horas. Si la capacidad real de la batería era la misma que su valor nominal, y su eficiencia de carga era del 100%, solo serían necesarias 10 horas para cargar completamente la batería. Pero, la capacidad real suele ser mayor que la nominal y la eficiencia de carga siempre es inferior al 100%, por lo tanto, de 14 a 16 horas de carga C / 10 garantiza una batería completamente cargada. En este punto, cualquier carga adicional solo da como resultado un aumento de la temperatura y la presión interna de la celda. Esto no daña la batería, aunque acelera su deterioro y, por lo tanto, reduce su fiabilidad.

Ahora que sabemos cuál es el cargador estándar, ¿cómo lo usamos? Lo más importante, siga las instrucciones del fabricante. Un fabricante típico recomienda una carga de 15 horas para cargar completamente una batería descargada. Si su batería está parcialmente descargada, puede prorratear el tiempo de carga. Por ejemplo, una batería que está descargada en un tercio se cargará completamente en solo 5 horas. Si no conoce el estado de su batería, debe cargarla durante las 15 horas completas. ¿Qué sucede si olvida desconectar el cargador y termina cargando por más de la cantidad requerida? Si sobrecarga unas pocas horas, no se preocupe.

Si deja su cargador conectado durante un par de días, entonces está agotando excesivamente sus baterías. Es posible usar un temporizador de seguridad estándar de 24 horas, que se usa para encender y apagar las luces cuando no estás. Se vende en casi cualquier lugar, generalmente a la venta por menos de 10 €. Para usar un temporizador con pines de encendido / apagado extraíbles para la carga estándar, primero gire el dial de tiempo hasta las 12 de la noche. Ahora inserte un pasador de APAGADO en la posición 3pm (15 horas) y retire los pasadores restantes (figura 1).

Ahora conecte su cargador al temporizador y el temporizador a una toma de corriente. Gire el interruptor de encendido / apagado del temporizador hasta que se encienda el cargador y déjelo solo. Después de 15 horas, su cargador se apagará y seguirá así. Si tiene un temporizador sin pines extraíbles, configúrelo como se indica arriba, pero en lugar de insertar un pin de APAGADO a las 3 p.m., configure un pin de ENCENDIDO / APAGADO (o si los pines separados, los pines de ENCENDIDO y APAGADO juntos) a las 2:30 p. M. el temporizador se encenderá a las 2:30 p.m. y se apagará a las 3 p.m. (figura 2).




Carga lenta

Llamo a esta sección "Carga lenta" porque ese es el término con el que todos estamos familiarizados. Esta sección trata realmente de mantener sus baterías completamente cargadas. La carga lenta es una forma de hacerlo, la carga de reemplazo es la otra. Para evitar confusiones, usaré el término "carga lenta" para referirme a cualquier método para mantener sus baterías completamente cargadas.

Ahora que sabemos cómo cargar completamente nuestras baterías, ¿cuándo cargamos lentamente? Si generalmente carga sus baterías el día anterior a la intención de usarlas, no necesita cargarla lentamente. Si, por otro lado, eres como yo y quieres tener todas tus baterías cargadas y listas para usar, necesitas un sistema de carga lenta.

NiCds y NiMH, como todas las baterías, autodescarga. NiCds y NiMH en realidad tienen una tasa de autodescarga relativamente alta de aproximadamente 1% por día a temperatura ambiente (es decir, una celda de 600 mAh pierde aproximadamente 6 mAh cada día). El propósito de la carga lenta es reemplazar la carga que se está agotando continuamente.

La carga lenta es similar a la carga estándar (es decir, utiliza una corriente de carga continua), solo se utiliza menos corriente, entre C / 50 y C / 20 (es decir, entre 12 mA y 30 mA para una celda de 600 mAh). Esta tasa es lo suficientemente alta como para mantener una batería cargada completamente cargada, pero lo suficientemente baja como para permitir una carga continua mientras se mantiene la temperatura y la presión interna de la celda en un nivel seguro.

Como dudo que haya un cargador de carga lento con su batería, necesitaremos ser un poco más ingeniosos si queremos cargar nuestras baterías de forma lenta (o puede salir y comprar un cargador de batería comercial). Hay tres métodos básicos utilizados en nuestro pasatiempo para cargar lentamente.

Método 1. Corriente continua.

El método más simple de carga lenta  es simplemente reducir la corriente de carga a aproximadamente C / 40. Si el cargador ya se carga a la velocidad estándar C / 10, entonces todo lo que el fabricante necesita hacer es agregar una resistencia (y posiblemente un interruptor para el modo de goteo / estándar y un LED indicador de carga). Este es el método utilizado por la mayoría de los cargadores de goteo.

Método 2. Corriente pulsada.

Si encendemos y apagamos un cargador estándar C / 10 de modo que esté encendido solo el 10% del tiempo, estaríamos reemplazando continuamente cualquier carga perdida. Podríamos hacer esto encendiendo un cargador C / 10 durante un segundo apagado durante nueve segundos. Esto es más complicado para el fabricante que el método de corriente continua, pero más fácil para el usuario. Si cambiamos el lado de CA de nuestros cargadores estándar, podemos cargar simultáneamente todas nuestras baterías. Desafortunadamente, el temporizador de seguridad de 24 horas no puede encenderse y apagarse lo suficientemente rápido para este método, pero puede hacer algo más, como se muestra a continuación.

Método 3. Reemplazo de carga diaria.

Este método permite que la batería se descargue automáticamente durante el día y luego reemplaza la carga perdida una vez al día. Es un método simple y económico. Configure el temporizador para que se encienda durante al menos media hora cada día. Conecte sus cargadores al temporizador (una barra de alimentación es útil aquí) y el temporizador a la toma de CA. Todos los días sus baterías recibirán una carga de recarga y estarán listas para usar.

¿Qué pasaría si accidentalmente conecta una batería descargada total o parcialmente a su cargador de carga lenta? El método 1 tiene la ventaja de que cargará la batería en aproximadamente 3 días (aunque esto no se recomienda porque la batería podría no alcanzar su capacidad máxima, siempre debe cargar a la velocidad C / 10).
Los métodos 2 y 3 con su carga más lenta podrían llevar más de un mes. Aumentar el tiempo de funcionamiento del ciclo de trabajo de los métodos 2 y 3 reducirá el tiempo de carga, pero a expensas de un calentamiento ligeramente mayor. Puede aumentar el ciclo de trabajo del método 2 hasta un 25% (1 segundo encendido, 3 segundos apagado) con pocos efectos adversos. Con un ciclo de trabajo del 25%, la carga completa durará cuatro veces más que a la tasa C / 10 (aproximadamente 3 días). Método creciente 3 '

Una consideración importante de qué método elegir es verificar que los paquetes estén en carga lenta. El método 2 tiene la ventaja de que puede ver las luces intermitentes de carga y saber que el sistema está funcionando. El método 1 no extrae suficiente corriente del cargador para encender sus LED, por lo tanto, a menos que haya instalado LED de carga adicionales, es imposible saber si la batería se está cargando realmente. Como el método 3 solo enciende el cargador durante media hora cada día, es difícil verificar su funcionamiento. El método 1 también tiene la desventaja de que al ser un sistema de carga continua, promueve la migración de cadmio. La migración de cadmio es algo que queremos evitar, y la carga de pulso (métodos 2 y 3) reduce las posibilidades de que ocurra.

¿Qué sistema de carga lenta es mejor? A menos que tenga un método conveniente de carga de pulso, recomiendo el método 3 por su simplicidad y economía (y ese es el método que uso).

Un sistema de carga personal

Ahora combinemos un cargador estándar y de carga lenta para armar su propio sistema de carga. Puede usar su temporizador de seguridad para cargar sus baterías, luego cargarlas automáticamente. Recuerde dónde se usó un temporizador sin clavijas extraíbles para cargar sus baterías. Durante el primer día, las baterías se cargan durante 15 horas. En los días siguientes, las baterías se cargan una media hora adicional. Esto los mantendrá completamente cargados y listos para usar. Puede hacer lo mismo con un temporizador de ciclo único. Simplemente inserte el pin de ENCENDIDO media hora antes del pin de APAGADO.

Si sabe que no va a usar la batería durante más de un par de meses, retire las baterías del cargador de carga lenta y recuerde cargarlas completamente antes de usarlas. Además, a pesar de que las baterías tienen carga lenta, debe realizar una prueba de descarga completa cada mes más o menos para garantizar su estado. Una nota final de precaución. Las primeras dos veces que use un nuevo sistema de cargador lento aseguran que las baterías estén realmente cargadas antes de usarlas. Lo ideal sería medir su capacidad al menos un día antes de usarlos mediante una prueba de descarga y luego cargarlos por completo.


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