Cargador De Batería Con Fuente Pc Atx 6e2d23

Cargador de Batería con fuente PC ATX por Derbi Diablo » Mié, 06 Ene 2010, 15:54

Aviso para navegantes despistados: Lo que viene a continuación no es tocho, es un super-tocho . Hace unas semanas, cuando me disponía a llevar una vieja caja de ordenador al punto limpio, me pregunté si la fuente de alimentación (la cual funcionaba) podría servir para construir un cargador de baterías para nuestras motos. Comencé a recopilar información sobre las fuentes de alimentación y sobre las baterías, lo que me ha servido tan siquiera para aprender sobre un campo que no conocía muy bien, y con todo ello me dispuse a intentar el proyecto, rememorando así viejas gestas electrónicas. Lo que si es cierto es que disfruté un montón con el proyecto en estos días de lluvia, frío y moto en el garaje. Aquí os dejo un reportaje, que no un manual porque el trabajo fue muy específico sobre ese modelo de fuente, y no sería práctico ni adecuado hacer un manual paso a paso, pero puede ser de inspiración a quienes quieran intentar un proyecto similar y quemar alguna fuente de alimentación y/o batería. Casi toda la información que encontré sobre modificación de Fuentes PC ATX fue sobre las que llevaban el chip TL494, pero al abrir la mía pude comprobar que no llevaba ese modelo sino el SG6105, que es como una versión del anterior pero mejorada, y con unas entradas que actúan como sensores de sobre y bajo voltaje (V33, V5 y V12) que después aproveché para otros fines.

Esto es una imagen del proyecto en fase de diseño:

El reto era modificar la fuente al más bajo coste posible, sin usar ningún circuito adicional y usando sólo algunas resistencias y algún diodo como máximo, aunque al final utilicé también un relé. Yo no soy electrónico y espero que los expertos en esa materia perdonen mis gazapos técnicos. Antes de empezar, lo primero que hice fue cortar los cables sobrantes del mazo que sale de la fuente, dejando únicamente 2 negros (GND), el verde (PSON), el gris (POWER_GOOD), el lila (STBY), uno amarillo (+12v) y uno blanco (-12V). Las etapas del proyecto en líneas generales fueron éstas:

1) Arrancar la fuente sin estar conectada al PC: Esto fue muy sencillo, y para los que quieran usar estas fuentes para otros fines se consigue sólo con unir el cable verde (PSON) a uno negro de tierra (GND), por ejemplo a través de un interruptor. 2) Elevar la tensión de la línea de 12v (amarillo) a 14,4v: Las baterías de plomo-ácido (como las de gel de nuestras motos) están compuestas por 6 celdas de reacción química que producen 2.1v cada una, colocadas en serie para dar un voltaje de 12.7 cuando están totalmente cargadas. Para recargar una batería de plomo-ácido de 12v es necesario aplicar una tensión de 14.4 voltios entre los bornes de la misma para conseguir una tensión de carga de 2.4v en cada celda. En esta fuente, el chip SG6105 controla la tensión de +5v y +12v a través de la patilla nº 7 (IN), a la que le llega una mezcla de la salida de las dos líneas a través de unos divisores de tensión de modo que sobre esta patilla exista siempre una tensión de 2.5v, y si ésta es superior o inferior el chip sube o baja la tensión de salida para compensar en consecuencia. Por tanto, si queremos conseguir el voltaje adecuado debemos modificar el ratio del divisor de tensión de la línea de +12V y eliminar la de +5V, que ahora ya no nos interesa regular. Lo más fácil es sustituir la resistencia que llega de la línea de +12v por una resistencia variable multivuelta adecuada (m.1) y ajustarla hasta conseguir la tensión requerida, que en mi caso fue de 10K. Como la subida de tensión ha sido sólo de 2.4 voltios no se requiere ninguna modificación más ya que estamos por debajo del límite de los condensadores para esta línea que es de 16v. Al elevar la tensión desde +12v hasta +14.4v también se elevará la de +5V hasta +6v por lo que fue necesario anular el sensor V5 conectándolo a través de una resistencia de 2.2k directamente a la línea +5v STBY que alimenta permanentemente el chip. La línea de 3.3v (naranja) no se ve afectada por esta modificación.

2) Limitar la corriente de carga: Para no dañar las baterías es necesario limitar la corriente inicial de carga a aproximadamente un 10% de la capacidad que indica la batería, es decir, si ésta marca 6AH entonces debemos recargar a 0.6A. Para lograr esto coloqué una resistencia de 4.7 Ω (m.2) 5W. entre la salida de 14,4v y la batería. La corriente que circula por la resistencia es la misma que circula por la batería y su comprobación es muy fácil y basta con medir la tensión en los bornes de la batería, o sea, que si tenemos por ejemplo 11.6v quiere decir que 14.4v – 11.6v = 2.82v es la tensión entre extremos de la resistencia limitadora, y aplicando la ley de Ohm 2.82v / 4.7 Ω = 0.6A. Esto también nos sirve para ir comprobando durante la carga tanto la tensión como la corriente en la batería y para determinar el punto final. 3) Determinar el punto final. Modo automático: Durante el proceso de carga la corriente inicial será máxima, para ir disminuyendo poco a poco hasta que no queden iones de sulfato de plomo que reconvertir, esto irá dificultando el paso de la corriente, por lo que la resistencia de la batería aumentará y la tensión en sus bornes subirá poco a poco hasta la tensión nominal de carga. La línea PG (cable gris) está conectada por una resistencia a la línea de +5v (ahora +6v) y toma los valores de ésta y/o de GND dependiendo de las tensiones presentes en presentes en V33, V5 y V12, estos pines están conectados a las tensiones de salida de +3.3v, +5v y +12v respectivamente y si están dentro del rango adecuado la tensión en PG es +6v y si no es 0V. En este proyecto utilicé esta característica para controlar un pequeño relé (m.3) de 6v dos circuitos conmutados que desconecta la batería cuando la tensión alcanza un valor programado, conectando un extremo de la bobina del relé a la línea de +6v y el otro a PG. El sensor V12 está programado para hacer bajar la tensión de PG a

tierra cuando el voltaje en línea de +12V es menor de 10v, por tanto, se necesita dividir la tensión de salida (presente en la batería) con una resistencia variable (m.4) para que coincida el punto final con ese voltaje límite. Con este sistema nos queda una fuente automática que conectará la batería cuando la tensión caiga del valor que definamos y la desconectará cuando la sobrepase. 4) Modo de tensión flotante: Si conectamos dos diodos de potencia como el BY255 entre la batería y la fuente conseguimos una caída de tensión de 0.7 voltios quedándonos una tensión de 13.7v que es justo la tensión que se requiere para mantener una batería permanentemente conectada a un cargador y evitar su auto descarga con el tiempo, lo que se llama tensión de flote. Esto me pareció muy interesante de modo que configuré el relé para que cuando alcance el punto final en vez de cortar la alimentación, quede la batería conectada a una tensión de flote de 13.7v (a través de los diodos). Por tanto, el funcionamiento quedó de tal modo que si se conecta a la fuente una batería totalmente cargada se activa la tensión de flote, pero si se conecta una descargada se activará la línea de carga de 14.4v automáticamente.

5) LED's de estado: Como el relé es de dos circuitos conmutados queda uno de los circuitos libre para usarlo como control de dos leds: uno verde y otro amarillo conectados entre la línea de -12v y GND, y que conmutarán a la par que los voltajes de flote y carga respectivamente. Otro led de color rojo fue colocado entre la línea +5v (STBY) y tierra para indicar cuando estamos conectados a la red. 6) Sensor de temperatura: Por ultimo usé V33 como sensor de temperatura crítica para prevenir

que la batería de estropease por un sobrecalentamiento. Lo que hice fue conectar este sensor a la línea de +3.3v a través de una resistencia de 1K (tuve que cortar una pista en la placa), y a la línea de +5v (STBY) a través de un resistencia NTC de 10K (variable con la temperatura) unida a otra resistencia variable para ajustar a la temperatura de corte deseada. La resistencia NTC se conecta en el exterior pegada a la batería con una cinta adhesiva y a través de un cable y un mini jack stereo al interior de la fuente. El funcionamiento se basa en que si la batería se calienta demasiado hace disminuir el valor de la resistencia NTC incrementando el voltaje presente en el sensor V33, que apagará la fuente si sobrepasa su límite programado.

7) Inicio manual: Como habéis visto, el proceso de carga se inicia automáticamente con sólo conectar la batería al cargador, pero esto sucede cuando la batería está viva, o sea, en buenas condiciones de uso, pero si la batería ha sufrido una descarga profunda y está muerta, no lo hará. Esto es debido a que sus placas están llenas de sulfato cristalizado muy difícil de reconvertir a plomo útil otra vez, por lo que su resistencia interna será muy alta y no producirá la caída de tensión necesaria para iniciar automáticamente el proceso de carga. Para forzar el inicio monté un interruptor que conmuta entre inicio manual o automático, o que es lo mismo, conmuta unos de los extremos de la bobina del relé entre la linea PG (auto) o GND (manual). Conclusiones y advertencias: Con estas modificaciones nos queda una “Unattended Versión” de cargador. Yo lo he probado con viejas baterías procedentes de un SAE de capacidad similar a la de nuestras motos y funciona muy bien, pero no lo he probado con la de la moto, así que yo recomiendo que si alguien se atreve a intentar algo parecido lo haga usando una vieja batería.

Para este proyectos se requieren ciertos conocimientos de electrónica y mucha precaución, ya que implica el manejo de voltajes de 230v que pueden causar la muerte por un manejo inadecuado. Así mismo, las baterías son muy peligrosas y pueden explotar si por un descuido invertimos su polaridad, además de la posibilidad que puedan derramarse las sustancias químicas que contienen, las cuales son corrosivas y pueden causar quemaduras muy graves y/o pérdida de visión si hacen o con los ojos. Yo no me hago responsable de los daños que se puedan ocasionar a personas o equipos por intentar emular este proyecto, y tampoco doy ningún tipo de garantía de funcionamiento, y quién lo intente que lo haga bajo su propia responsabilidad y riesgo.