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Cargador Balanceador LiPO hasta 3S

El proposito del siguiente circuito es cargar de manera segura, eficiente y lo mas rapido posible un pack LiPO de hasta 3S. El circuito originalmente fue publicado aqui


El cargador

Como el objetivo es usarlo en el campo de vuelo, se ha tenido en cuenta que la alimentacion son 12V. En principio este valor de tension no alcanza para cargar un pack 3S ya que si pretendemos cargarlo al 100% la tension necesaria "en el pack" sera de 12.6V y por lo tanto la tension de entrada, al tratarse de un regulador lineal, deberia ser por lo menos 1V mas arriba.

De donde sacamos 13,6V bueno, es ahi donde viene la primer solucion del circuito, usamos un elevador de tension switching con el LM2577


Elevador de tension DC-DC

El circuito que se armo para el cargador esta basado en el anterior, no es exactamente el mismo ya que algunos valores cambian, y lleva algunos diodos mas en conjunto con un preset para regularle la tension de salida (por eso tiene que ser el "ADJ")

Una vez que tenemos la fuente de alimentacion funcionando el circuito usa otro circuito integrado regulador de tension y corriente, pero en nuestro caso, lo utilizaremos para limitar la corriente al valor que queramos mediante unas resistencias R25 y R26 en paralelo. Las cuales se calculan asi:

R = 0.45V/Corriente deseada[A]
Ej: si queremos una corriente de 1.7A entonces la resistencia que necesitamos es de:

R = 0.45/1.7 = 0.2764 Ohms

Tenemos que encontrar una combinacion de resistencias para obtener un valor cercano a este. Para este ejemplo si ponemos 4 resistencias, dos de 1Ohm en paralelo con otras dos de 1.2 Ohms nos queda una resistencia de 0.2727 Ohms. Finalmente tenemos 4 resistencias en paralelo, 2 de 1 Ohm y dos de 1.2 Ohm.

La potencia minima de disipacion sera de:

P = 0.45v x Corriente de carga

Para el ejemplo, seria:
P= 0.45 x 1.7A = 0.765W

El Balanceador

Una vez definida el limite de tension y de corriente, ya tenemos un cargador funcionando, para entender como funciona el balanceador tengamos en cuenta que vamos a cargar el pack desde el conector (paralelo) desde donde se tiene acceso a cada elemento y fue diseñado justamente para balancear el pack.

El circuito usa algunos amplificadores operacionales que vigilan el estado de la carga para cada elemento, si el valor es superior a 4.2v entonces deriva corriente hacia una resistencia a traves de un FET.
Si el elemento tiene una tension menor a 2.5V entonces no lo cargara, como asi tambien si la tension total del pack supera los 12.7v.

El circuito tiene dos leds, uno rojo y uno verde. El rojo nos indica cuando la tension esta por debajo de lo aceptable y los verdes  nos indican un estado normal de carga.



Circuito del cargador (click para ampliar)



Circuito Impreso (Click para ampliar)