US Robotics USR5420 Bedienungsanleitung Seite 42

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celdas y baterías como un criterio primario o
una precaución de seguridad.
dV/dt (incremento de voltaje cero):
Es igual que el método -dV/dt, con la única
diferencia que el cargador se desconecta
cuando el incremento de voltaje de las celdas
no es muy grande. Es adecuado para NiCd y
particularmente para las celdas de NiMH.
El hardware
Como ya se dijo, la placa de referencia con-
tiene dos cargadores de batería completos.
Funcionalmente, la placa del circuito impreso
puede dividirse en tres secciones principales,
como se ilustra en la Figura 1.
La sección grande a la izquierda com-
prende varios componentes discretos, como
LEDs, conmutadores, una fuente de alimenta-
ción, la referencia de tensión y la interfaz para
el PC. La fuente de alimentación funciona
mediante los típicos reguladores de 5 V, en
este caso se trata de un LM7805. El origen del
voltaje también es típico, el TL431 más un par
de resistencias. La interfaz de PC se conecta
a la interfaz UART en el AT90S4433 y puede
usarse para registrar los datos de la batería
durante el ciclo carga. Estos datos pueden lle-
nar una hoja de cálculo que le permitirá exa-
minar la característica de carga en una pan-
talla de PC. A propósito, el AT90S4433 puede
funcionar como una pequeña base de datos
cuando el cargador ATtiny15 se está usando.
En la Figura 1, las secciones de la derecha
reflejan los dos procesadores cuyas salidas de
PWM se conectan a un conversor tipo ‘Buck’,
mientras se crean (en ambos casos) los circuitos
de carga reales. El ATtiny15 tiene un amplifica-
dor interno de corriente capaz de levantar la
diferencia de voltaje que existe entre los dos
canales del A/D. El AT90S4433 dispone de un
opamp extra para el mismo propósito, es más, el
circuito de carga se diseña de manera que todos
los tipos de batería puedan manejarse,
mientras puedan adaptarse para satis-
facer todos los algoritmos de carga.
El conversor tipo ‘Buck’
Los conversores tipo ‘Buck’ usados en
los dos circuitos de carga son simila-
res en el diseño, constituido por un
MOSFET de canal p, como el elemento
interruptor, manejado por un transistor
n-p-n bipolar que, a su vez, se controla
por una línea del puerto del micropro-
cesador. El transistor interruptor se
conecta a una bobina, un diodo y un
condensador (Figura 2). Un diodo
rápido evita que la corriente circule en
sentido inverso en la batería cuando el
voltaje de la alimentación se apaga.
Si el transistor interruptor está en
conducción, la corriente fluirá como se
esboza en la Figura 2a. El condensa-
dor se carga por el voltaje de la
entrada a través de la bobina. Cuando
el conmutador se abre (Figura 2b) la
bobina intenta mantener el flujo de
corriente induciendo un voltaje.
Mediante el diodo y la bobina, las
corrientes de carga resultantes del
condensador se dirigen hacia un vol-
taje más alto. El ciclo de trabajo más
alto de la señal de conmutación equi-
vale a la mayor tensión de salida. El
voltaje de salida máximo es igual a
Vin + 0,6 V. La eficacia del conversor
alcanza el máximo a un ciclo de tra-
bajo del 50%.
El cargador AT90S4433
El diagrama del circuito completo del
cargador AT90S4433 puede verse en
la Figura 3. A la izquierda está el
procesador, a la derecha, el conversor
‘Buck’. El interfaz serie es la parte del
circuito que está en la parte inferior
del dibujo.
El voltaje de carga se supervisa
por el opamp U1B, cuyas entradas se
han conectado en paralelo con la
batería que va a cargarse. Antes de
que pueda seleccionarse la medida
para el opamp, el sistema tendrá que
determinar primero el número de cel-
das en la batería, así como el tipo de
batería. Luego, se puede elegir el vol-
taje de la entrada conveniente y
dimensionar las resistencias.
La resistencia R1 actúa como un
sensor para medir la cantidad de
NOTA DE APLICACIÓN
42
Elektor
VIN
VCC
AREF
AGND
GND
030425 - 11
ATtiny15
y
conversor "Buck" 100 kHz
BC2_100k.SCH
VCC
VIN
AREF
AVCC
AGND
GND
LED0
LED1
LED2
LED3
SWITCH0
SWITCH1
SWITCH2
SWITCH3
AT90S4433
y
conversor "Buck"14 kHz
BC2_14K.SCH
GND
AGND
VIN
VCC
AREF
AVCC
SWITCH0
SWITCH1
SWITCH2
SWITCH3
LED0
LED1
LED2
LED3
Alimentación, conmutadores, LED
y
Referencia analógica
BC2_PSU.SCH
Figura 1. Los tres bloques funcionales que constituyen el AVR450.
V
V
INTERRUPTOR
CERRADO
GND
GND
CONDENSADOR
SHOTTKY
DIODO
BOBINA
IN
OUT
030425 - 12a
INTERRUPTOR
ABIERTO
GND
CONDENSADOR
SHOTTKY
DIODO
BOBINA
V
IN
V
GND
OUT
030425 - 12b
Figura 2. Ingredientes principales de un
conversor tipo ‘Buck’: conmutador, bobina y
condensador.
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