ES2261074B1 - Sistema de regeneracion de carga de baterias. - Google Patents
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Abstract
Sistema de regeneración de carga de baterías, en particular para equipos portátiles de medidas de señales de televisión que dispone de medios de control constituidos por un microprocesador (1) un sensor (5) y un limitador de corriente-tensión (3) que actuando sobre la corriente, la tensión y la temperatura de la batería 7 controlan el proceso de regeneración de dicha batería 7.
Description
Sistema de regeneración de carga de
baterías.
La presente invención se refiere a un sistema de
regeneración de carga de baterías, en particular para equipos
portátiles de medida de señales de televisión, según reivindicación
1.
La gran variedad de sistemas de alimentación por
baterías que utilizan los equipos portátiles de medida hace
necesario el aplicar distintos procedimientos de carga.
Actualmente existen en el mercado distintos
sistemas de carga de alimentación para baterías.
Entre otras las de Patentes Españolas ES 2177462
y ES 2118247 presentan distintos tipos de cargadores de
baterías.
Generalmente estos sistemas no distinguen el
tipo de batería que se ha de cargar.
Por lo que se hace necesario aplicar
procedimientos de carga en función de la tecnología utilizada por
la batería (SLA, NiCd, NiMh, Lí ... etc). Estos procedimientos
pueden ser muy diferentes entre sí, pero tienen en común que deben
aplicarse de la forma más precisa para proporcionar la mayor
duración y vida operativa de las baterías. Un incorrecto sistema de
carga puede hacer que la batería no se cargue a su capacidad
óptima, que su vida operativa se resienta y que su capacidad máxima
disminuya hasta el punto de que sea imposible restablecer su
capacidad máxima de nuevo.
Del mismo modo que el proceso de carga es
importante para el posible deterioro de la batería también lo es su
proceso de descarga. Descargas profundas producen igualmente una
importante reducción en la vida útil y en la máxima capacidad de
carga de la batería.
Otros posibles motivos de deterioro de las
baterías pueden ser debidos a periodos de almacenamiento sin uso o
sin carga excesivamente prolongado, carga inadecuada de la batería
a temperaturas o a tensiones excesivas, exposición a temperaturas o
humedad excesiva ... etc.
El objeto de la presente invención es la
realización de un sistema de regeneración de carga de baterías que
permite que la batería se cargue de nuevo a su capacidad optima,
que restablezca la vida operativa de la batería y que restablecer
su capacidad máxima.
Este objetivo se obtiene mediante la invención
definida en las reivindicaciones.
La invención se refiere a un sistema de
regeneración de carga de baterías, en particular para equipos de
medida de señales de televisión, según reivindicación 1.
La invención tiene una pluralidad de
ventajas.
En un ejemplo según la invención, el sistema de
regeneración de carga de baterías, en particular para equipos de
medida de señales de televisión, dispone de medíos de control que
controlan el proceso de regeneración de la batería.
Esto presenta la ventaja de que el proceso se
realiza de forma que se protegen las características de la batería
maximizando la vida útil de la misma al mismo tiempo que se adapta
la carga a cualquier tipo de batería.
En otro ejemplo según la invención el sistema de
regeneración de carga de baterías, en particular para equipos de
medida de señales de televisión está caracterizado porque los
medios de control están constituidos por un microprocesador, un
sensor y un limitador de corriente y tensión.
Esto presenta la ventaja de adaptar la carga a
cualquier tipo de batería y controlar eficientemente y de forma
sencilla la carga de la misma.
En un ejemplo según la invención el sistema de
regeneración de carga de baterías, está caracterizado porque los
medios de control actúan sobre la tensión, la corriente y la
temperatura de la batería para controlar el proceso de regeneración
de la bate-
ría.
ría.
Esto presenta la ventaja de controlar el proceso
de carga y regeneración y detenerlo en caso de que los parámetros
fundamentales de la batería (tensión, corriente de carga y
temperatura) excedan sus límites admisibles.
En un ejemplo según la invención el sistema de
regeneración de carga de baterías funciona opcionalmente como
regenerador y/o como cargador de baterías.
Esto presenta la ventaja de disponer de un único
circuito cargador y regenerador reduciendo así la complejidad del
hardware del sistema.
En un ejemplo según la invención el sistema de
regeneración de carga de baterías está caracterizado porque los
medios de control detectan cuando ha de realizarse un proceso de
carga y cuando ha de realizarse un proceso de regeneración de la
batería.
Esto presenta la ventaja de utilizar únicamente
el proceso de regeneración únicamente cuando es necesario,
reduciendo la complejidad del proceso.
En un ejemplo según la invención el sistema de
regeneración de carga de baterías, está caracterizado porque cuando
se realiza un proceso de carga los medios de control definen el
procedimiento de car-
ga.
ga.
Esto presenta la ventaja de realizar cargas de
baterías de distintos tipos y optimizar su carga en función de su
tipo.
En un ejemplo según la invención el sistema de
regeneración de carga de baterías, está caracterizado porque el
procedimiento de carga de la batería varía según el tipo de
batería.
Esto presenta la ventaja de realizar cargas de
baterías de distintos tipos y optimizar su carga en función de su
tipo alargando de esta forma el tiempo de vida útil de la
batería.
El proceso de carga/descarga de una batería
viene representada por una curva (tensión frente a tiempo) la cual
depende de la tecnología de la batería utilizada. El sistema de la
invención calcula la curva de carga/descarga de la batería y en base
a esta curva reconoce la tecnología de la batería a cargar y
determina el procedimiento de carga y en su caso el procedimiento
de regeneración de la batería.
El sistema de regeneración según la invención
realiza un procedimiento específico que recupera baterías que
tienen una duración claramente inferior a fa nominal que por
distintos motivos (grandes variaciones de temperatura, grandes
períodos de tiempo sin carga, etc.) pierden su potencial de
adquirir más carga.
Para la regeneración se tienen en cuenta los
parámetros fundamentales de la batería como son la tensión, la
corriente de carga y la temperatura interna. Un ejemplo no
limitativo del equipo de la invención se describe en base a las
figuras adjuntas.
La figura 1 muestra un esquema general de
bloques del Sistema de regeneración de carga de batería según la
invención.
La figura 2 muestra la curva de carga de una
batería de tipo SLA.
La figura 3 muestra la curva de descarga de una
batería de tipo SLA.
Como bien puede observarse en la figura 1 el
sistema de regeneración de carga de batería está constituido por un
microcontrolador 1 que realiza al menos las operaciones de cálculo
de carga y estado de la batería 7, identificación automática de la
batería 7 a cargar, ajuste dinámico de los niveles máximos de
corriente y tensión en función de dicha batería 7, tiempo de carga
y control de la regeneración de la batería 7 incluyendo la
monitorización de niveles de tensión, corriente y temperatura.
Un conversor DCICD 2 de corriente continua
establece una tensión superior a la tensión entregada por una
fuente de alimentación externa 9 (Red de alimentación, otra batería
... etc) De este modo la batería 7 no supera nunca esta tensión de
carga manteniéndose la universalidad del procedimiento de carga y el
cargador.
Un limítador de corriente y tensión 3 de carga
es el encargado de fijar la tensión máxima de carga y la corriente
máxima que se entrega a la batería 7.
El microcontrolador 1 ajusta estas tensiones y
niveles del limitador 3 por medio de un conversor
digital-analógico 4.
Un sensor 5 y un conversor
analógico-digital 6 envían al microprocesador 1 la
información sobre tensión y corriente de la batería 7 de forma que
se reajusten los niveles en el limitador 3 de forma dinámica. El
sensor 5 proporciona información sobre la temperatura interna de la
batería 7.
El microcontrolador 1 dispone de un Bus de
entrada-salida 10 que se conecta a un dispositivo
de introducción y salida de datos 11 que puede estar constituido por
una pantalla y un teclado de un equipo de medida en el que va
montado el sistema de regeneración de carga de la invención.
Cuando se produce un cambio de batería 7 el
microcontrolador 1 detecta dicho cambio poniendo a cero un contador
interno 8 que cuenta el número de procesos de regeneración de carga
realizados sobre una misma batería 7. Esto permite limitar el
número de regeneraciones sobre una misma batería 7.
La figura 2 representa la curva de carga
(tensión frente a tiempo) de una batería de tipo, por ejemplo SLA.
Como bien puede observarse existe un punto A de inflexión de la
pendiente de la curva que caracteriza a ese tipo de batería.
El microprocesador 1 marca el tiempo T1 a partir
de este punto A de duración de carga de la batería. Este punto A es
calculado por el microprocesador 1 que estimará el instante de
finalización de carga, punto B, a partir del punto A de inflexión
de la curva.
La figura 3 muestra la curva de descarga típica
de una batería SLA en la que se observa el punto C de corte de
consumo donde la batería es desconectada de su circuito de carga.
Es imprescindible evitar que la batería se descargue más de lo
debido, por lo que el microcontrolador 1 monitoriza a través del
sensor 5 y del conversor analógico-digital 6 la
tensión de la batería en cada instante, evitando descargas
profundas de esta.
El proceso que se sigue para la regeneración de
baterías es el siguiente:
Fase 1: El microprocesador 1 detecta que la
duración de la batería 7 es claramente inferior a la nominal que el
fabricante indica. Y comienza el proceso. Además el microprocesador
1 dispone de una entrada a través del Bus de
entrada-salida 10 de función de regeneración manual
que puede ser ejecutada con ciertas restricciones (limitando el
número de ejecuciones generalmente) comenzando así de modo manual
el proceso.
Fase 2: El microprocesador 1 comprueba mediante
el contador 8 que la batería 7 no ha sido sometida a más de un
número determinado de regeneraciones anteriores ya ejecutadas, para
evitar repetir el proceso de regeneración que podría repercutir en
la vida útil de la batería. Así mismo el microprocesador 1
comprueba que existe alimentación externa 9 de carga e indica a
través del Bus de entrada-salida 10 que la
regeneración va a ser llevada a cabo durante un determinado período
de tiempo que el mismo microprocesador 1 fija en función de la
batería 7 a regenerar.
Fase 3: A continuación se Inicia la carga de la
batería 7 con un determinado límite de corriente de carga que es
variable en función del tipo de batería 7 (depende fundamentalmente
de la capacidad de la misma). Para iniciar la carga, se activa el
bloque conversor DC/DC 2, se fija el limitador de corriente y
tensión 3 por medio del conversor digital-analógico
4 que no variarán su configuración durante todo el proceso. Durante
todo el proceso los parámetros críticos de la batería 7
temperatura, tensión, corriente, son controlados por los medios de
control constituidos por el microprocesador 1, el sensor 5 y el
limitador de corriente y tensión 3. Estos parámetros se leen del
sensor 5 a través del conversor analógico-digital
6. Si durante el proceso estos parámetros sobrepasan unos límites
establecidos que pudieran afectar a la vida útil y a la fiabilidad
de la batería 7 el microprocesador 1 abortará el proceso de
regeneración.
Fase 4: Transcurrido el tiempo límite, se para
el proceso de regeneración. Se desactiva el conversor DC/DC 2 y se
cambian los parámetros del limitador de corriente y tensión 3 de
forma que queden configurados para una carga normal. El
microprocesador 1 indica mediante el Bus de
entrada-salida 10 que el proceso ha finalizado
correctamente y se aumenta en una unidad el contador 8 de
regeneración de carga de la batería 7.
- 1
- Microprocesador.
- 2
- Conversor DC/DC.
- 3
- Limitador de Corriente y Tensión.
- 4
- Conversor Digital-Analógico.
- 5
- Sensor.
- 6
- Conversor Analógico-Digital.
- 7
- Batería.
- 8
- Contador Interno.
- 9
- Fuente de alimentación Externa.
- 10
- Bús de entrada-salida.
- 11
- Dispositivo de introducción y salida de datos.
Claims (7)
1. Sistema de regeneración de carga de baterías,
en particular para equipos portátiles de medidas de señales de
televisión
caracterizado
porque dispone de medios de control que
controlan el proceso de regeneración de una batería (7).
2. Sistema de regeneración de carga de baterías
según reivindicación 1 caracterizado porque los medios de
control están constituidos por un microprocesador (1) un sensor (5)
y un limitador de corriente-tensión (3).
3. Sistema de regeneración de carga de baterías
según reivindicaciones anteriores caracterizado porque los
medios de control actúan sobre la corriente, la tensión y la
temperatura de la batería (7) para controlar el proceso de
regeneración de dicha batería (7).
4. Sistema de regeneración de carga de baterías
según reivindicaciones anteriores caracterizado porque el
sistema funciona opcionalmente como cargador o como regenerador de
baterías (7).
5. Sistema de regeneración de carga de baterías
según reivindicaciones anteriores caracterizado porque los
medios de control detectan cuando ha de realizarse un proceso de
carga o cuando ha de realizarse un proceso de regeneración de la
batería
(7).
(7).
6. Sistema de regeneración de carga de baterías
según reivindicación 5 caracterizado porque cuando se
realiza un proceso de carga los medios de control definen el
procedimiento de carga.
7. Sistema de regeneración de carga de baterías
según reivindicación 6 caracterizado el procedimiento de
carga varia según el tipo de batería (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200500930A ES2261074B1 (es) | 2005-04-13 | 2005-04-13 | Sistema de regeneracion de carga de baterias. |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2261074A1 ES2261074A1 (es) | 2006-11-01 |
| ES2261074B1 true ES2261074B1 (es) | 2007-11-16 |
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Country Status (1)
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| US5629604A (en) * | 1992-11-13 | 1997-05-13 | Zenith Data Systems Corporation | Computer power supply system |
| ES2253034B1 (es) * | 2003-07-09 | 2007-07-01 | Sistemas Integrados De Servicios De Telecontrol, Sl. | Equipo de medidas, en particular de señales de television con sistema de carga de alimentacion para baterias. |
-
2005
- 2005-04-13 ES ES200500930A patent/ES2261074B1/es active Active
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| ES2261074A1 (es) | 2006-11-01 |
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