Circuito de Corte por Baja Tensión: Diseño, Funcionamiento y Guía DIY

Baterías recargables hinchadas por sobrecarga

Fuente: Wikiwand

Si cuidas y usas correctamente tus baterías recargables, durarán al menos dos años. Cuidarlas significa evitar carga rápida y asegurar que no se descarguen completamente. Si dejas que se descarguen a fondo regularmente, se agotarán permanentemente mucho antes. Lo mejor es recargar cuando sea necesario. ¿Cómo? Simple: usa un circuito de corte por baja tensión. Este dispositivo desconecta la carga de la batería automáticamente y mide su voltaje. Analizaremos cómo construirlo, aplicaciones y más. ¡Empecemos!

¿Qué es un Corte por Baja Tensión?

Un corte por baja tensión es un dispositivo que usa su circuito para desconectar automáticamente la carga conectada a una batería, garantizando su longevidad.

Teoría del Corte por Baja Tensión

placa de circuito digital

El corazón es un transistor MOSFET que actúa como interruptor en la línea positiva del circuito externo. Al aplicar un corte por baja tensión, permites una tierra negativa común entre carga y batería, útil en muchas aplicaciones (ej. circuitos CA).

Transistores

Si prefieres conmutación de corte alto, usa una tensión de alimentación menor que la tensión de impulso de gate, lograble con un circuito triplicador de voltaje (ej. Op-Amp), generando ondas cuadradas ~5 kHz. Alimentar el triple de voltaje en la red escalera capacitor/diodo ayuda a polarizar el MOSFET, elevando la tensión a tres veces el pico de la onda cuadrada.

Símbolo MOSFET

Cuando el corte por baja tensión se apaga, una resistencia descarga la carga de gate del MOSFET, que se apaga.

Tres Comparadores de Voltaje en el Circuito de Corte por Baja Tensión

El comparador de voltaje comprende:

• Regulador estándar de 5 V
• Potenciómetro de ajuste (trimmer pot)
• Amplificador operacional dual

Circuito monitor de voltaje de batería

Fuente: Flickr

El potenciómetro actúa como divisor de tensión, protegiendo la batería y definiendo el punto de corte. El op-amp da salida positiva cuando el voltaje de batería supera el umbral, evitando sobrecarga. Esta salida crea un nivel de polarización a través del divisor, haciendo que el oscilador del op-amp funcione con voltaje mínimo y reduciendo el cargador.

Etapa de Funcionamiento

Cuando el voltaje de batería cae por debajo del punto, la salida del op-amp va a cero, apagando el oscilador, el MOSFET y el triplicador. La red de resistencias añade histéresis para evitar oscilaciones del comparador cerca del voltaje de corte. El diodo apaga la alimentación del circuito cuando el MOSFET se apaga. Al encenderse, el capacitor actúa como cortocircuito momentáneo, arrastrando la línea Vcc del op-amp al voltaje del controlador de batería, activando todo el circuito hasta que el MOSFET conduce. Luego, la corriente operativa directa pasa por MOSFET y diodo.

¿Qué Ocurre Cuando el Interruptor de Corte por Baja Tensión se Apaga?

El comparador se fuerza a apagar cortocircuitando el pin 3 a tierra, apagando el MOSFET. Con el potenciómetro a Vcc, la resistencia evita cortocircuitar Vcc directamente a tierra. El capacitor descarga vía resistencia limitadora y la otra mitad del pulsador. Esta descarga ayuda al arranque la próxima vez que el interruptor se enciende. El diodo protege al MOSFET de picos dañinos de cargas inductivas o motores.

Si la carga no supera unos pocos amperios, usa grasa térmica y disipador en el MOSFET. También puedes usar pulsadores momentáneos en lugar de interruptor DPDT para controles separados on/off. El pulsador "off" conecta entre tierra y op-amp; el "on", entre cátodo de D6 y drenaje de Q1. No uses circuitos DC, capacitor (C11) y resistencia (R8) con pulsadores.

Cómo Construir un Circuito de Corte por Baja Tensión

Diagrama de circuito de corte por baja tensión

Fuente: Research gate © Ravi Ramachandran

Componentes necesarios:

• Resistencias (todas 1/4 W)

• Transistor
• Diodo 1N750
• Interruptor de relé
• Batería 12 V
• Potenciómetro
• Cables gruesos
• Placa de circuito

• LM324
• LEDs blancos

• Condensador de disco cerámico
• Conectores de entrada y salida

Pasos

1. Consulta el diagrama. Inicia cableado punto a punto en tu placa.
2. Usa alambre delgado pelado con aislamiento Teflón (no se funde fácilmente).
3. Emplea cables gruesos en la parte que lleva corriente.
4. Añade conectores. Úsalo como interruptor: si la batería baja de un valor, el circuito se apaga.
5. Cuando la batería se recargue completamente, apaga y vuelve a encender el circuito.

Puntos Importantes

1. Conecta la bombilla a la salida de carga y la alimentación a la entrada de batería.
2. Ajusta el potenciómetro al punto medio; la tensión variable debe dar 13 V.
3. Si la luz no enciende al activar el circuito, gira el potenciómetro hacia tierra, apaga y vuelve a encender. Repite hasta que funcione.

Aplicación del Circuito de Corte por Baja Tensión

• Iluminación de jardines
• Termostatos
• Timbres
• Iluminación de seguridad doméstica

Conclusión

Tus baterías NiCd y plomo-ácido durarán más si operas dentro de voltajes ideales de descarga y carga. Necesitas un circuito de corte por baja tensión para evitar descarga profunda, y un controlador de carga para evitar sobrecarga. La combinación de ambos asegura que la batería trabaje en rango adecuado. ¿Has usado LDV antes? ¿Necesitas ayuda para elegir el mejor? Contáctanos.