Sustitución de un paquete de baterías con una fuente de CC no coincidente

Tengo una PCB que funciona nominalmente con un paquete de baterías personalizado. Específicamente, este paquete de baterías:

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Entonces, cinco celdas conectadas en serie, a 3,6 V cada una, lo que supongo que significa que el voltaje de salida nominal es de 18 V.

Hablando en general, ¿sería posible eliminar el paquete de baterías y reemplazarlo con una fuente de alimentación de CC alimentada por la red? Y suponiendo que sí, ¿qué sucedería si se usa una fuente de alimentación ligeramente diferente (por ejemplo, una que proporcione una salida de 19 V o una que proporcione una salida de 15 V)?

¿Se puede esperar que la PCB funcione en general, o el voltaje de entrada de la fuente de alimentación debe coincidir exactamente con los 18 V proporcionados por el paquete de baterías?

Este tipo de preguntas son casi imposibles de responder con precisión sin conocer el diseño exacto. Supongo que 15 V no causaría daños porque las celdas se descargarán por debajo de ese nivel, y probablemente funcionará, pero es difícil saberlo con certeza sin intentarlo. A 19 V, es poco probable que sea tan delicado con el voltaje de entrada, pero una vez más, es difícil saberlo con certeza y es más probable que un exceso de voltaje cause daños.
@PeterJ - Gracias por la sugerencia. Lo probé con la fuente de alimentación de menor voltaje y parece funcionar bien.
Se podría dejar caer una fuente de energía más alta con un diodo o dos en serie. Solo tenga en cuenta la cantidad de corriente que se extrae y dimensione el diodo en consecuencia.

Respuestas (2)

Una batería no funciona como una fuente de voltaje constante en el voltaje de salida nominal, el voltaje estará dentro de un rango utilizable. En su caso, las pilas que se muestran son pilas de cloruro de tionilo de litio fabricadas por Saft, que NO son recargables. Esto simplifica mucho las cosas ya que no habrá circuitos en la placa para lidiar con la carga de la batería. La foto muestra solo dos cables que van al paquete de baterías, por lo que no hay cables adicionales para, por ejemplo, autenticación contra paquetes falsificados. Parece ser simple más y menos.

La hoja de datos de la celda afirma un voltaje de circuito abierto (cuando es nuevo a una temperatura de 20 °C) de 3,67 V y un voltaje nominal de 3,6 V. Esta química tiene un perfil de voltaje muy plano a 20 °C en comparación con otras químicas, por lo que pasará la mayor parte del tiempo alrededor de 3,6 V y caerá abruptamente a medida que se acerque a la descarga total. A otras temperaturas, puede operar a un voltaje algo diferente. En la hoja de datos, se descargan a 2,0 V para las curvas de descarga, por lo que es seguro asumir que la celda se considera muerta por debajo de ese voltaje y no debe descargarse más.

Debería ser una suposición razonable que su placa de circuito funcionará con cualquier voltaje aplicado entre 2.0V-3.67V por celda, multiplicado por 5 celdas da 10.0V-18.35V. Es posible que la placa no funcione tan bajo como 2,0 V por celda, ya que no hay mucha energía en las celdas por debajo de un voltaje un poco más alto, a menos que funcione a temperatura alta o baja, lo que cambia el perfil de voltaje. La suposición más segura sería alimentar la placa desde 5 x 3,6 V = 18,0 V, pero probablemente funcionaría al menos en el rango hasta 5 x 3,0 V y posiblemente hasta 5 x 2,0 V.

No me sorprendería si la placa pudiera funcionar con un voltaje aún más bajo, ya que la batería puede simplemente chocar con reguladores de conmutación o lineales, que solo necesitan tener suficiente espacio libre por encima del voltaje de salida para seguir funcionando correctamente. Si la placa tiene un regulador que crea un riel de alimentación de 12 V CC, la entrada mínima sería de al menos 0,5 V o incluso 1,5 V por encima de eso. Si los rieles de alimentación en la placa son todos de 5,0 V o 3,3 V, entonces podría encenderse desde una entrada tan baja como 6,0 V. Si mide a través de grandes condensadores a granel que parecen estar en los rieles de alimentación, le dirá cuáles son esos voltajes de los rieles. Buscar los circuitos integrados del regulador de voltaje también le dirá algo, si puede leerlos.

Para su seguridad y la de la placa, debe agregar un fusible de acción rápida en línea con el cable V+, de modo que si algo sale mal, la fuente de alimentación no siga quemando la placa. Mida la corriente en la placa para asegurarse de que sea aproximadamente igual a la corriente de una batería. Mida la salida de su adaptador de corriente antes de aplicarlo a la placa para asegurarse de que es realmente el voltaje que cree que es. Si usa una verruga de pared grande en lugar de un adaptador de pared regulado o un suministro de banco, el voltaje no será exactamente lo que dice en el exterior, excepto en una cierta corriente de carga.

Más información en la web del fabricante:
http://www.saftbatteries.com/battery-search/ls-lsh

Suponiendo que tiene una fuente de voltaje constante, el circuito consumirá tanta corriente como sea necesario.

Si aumenta el voltaje, consumirá más corriente. Pero cuando se trata de un aumento de 1 voltio de un suministro de 18 V, la corriente no sería lo suficientemente alta como para producir un daño permanente. Aumentará la disipación de energía. Pero eso no se puede decir con seguridad sin conocer el circuito real.

Si le bajas el voltaje puede que funcione porque es un circuito diseñado para baterías. El voltaje de las baterías disminuye con el tiempo. Entonces, 15 V no haría ningún daño para probar.