Cargador DeWalt (DCB115) averiado

Reparación del cargador de baterías DCB115 de la marca DeWalt. El cargador DCB115 está diseñado para cargar las baterías de iones de litio entre 10,8 y 18V de la marca DeWalt. Esto significa que dispone en su interior de un control BMS adaptable a los módulos que contenga cada paquete, entre 3 y 5 celdas de iones de litio.

Cargador de baterías DeWalt, modelo: DCB115

Cargador de baterías DeWalt, modelo: DCB115

Este cargador sólo funciona cuando su electrónica detecta que se conecta un módulo DeWalt o compatible, y se encuentra en buen estado. En caso contrario, el cargador permanece en reposo con un consumo bajo.

Cargador de baterías DeWalt, modelo: DCB115

El cargador DCB115 dispone de 2 indicadores LED. El LED de la izquierda indica el estado de carga de la batería. El LED de la derecha se ilumina cuando la temperatura de la batería es demasiado alta o baja, reduciendo la intensidad de carga con el fin de proteger la batería.

El cargador DCB115 se debe enchufar a la red eléctrica antes de conectar la batería en su alojamiento. Cuando se inserta la batería en el cargador, el indicador LED de la izquierda se encenderá mostrando el estado de la batería:

  • Parpadea mientras se carga la batería
  • Se ilumina de forma continua cuando finaliza la carga

Reparación del cargador

El cargador me lo entregaron cerrado pero sin los tornillos, y al moverlo sonaba por dentro. Al abrirlo comprobé que alguien había intentado repararlo. Tenía el condensador electrolítico de la fuente de alimentación suelto y prolongado con unos cables. Al mover el condensador se soltó uno de los cables, porque el terminal del condensador se había sulfatado por dentro y se rompió. También se apreciaba un fogonazo al lado del transistor de potencia, y habían reparado una pista del circuito impreso. Posiblemente porque el transistor de potencia se pusiera en cortocircuito.

Buscando un poco por Internet, encontré el esquema del cargador DCB115, pero del modelo que va alimentado a 110VAC.  Así  los valores de algunos componentes no son los mismos para el cargador de 230VAC, pero el esquema me sirvió para poderlo reparar. Por ejemplo, el condensador electrolítico de la fuente de alimentación, en el esquema (C2) es de 220uF/200V y el de la fuente de 230VAC tiene que ser de 150uF/400V.

La resistencia SMD que estaba fundida y no pude comprobar su valor, la R16, es de 100 ohmios. El transistor MOSFET (Q1) es el K12A60, la resistencia ‘Shunt’ de potencia (R17) es de 0,47 Ohmios y el circuito integrado PWM (IC1) es el IW-710.

Componentes mal, en el cargador DCB115

En la imagen anterior se ve una parte del esquema con los componentes que tuve que sustituir, resaltados en color amarillo. Las 2 resistencias SMD enmarcadas en color rojo (R15 y R31) no estaban abiertas, pero su valor resistivo era superior a 2 MOhmios.

El origen de estas averías casi siempre es el mismo: el condensador electrolítico. Cuando el condensador electrolítico de la fuente de alimentación pierde capacidad o aumenta su valor ESR, el MOSFET trabaja con más corriente y aumenta la tensión de los picos de conmutación. Así es muy fácil que en cualquier momento se pongan los 3 terminales del transistor MOSFET en cortocircuito. Esto provoca que los 310VDC de la fuente entren en todos los componentes del circuito de control PWM, principalmente los que tengan una resistencia a masa más baja. Algunos componentes se queman de inmediato, y los componentes de un valor resistivo más alto tardan un poco más. Si se funde el fusible pronto, antes de quemarse las resistencias que se habían recalentado, las  de película metálica se carbonizan, y su valor resistivo aumenta.

Condensadores electrolíticos en paralelo

Como el origen principal de todas las averías de las fuentes conmutadas suele ser su condensador electrolítico, cuando se realiza una reparación es conveniente sustituirlo por otro de buena calidad y bajo valor ESR.

Condensadores en paralelo

Una forma fácil de reducir el valor ESR de los condensadores electrolíticos, es montar varios condensadores en paralelo de menor capacidad, pero de la misma tensión. Al montar condensadores en paralelo su capacidad se suma, pero el valor ESR resultante disminuye.

Cable comprobador de cargas

Cuando se reparan circuitos electrónicos que funcionan con fuentes conmutadas (actualmente son casi todos), es conveniente hacer las comprobaciones intercalando en serie con la alimentación de la red, una bombilla de filamento. Así en caso de que se produjera un cortocircuito, toda la tensión de la red iría a parar a la bombilla y evitaríamos más averías.

Cable comprobador de cargas

La imagen anterior se muestra el montaje que utilizo entre la toma de red y el equipo, para comprobar sus fuentes conmutadas durante la reparación. La bombilla que utilizo es de 40W, con el fin de limitar la corriente al máximo, pero se podría sustituir por otra de 60 o 100W, en caso de que el circuito a comprobar tuviese un consumo elevado en reposo.

La clavija de red se enchufa a una toma de 230V, y la bombilla está intercalada en serie, como si fuera un interruptor. A la salida hay una clema de conexión eléctrica gorda, con los terminales separados como una clavija de red Europea. Así se puede conectar una clavija de red o cables en puntas. En paralelo con la salida hay un LED con una resistencia limitadora de 100K y un diodo 1N4007 en paralelo con el LED, pero con los polos invertidos. El diodo 1N4007 absorve los picos de tensión inversa que le llegarían al LED, y lo protege.

El LED se ilumina cuando hay tensión en la clema de salida, indicando que la bombilla no está fundida y está correctamente apretada en su casquillo. Al conectar la alimentación de red a una fuente conmutada con la bombilla en serie, se producirá un destello luminoso fuerte, coincidiendo con el pico de consume de encendido. Después el filamento de la bombilla tiene que iluminar un poco, con mayor o menor intensidad dependiendo del consumo que hayamos conectado.

ANÁLISIS

  • La bombilla ilumina sólo al conectar la carga: es muy posible que la fuente conmutada este en reposo o su consumo sea muy bajo.
  • La bombilla se enciende al máximo desde el inicio: indicará que la fuente conmutada consume demasiado o está en cortocircuito.

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