Placa Carga TP5100 TP5000 – Gestión Batería 4.2V 8.4V 1A 2A

Análisis general del producto

He utilizado este módulo durante varias semanas en proyectos compactos con una celda de ion-litio, packs 2S y pequeños equipos portátiles, y su principal virtud es que concentra bastante funcionalidad en una placa de solo 21,5 x 14,5 x 4,2 mm. No es un cargador universal listo para conectar a cualquier batería: exige identificar correctamente la química, la tensión final y la configuración de las celdas antes de aplicar alimentación.

El TP5100 trabaja como convertidor reductor de corriente constante y tensión constante. Esta arquitectura resulta más eficiente que un cargador lineal cuando existe una diferencia apreciable entre la tensión de entrada y la de la batería. En una carga prolongada, la placa genera menos calor que una solución basada en TP4056, especialmente si se utiliza una fuente de entrada relativamente elevada.

La selección entre 1S y 2S se realiza mediante un puente soldado. En modo 1S, la tensión final es de 4,2 V; en modo 2S, asciende a 8,4 V. También puede configurarse para baterías LiFePO4 de 3,6 V, pero no conviene cambiar el puente con la placa conectada ni basarse únicamente en el color de los cables de la batería.

Calidad de construcción y materiales

La placa presenta una construcción sencilla, funcional y orientada al montaje dentro de dispositivos. Las pistas y los componentes están distribuidos de forma razonable para una solución tan pequeña, aunque los puntos de soldadura requieren cierta precisión. Para prototipos sobre placa perforada o cableado manual, recomiendo utilizar cables cortos y flexibles, además de fijar mecánicamente la PCB para evitar que las soldaduras soporten tirones.

El componente que más atención merece es el inductor externo de 20 uH. No se trata de un accesorio opcional: forma parte del circuito reductor y debe elegirse con una corriente de saturación adecuada. Un inductor de baja calidad puede provocar ruido eléctrico, calentamiento excesivo y una regulación inestable, aunque el resto del montaje sea correcto.

La resistencia R100 permite ajustar la corriente de carga. La relación aproximada es:

Corriente de carga = 0,1 / valor de la resistencia

Con la configuración habitual se obtiene alrededor de 1 A, mientras que para acercarse a 2 A es imprescindible revisar tanto la resistencia como la disipación térmica. En una carcasa cerrada, la temperatura puede aumentar bastante más que sobre la mesa de trabajo.

Compatibilidad y rendimiento

En mis pruebas con una celda 18650 protegida, el funcionamiento a 1 A fue apropiado para pequeños sistemas con microcontroladores, radios portátiles y equipos alimentados mediante una fuente de 5 V. Los LED permiten saber si la batería está cargándose o si el ciclo ha terminado, aunque la información es básica y no sustituye una medición con multímetro.

Para packs 2S, la situación requiere más cuidado. El circuito carga el conjunto a 8,4 V, pero no realiza equilibrado entre las dos celdas. Por tanto, utilizaría este módulo únicamente junto con un pack correctamente igualado y un sistema de protección 2S que incluya equilibrado cuando sea necesario. En baterías recicladas o con celdas de distinta capacidad, la ausencia de balanceo puede provocar diferencias de tensión peligrosas durante los ciclos.

También hay que prestar atención a la tensión de entrada. Al ser un convertidor buck, no puede elevar la tensión. Para una batería 2S, una fuente de 5 o 7 V no ofrece margen suficiente para alcanzar los 8,4 V de carga. En ese caso se necesita una entrada superior a la tensión final, normalmente una fuente regulada de 9 V o 12 V, siempre respetando los límites del módulo y controlando la temperatura. Para una celda 1S, una fuente estable de 5 V resulta mucho más apropiada.

La corriente máxima anunciada de 2 A debe interpretarse como un límite de diseño, no como una configuración recomendable para cualquier batería. En una celda de baja capacidad, una carga de 2 A puede ser excesiva. Además, por encima de aproximadamente 1,5 A conviene añadir disipación térmica y dejar espacio alrededor del circuito para favorecer la circulación de aire.

Puntos fuertes y aspectos mejorables

Entre sus puntos fuertes destacaría:

• Tamaño muy reducido para integraciones portátiles.
• Compatibilidad con configuraciones 1S y 2S.
• Corriente configurable aproximadamente entre 0,5 A y 2 A.
• Menor disipación que un cargador lineal en determinadas condiciones.
• Indicadores LED de estado.
• Protecciones frente a sobrecorriente, cortocircuito, sobretensión y sobretemperatura.
• Integración sencilla en radios, herramientas pequeñas y prototipos alimentados por batería.

Como aspectos mejorables, echo en falta una gestión de equilibrado para packs 2S y una indicación más completa del estado de carga. Tampoco lo considero adecuado para un producto comercial sin añadir un circuito de protección específico, sobre todo si la batería queda accesible al usuario. Las protecciones integradas en el cargador no sustituyen necesariamente a un BMS que controle sobrecarga, sobredescarga, sobrecorriente y desequilibrio de cada celda.

Frente a un TP4056, ofrece la ventaja clara de admitir 2S y de disipar menos calor en ciertas configuraciones. A cambio, requiere más atención al inductor, al ajuste de corriente y a la tensión de entrada. Frente a un cargador con BMS y balanceo integrado, ocupa menos espacio y suele ser más flexible para prototipos, pero exige más trabajo de diseño.

Veredicto del experto

Considero que el TP5100 es una buena base para proyectos electrónicos compactos en los que se tenga control sobre la batería, la fuente y la disipación. Lo instalaría sin demasiadas reservas en una aplicación 1S a 1 A, siempre que la celda incorpore protección adecuada y la polaridad se compruebe antes de conectar.

Para 2S, lo utilizaría solo con celdas emparejadas y un sistema de protección con equilibrado. Antes de cerrar la carcasa mediría la tensión de entrada, la tensión final del pack y la temperatura del integrado y del inductor durante una carga completa. También evitaría montar la placa junto a materiales inflamables y dejaría una pequeña cámara de aire alrededor de los componentes de potencia.

Por su tamaño, eficiencia y posibilidad de ajustar la corriente, resulta más interesante que los módulos lineales básicos para diseños personalizados. No obstante, su reducido precio y simplicidad no deben llevar a olvidar que la seguridad final depende tanto del circuito externo como del propio cargador.