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8 jun 2017

¿Es seguro conectar un smartphone a cualquier cargador?

La mayoría de smartphones y otros gadgets de la actualidad utilizan un mismo tipo de conector de carga, por esto se tiende a pensar que todos los dispositivos y cargadores son compatibles entre sí. ¿Cuántas veces has cargado tu teléfono con el cargador de tu antiguo móvil o con el de otra persona en momentos de apuro energético? A continuación, analizaremos desde el punto de vista electrónico si entraña o no algún peligro.

 Cargador que permite conectar cualquier cable USB

Cargador que permite conectar cualquier cable USB

Hace años cada marca de teléfonos móviles empleaba su propio conector para realizar la carga y trasferencia de archivos, si esto último se encontraba entre sus capacidades. Si bien existían cargadores universales con decenas de adaptadores para poder abarcar un mayor número de terminales, la idea de usar un mismo cargador para varios no estaba implantada.

Teléfono Sony Ericsson con conector propietario

Teléfono Sony Ericsson con conector propietario

Hoy en día, en el mercado se encuentra una mayoría de smartphones con un conector micro USB, nuevos terminales con el que será el próximo estándar, el USB tipo C, y otro segmento de tamaño considerable con conectores propietarios diversos de la marca Apple. En numerosas ocasiones, los dispositivos incluyen de fábrica un cargador, como el de la primera fotografía, cuyo cable puede ser sustituido por cualquier otro de tipo USB común (tipo A).

Atendiendo a lo anterior, no es de extrañar la tendencia a pensar que cualquier cargador que utilice el mismo conector que un dispositivo es compatible con este. Para establecer un veredicto, hemos de estudiar tres piezas que influyen en el proceso de carga: el cargador, la batería y el dispositivo en sí.

El cargador

Los cargadores de teléfono son fuentes de alimentación que carecen de inteligencia aplicable al proceso de carga. En concreto, es común que se traten de fuentes conmutadas con topología flyback. Esto los hace más eficientes y con un tamaño reducido.

Las características del cargador han de estar serigrafiadas en algún lugar del mismo. Deben aparecer tanto las especificaciones de entrada como las de salida.

Características de un cargador

Características de un cargador

En la imagen anterior se puede observar un cargador con entrada de la red eléctrica de 100 a 240 V en corriente alterna, a 50 o 60 Hz de frecuencia. Así mismo, el consumo de corriente cuando se encuentre funcionando al máximo será de 0.15 amperios. Las características de la salida son, una tensión de 5V en corriente continua y una corriente máxima de 1 amperio.

Analizando la salida del cargador, el voltaje de 5 V CC es común a todos los dispositivos de la actualidad, por lo que no presenta relevancia a la hora de la compatibilidad, sin embargo, la corriente máxima sí es relevante.

Si se conecta un dispositivo que requiera más corriente de la especificada, el cargador podría sobrecargarse y actuar de forma indeterminada: rompiendo algún componente interno, sobrecalentándose, derritiendo la carcasa etc.

En algunos cargadores de calidad, de marcas conocidas, se incorporan circuitos integrados, como el TOP242, que permiten implementar una protección por sobrecorriente de forma que en caso de producirse, el cargador limita la intensidad de salida al máximo que puede suministrar. Sin embargo, no se trata de una protección disponible en la mayoría de cargadores, por lo que, no se debe dar por sentado que nuestro cargador cuenta con ella.

 El IC TOP242 permite limitación por sobrecorriente

El IC TOP242 permite limitación por sobrecorriente

Por el contrario, ¿qué ocurre si uso un cargador con mayor corriente que el que venía con mi móvil? Esta pregunta es tan común que no daré por terminado el apartado sin responderla. La respuesta es: nada, todo funcionará correctamente. Si un cargador es capaz de producir una corriente máxima mayor a la que se le solicita, trabajará con una menor exigencia en sus componentes electrónicos.

De acuerdo a lo visto en estos párrafos, existe un peligro importante cuando se conectan aparatos que requieren más corriente al cargador de la que puede dar, pero esperemos al final para sacar conclusiones.

La batería

Los dispositivos que hemos tratado en este artículo utilizan baterías de litio, que necesitan un manejo más cuidado que sus precursoras, las baterías de níquel-hidruro metálico.

Las baterías de litio necesitan un procedimiento muy concreto para ser cargadas con seguridad. El proceso comienza con una etapa durante la que se aplica una corriente constante y posteriormente se completa la carga con otra etapa a voltaje constante. Este procedimiento es controlado y monitorizado por un circuito integrado especializado que interactúa con el cargador, y que se verá en el próximo apartado.

Batería de litio con el circuito de protección extraído

Batería de litio con el circuito de protección extraído

Existe algo de confusión acerca de un circuito que la mayoría de baterías de litio incorporan en su interior. Esta circuitería es muy importante en el proceso de carga y se conoce como “circuito de protección”. En las baterías más básicas se trata de un simple sensor de temperatura (normalmente una NTC) para que el circuito de carga del teléfono monitorice que la batería no se calienta en exceso. También existen baterías con protección contra sobrecorrientes y sobretensiones, y baterías sin ninguna protección.

El dispositivo

Los smartphones, power banks, wearables, reproductores de MP3 y todos los dispositivos con batería de litio en su interior, cuentan con un circuito integrado de carga, como el 1610A3 de NXP. Este componente es imprescindible, nunca se debe tratar de cargar una batería de esta tecnología sin un integrado de monitorización.

El NXP 1610A3 es el circuito integrado de carga en el iPhone 6

El NXP 1610A3 es el circuito integrado de carga en el iPhone 6

El circuito de carga que se encuentra en el dispositivo aplica la tensión y corriente necesarios a la batería durante el proceso de carga, y dispone de numerosas medidas de seguridad, como la monitorización de temperatura y voltaje de la batería.

Previamente al inicio de la carga, el componente realiza una comprobación de la fuente de la que se obtiene la energía, el cargador. Los cargadores de calidad incorporan una serie de resistencias en la etapa de salida que permiten comunicar al circuito de carga la cifra de corriente máxima que pueden suministrar. Esta información se manifiesta a través de un voltaje en los cables de datos del USB.

Distribución de pines de un conector micro USB. En el centro se encuentran los pines de datos

Distribución de pines de un conector micro USB. En el centro se encuentran los pines de datos

El circuito de carga es capaz de reconocer ciertos valores y limitar la corriente que usa, en función de la que puede suministrar la fuente. Si el cable del cargador no dispone de cables de datos por ser de baja calidad, si el cargador carece de la circuitería que “informa” de su capacidad para proporcionar corriente o si el circuito de carga no reconoce el cargador por otro motivo, se establece un límite de corriente por defecto, normalmente bajo. Esto propiciará una carga lenta, pero segura.

AUTOR: PEDRO F. FERNÁNDEZ

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