Carregador de bateria Li-Ion de 3.7V com o CI MCP73831 + PCI

Carregador de bateria Li-Ion de 3.7V com o CI MCP73831 + PCI

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Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos um circuito carregador de bateria de Ion de Lítio automático, com indicador de carregamento e carga completa, que pode ser utilizado para carregar qualquer bateria de íon de lítio de 3,7V.

O circuito pode ser ligado em uma porta USB de 5V, ou com um carregador de Celular de 5V. O circuito tem controle de carga automático, isso quer dizer que podemos montar um circuito com alimentação da rede energética que quando faltar energia automaticamente a bateria segura.

E quando ligado à rede elétrica, ele mantém a bateria carregada, sem estressar ou saturar a bateria, dando uma tempo de vida estendido para as baterias.

Essas baterias são bastante populares devido a sua praticidade e capacidade de armazenamento, muito utilizadas em: Banco de Baterias de Notebook, Câmeras Filmagem e fotográficas, Lanternas Táticas, Power Bank, etc... 

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📖 Descrição do Circuito Carregador

O circuito é bastante simples utiliza poucos componentes externos facilitando a montagem e diminui o custo de montagem.

Esse circuito é controlado e gerenciado pelo Circuito Integrado da Microchip MCP73831, disponível em encapsulamento SOT-23-5, ele é um controlador com gerenciamento de carga linear altamente avançado, ele emprega um algoritmo de carga de Tensão/Corrente constante com pre-condicionamento e terminação de cargas selecionáveis.

🛠️ Características

• Controlador de gerenciamento de carga linear:

• Transistor de passagem integrado
• Sentido de corrente integrado
• Proteção contra Descarga Reversa

• Regulação de tensão predefinida de alta precisão: + 0,75%

• Quatro opções de regulação de tensão: 4,20V, 4,35V, 4,40V, 4,50V

• Corrente de carga programável: 15 mA a 500 mA

• Pre-condicionamento selecionável: 10%, 20%, 40% ou Desativar

• Controle de fim de carga selecionável: 5%, 7,5%, 10% ou 20%

• Saída do status em três estados - MCP73831

• Desligamento automático

• Regulação Térmica

• Faixa de temperatura: -40 ° C a + 85 ° C

• Embalagem: 5 derivações, SOT-23

🔛 Aplicações

• Carregadores de bateria de íon de lítio / polímero de lítio

• Dispositivos de Assistências pessoais

• Telefones celulares

• Câmeras digitais

• Leitores de MP3

• Fones de ouvido Bluetooth

• Carregadores USB

• Caixas Boom box Portáteis

🔋 As Baterias de Li-Ion

As baterias de íon de lítio popularizaram-se em larga escala em aparelhos eletrônicos portáteis, devido a eles possuírem maior densidade de energia se comparado com outras bateias no mercado.

Os benefícios incluem milhares de recargas e nenhuma ocorrência do velho e conhecido "efeito memória", problemas que tínhamos nas primeiras células de baterias recarregáveis de NiCd.

No entanto, as baterias de íon de lítio precisam ser carregadas seguindo um padrão de corrente constante e tensão constante (CV-CC) cuidadosamente controlado que é exclusivo dessa categoria de célula.

Sobrecarga e manuseio descuidado de uma célula de íon de lítio podem causar danos permanentes ou instabilidade e potencial perigo de explosão.

⚡ Tensão de Carregamento

A regulagem de tensão padrão de carregamento é normalmente configurada para 4.2V, mas, existem variações na nomenclatura do último digito do CI que os diferenciam da tensão de carregamento  padrão como:

• MCP73831-2 = 4,2V

• MCP73831-3 = 4,3V

• MCP73831-4 = 4,4V

• MCP73831-5 = 4,5V
  

⛓️ Corrente de Carregamento

O valor constante da corrente de carregamento é ajustado através do resistor R3 de 2.2KΩ, que no nosso circuito está programado para um carregamento de ±450mA.

Isso porque utilizamos a fórmula dada pelo fabricante que é bastante simples, e com ela podemos variar essa corrente constante de carregamento:

• Rc = Resistor de carregamento

• Cc = Corrente de carregamento em mA

Formula:

• Cc = 1000/Rc

Sendo nosso resistor de 2.2K, temos:

• Cc = 1000/2.2

• Cc = ±450mA
  

Lembrando que a corrente mínima de carregamento para esse dispositivo é de 15mA e a corrente máximo é de 500mA.

🔌 Diagrama Esquemático do Circuito

Temos na Figura 2, logo abaixo, o diagrama esquemático do Circuito Carregador de bateria Li-Ion de 3.7V com o CI MCP73831 e podemos acompanhar e analisar todo o circuito, sendo um carregador de bateria simples e de fácil montagem, com poucos componentes externos.

Fig. 2 - Diagrama Esquemático Carregador de bateria Li-Ion de 3.7V com o CI MCP73831

🧾 Lista de componentes

• Semicondutor

• CI1 ....... Circuito Integrado MCP73831
• LD1 ...... Diodo emissor de Luz LED - Vermelho SMD
• LD2 ...... Diodo emissor de Luz LED - Verde SMD
  

• Resistor

• R1, R2 ... Resistores 240 Ohm SMD
• R3 ......... Resistor Carregamento 2.2K Ohms SMD
  

• Diversos

• Outros ... PCI, Estanho, Fonte de Alimentação, etc.
  

🖨️ A Placa de Circuito Impresso (PCI)

Na Figura 3 abaixo, temos a nossa PCI, os componentes são todos SMD, e o tamanho da placa é bastante reduzido, tendo apenas 22.860 mm por 12.065 mm.

Estamos disponibilizando a PCI em arquivos GERBER, PDF e JPEG, para você que deseja efetuar a montagem mais otimizada, ou em casa, ou se preferir, em uma empresa que imprima a placa.

Fig. 3 - PCI Carregador de bateria Li-Ion de 3.7V com o CI MCP73831

📥 Link Direto Para Baixar

Para baixar os arquivos necessários para a montagem do circuito eletrônico, basta clicar no link direto disponibilizado abaixo:

Click para Baixar: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

👋 E por hoje é só, espero que tenhamos alcançado suas expectativas!

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