Aprenda a construir um carregador automático programável para baterias de lítio com corrente de até 500mA usando o IC LTH7R. Ideal para projetos eletrônicos compactos!
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| Carregador de Bateria Programável 4.2V, Corrente até 500mA usando CI LTH7R |
🔋 O que é o LTH7R?
O LTH7R é um chip carregador de base de corrente constante ou tensão constante, projetado principalmente para carregamento de baterias de lítio de célula única. Imagine-o como um "cérebro" inteligente que gerencia todo o processo de carregamento, garantindo segurança e eficiência.
Diferente de outros circuitos, o LTH7R não precisa de resistor sensor externo, pois possui sua própria estrutura de MOSFET de potência interna. Isso significa que também não é necessário um diodo reverso externo, simplificando significativamente o projeto e economizando espaço valioso na sua placa de circuito.
🌟 Características Principais do LTH7R
O CI LTH7R possui proteção e controle de temperatura, ajustando automaticamente a corrente de carregamento para limitar a alta temperatura no chip. Isso é como ter um termostato inteligente que protege seu circuito contra superaquecimento!
📌 Dica de especialista: Esta característica de proteção térmica é especialmente importante em projetos compactos onde a dissipação de calor é limitada. Ela garante a longevidade do circuito e da bateria.
A tensão de carregamento é fixada em 4.2V, e a corrente de carregamento pode ser ajustada através de um resistor externo. Quando a tensão de flutuação é alcançada e a corrente de carregamento cai para 1/10 da corrente definida no circuito, o CI LTH7R completa automaticamente o processo de carregamento.
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| Fig. 2 - Pinout do IC LTH7R |
Quando a fonte de alimentação é removida, o CI LTH7R entra automaticamente em modo de baixo consumo, drenando menos de 2uA da bateria. Isso é extremamente útil para evitar descarga desnecessária quando o dispositivo não está em uso.
Quando o LTH7R IC entra em modo de espera, a corrente de alimentação é inferior a 25uA. O CI LTH7R também pode monitorar a corrente de carregamento, possui recursos de detecção de tensão, carregamento com ciclo automático e tem um pino indicador para sinalizar o status de fim de carga e o status da tensão de entrada.
🛠️ Especificações Técnicas Detalhadas
🔧 Características de Hardware
- Corrente de carregamento programável até 500mA
- Não necessita de MOSFET externo, resistor sensor, diodo reverso
- Operação em modo de corrente constante ou tensão constante
- Função de proteção térmica integrada
- Tensão de carregamento pré-definida
- Corrente de espera de apenas 20uA
- Tensão de carregamento lento de 2.9V
- Partida suave que limita a corrente de surto
- Adota encapsulamento SOT23-5
📱 Aplicações Práticas
- Baterias para microfones
- Câmeras leves
- Telefones celulares, PDAs, reprodutores MP3
- Fones de ouvido Bluetooth
- Dispositivos IoT de baixo consumo
- Projetos eletrônicos portáteis
- Brinquedos eletrônicos recarregáveis
💡 Dica de Projeto
A capacidade de programar a corrente de carregamento torna o LTH7R extremamente versátil. Para baterias menores, use correntes mais baixas (100-200mA) para prolongar a vida útil da bateria. Para baterias maiores ou quando você precisa de recargas rápidas, pode usar correntes mais altas (até 500mA).
🔧 Programação da Corrente de Carga
O pino PROG (pino 5) é o terminal para configuração da corrente de carga constante e monitoramento da corrente de carga. A corrente de carga pode ser programada conectando um resistor externo do pino PROG ao terra.
Na fase de pré-carga, a tensão deste pino é modulada em 0.1V; na fase de carregamento de corrente constante, a tensão deste pino é fixada em 1V.
Em todos os modos de estado de carregamento, medir a tensão deste pino permite estimar a corrente de carregamento segundo a seguinte fórmula:
📖 Fórmula Geral:
Onde I_bat é a corrente de carga em mA e R_prog é o resistor em kΩ
Exemplo Prático 1: Configurando para 300mA
Para usar em um carregador cuja corrente necessária é de 300mA, podemos usar a fórmula da seguinte forma:
- I_bat = 1000/ R_prog
- R_prog = 1000 / I_bat
- R_prog = 1000 / 300
- R_Prog = 3.3K
Exemplo Prático 2: Configurando para 500mA (Máximo)
Para usar em um carregador cuja corrente necessária é a corrente máxima, 500mA, podemos usar a fórmula da seguinte forma:
- I_bat = 1000/ R_prog
- R_prog = 1000 / I_bat
- R_prog = 1000 / 500
- R_Prog = 2K
| Modelo | R_prog | I_bat |
|---|---|---|
| 1 | 10K | 100mA |
| 2 | 5K | 200mA |
| 3 | 3,3K | 300mA |
| 4 | 2,5K | 400mA |
| 5 | 2K | 500mA |
🎓 Aprofundamento Técnico
A capacidade de ajustar a corrente de carga através de um simples resistor externo torna o LTH7R extremamente versátil. Esta abordagem permite que o mesmo circuito básico seja adaptado para diferentes capacidades de bateria simplesmente alterando o valor do resistor R_prog.
Para baterias com capacidade inferior a 500mAh, recomenda-se usar correntes de carga mais baixas (100-200mA) para prolongar a vida útil da bateria. Para baterias maiores, correntes mais altas podem ser usadas para reduzir o tempo de carregamento.
🔌 Esquema Elétrico do Circuito
Na Figura 3, abaixo, apresentamos o diagrama esquemático completo do nosso Carregador de Bateria Programável 4.2V com corrente de até 500mA usando o CI LTH7R. Pense neste esquema como o "mapa do tesouro" que guiará sua montagem!
Todos os componentes do circuito são do tipo SMD (Surface-Mount Device), o que garante um design extremamente compacto. A entrada de alimentação é feita por soldagem direta na PCI, tornando-o perfeito para projetos onde o espaço é um recurso precioso.
⚠️ Nota do Especialista
Os capacitores são do tipo eletrolíticos SMD. No entanto, se você tiver acesso a capacitores de tântalo, pode usá-los! Eles oferecem uma melhor performance e um perfil mais baixo, otimizando ainda mais o espaço físico do seu projeto.
Uma das grandes vantagens deste circuito é sua versatilidade de alimentação. Ele suporta uma tensão de entrada entre 4.4V e 7V, sendo o valor recomendado de 5V. Isso é excelente notícia, pois significa que você pode carregar sua bateria diretamente em uma porta USB do seu computador ou usando carregadores de celular comuns!
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| Fig. 3 - Esquema Elétrico do Carregador Programável 4.2V, 500mA usando CI LTH7R |
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🖨️ Placa de Circuito Impresso (PCI)
Para facilitar sua vida, na Figura 4, disponibilizamos os arquivos da PCI - Placa de Circuito Impresso. Os arquivos estão nos formatos GERBER, PDF e PNG, cobrindo todas as suas necessidades, seja para uma montagem caseira ou para enviar a uma fabricação profissional.
E o melhor de tudo: os arquivos estão disponíveis para download gratuito diretamente do servidor MEGA, através de um link direto, sem qualquer complicação ou redirecionamento!
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| Fig. 4 - Carregador de Bateria Programável 4.2V: Guia Completo com CI LTH7R |
📥 Link Direto Para Baixar
Para baixar os arquivos necessários para a montagem do circuito eletrônico, basta clicar no link direto disponibilizado abaixo:
Link para Baixar: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG
🤔 Dúvidas Frequentes (FAQ)
Para garantir que seu projeto seja um sucesso, compilamos algumas das perguntas mais comuns sobre este carregador. Confira!
Posso usar este carregador para baterias NiMH?🔽
Não. Este circuito foi projetado especificamente para baterias de íon-lítio (Li-Ion) e lítio-polímero (LiPo), que requerem uma tensão de carga constante de 4.2V. Baterias NiMH utilizam um método de carga diferente.
E se eu usar um resistor R_prog de valor diferente?🔽
A corrente de carga será ajustada de acordo com a fórmula I_bat = 1000 / R_prog. Um resistor de valor maior resultará em uma corrente menor, e vice-versa. Certifique-se de usar um valor que não exceda os 500mA máximos do IC.
É seguro deixar a bateria carregando durante a noite?🔽
Sim! O LTH7R possui um corte automático. Quando a bateria atinge a carga total (a corrente cai para 1/10 do valor programado), o circuito interrompe o processo de carga, evitando sobrecarga.
👋 Conclusão e Próximos Passos
Construir seu próprio carregador de bateria programável é um projeto incrivelmente recompensador, que combina teoria eletrônica com uma aplicação prática e extremamente útil. Com o IC LTH7R, você tem em mãos uma solução profissional, segura e compacta para alimentar seus projetos.
Agora que você tem todas as informações, o esquema e os arquivos da PCB, o próximo passo é você! Montar este circuito não apenas aprimorará suas habilidades com componentes SMD, mas também lhe dará uma ferramenta valiosa para seu laboratório ou para seus próximos inventos.
Artigo original publicado na ELC (inglês) – 4 de julho de 2022
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